Как сделать контур заземления: Как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками

Содержание

Как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками

Мечтая о беззаботной жизни в уютном частном доме, многие совершенно забывают о банальных мерах безопасности. Это касается не только охранных систем, но и более важных конструкций, таких как громоотвод и заземление.

Главная проблема в том, что эти вещи кажутся обыденными, или наоборот абсолютно ненужными. Большинство новоиспеченных владельцев частных домов абсолютно не уделяют внимание этому вопросу, сталкиваясь с регулярными поломками бытовой техники и электроники.

Организация правильного заземления в электросети частного дома — это не потребность, это необходимость. Такая система позволяет обезопасить процесс пользования бытовыми электроприборами, и в то же время уберечь вас от колоссальных трат в случае их поломки из-за коротких замыканий и скачков напряжения.


Хотя сами контуры представляют собой вполне понятные конструкции, есть очень много нюансов, включая расчетные требования под каждый вид жилых домов. Именно поэтому мы вам расскажем не только как правильно сделать контур заземления, но и как выполнить расчеты, подготовиться к процедуре материально, подобрать необходимый инструмент.

Особенности и принципы работы заземления

Предназначение и задачи контура заземления вполне способны охарактеризовать и саму конструкцию.

Заземление — это соединение из всех элементов и «участников» электросети с заземляющим контуром, позволяющим при возникновении токов утечки безопасно отвести их в землю.

Повреждение изоляции, короткие замыкания, и практически любые другие неприятности, которые только могут возникнуть в процессе эксплуатации приборов, могут быть нивелированы за счет правильно смонтированного контура заземления.

Простыми словами — при повреждениях электропроводки электрический тока не причинит вреда вам и вашим близким.

Главная опасность коротких замыканий в том, что они не только выводят из строя электроприборы, весь накопившийся потенциал при первой же возможности будет передан проводнику, которым в случае прикосновения к оголенным проводам является именно человек. Заземление и призвано взять на себя задачу по безопасному отводу электричества в грунт при поломках в электросети.


Нужно ли вообще заземление в частных домах

Как и говорилось выше, заземляющий контур является отличной мерой безопасности для домовладельцев. Но действительно ли нужно заземление в частных домах? Сейчас всё объясним как с точки зрения безопасности, так и исходя из требований законодательных актов.

Заземление не является идеальным средством защиты от поражения электрическим током, поскольку не все конструкции способы отвести большое количество энергии практически мгновенно. Несмотря на это, даже уменьшение накопленного потенциала позволяет существенно снизить силу поражения электрическим током. В критических ситуациях это позволяет избежать массы неприятностей, включая летальный исход.

Кроме практической необходимости, стоит учесть и требования законодательных норм, которые вполне понятны и прозрачны.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ все жилые помещения обязаны быть оборудованными подобными системами защиты. Нижним порогом в требованиях для монтажа таких контуров является электроснабжение переменным током от 100 Вольт и более 40 Вт.

Таким образом 90% всех бытовых сетей в нашей стране должны оборудоваться подобными узлами для обеспечения защиты домовладельцев от травматизма.

Также контур заземления является одной из эффективных мер пожарной безопасности. Небольшие очаги возгорания, или большие пожары, приносят намного больше убытков, чем стоимость установки заземления, поэтому стоит обязательно оборудовать собственный дом подобной конструкции.

Интересный факт — отсутствие заземления в частном доме может негативно сказываться на качестве мобильной связи. Незаземленная электросеть создает массу помех для практически любой электроники, поэтому многие задаются этим вопросом лишь после того, как сталкиваются с помехами в работе оборудования.

Также стоит учесть — хотя система заземления и громоотвод имеют схожие принципы действия, контуры этих систем ни в коем случае не должны кольцеваться. В случае с ударом молнии, такой ход может привести к еще более негативным последствиям. Мощнейший электрический разряд попросту уничтожит всю электронику, а также в результате способен создать очаг возгорания внутри или снаружи дома.

Правила, нормы и базовые требования ПУЭ

Настало время познакомиться с основными требованиями к системам заземления в частных домах. Главный параметр — сопротивление контура, которое определяет надежность и эффективность системы.

Чем меньше сопротивление заземляющих устройств — тем выше их надежность.

Закон Ома гласит — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Таким образом чем меньше сопротивлении, тем больше вероятность срабатывания заземляющего контура.

Для большинства жилых домов с электросетями 380В и 220В, сопротивление не должно превышать 30 Ом. При этом если дом оснащен газовым котлом, то сопротивление не должно превышать уже 10 Ом.

Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) определяют, что каждый жилой объект в черте города обязан оснащаться специальными мерами защиты от опасных напряжений. Речь идет именно о металлических контурах заземления, которые гарантируют защиту проживающих от поражения током.

Глава 1.7, часть 1, пункт 1.7.72 ПЭУ гласит — размеры металлических элементов подбираются с учетом окончательного показателя сопротивления (упоминалось выше), при этом параметры каждого элемента конструкции могут отличаться по своим характеристикам.

Минимальные требования к размерам всё же жестко определены:

  • Соединительная полоса — не менее 12×4 мм (сечение не менее 48 кв.мм).
  • Штыри (металлический уголок) — толщина металла не менее 4 мм.
  • Круглые арматурные штыри — площадь сечения не менее 10 кв.мм.
  • Металлические трубы — толщина стенки не менее 3,5 мм.

На первый взгляд вся эта информация может показаться слишком сложной и даже ненужной. Тем не менее данные о характеристиках заземляющего контура и используемом на участке оборудовании позволит защитить жильцов и животных, предотвратив перегрузку сетей.

Технические требования к сопротивлению заземляющих контуров

С теорией разобрались, можно переходить и разбору технической составляющей данного вопроса. Для частных домов предварительно стоит изучить главу 1.7 ПЭУ, которая регламентирует монтаж контуров заземления в сетях до 1000В. Именно в эту категорию входят все жилые частные дома, поэтому при подборе компонентов нужно руководствоваться именно этим стандартом.

В соответствии с этим документом сопротивление может достигать нескольких показателей:

  • До 0.5 Ом для электроустановок напряжением свыше 1000 Вольт с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
  • До 4 Ом для установок до 1000 Вольт (нужная нам категория частных домов, дач, коттеджей).
  • Не более 10 Ом для электроустановок с напряжением свыше 1000 В и маленькими токами замыкания на землю.
  • Не более 10 Ом, если общая суммарная мощность электроустановок не превышает 100 кВА.

Вот так и выглядит нормативная документация, позволяющая подобрать правильные параметры контуров заземления при подборе материалов и компонентов для их монтажа. Теперь же перейдем к изучению сами конструкций, позволяющих эффективно отводить большие токи замыкания в землю.

Разновидности контуров и схемы заземления

Скорость отвода тока в землю напрямую зависит от эффективности самой системы. Заземления конструктивно очень схожи с громоотводами, поскольку выполняют одну и ту же задачу, но это касается и технической составляющей.

Чем больше электродов будут одновременно отводить электрический заряд, тем меньше времени потребуется для этого.

Существует три типа заземления:

  • Модульно-штыревая — наиболее простой вид контуров, представляющий собой аналог громоотвода в виде одиночного электрода, уходящего вглубь земли. Из-за малой эффективности и узкого применения из-за отличий в твердости грунтов, практически не применяется. Несмотря на это, данный вариант намного эффективнее, чем полное отсутствие заземления в доме или на даче.
  • Линейный — компромиссное решение, поскольку эффективность разомкнутого контура значительно ниже замкнутых. Тем не менее в случае отсутствия необходимого количества пространства, линейный контур может здорово спасти ситуацию. Технически он представляет цепочку электродов, расположенных на одной линии, или по кругу на расстоянии 1-1,5 единицы относительно длины электрода. Для большей эффективности придется увеличить точек отвода.
  • Замкнутый контур (треугольник) — наиболее эффективный метод защиты от замыканий и перепадов напряжения в сети. Замкнутый треугольник позволяет быстро и эффективно отвести большой ток утечки без необходимости углубления электродов на большую глубину. Жесткое соединение штырей позволяет существенно повысить качество и эффективность контура, при этом схема позволяет существенно снизить затраты на установку.

Давайте разберем именно последний вариант, поскольку рекомендуется использовать именно этот вариант в частных жилых домах, дачах или коттеджах.

Конструкция достаточно проста, вам понадобится:

  • Три заостренных прута равной длины — 2-3 метра.
  • Три соединительных полосы равной длины — 1,2-1,5 метра.

Эти компоненты соединяются в равноугольный треугольник, из каждой вершины которого отходит по одному штырю. Для соединения лучше всего использовать электросварку, которая превратит все компоненты в надежный монолитный контур заземления.

Необходимые параметры каждого элемента мы рассматривали в начале этой статьи, поэтому сейчас стоит упомянуть о глубине и размерах треугольника.

Минимальное заглубление составляет 0,5 метра, при этом по возможности стоит увеличить этот параметр. Длина штырей находится в пределах 2-3 метров, при этом расстояние между ними в готовой конструкции варьируется от 1,2 м до 1,5 метра, на ваше усмотрение.

Вкапывать такой контур стоит в любом удобном месте недалеко от жилого дома на глубину, указанную выше. Если же вы жестко ограничены в площади участка, стоит обратить внимание на другие схемы заземлений. Помните — малоэффективное заземление лучше, чем его полное отсутствие.

Монтаж заземления в частном доме своими руками

Приступаем непосредственно к процессу установки заземлительного контура на участке.

Чтобы сделать контур заземления своими руками вам понадобятся:

  • УШМ для резки и зачистки швов.
  • Гаечные ключи М12 и М14.
  • Штыковая лопата для рытья траншеи до места установки контура.
  • Кувалда для заглубления токоподводящих штырей.
  • Сварочный аппарат для сборки конструкции.

Кроме этого, в зависимости от почвы, вам может понадобится лом или перфоратор. Они могут пригодится в момент, когда вы наткнетесь на камень при рытье траншей.

Теперь уделим ещё несколько слов комплекту материалов для изготовления контура заземления.

Список необходимых материалов:

  • Металлический уголок 50×50 мм с толщиной металла 5 мм — 3 отрезка по 3 метра.
  • Стальная полоса 40 мм толщиной 4 мм — 12 метров (для одной точки заземления).
  • Болты М12 или М14 с шайбами и гайками — 2 шт.
  • Медный проводник для отвода контура от здания — медный кабель сечением 6-10 кв.мм.

Не стоит использовать в качестве заземлителей рифленую арматуру или круглую сталь диаметром менее 10 мм. Минимальные требования для заземлителя является уголок 40x40x5 ммили стальной круг диаметром от 14 мм.

Все перечисленное позволит собрать качественный и надежный заземляющий контур, который обезопасит ваших близких, и весь дом, от неприятностей с электричеством.


Перед заглублением штырей, стоит заострить один из их краев, оптимальным вариантом будет угол не менее 30 градусов. Так уголок будет намного проще заглубить в грунт.

Приступаем непосредственно к земляным работам.

Чтобы упростить вбивание штырей, можно создать три вертикальных отверстия при помощи бура, и лишь после этого вбивать заземлители в землю.Не забывайте, что вся конструкция должна быть заглублена в грунт на 0,5 метра, соответственно все параметры нужно рассчитывать начиная с этой глубины, а не поверхности земли.

После забивания штырей можно заняться свариванием всех компонентов в монолитную конструкцию. Благодаря одинаковой длине отрезков стальной полосы, у вас в любом случае получиться равнобедренный треугольник. Не забудьте расположить его так, чтобы одна из вершин «указывала» на сам дом, именно от неё нужно отвести оставшуюся полосу для связки с проводкой дома.

Также дадим вам несколько советов — лучше всего покупать материалы с запасом, исходя из максимально указанной выше длины. Это позволит перестраховать себя, при этом штыри в процессе забивания могут деформироваться, и соответственно уменьшить свою длину. Также стоит поступить и с металлической полосой, поскольку при сваривании или обрезке размеры могут измениться.

Готовые комплекты или ручная сборка?

У многих владельцев, решивших сделать контур заземления своими руками может возникнуть резонный вопрос — не проще ли воспользоваться готовыми комплектами заземления?

Нет, не проще, точнее не всегда проще, а иногда и дороже. Готовые комплекты являются компромиссным решением, поскольку с экономией времени вы получаете более высокую стоимость, при этом не всегда надлежащее качество материалов.

В большинстве магазинов продают модульные или линейные контуры, которые сравнительно дешевле, но при этом не всегда обеспечивают должного качества проводимости электричества.

Самостоятельно подобрав и соединив все компоненты вы будете на 100% уверены в качестве заземляющего контура, соответственно и в безопасности всего дома. Но не стоит отказываться от готовых комплектов — они прекрасно подойдут для обустройства небольшой дачи или коттеджа, гаражей и подсобных помещений, оборудованных электросетью.

Перед тем как вы закопаете всю конструкцию, необходимо выполнить окрашивание видимой части контура для надежной защиты от коррозии. Лучше всего зачистить всю плоскость элементов, поскольку некачественная подготовка перед покраской приведет к ускоренной коррозии металла.

После выполнения всех монтажных работ вам необходимо зарыть траншеи. Еще один совет — перед закапыванием можно залить свежий грунт соляным раствором, который повышает проводимость контура. Чтобы его приготовить руководствуйтесь пропорцией 2-3 кг соли на 10 литров воды. После нужно тщательно утрамбовать почву для лучшего контакта с контуром, малая плотность негативно сказывается на показателях сопротивления грунта.

Нюансы и подводные камни в использовании контура заземления

Как бы хорошо вы не произвели расчеты количества и качества материалов, есть нюансы, которые не зависят от них, но об этом должен знать каждый домовладелец.

В первую очередь речь идет о сопротивлении самого грунта, ведь оно разнится, в зависимости от его характеристик. Например сопротивление торфа составляет всего 20 Ом на 1 куб.м, а вот показатели песка могут достигать 1000 Ом на 1 куб.метр. Чернозем и глина практически не отличаются по своим характеристикам, их сопротивление на 1 куб.метр составляет 50 Ом и 60 Ом соответственно.

Также на уровень сопротивления влияет глубина водного горизонта, чем ближе он к поверхности, тем меньше сопротивление грунта. Обязательно учтите какой именно тип грунта в вашем регионе, и определите хотя бы приблизительные показатели сопротивления, так вы будете уверены в качестве работы заземления.

Итак, мы разобрали все важные особенности и требования к заземляющим контурам для частных домов. Если вы не знали как правильно сделать контур заземления, здесь рассмотрены все схемы, особенности и специфика процесса монтажа подобных систем.


Как проверить контур заземления после установки?

Все описанные ниже действия нужно проводить перед засыпкой траншей, поэтому не стоит спешить, повторная проверка позволить быть ещё более уверенным в надежности конструкции.

В первую очередь проведите визуальный осмотр:

  • Проверьте места соединения элементов на качество сварки, а также наличие трещин.
  • Исследуйте отсутствие следов повреждения соединительного провода и металлической полосы.
  • Осмотрите качество окрашивания элементов, при необходимости исправьте поврежденные места.

По такому же принципу необходимо проводить ежегодный контроль состояния контура заземления частного дома. Благодаря этому он будет работать долгие годы, без необходимости замены элементов.

Кроме этого, стоит уделять внимание и периодическим проверкам физических показателей контура, таких как сопротивление. ПЭУ гласит, что общее сопротивление всех повторных заземлений в любое время года не должно превышать 10 и 20 Ом для сетей с напряжением 380 В и 220 В соответственно. При этих же напряжениях сопротивление каждого отдельного элемента заземления не должно превышать 30 Ом и 60 Ом для сетей 380 В и 220 В соответственно.

Обязательно помните — кроме соответствия техническим параметрам, заземляющий контур должен соответствовать всем требованиям стандартов ГОСТ и ПЭУ, регламентирующих этот вопрос. Только полное их соблюдение позволит быть уверенным в работе заземления для частного дома на 100%.

Финальная стадия — ввод заземления в дом

Хотя все уличные работы по организации заземляющего контура мы уже разобрали, нужно еще подумать о соединении электропроводки и контура заземления.

Для соединения нужно использовать такую же шину, как и для соединения проводников. Лучше всего постараться «дотянуть» металлическую шину прямо к электрощитку, но если это не удастся, стоит сделать это хотя бы с наружной стороны дома, и после соединить при помощи медного провода сечением 6-10 мм2.

Если вам кажется что всё настолько просто, не забывайте о том что есть несколько схем подключения — TN-C-S и TN-S.

Схема TN-S — наиболее современный и надежный тип электропроводки. Такая схема совместима с трансформаторами с глухозаземленной нейтралью, при этом проводники N и PE разделены на протяжении всей линии от подстанции до потребителя. Этот вариант подразумевает использование пятижильного кабеля, благодаря чему обеспечивается максимальная эффективность и безопасность.

Схема TN-C-S — отличный вариант организации заземления на временной основе. Исходя из этой схемы, нейтральная жила N пересекается с проводником PE, при этом в таком случае необходимо несколько точек заземления. От подстанции проводится общий провод PEN, который на подводе к жилому дому разделяется на PE и N. Чаще всего подобные схемы применяются на участках новостроя, или при отсутствии современной электросети в регионе. В последнем случае необходимо дождаться проведения полноценной пятижильной системы службами электросетей.

Главным недостатком второго варианта является необходимость прокладки проводки трехжильным кабелем, который впоследствии всё равно придется заменить более надежным пятижильным. Также при необходимости подключения трёхфазной сети 380В необходимо использовать всё тот же пятижильный кабель. Исходя из всего этого выходит что затраты на монтаж проводки по этой схеме является экономически невыгодным.

Если изначально позаботиться о прокладке правильного типа проводки, внедрение заземления не станет для вас проблемой. Кроме этого, применение пятижильной линии позволит существенно сэкономить, поскольку вам не придется повторно заниматься прокладкой электросетей в собственном доме.


Оцените материал:

Как рассчитать и подключить контур заземления частного дома своими руками

Безопасная работа электропроводки частного дома во многом зависит от наличия контура заземления – он способствует отведению блуждающих токов и защищает все домашние электроприборы от статического напряжения. Кроме того, отвечает за безопасность человека и защищает его от поражения электрическим током. Контур заземления частного дома, хотя и является сложной системой, требующей проведения специальных расчетов, все же в исполнении он представляет собой довольно простую конструкцию, изготовить которую самостоятельно не представляет никакого труда. Предлагаем вместе с сайтом stroisovety.org подробно изучить устройство и принципы самостоятельного монтажа контура заземления.

Контур заземления частного дома фото

Как рассчитать контур заземления

Расчет заземляющего контура необходим для того, чтобы правильно определить его сопротивление и форму, на которые влияют несколько факторов – это размеры и количество заземляющих электродов, расстояние между ними и электропроводность грунта. Именно эти факторы необходимо взять в учет при расчете контура заземления.

Начнем по порядку, и для начала определимся, для какого материала необходимо производить расчет. Монтаж контура заземления может выполняться из разного материала, но в основном это:

  • металлический уголок;
  • труба;
  • арматура.

Монтаж контура заземления своими руками фото

Чтобы эти изделия служили на благо вашей безопасности как можно дольше, к их сечению выдвигают некоторые требования.

  • Труба – вне зависимости от диаметра, она должна иметь толщину стенок не менее 3,5мм.
  • Уголок – опять же, не зависимо от ширины полок, толщина металла не должна быть меньше 4мм.
  • Арматура или круглый прокат должен быть диаметром не менее 16мм.
  • Размеры полосы, служащей для связки заземляющих электродов, должны составлять 4х12мм.

При всем этом используемом материале длина заземляющих электродов составляет 1,5-2м.

Расчет контура заземления

Сопротивление контура заземления рассчитывается отдельно для каждого элемента системы, после чего суммируется. Как правило, расчетные данные значительно отличаются от фактических. Это связанно с тем, что в зависимости от глубины, удельное сопротивление уменьшается.

Рассчитать сопротивление заземляющего контура можно по формуле R= R1/ Kи*N,

в данном случае R1 – это сопротивление одного электрода, Ки – коэффициент использования, характеризующий нагрузку электрической цепи, и N – количество заземляющих электродов.

Расчет контура заземления нужен для того, чтобы определить количество необходимых электродов. Ленивым людям все расчеты можно осуществить с помощью компьютерной программы «Электрик v.6.6».

Как сделать контур заземления своими руками

Как монтировать контур заземления своими руками

Определив количество необходимых электродов, можно приступать к монтажу заземления. Следует понимать, что установить эти электроды можно разными способами – линейным или в виде какой-либо фигуры. Наиболее распространенная схема контура заземления – это треугольник, но здесь необходимо учитывать возможности пространства приусадебного участка. Если места хватает, то лучше расположить электроды квадратом или треугольником, если нет, то придется разместить их в линию. По большому счету это не очень важно.

Траншея для контура заземления частного дома фото

Итак, копаем траншею в виде необходимой формы на глубину 0,7м и забиваем вертикальные электроды. Расстояние между электродами примерно должно равняться их длине – если монтировать замеляющий контур в виде треугольника или квадрата, то эта величина должна характеризовать длину их граней. Забивать электроды необходимо так, чтобы в канаве они выступали на высоту 0,2м.

Ну а дальше все просто – вооружаемся сварочным аппаратом и стальной полосой. Задача заключается в том, чтобы соединить между собой все имеющиеся электроды. Здесь выдвигаются повышенные требования к сварке. Полосы и электрод необходимо сварить сплошным швом во всех возможных местах, а чтобы свести на нет процесс коррозии металла, выступающие электроды и полосу нужно покрыть слоем грунтовки.

Прежде чем закапывать получившуюся конструкцию, устройство контура заземления необходимо подключить к домашней электропроводке. Для этого также понадобится прокопать траншею и провести металлическую полосу вплоть до распределительного щитка, где и выполняется его непосредственное подключение.

Контур заземления своими руками

Проверка контура заземления частного дома

Но и это еще не все – чтобы избежать лишней земельной работы, нужно выполнить проверку контура заземления. По большому счету, проверку контура и замеры его сопротивления должны проводить соответствующие организации, на что выдавать определенный сертификат соответствия. Но в случае самостоятельного контроля воспользуйтесь прибором под названием «клещи» – с его помощью можно провести вычисления, не прибегая к разрывам цепи и использованию сложной устаревшей техники с множеством электродов.

Проверка контура заземления частного дома

Пользоваться таким прибором не сложно – устанавливаете переключатель в режим измерения сопротивления, замыкаете клещи вокруг стальной полосы заземления, после чего прибор выдает показания, которое согласно всем нормам не должно превышать 4Ом.

Только после такой проверки на соответствие нормам сделанный своими руками контур заземления можно закапывать. Не забудьте качественно уплотнить грунт. Проливать водой его не стоит – просто по мере подсыпания земли ее нужно хорошенько утрамбовывать. Со временем почва даст усадку и при необходимости можно будет выполнить дополнительную подсыпку.

Когда можно закапывать контур заземления частного дома

Подключение контура заземления к распределительному щитку своими руками

Задаваясь вопросом, как сделать контур заземления, нельзя упускать из виду процесс его подключения к внутренней цепи электропитания. Это соединение должно быть надежным и долговечным. Как правило, стальную полосу, идущую от контура, связывают со щитком медной жилой сечением не менее 6 квадратов. К полосе кабель подключается с помощью болта, оснащенного гайкой и двумя шайбами, а к щитку – специальной шиной с клеммами, к которой и подключаются отдельные ветви заземляющих проводов внутренней электропроводки дома.

Подключение контура заземления к распределительному щитку

Теперь вы знаете, как делается контур заземления частного дома и, вооруженные теорией, можете приступать к практике. Главное помните, что все должно делаться как можно качественнее, а соединения выполняться самым надежным способом.

Автор статьи Юрий Пановский

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками: требования к монтажу устройства

Человек XXI века настолько свыкся с электричеством, что совершенно забывает об опасности, которая в нем таится. Современные электроприборы повышают ее многократно. Чтобы всегда чувствовать себя в безопасности, следует заземлить бытовую технику.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В большинстве старых построек подача напряжения в дом осуществляется по двум проводам, из которых один фазный, а другой – нулевой. Между ними возникает разница потенциалов, которую именуют напряжением, и составляет оно обычно 220 Вольт. Все электроприборы подключаются к розетке двухконтактной вилкой. Но современные приборы на вилке имеют еще один контакт, который называется «земля».

В обычном доме с двухпроводной системой он бесполезен, а в современных квартирах служит для заземления приборов. С 1997 года во всех новостройках применяется трехпроводная система с дополнительным проводом заземления. В старых домах частного сектора остается по-прежнему два провода без заземления. Но смонтировать его своими силами совсем не трудно, и тогда можно быть уверенным в собственной безопасности.

В ряде случаев возникает ситуация, когда фазное напряжение замыкает на корпус, и бытовой прибор оказывается под напряжением, опасным человека. Причем не обязательно касаться поверхности, достаточно встать на мокрое место возле бойлера или стиральной машины. Особая опасность исходит со стороны бытовой техники, которая одновременно подключена к сети и водопроводу.

Следует заземлить следующую технику:

  1. Стиральную машину, которая обладает большой собственной электрической емкостью и во влажном помещении даже заземленная через евророзетку может щипаться. Подключенная к водопроводу из металлических труб она представляет повышенную опасность. То же самое относится к бойлеру.
  2. Микроволновую печь, в которой используются сверхвысокие частоты. Если в розетке плохие контакты, она начинает испускать лучи на уровне, опасном для здоровья. На многих изделиях сзади есть специальное место для заземления.
  3. Варочные панели, электроплиты, электродуховки. Имеют большую мощность, условия работы внутренней проводки крайне тяжелые, высока вероятность пробоя.
  4. Персональный компьютер, блок питания которого дает большую утечку. От этого снижается производительность.

Когда прибор заземлен, то в момент касания к нему человека, он не ощутит удара. Назначение заземления – отвести ток, который пробивает на корпус, в землю. Именно поэтому при касании к неисправному, но заземленному электроприбору  напряжение на корпусе не опасно для человека. Он не становится единственным проводником тока, через который тот начинает стекать в слой земли.

Зануление тоже предназначено для предотвращения поражения человека. Но подключается и работает оно по другому принципу. Если прибор оказывается под напряжением, он отключается. Многое зависит от приборов отключения, которые применяются. Это могут быть плавкие предохранители или автоматическое устройство. В любом случае они защитят человека.

Для лиц, имеющих поверхностное представление об электротехнике, проще сделать контур заземления, поскольку для его монтажа требуется больше навыков слесаря и сварщика, чем электрика.

Элементы заземления – используемые материалы

Контур заземления в частном доме состоит из проводника и заземлителя, который располагается в самой земле. Для проводника заземления  используется токопроводящая жила, которая соединяет шину на щитке с заземлителем. Ее сечение зависит от фазного провода. Если он на вводе имеет сечение до 16 мм2, то заземляющий должен быть с таким же сечением или большим. При больших размерах фазного провода, сечение идущего на контур заземления может составлять половину. Материалы обоих проводников должны совпадать.

От верхней части заземлителей к щитку идет металлосвязь, которая заземляет его корпус. Образуется прочная металлическая конструкция, которая на щите крепится через болт, а на стержне сваркой.

Сам заземлитель имеет чрезвычайно простую конструкцию: горизонтальные проводники, проложенные в земле и вертикальные заземляющие электроды. Российские и международные требования допускают использовать в качестве материала для них сталь, черную или с различным покрытием, медь – луженую, оцинкованную или без покрытия. Стержни должны не менее чем на полметра входить в почву, которая никогда не промерзает и не пересыхает. Чтобы они гарантированно находились в постоянно увлажненной земле, их длина должна составлять 2–3 м.

Допускается различная форма элементов: полоска, пруток, уголок, труба. Для каждого из материалов существуют ограничения в отношении минимального размера. Например, стальная полоса не может быть тоньше 4 мм, независимо от ее ширины. Такие условия диктуются необходимостью противостояния коррозии. Монтаж стальных деталей производится сваркой, болты быстро разрушаются.

Стальные материалы должны соответствовать следующим требованиям:

  • прутки для стержней иметь диаметр от 16 мм и выше:
  • горизонтальные – не менее 10 мм;
  • стальные трубы диаметром 32 мм и больше.

Для надежного заземления сечение материала должно постоянно увеличиваться вдвое. Например, если пруток от шины к горизонтальным полосам 5 мм2, то они уже должны быть 10 мм2, а стержни – 20 мм2.

Ошибки в устройстве – чего нельзя делать

Вертикальных стержней должно быть несколько, одного, вбитого в грунт, недостаточно. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от площади заземлителя, которая контактирует с ней. У одного заземлителя она недостаточна для обеспечения надежной защиты. Если разнести два и больше стержня на 1–2 м, между ними возникает потенциал, площадь эффективного контакта возрастает в сотни раз. Слишком далеко разносить тоже нельзя: разорвется потенциальная поверхность, останутся просто отдельные заземлители.

Если ВЩ расположен в доме, и нет возможности подвести к нему стальную шину, используется соединение медным проводником. Существует ошибочное мнение, что достаточно закрепить опрессованный наконечник болтом, покрыв защитной токопроводящей смазкой. Она способна предохранить от коррозии только в сухом помещении. Следует обеспечить защиту шины от влаги, расположив ее на стене и закрыв в металлическом ящике.

Увлажнение способствует образованию гальванической пары и электрокоррозии, которая распространяется и под изоляцию. В аварийной ситуации происходит мгновенное перегорание контакта, тем более нельзя крепить заземляющий проводник непосредственно к заземлителю и засыпать грунтом.

Также недопустимо последовательное заземление приборов и подключение нескольких заземляющих проводников к одному контакту заземляющей шины. Это грозит тем, что авария одной установки вызовет цепную реакцию, потянет за собой другие.

Не следует использовать в качестве материала металлоизделия с упрочненной поверхностью вроде арматуры, рельс, швеллера. Повышенная плотность их поверхности препятствует созданию хорошего контакта с грунтом. Также нельзя окрашивать металл, надеясь противостоять коррозии. Ее, может, и не будет, но утрачивается всякий смысл в таком заземлении. Краска препятствует надежному контакту металла с землей.

Самый большой враг заземления – коррозия, которая иногда через несколько лет способна свести его эффективность к нулю. Поэтому перед вкапыванием стальные изделия следует покрывать специальным защитным токопроводящим покрытием.

Установка заземлительных частей – определение схемы и сборка

Перед началом работ определяемся со схемой. Их существует достаточно много, но наиболее распространенных – две: замкнутая и линейная. Каждый вариант требует примерно одинакового расхода материалов, все дело в надежности.

Замкнутая схема выполняется чаще всего как треугольник, хотя может иметь и другой вид. Она надежна в своем функционировании. При повреждении одной перемычки между штырями она продолжает работать. Для частного дома рекомендуется использовать замкнутую схему – треугольник.

При линейном способе все стержни располагаются по линии, соединяясь последовательно. Недостаток в том, что повреждение одной перемычки снижает эффективность, а если она первая, то полностью пропадает работоспособность.

Для создания контура заземления требуется вбить в грунт вертикально три штыря и соединить их заземлителями, расположенными горизонтально. Кроме того, от заземлителя следует подвести металлический прут или ленту для соединения с электрощитом. Вертикальные заземлители выполняем из стальных уголков 50×50×5 мм, горизонтальные – из стальных полос 40×4 мм. Контур и вводной щит соединяем прутком не менее 8 мм2. Можно использовать и другие материалы, о которых рассказано выше, но мы покажем изготовление на примере этих материалов.

Отступив от фундамента около одного метра, размечаем треугольник, имеющий стороны 1,2 м. По линиям разметки выкапываем траншею на глубину до 1 м. Ширину делаем достаточной для того, чтобы заниматься сварочными работами. Это траншея для горизонтальных линий заземления.

Концы угольников обрезаем болгаркой под острым углом, чтобы легче было забивать. Устанавливаем их по вершинам треугольника и бьем кувалдой. Идут они довольно легко, и через несколько минут первый готов, то же самое проделываем и с остальными двумя. Если есть бур, можно просверлить колодец, чтобы меньше забивать. Над нижним уровнем траншеи стержни должны выступать сантиметров на 30.

Когда они все окажутся в земле, приступаем к соединению горизонтальными полосами, чтобы создать замкнутый контур. Применяя обычную сварку, привариваем полосы к уголкам. Используем именно сварку, потому что болтовое соединение в земле быстро разрушится. Потеря контакта приведет к утрате заземлением своей функциональности.

Если нет никакой возможности применить сварку, можно использовать болты, но только над поверхностью грунта. Их обрабатывают токопроводящей смазкой, периодически подтягивают и опять смазывают.

Собранный контур соединяем со щитком. Привариваем к уголку проволоку из стали, прокладываем по дну траншеи к электрощитку. На другом конце привариваем шайбу для создания надежного контакта в месте соединения с ВЩ. Если нет прута подходящего сечения, используем такую же полосу, что и для горизонтальных перемычек. Она даже предпочтительнее, с землей у нее большая площадь контакта, но с ней труднее работать. В крайнем случае, если не удается изогнуть полосу под нужным углом, разрезаем ее на части и свариваем из отдельных элементов.

Готовый контур заземления обрабатываем антикоррозийным составом, после чего можно засыпать землей. Изготовленная таким способом конструкция прослужит десятки лет.

Подключение потребителей – изменения в схеме проводки

Одним монтажом внешнего заземляющего устройства дело не ограничивается. Если в доме имеются три провода, то проблем никаких не возникает. Но со старой двухпроводной схемой придется повозиться. Ведь она не предусмотрена для подключения заземления.

Существует несколько вариантов, из которых можно выбрать наиболее подходящий:

  1. Устанавливаем новые евророзетки, проводим от них к щитку отдельные заземляющие провода. Через электрощит подключаем их на шину заземления.
  2. Полностью отключаем старую проводку. Отсоединяем ее от электрощита и оставляем в стене, а новую прокладываем поверх нее в пластиковых кожухах. Для розеток и выключателей используем старые гнезда.
  3. Меняем двухпроводную схему на трехпроводную. Старую можно не удалять, а оставить для освещения и подключения маломощных приборов. Трехпроводную монтируем отдельно после установки нового щита.

Но на вводе у нас осталось два провода, с подключением по системе TN-C. На трансформаторной подстанции нейтраль заземлена, по воздуху подходит фаза L и другая жила, которая совмещает в себе нулевую защиту с рабочим проводом, помечается на схемах PEN. Собственный контур заземления теперь следует подключить к домашней сети. Для этого существует два способа:

  • переделать систему с TN-C на TN-C-S;
  • подключить по системе ТТ.

В двухпроводной системе TN-C нет отдельного защитного проводника. Чтобы переделать ее на TN-C-S, применяем разделение совмещенного PEN провода на два отдельных: защитный РЕ и рабочий N. Для его определения воспользуемся индикатором: на фазном он будет светиться, а на нужном нам PEN свечение отсутствует.

В электрическом вводном щите устанавливаем шину, металлически связанную с его корпусом. Она будет служить шиной заземления РЕ, подключаем к ней провод PEN, который идет с улицы. Устанавливаем в щите еще две шины, изолированные от корпуса. К одной из них делаем перемычку, это будет шина нулевого рабочего провода N. На вторую изолированную шину подключаем фазу  L.

Применение системы ТТ не требует разделения PEN провода. При такой схеме между контуром заземления и PEN проводником отсутствует электрическая связь. Два провода входят в дом через шины, изолированные от корпуса ВЩ. Заземляется сам электрощит.

ТТ имеет преимущества перед TN-C-S системой, которая требует разделения PEN провода. Если отгорит ноль со стороны входа в системе TN-C-S, все приборы окажутся заземленными на контур, что при некоторых обстоятельствах может вызвать негативные последствия. При системе ТТ у провода PEN отсутствует всякая связь с домашним заземлением, на корпусах приборов гарантированно не будет напряжения.

Применение схемы ТТ требует обязательного наличия УЗО – устройств защитного отключения. Нелишними они будут и в системе  TN-C-S. Особенно полезными окажутся в ситуации, когда наблюдается неравномерная нагрузка фаз, и на нулевом проводнике появляется небольшое напряжение. Когда сеть электрически связана с защитным проводником, оно может появиться и на корпусе прибора. Именно тогда должна сработать защита.

Из рассмотренного выше делаем вывод, что для дома со старой проводкой лучшим вариантом является применение схемы ТТ, а внутри лучше смонтировать отдельные подводы для заземления мощных приборов.

Заземление в частном доме — как сделать контур своими руками

Основная функция заземления – защита человека от поражения электрическим током. Кроме того, благодаря наличию контура заземления уменьшается уровень магнитных помех, исходящих от электрической техники, и исчезают помехи в самой электрической сети. Также никто не отменял статическое напряжение, которое появляется на металлических корпусах, но которое может исчезнуть, если корпус надёжно заземлён.

Раньше заземление в основном применялось в промышленных электроустановках, однако сегодня даже бытовая электрическая сеть не должна обходиться без заземления. В быту корпусы электрической бытовой техники заземляются через обычную вилку европейского стандарта со специальным контактом для заземления. К этому контакту обязательно должен быть подключён защитный PE-проводник («земля»).

В случае электрического пробоя изоляции фазного провода на металлический корпус и случайном прикосновении человека к этому корпусу, движение электрического тока будет направлено в землю, минуя организм человека. Таким образом работает защита от прямого прикосновения. Кроме этого, при замыкании фазы на заземлённый корпус, появляется ток короткого замыкания (ток к.з.), который в доли секунды резко увеличивает своё значение. На ток к.з. реагирует защитный автомат, который срабатывает и полностью отключает подачу напряжения на то место, где произошло к.з.

Контур заземления своими руками — пошаговая инструкция

В настоящий момент очень популярно строительство частных домов. Кроме стандартных строительных работ, выполняются работы и по электрификации дома. Вследствие этого появляется необходимость в выполнении контура защитного заземления. Контур заземления может выполняться не только для вновь возводимых строений, но также и для домов, у которых контура не было изначально ещё при строительстве. Если на производстве контур защитного заземления выполняется электромонтажной организацией по готовому проекту, то в быту можно сделать заземление своими руками.

Для монтажа заземляющего контура необходимы следующие материалы:

● металлические электроды;

● металлическая (стальная) полоса;

● несколько болтов.

Стоит отметить, что в продаже уже давно имеются специальные комплекты для самостоятельного выполнения заземления частного дома.

Для выполнения монтажных работ понадобятся:

● лопата штыковая;

● большой молоток или кувалда;

● бытовой сварочный инвертор;

● сварочные электроды;

● болгарка.

Для частного дома контур заземления должен состоять из трёх заземляющих электродов, вкопанных или забитых в землю и соединённых между собой металлической полосой. В качестве электродов может использоваться стальной уголок 50х50х5мм. Длина уголка должна быть в пределах двух-трёх метров. Если изначальная длина уголка больше двух-трёх метров, то болгаркой отрезаются куски необходимой длины. В качестве полосы используется сталь 40х4мм.

Ни в коем случае нельзя в качестве заземлителей использовать металлическую арматуру, т.к. у неё калёная поверхность, следовательно, процесс растекания тока нарушается. Кроме того, арматура быстрее окисляется и ржавеет, что абсолютно недопустимо. Короче говоря, металл для контура заземления по истечении определённого времени не должен окисляться и ржаветь.

Отвод от контура также выполняется металлической полосой.

Монтаж контура защитного заземления для частного дома выполняется в несколько этапов.

Выбор места расположения контура

Для определения места под контур, необходимо учитывать свойства грунта. Для выполнения контура заземления больше всего подходит чернозём, менее пригодны для этих целей песок и глина. Контур заземления должен находиться рядом с домом на расстоянии около метра.

Разметка

Так как контур для частного дома выполняется в виде равностороннего треугольника, то и разметка на грунте должна быть соответствующей. Расстояние между сторонами размеченного треугольника должно быть таким, чтобы электроды можно было забивать в грунт на расстоянии друг от друга не меньше длины электрода.

Траншея под контур

После того, как выполнена треугольная разметка, выкапывается траншея по периметру разметки. Глубина траншеи должна учитывать глубину промерзания грунта в сильный мороз. Ширина должна быть достаточной для того, чтобы удобно было обваривать контур по периметру, например 0,7м.

Монтаж контура

Работы по монтажу контура начинаются непосредственно с забивания электродов. Электроды забиваются молотком или кувалдой по углам треугольной траншеи на 2-3 метра вглубь. Забивать необходимо не полностью. На поверхности траншеи должно оставаться 0,2-0,3м от длины электрода.

Затем забитые электроды соединяются между собой горизонтально расположенной металлической полосой при помощи сварки. Так образуется треугольный контур. Отсюда и название – контур заземления.

Нельзя вместо сварочного соединения использовать болтовое соединение или какое-либо другое. Причина – быстрое окисление и ржавление.

Следующим этапом будет выполнение металлического отвода от контура. Как и было сказано, отвод выполняется также металлической полосой. Полоса с одной стороны приваривается к самому контуру, а другая сторона полосы ведётся в дом через отверстие в стене. В доме полосу рекомендуется провести по внутренней стене на небольшой высоте от пола. На этой части полосы заземления привариваются болты на не слишком большом расстоянии друг от друга. К одному из таких болтов прикручивается медный поводок, которым заземляется вводной щиток дома.

После того, как полностью выполнены монтажные работы, необходимо сделать замер сопротивления растеканию тока контура заземления. Замер обычно выполняют специальным прибором. Величина сопротивления должна быть не более 4 Ом.

После замера контур заземления засыпается грунтом, после чего заземление можно уже эксплуатировать.

Правильно выполненный контур заземления собственноручно – залог безопасности и правильной работы бытовых потребителей.

Контур заземления | Заметки электрика

Здравствуйте, дорогие гости сайта «Заметки электрика».

Сегодня я расскажу Вам про контур заземления, для чего он необходим и как правильно выполнить его монтаж своими руками.

Покупая дачные участки для строительства домов и коттеджей, мы должны получить разрешение от энергоснабжающей организации на присоединение определенной мощности. И на данном этапе практически у всех возникает проблема с электромонтажом контура заземления, т.к. в технических условиях на электроснабжение дома он обязателен.

Также он необходим при реконструкции старой электропроводки. Более подробно об организации электропроводки в своем доме читайте в статье: электропроводка в деревянном доме.

Что такое контур заземления?

Для начала давайте разберемся, что такое заземление?

Заземление — это ЗУ (заземляющее устройство), предназначенное для электрического соединения с «землей» различных заземляемых частей электрооборудования.

Для каждой системы заземления (TN-C, TN-C-S, TN-S, TT и IT) существуют свои требования к сопротивлению заземляющего устройства (переходите по ссылкам соответствующих систем заземления и знакомьтесь).

Сопротивление ЗУ очень сильно зависит от:

  • типа грунта
  • структуры грунта
  • состояния грунта
  • глубины залегания электродов
  • количества электродов
  • свойств электродов

Контур заземления — это и есть, соединенные между собой, горизонтальные и вертикальные электроды, которые заложены на определенной глубине в грунте Вашего участка.

Все вышеописанные свойства грунта определяются его сопротивлением растекания тока. И чем это сопротивление меньше, тем лучше для монтажа контура заземления.

Грунты, идеально подходящие для монтажа контура заземления:

  • торф
  • суглинок
  • глина с высокой влажностью

Грунты, подходящие для монтажа контура заземления

Грунты, не подходящие для монтажа контура заземления:

Грунты, не подходящие для монтажа контура заземления

В зависимости от условий окружающей среды, даже один и тот же тип грунта может иметь разные свойства.

Поэтому производить монтаж контура заземления необходимо осознанно, а выбор количества и длины заземляющих электродов рассматривать по конкретному случаю.

В данной статье я опишу Вам самый распространенный и простой способ монтажа контура заземления. Существуют и более современные способы, например, модульно-штырьевая система заземления. Но к ним мы вернемся в других моих статьях. Чтобы не пропустить новые выпуски статей, подпишитесь.

 

Подготовка

Выбираем место для установки и монтажа заземляющего устройства.

Рекомендую выбирать место для заземления вблизи вводного распределительного устройства (сборки) Вашего дома. 

Согласно ПУЭ (п.1.7.111), искусственные вертикальные и горизонтальные заземлители (электроды) должны быть либо медными, либо из черной или оцинкованной стали. Также их поверхность не должна быть окрашена.

Вот таблица (ПУЭ, табл.1.7.4) рекомендуемых размеров вертикальных и горизонтальных заземлителей (электродов) и заземляющих проводников для прокладки в земле:

В качестве вертикальных и горизонтальных заземлителей (электродов) мы используем:

  • стальной уголок размером 50х50х5 (мм) с поперечным сечением 480 (кв.мм)
  • стальную полосу размером 40х4 (мм) с поперечным сечением 160 (кв.мм)

Материалы для контура заземления

Вот мои заготовки материала для монтажа контура заземления для повторного заземления PEN-проводника жилого многоквартирного дома и дальнейшего его разделения: на защитный проводник РЕ и нулевой рабочий проводник N.

 

Монтаж контура заземления

Теперь нам необходимо взять лопату и выкопать траншею в виде треугольника с размерами (3 х 3 х 3) метра. Можно выкопать траншею в виде прямой линии длиной порядка 4-5 метров. Последнее время мы именно так и делаем.

Ширина траншеи составляет 0,3-0,5 метра, а глубина 0,5-0,8 метра.

Траншея для контура заземления

В вершины данного треугольника забиваем кувалдой стальной уголок (вертикальные заземлители) длиной 2,5-3 метра. Вместо кувалды можно использовать специальные буры. Если траншея у Вас выкопана в виде прямой линии, то забиваем вертикальные электроды в количестве 4-5 штук через каждый метр.

Чтобы легче забивать стальные уголки в землю, заострите их концы болгаркой.

Забиваем стальные уголки (вертикальные электроды) не полностью, а оставляем около 20 (см). Затем с помощью сварочного аппарата привариваем к нашим стальным уголкам по периметру треугольника или прямой линии горизонтальную стальную полосу, идущую в силовой электрический щиток на шину РЕ (ГЗШ).

Проводник, который соединяет заземляющее устройство с заземляющей частью электроустановки (вводным распределительным устройством или сборкой), называется заземляющим.

В нашем примере в качестве заземляющего проводника применяется стальная полоса размерами 40 х 4 (мм), что удовлетворяет требованиям ПУЭ.

В итоге у нас получается вот такая конструкция (схема). Кстати забыл сказать, что места сварки нужно обработать антикоррозийным составом, например, битумом, а траншею закопать однородным грунтом.

Далее стальную полосу прокладываем до шины РЕ (ГЗШ). Вот фотография для наглядности.

Можно сделать и по-другому, воспользовавшись ПУЭ, п.1.7.117. Выводим из земли горизонтальный заземляющий проводник в виде стальной полосы, а к нему с помощью болтового соединения подключаем проводник, который прокладываем до шины РЕ (ГЗШ):

  • медный сечением не менее 10 кв.мм
  • алюминиевый сечением не менее 16 кв.мм
  • стальной сечением не менее 75 кв.мм

Я использовал заземляющий проводник из медной шины.

Окончание работ

После монтажа необходимо произвести замер его сопротивления. Как сделать это самостоятельно — читайте в статье замер контура заземления (заземляющего устройства).

P.S. В завершении хотелось бы Вам напомнить, что правильное и качественное заземление является Вашей защитой от поражения электрическим током.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Контур заземления своими руками — правила

 

Контур заземления своими руками

На сегодняшний день огромное количество самых разных бытовых приборов начало занимать важную роль в нашей жизни. Сложно представить, что бы мы делали дома без телевизора или компьютера. Насколько осложнилась бы стирка и готовка, если бы не было микроволновой печи и стиральной машинки.

Даже не говоря о доме или квартире, стоит припомнить, насколько актуальной бывает проблема электрификации загородного дома или дачи.

Ведь здесь иногда нужна работа электроинструментов: нужно установить бойлер или же банально зарядить телефон.

Во всем этом есть и еще один нюанс, который с каждым днем становится все актуальнее: современная техника начинает не только больше потреблять электроэнергии, самих видов этой техники становится больше. Соответственно, возникает вопрос о необходимости заземления, а точнее, как правильно его подключить.

Если раньше заземление было актуальным только в магазинах или на промышленных объектах, то теперь это необходимо и в самом обычном жилом доме, квартире.

Сделать это можно своими руками, причем это не потребует много сил и времени, главное, все делать по инструкции, аккуратно и придерживаясь всех рекомендаций.

Как подключается провод заземления

Чтобы сделать контур заземления своими руками, следует уделить внимание различным мелочам и даже теории. Следует разобраться в основах.

Даже если вы не разбираетесь или же боитесь электричества – ничего опасного здесь нет. Вопрос только в правильности и последовательности предпринимаемых действий.

Итак, когда вы подключаете любое устройство в розетку, вы наверняка обратили внимание, что при этом контакт осуществляется в 2 местах. Это так называемый однофазный переменный ток. Первый контакт, собственно, и является фазой, второй же – это ноль. Оба эти провода берут начало от распределительного щитка.

Как он выглядит можно увидеть выше. Опять же, подключить стоит и третий кабель. Это и будет пресловутое заземление. Делается оно в обход распределительному щитку, сразу на контур заземления. Следует обязательно сказать, что сам щиток тоже нуждается в заземлении.

Как проверить выполненную работу

Чтобы сделать контур своими руками, не потребуется много времени или сил. Более того, сделать это может даже абсолютный профан.

Есть и одна сложность в этом деле. Чтобы проверить качественно ли, удачно ли была выполнена работа, потребуется специальный прибор – омметр.

Омметр

Купить его будет бессмысленной тратой денег, так как замер вы будете проводить разово. Вполне возможно, что решить подобную проблему будет достаточно просто: найти электрика и одолжить у него этот прибор, взять в аренду.

Замер делается следующим образом: берутся два электрода и разносятся на расстояние друг от друга до 25 метров. Между ними и контуром проводятся замеры. Сам замер делать достаточно просто. Если у вас будет прибор на руках, всю работу можно выполнить менее, чем за час.

В это время включается и изучение инструкции к прибору. Теперь следует перейти к непосредственному монтажу.

Как произвести монтаж контура заземления

Если говорить о необходимости заземления сети небольшого загородного дома, то этот процесс выглядит следующим образом:

  • нужно взять 3 электрода;
  • соединить их между собой;
  • вбить в землю на определенную глубину.

Эти 3 стальных электрода в идеале вбить на глубину 1.5-2 метра. Между собой электроды соединяются при помощи сварки стальной полосой или же арматурой. В результате вы должны будете получить треугольник.

Чертеж контура

Далее при соединении электродов на один из них следует наварить болт с гайкой – это будет будущее крепление, соединительная точка для кабеля заземления, идущего от дома.

Расстояние, на которое следует выносить контур, может составлять от 3 до 4 метров. Но все же, настоятельно рекомендуется отнести контур подальше. Вживую подготовка грунта выглядит как на рисунке ниже.

Подготовка почвы

Что касается размеров получившегося треугольника, насколько далеко стоит устанавливать стержни – электроды, зависит от грунта. Если говорить точно, все зависит от того, насколько грунт влажный. Чем выше этот параметр, тем ближе друг к другу можно вбивать электроды и на значительно меньшую глубину. Если же почва сухая, соответственно, глубина должна быть большой, расстояние между прутами и ребра треугольника – длиннее.

Если вам лень выяснять глубину самостоятельно, можно просто посетить ближайшую государственную службу, обратиться не к чиновникам, а к рядовому дежурному электрику.

Он сможет сказать вам глубину, необходимую по контуру в вашем регионе, и сможет вас проконсультировать, дать точные данные. Если у вас нет возможности сварить контур, его можно купить. В продаже доступны омедненные готовые контуры разборного типа. Их эффективность достаточно высока, но и цена, к сожалению, соответствующая.

Маленькие и полезные советы в установке

В случае, если грунт очень сухой, например, песчаный или известняковый, повысить его влажность можно искусственно. Достаточно лишь проделать в нем несколько скважин в том месте, где будет устанавливаться контур, и залить их водой.

В случае, если вы устанавливаете контур на дачном участке, стоит порекомендовать не вбивать электроды, а предварительно сделать углубления, в которые вы и опустите конструкцию.

Скважины для контура

Кроме того, оставшиеся свободные ниши можно засыпать грунтом, перемешанным с солью. У такого способа есть как свой плюс, так и свой минус:

  • подобное позволит повысить эффективность контура за счет уменьшения его сопротивления;
  • такой способ приведет к коррозии метала.

Тем не менее, можно смело пользоваться данным методом, поскольку коррозия будет образовываться в течение долгого срока.

Опять же, монтаж контура стоит производить летом, особенно в самый жаркий его период. Именно в это время вы сможете получить данные о максимальной сухости почвы, которая как раз и приходится на этот период.

Подобный метод имеет еще ряд преимуществ: так вы не только сможете выяснить минимальное значение сопротивления контура, но и облегчите себе работу. Ведь копать такой грунт будет намного легче, чем зимой, когда он промерзший, а весной – впитавший влагу.

В качестве материалов для работы можно сражу же купить черный стальной уголок и такую же ленту. Еще одно уточнение: уголки не следует окрашивать.

Уголок для контура

Бытует мнение, что на участке следует выбирать то место, которое находится в постоянной тени и куда падает вся дождевая вода. Это сильнейшее заблуждение. Дождевая вода может проникать в почву на глубину 1-1.5 метра, а этого недостаточно для контура, он должен быть на большей глубине, где, кстати, уровень влажности более стабилен за счет грунтовых вод.

Вбивать арматуру может оказаться достаточно сложной задачей. Вы можете не достигнуть цели, лишь погнуть свои заготовки. Наиболее простым способом будет предварительно выкопать углубления.

Последовательность действий должна быть такова: сначала следует выполнить земельные работы, выкопать отверстия для установки штырей, установить их, соединить при помощи сварки, зафиксировать в грунте и только тогда подключить к системе вашего дома. Выглядеть оно должно приблизительно следующим образом.

Идеальная установка контура

Последний полезный совет: контур следует устанавливать со стороны тех помещений дома, которые являются наиболее опасными с точки зрения электробезопасности. Их легко вычислить по слабой проводке, большому числу устройств или же по устройствам, потребляющим большую мощность.

Видео – контур заземления своими руками

На представленном ниже видео вы сможете увидеть все перечисленные выше манипуляции, сможете воочию увидеть, как и что следует делать.

схемы и размеры контуров, последовательность

Электричество в нашем доме облегчает жизнь и делает её более комфортной, но нельзя забывать, что оно же может стать причиной серьёзных электротравм. Один из способов обезопасить себя -это применять защитное заземление. Кроме того, некоторые современные электроприборы, например, микроволновые печи, газовые котлы, системные блоки домашних компьютеров, нуждаются в заземлении для обеспечения их нормальной работы (уменьшение помех, снижение уровня вредного излучения).

Очень редко можно встретить частный дом или дачу, в которых используется заземление. Перед владельцами такого жилья встаёт выбор, нанять рабочих или сделать заземление самостоятельно. Для сети 220 В (380в) решить эту задачу достаточно просто. Поэтому, если у вас есть желание физически поработать, нет необходимости покупать дорогостоящие комплекты готовых заземлителей или нанимать организации для выполнения этих работ.

В процессе изготовления понадобится выполнение небольшого количества сварочных работ, если с этим трудностей не возникает, остаётся приобрести металлоизделия и приниматься за работу.

Защитное заземление

Большинство наших сетей оборудовано глухозаземленной нейтралью, проще говоря, нулевой провод в розетке на электростанции соединён с землёй. Ещё провод заземляется в дополнительных точках, например, на столбах линий электропередач. К сожалению, электросети сильно изношены, и это заземление оставляет желать лучшего.

Теперь представим ситуацию, когда из-за повреждённой изоляции напряжение попало на корпус прибора. Если прикоснуться к прибору, ток начнёт течь через тело человека к земле. Принято считать, что тело человека имеет сопротивление около 1 тыс. Ом, увеличивает эту величину резиновая подошва обуви, сухой коврик на полу и т. д. Чем меньше эта величина, тем сильнее будет ощущаться воздействие тока на организм.

Если присутствует заземление, ток с повреждённого устройства потечёт на землю по нему. Если в этом случае человек касается корпуса прибора, то его тело становится параллельно подключённым к заземляющему проводнику. Сопротивление последнего намного меньше сопротивления тела, поэтому большая часть тока будет течь по пути наименьшего сопротивления, а человек максимум ощутит лёгкое пощипывание и избежит получения тяжёлых электротравм.

Для того чтобы схема работала так, как описано выше, система заземления должна иметь определённое сопротивление:

  • для сети напряжением 380В — не более 2 Ом;
  • для сети напряжением 220В — не более 4 Ом.

Требования к конструкции устройства заземления частного дома с сетью 380 В более высокие, поэтому такой контур можно использовать и для сети 220 В. При построении отличаются они только тем, что для 380 В применяются заземляющие проводники большего сечения, а элементы конструкции выполнены из более толстого металла. Поэтому нет необходимости отдельно рассматривать, как сделать контур заземления 380 В и 220 В. Рассмотрим изготовление заземления для 380 В.

Элементы и материалы

Устройство заземления состоит из трёх элементов.

  1. Вертикальные заземлители — металлические элементы, которые забиваются вглубь грунта, Предпочтительно их изготавливать из толстостенной трубы диаметром не менее 32 мм или из уголка шириной от 40 мм.
  2. Горизонтальные элементы, которые соединяют все вертикальные элементы в одну цепь. Лучше всего для этих целей подойдёт металлическая полоса 40×4 мм, но можно использовать уголок или прут диаметром от 16 мм.
  3. Шина заземления — металлический проводник, идущий от заземлителей к распределительному щиту или к защищаемому оборудованию. Для этих целей можно применять полосу 40×4 мм. В целях экономии и для удобства выполнения изгибов и поворотов допустимо применение прута диаметром 10 мм. Заводить в дом или в распределительный щит металлическую полосу достаточно трудно. Для облегчения этой процедуры поступают так. Доводят шину заземления до наружной стены дома. На конце приваривают болт с резьбой м10 или м12, с помощью которого присоединяют медный провод сечением не менее 6 мм2. Дальше этот проводник заводят в щит.

Чем больше сечение применяемых металлических элементов, тем лучше токи растекаются на землю, а следовательно, лучше работает весь контур заземления. Кроме того, толстый метал будет дольше разрушаться коррозией, поэтому при прочих равных условиях следует выбирать металл потолще.

Электропроводность у калёного металлопроката ниже, чем у обычной стали, по этой причине не следует применять арматуру, швеллер и подобные им элементы металлоконструкций.

Схемы и размеры

Схема контура заземления частного дома — это способ расположения и соединения вертикальных заземлителей. Если вы делаете заземление 380 вольт на дом, схема выполнения может быть разной, но основных две.

  1. Замкнутая — контур выполняется в виде геометрической фигуры. В углы забивают вертикальные штыри, которые соединяют горизонтальными элементами, образуя стороны выбранной фигуры. Чаще всего контур изготавливают в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 2.5−3 метра. Глубина погружения вертикальных стержней около трёх метров. В случае необходимости размер стороны треугольника можно уменьшить до 1.2 метра.
  2. Линейная — контур имеет вид прямой или изогнутой линии. Вертикальные штыри забивают на расстоянии 2.5−3 метра друг от друга и соединяют их последовательно горизонтальными элементами.

Размеры контура заземления для частного дома, приведённые выше, подходят для большинства случаев, но их можно изменять в зависимости от конкретных условий. Например, если на вашем участке грунтовые воды расположены близко, то длина вертикальных заземлителей может быть уменьшена до метра.

Если невозможно углубить заземлители до необходимого уровня, или на участке сухая песчаная почва, может возникнуть ситуация, когда готовое заземление обладает большим сопротивлением и не выполняет свои функции. В этом случае необходимо увеличивать число вертикальных штырей. Например, если уже есть треугольный контур, нужно отступить от него три метра и вбить стержень, который соединяется с треугольником металлической полосой. Получается совмещение замкнутой и линейной схем построения. Можно сделать два треугольника и соединить их между собой. Так поступать до тех пор, пока сопротивление контура не опустится до необходимой величины.

Выбор места

Заземляющее устройство располагается не ближе одного метра от дома.

Хорошо, если в выбранном месте земля никогда не пересыхает, например, участок земли с северной стороны дома, низина и так далее.

Не следует забывать и о мерах предосторожности, нужно ограничить посещение места с контуром заземления животными и людьми. Для этого заземление нужно расположить там, где исключено нахождение людей, или огородить его.

Перед началом земляных работ убедитесь, что под землёй не проложены трубопроводы и кабели.

Проверка заземления

Методика измерения сопротивления заземления отличается от измерения обычного сопротивления, поэтому для таких целей используют специальные приборы. Если у вас такого прибора нет, вы можете проверить свой контур практическим методом.

Понадобится патрон с лампой накаливания мощностью не менее 100 Вт. Один провод от патрона лампы подключают к фазному контакту розетки, а второй — к шине заземления. Если лампа светит так же, как и при обычном подключении к сети, контур работает правильно. В идеале напряжение на лампе в обоих случаях должно быть одинаковым.

В случае когда лампа светит тускло или не горит вовсе, необходимо проверить места сварки металла и соединения проводов. Если соединения в норме, необходимо увеличивать контур заземления.

Последовательность выполнения работ

  1. Делаем разметку. Отмечаем места расположения вертикальных заземлителей, расположение горизонтальных перемычек и путь, по которому к дому будет проходить заземляющая шина.
  2. Можно приступать к земляным работам. Все элементы контура должны располагаться под поверхностью грунта, желательно ниже уровня промерзания, поэтому глубина должна быть не менее пятидесяти сантиметров. Ширину траншеи нужно выбрать такой, чтобы обеспечить удобство выполнения сварочных работ и процедуры заглубления заземлителей.
  3. Подготавливаем метал. Нарезаем заготовки для вертикальных заземлителей и заостряем один из концов. На другом конце желательно приварить площадку — это уменьшит расклепывание металла и облегчит работу. Нарезать сразу и горизонтальные перемычки не следует, так как при забивании штыри могут уйти в стороны, и практические длины перемычек могут отличаться от расчётных. Для защиты металла от коррозии можно покрыть его специальными составами, которые сохраняют электропроводность стали. Применять обычные лакокрасочные материалы нельзя.
  4. Забиваем штыри. Длина штырей около трёх метров, поэтому в начале этой процедуры может понадобиться стремянка. Забивать можно обычной кувалдой или использовать мощный отбойный молоток. После заглубления верхний край штырей будет деформирован, и его лучше подрезать до ровной части — это облегчит сварочные работы. Заглублять штыри нужно настолько, чтобы после подрезки они были выше дна траншеи примерно на 10 см.
  5. Нарезаем метал для горизонтальных элементов контура и приступаем к сварочным работам. Обваривать следует сплошным швом высокого качества. Если вы не можете этого сделать, пригласите специалиста, так как очень важно обеспечить качественный и надёжный контакт между всеми элементами контура.
  6. Если шина заземления ведётся только к дому, то её следует довести до стены и поднять. Этот конец должен выступать над поверхностью земли сантиметров на двадцать. На конце привариваем болт для подключения заземляющего провода.
  7. Делаем проверку работоспособности контура заземления.
  8. Если контур прошёл проверку, траншею можно закапывать.

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления — это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.

Как сделать звукоизолятор / подавитель шума контура заземления

Изолятор контура заземления своими руками может быть вашим единственным решением для обеспечения чистого радиоприема. Иногда в аудиосигнале могут наблюдаться статические помехи или искажения.

Этот постоянный свистящий звук — также известный как шум контура заземления — может раздражать и мешать вам наслаждаться любимым джемом. Это также может заставить вас пропустить важные разговоры или заголовки утренних новостей.

Хорошая новость в том, что вам не придется всю оставшуюся жизнь слушать радио с плохим приемом.Установка изолятора контура заземления на ваше радиооборудование может быть решением вашей проблемы.

Нужен ли мне технический специалист для создания изолятора контура заземления? Нет, ты не. Вы можете построить свой изолятор контура заземления самостоятельно, используя несколько инструментов и материалов, которые доступны в вашем местном магазине оборудования.

Что такое шум контура заземления и что его вызывает?

Понимание концепции шума контура заземления является ключом к пониманию необходимости изолятора контура заземления.

Шум контура заземления — это не что иное, как статика или шум, влияющий на аудиовыход приемника.

Он распространяется по радиосистеме, когда экран провода, который соединяется с приемником, передает в систему заземления комбинацию шума и аудиосигнала.

Шум контура заземления проявляется из-за того, что кабели заземления не обладают идеальной проводимостью.

В результате шум фильтруется в аудиоприемник через общую точку заземления, поскольку он подключается к различным другим электрическим устройствам.

Этот шум вызывает серьезные искажения звука, затрудняя настройку и прослушивание радио.

Шум контура заземления может возникать по нескольким причинам. Эти причины:

  • Шум контура заземления возникает, когда радиосистема получает питание от энергосистемы.
  • Генерируемый шум в первую очередь связан с частотой колебаний линии электропередачи и ее гармониками, которые вносят шум в аудиовыход радиосистемы.
  • Этот шум более проблематичен, когда радиосистема подключается к несбалансированной акустической системе.
  • Однако шум контура заземления по-прежнему является источником беспокойства даже в сбалансированных акустических системах.
  • Другой причиной шума контура заземления является разница в напряжении между двумя разными соединениями заземления отдельных электрических устройств, подключенных к одной и той же системе заземления в замкнутой системе.
  • Этот тип шума, возникающий из-за разницы в напряжении, является наиболее серьезным, и его трудно устранить.
  • Магнитная емкость или индуктивность сигнального кабеля может вызвать шум контура заземления.
  • Емкость силового трансформатора, питающего цепь, питающую радиоприемник, может вносить шум контура заземления в систему заземления аудиосхемы.

Зачем нужен изолятор контура заземления?

Установка изолятора контура заземления — лучший способ избавиться от шума контура заземления. Тем не менее, есть и другие способы уменьшения шума контура заземления:

  • Минимизация импеданса (сопротивления) соединения за счет использования высококачественных проводов как для аудио, так и для силовых соединений,
  • Использование симметричных аудиоустройств и кабелей, все точки подключения,
  • Через гальваническую изоляцию цельнометаллических корпусов устройств вокруг радиоприемника.

Что такое изолятор контура заземления?

Изолятор контура заземления — это электрическое устройство, которое сводит к минимуму помехи в системе контура заземления, сокращая пути к земле только в одну сторону.

Это устройство может устранить помехи, уравновешивая напряжение во всех точках заземления в цепи до одного и того же значения.

В результате он удаляет любую разность потенциалов, которая может существовать в цепи заземления.

Проще говоря, он удаляет электричество из звука и наоборот внутри системы.Таким образом, он удаляет электрические шумы в аудиосистеме радиоприемника.

Изолятор контура заземления состоит из входа, выхода и трансформатора между ними.

Где используется изолятор контура заземления?

Помимо удаления шума из аудиосигнала, изолятор контура заземления предлагает многое для электрических систем, в частности, систем с аудио и видео возможностями. Некоторые из наиболее распространенных применений изолятора контура заземления:

  • Для устранения помех или шума от акустических систем с несколькими динамиками,
  • Для удаления гудящего звука двигателя, который проникает в аудиовыход автомобильного радиоприемника,
  • Для защиты людей от поражения электрическим током при использовании электрических устройств,
  • Для минимизации или устранения радиопомех в маршрутизаторах и каскадных антенных системах, соединяющих несколько антенн.

Как работает изолятор контура заземления?

Он изолирует шум от системы контура заземления путем повышения или понижения напряжения от одной точки заземления к другой через трансформатор в той же цепи контура заземления.

В конечном счете, вход и выход трансформатора становятся равными в момент прохождения напряжения через систему изолятора.

В результате помехи и шум, возникающие из-за нежелательных скачков напряжения, устраняются из системы контура заземления.

Следовательно, аудиосхемы приемника могут генерировать звук, свободный от статического электричества, блокируя переменный ток низкой частоты и постоянный ток от помех высокочастотному аудиосигналу.

Наиболее важным преимуществом изолятора контура заземления является его относительно дешевая конструкция и установка. Вы можете построить и установить свой изолятор, не разбивая банк.

Как сделать изолятор контура заземления своими руками?

Построить простой изолятор контура заземления — несложная задача.Используя подходящие материалы, инструменты и подробное пошаговое руководство, вы можете сделать изолятор контура заземления своими руками за считанные минуты.

Тем не менее, убедитесь, что у вас есть подходящие материалы и инструменты для работы. Использование неподходящих материалов и инструментов может привести к тому, что вы потратите впустую свое время, энергию и деньги, не добившись чего-либо значимого.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания функционального изолятора контура заземления вам потребуются следующие материалы и инструменты.

  • Изоляционные звуковые трансформаторы.
  • Гнездовые разъемы RCA.
  • Паяльник.
  • Флюс для припоя.
  • Резак.
  • Изолента.
  • Шкатулка и другие полезные предметы.

Изолирующие трансформаторы звука

  • Вам понадобится изолирующий звуковой трансформатор с соотношением витков 1: 1.
  • Если трансформатор имеет четыре клеммы на каждой стороне первичной и вторичной сторон, вам понадобится только один изолирующий трансформатор.Если у него всего две клеммы, вам понадобятся два трансформатора.
  • Вы можете получить изолирующий трансформатор от более старого устройства в своем доме.
  • Например, вы можете получить его от старого модема, который подключает компьютер к Интернету. Все, что вам нужно сделать, это припаять его.
  • В качестве альтернативы вы можете приобрести аудиопреобразователь менее чем за 10 долларов в Интернете.
  • В местном хозяйственном магазине вы можете получить даже меньше. За 20 долларов вы получите два трансформатора по 600 Ом каждый и немного мелочи.

Гнездовые разъемы RCA

  • Вам потребуются четыре гнездовых разъема RCA, каждый из которых подключается к двум клеммам трансформатора с каждой стороны.
  • Вы также можете получить разъемы RCA с внутренней резьбой и от старых неиспользуемых электрических устройств.
  • В качестве альтернативы вы можете купить четыре разъема RCA всего за 4 доллара за разъем.

Паяльник

  • Вам понадобится паяльник для отпайки деталей, если вы хотите использовать старые изолирующие трансформаторы и гнездовые разъемы RCA.
  • Точно так же вам нужно будет припаять провода к устройствам с помощью паяльника.
  • За 15 долларов вы можете получить мощный паяльник на 60 Вт, если у вас его еще нет.
  • Вы также можете заплатить больше, чтобы получить утюг с полным набором принадлежностей и подставкой для пайки.

Припой

  • Пайка оловянно-свинцовым припоем позволяет создавать соединение между проводами и электронными устройствами в процессе пайки.
  • Это материал, который быстро плавится под воздействием тепла паяльника.
  • Это сплав олова и свинца.
  • Если вы купите полный комплект для пайки, вы, скорее всего, получите весь припой, необходимый для запуска и работы изолятора контура заземления.
  • Тем не менее, вы можете получить полную роль припоя менее чем за 5 долларов.

Флюс для припоя

  • Паяльный флюс — полезный материал, облегчающий процесс пайки.
  • Позволяет выполнять гладкие соединения, очищая металлические поверхности, так как удаляет оксиды и другой мусор.
  • Емкость с гелем для припоя стоит недорого и не обойдется вам дороже 10 долларов.
  • Однако вы можете выполнять пайку без использования флюса для пайки.

Кабели

  • Вам понадобится небольшой провод для подключения и пайки различных деталей.
  • Провод
  • калибра 16 идеально подходит для изготовления изолятора контура заземления.
  • Рулон хорошей проволоки 16-го калибра стоит менее 20 долларов.

Резак

  • Резак — это устройство, позволяющее разрезать провода, оболочку кабелей и другие материалы.
  • Если у вас дома его нет, простой резак должен стоить около 5 долларов.

Лента электрическая

  • Изолента — важный инструмент, который позволяет изолировать поверхности проводов и металлов, проводящих электричество.
  • Изолента может стоить всего 1 доллар.

Коробка корпуса и другие полезные предметы

  • Корпус из пластика или непроводящего материала.
  • Вы используете его для размещения и защиты изолирующего трансформатора звука и подключенных к нему проводов.
  • Кроме того, он служит поверхностью для крепления гнездовых разъемов RCA с выходом наружу.
  • В любом простом непроводящем корпусе в доме можно разместить изолирующий трансформатор звука, его клеммы, проводку и клеммные части гнездовых разъемов RCA.
  • Вы также можете приобрести коробку для проекта в местном магазине оборудования менее чем за 5 долларов.
  • Держите под рукой любой предмет, который, по вашему мнению, может понадобиться для строительства. Пригодится любой клей.

Пошаговое руководство по заземлению изолятора контура DIY

Создать изолятор контура заземления довольно просто. Чтобы сделать это простое устройство, вам не потребуется техническая подготовка или технический специалист.

Вооружившись необходимыми инструментами, материалами и пошаговым руководством, приведенным ниже, вы можете получить функциональный изолятор менее чем за 30 минут.

Шаг 1:

Набросайте схему предлагаемого изолятора контура заземления со всеми включенными компонентами и проводкой.

Шаг 2:

Имейте в своем распоряжении все необходимые компоненты и инструменты. Если у вас есть рабочая поверхность, аккуратно разложите все предметы на столе.

Включите паяльник, чтобы он нагрелся и был готов к работе. Подготовьте припой на случай, если он вам понадобится.

Шаг 3:

Используйте резак и разрежьте достаточное количество кабелей на восемь отрезков подходящей длины.Используйте его, чтобы обнажить проводник под оболочкой с обеих сторон.

Шаг 4:

Припаяйте одну сторону каждого провода к каждой клемме двух изолирующих трансформаторов звука. Таким образом, к первичной и вторичной обмоткам каждого трансформатора будут подключены два набора кабелей.

Шаг 5:

Припаяйте другие стороны каждого набора проводов к четырем гнездовым разъемам RCA. Используйте изоленту, чтобы связать кабели вместе.

Шаг 6:

Вырежьте четыре отверстия, через которые могут проходить выходные гнездовые разъемы RCA.Если резак не прорезает, можно кончиком паяльника проделать отверстие.

Шаг 7:

Приклейте основания изолирующих трансформаторов к поверхности распределительной коробки. Проденьте лицевую сторону каждого женского разъема RCA через вырезанные отверстия.

Добавьте немного клея вокруг каждого разъема, чтобы он приклеился к коробке. Наконец, закройте коробку и подключите вновь сформированный изолятор контура заземления.

Подключение изолятора контура заземления

На первичной стороне изолятора контура заземления подключите два штекерных разъема RCA к двум их розеткам.

Аналогичным образом подключите два других штекерных разъема RCA динамика к вторичной стороне изолятора контура заземления.

Включите радиосистему и настройтесь на любую станцию. У вас будет чистый звук без шума, статики и любых помех.

Заключение

Создать простой изолятор контура заземления своими руками несложно и легко.

Вы можете быстро создать рабочую систему, которая отфильтровывает шум на выходе ваших динамиков или любого другого аудиоустройства.

При наличии подходящих инструментов, материалов и пошагового руководства, описанного ранее, вы получите чистый аудиовыход из вашей радиосистемы.

Основные инструменты и материалы, необходимые для выполнения этого проекта, включают трансформаторы звуковой изоляции, гнездовые разъемы RCA, паяльник, припой, кабели, резак, изоленту, корпусную коробку и другие полезные предметы.

Изолятор контура заземления аудиосистем BOSS B25N, шумовой фильтр для автомобильных аудиосистем: Электроника

Плюсы:
+ Делает то, что написано на олове — значительно снижает шум до такой степени, что его нельзя будет услышать, если вы не увеличите громкость усилителя / выхода почти до полной мощности (чего вы, вероятно, никогда не доберетесь, так как к этому моменту вы, вероятно, либо исказите свой сигнал, либо повредите свое оборудование).

+ Хотя, возможно, это не ситуация с контуром заземления (и ближе к EMI или перекрестным помехам на земле), он также неплохо справляется с очисткой встроенной звуковой карты на компьютере. В сочетании с ферритовыми дросселями результат был немного лучше, чем у самого фильтра.

Минусы:
— Корпус из блестящего пластика. Хотя, судя по картинке, я надеялся на металлический корпус, из-за его цены я не собираюсь сильно на него жаловаться.

— Этот фильтр немного изменит ваш звуковой профиль.(См. Ниже)

Другие мысли:
* Средние частоты звучат немного утопленными (что делает звук звуковой сцены более сжатым), и есть небольшое затухание в басах. Опять же, изменение довольно небольшое, поэтому определенно можно компенсировать это кривой эквалайзера без большой потери качества звука. В своем приложении я использую студийные мониторные наушники, поэтому этот эффект также может быть менее заметен при настройке динамиков. Тем не менее, он ДЕЙСТВИТЕЛЬНО решает проблему, и для решения за 8 долларов он делает чертовски хорошую работу для своей цены.

* Кабели имеют длину около 9 дюймов с каждой стороны, так как я не видел этого в списке где-либо еще, и я сам задавался вопросом, прежде чем покупать его.

* Несмотря на то, что на схеме на задней стороне коробки концы вилки подключены к источнику, я попробовал это в обеих ориентациях в своей установке, и его эффект не уменьшился, и изменение звукового профиля не отличалось между обеими конфигурациями. . Я почти уверен, что эта конфигурация вилки предназначена только для удобства установки в автомобиле, поскольку головные устройства обычно имеют разъемы RCA на задней панели, а усилители подключаются с помощью кабелей M-M RCA.

Способы разрыва контура заземления

Убедитесь, что вы правильно проложили кабели между оборудованием. Правильные методы подключения аудиокабеля важны для избавления от шума система. Техническое примечание Rane. Соединение аудиосистемы — очень хороший источник информации. как должна быть подключена звуковая проводка между оборудованием. Это колодец Стоит прочитать статью.

Разрыв контура заземления может быть выполнен разными способами, некоторые из которых лучше а некоторые менее хороши.

Опасный метод: обрыв заземления сети

Логически вы могли подумать, что вы можете устранить контуры заземления, отсоедините контакты заземления шнура питания от всего вашего оборудования. Некоторые люди могут попытаться разорвать заземление, перерезав заземляющий штифт в разъеме, используя штепсельную вилку, перерезание заземляющего провода в оборудовании, заклейка заземляющего разъема лентой и т. д.

Не делайте этого. Удаление заземляющего соединения неправильно. Это противоречит правилам электробезопасности. и потенциально очень опасно.Удаление заземления может подавить действие вашего шумового фильтра или защитных устройств от шипов внутри оборудования. Если заземление прервано, произойдет сбой в изоляции внутри оборудования. вызвать опасное напряжение на корпус оборудования вместо того, чтобы поджечь предохранитель. Удаление заземляющего соединения с оборудования, на котором оно есть опасно, нарушает правила электронной безопасности и вы рискуете повредить свое оборудование. Бег без заземления не приведет к автоматическому поражению электрическим током, но сделает это гораздо более приемлемым, если что-то пойдет не так в вашей системе.

НИКОГДА не используйте переходник с трехпроводного на два провода на ЛЮБОМ аудиоустройстве. где человек ВОЗМОЖНО может соприкоснуться с ним. Ты спрашиваешь для хорошего 120-вольтового «сигнала» через чье-то тело. Да, это МОЖЕТ устранить гул, но есть НАМНОГО более безопасный способ сделать то же самое.

Является ли GFCI заменой заземляющего проводника?

Прерыватели замыкания на землю могут использоваться в качестве замены заземляющие соединения в трехконтактных розетках согласно NEC. Согласно требованиям NEC, трехконтактные розетки без заземления. которые защищены GFCI, должны быть помечены как таковые.

NEC, раздел 210-7 (d), и CEC, раздел 26-700 (9), вполне ясно, что GFCI являются законной заменой заземленной розетки в существующей установке, где нет заземления в розетку. Но ваши местные коды могут отличаться.

Потому что NEC говорит только о существующих установках без заземления. кажется, что вы не можете использовать GFCI как средство решения проблем замыкания на землю, потому что в вашей системе уже есть заземление (а GFCI — это замена заземления в установке, где нет заземляющего провода).

Изоляция трансформатора всей студийной системы

Вы можете полностью изолировать свою систему от энергокомпании с помощью специальный трансформатор. Но если вы собираетесь потрудиться это, вы могли бы также подумать о переоборудовании вашей студии с хорошей мощностью система, имеющая надлежащее стартовое заземление. Только использование профессиональное оборудование с балансными аудиовходами и выходами и проводку делаем правильно. Если вы все еще сталкиваетесь с проблемами, вы можете рассмотреть использование сбалансированной системы питания для питания вашего оборудования.

Решение проблемы фонового шума контура заземления с помощью правильного контура заземления изолятор — это безопасный и эффективный способ устранения нежелательного шума на доступная цена. Обычно проблемы контура заземления решаются с подключенными звуковыми изоляционными трансформаторами к аудиолинии. Также есть коммерческое распространение аудио. усилители, обеспечивающие эту изоляцию.

Независимо от того, какой метод изоляции контура заземления используется, помните: Никогда не удаляйте заземляющий контакт на кабеле питания .Это может работать как временное решение, но при этом не следует ставить под угрозу личную безопасность.

Если вы не можете найти контур заземления и не хотите использовать изоляцию трансформатор, попробуйте заманить схему с даже лучшая земля. У толстого провода очень мало электрическое сопротивление, поэтому через щит. Возьмите какой-нибудь провод толстого сечения и проложите его отрезками от шасси вашего компьютера друг к другу. На аудио оборудования, для этого обычно есть маркированный винт.Вы должны услышать, как гул стихнет, как только вы сделаете связь. Если мощные заземляющие соединения не останавливают гул, вы необходимо использовать подходящий изолятор в этой аудиолинии.

Коробки прямого ввода (DI) для решения проблем контура заземления

Директ-боксы — это устройства, которые преобразуют несимметричный инструментальный уровень (или линейный уровень) выходы на симметричные входы микрофонного уровня. Они широко используются в больших системах звукоусиления размером с арену, где клавиатура, и т. д., расположены далеко от смесителя.Разница в сопротивлении клавиатуры и микшер запрещает прокладывать кабели непосредственно от басового усилителя клавиатуры и к Смеситель.

Чтобы использовать Direct Box, нужно взять выход гитарного усилителя (обычно он находится на задней панели), и, используя патч-кабель 1/4 «, подключите другой конец к входу директ-бокса. Убедитесь, что переключатель (если он есть) помечен как «Speaker / Instrument» на «Instrument». Подключите обычный кабель XLR к выходному концу, а другой — к кабелю, идущему к миксер.

Если система заземлена с обоих концов и начнут протекать потенциалы заземления, вы получите контур заземления. Контуры заземления можно определить по слабому гудению (60 Гц в США и 50 Гц в Европе) через звуковую систему. Первое место для проверки: прямое поле. На коробке Direct обычно есть переключатель с надписью «Ground Lift» для решения этой проблемы. Переключатель подъема грунта поднимет землю (безопасно), и гудение должно прекратиться. Если переключателя нет, используйте специальный кабель заземления на кабеле XLR.Ни в коем случае не отсоединяйте заземляющий контакт шнура переменного тока.

Как использовать шумоподавитель для уменьшения шума

Noise gate не пропускает звук через ворота, если только звук имеет уровень сигнала выше установленного порогового значения. Если источником проблемного гула является какой-то инструмент, а гудение очень слабое шумоподавитель может сделать вас менее раздражающим. Когда вы устанавливаете порог шумоподавления так что ворота не пропускают никакой сигнал, когда нет сигнала от инструмент, то гул не добавляется к основному миксу.Когда инструмент играет очень слабое жужжание, заметить довольно сложно.

Коммерческие продукты для устранения контура заземления аудиолинии

  • ES034 Изолятор контура заземления — изолирующий трансформатор для автомобильной аудиосистемы от Scosche Industries
  • Изолятор заземления FGA-40 представляет собой изолирующий звуковой трансформатор 1: 1 с импедансом 10 кОм от Monacor (Best.-Nr. 06.4370)
  • Заземляющий изолятор LP (270-0054) от Radio Shack, предназначен для автомобильной аудиосистемы

Оборудование для удаления шума уже в сигнале

Что такое контур заземления?

Шум… Изоляция заземления решает фундаментальную проблему

Проблемы контура заземления вызваны небольшими перепадами напряжения, которые обычно существуют между «землей» на передающем и приемном концах сигнального кабеля.В несбалансированном интерфейсе (видео и потребительское аудио) эта разница напряжения заземления напрямую добавляется к сигналу. Обычно это вызывает гудение или гудение в звуке и полосы гула на видео. В сбалансированном интерфейсе (профессиональное аудио) разница напряжений заземления может выявить недостаточное подавление синфазного сигнала на входном каскаде оборудования или другие дефекты конструкции.

Изолятор заземления на пути прохождения сигнала является принципиально правильным способом устранения проблем контура заземления системы. Трансформатор делает это путем магнитной передачи сигнала через электрически изолированный барьер.

Для несимметричного интерфейса трансформатор эффективно останавливает любой ток в кабеле, вызванный разницей напряжения заземления, что останавливает шум.

Для сбалансированного интерфейса трансформатор эффективно предотвращает попадание синфазного напряжения на входной каскад оборудования, производительность которого зачастую ниже идеальной.

Трансформаторы

обладают преимуществами пассивности (не требует питания), надежности и прочности.Это делает их невосприимчивыми к большинству переходных процессов, которые могут повредить или разрушить включенные (активные) электронные изоляторы заземления.

Внутри каждого изолятора заземления Iso-Max находится трансформатор Jensen. Это функциональное ядро ​​практически каждого продукта, который мы производим. Трансформаторы Jensen легендарны своей способностью обеспечивать исключительную передачу сигнала без артефактов, искажений или деградации.



Качество без компромиссов

Большинство производителей считают, что ровный отклик в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц достаточно для обеспечения прозрачности звука.В Jensen мы знаем, что фазовая характеристика не менее, а может быть, даже важнее. Поэтому мы проектируем каждый трансформатор для расширенной полосы пропускания, особенно на нижнем уровне, потому что важно добиться хороших фазовых характеристик и, как следствие, акустической нейтральности.


Мы не останавливаемся на достигнутом. Огромные усилия прилагаются к передаче сигнала без шума. Например, во всех линейных входах, микрофонных входах, микрофонных входах и трансформаторах прямого блока Jensen используются внутренние экраны Фарадея.Экран Фарадея представляет собой заземленную фольгу, помещенную между обмотками трансформатора для предотвращения емкостной связи. Это не только значительно улучшает подавление шума земли, но и практически устраняет радиопомехи, особенно радиоприемники AM. Большинство этих трансформаторов затем заключено в контейнер MuMETAL® (из пермьевого сплава) для дополнительной защиты чувствительного тракта прохождения сигнала от внешних магнитных помех, вызываемых диммерами, трансформаторами и источниками питания.

Сотни тысяч аудиопреобразователей Jensen работают по всему миру в студиях звукозаписи, концертных площадках и вещательных площадках — даже в космических кораблях «Шаттл».Jensen был выбран производителем тестового оборудования Audio Precision, а также многими производителями высококачественного аудиофильского оборудования.

Размыкание контуров заземления с функциональной изоляцией для уменьшения ошибок передачи данных

В этой статье объясняется, как возникают контуры заземления, и обсуждается использование гальванической развязки для их устранения.

Передача данных на большие расстояния чревата потенциальными проблемами. Контур заземления может быть источником помех, которые могут вызвать напряжение шума между заземлениями на обоих концах передачи.Если это напряжение достаточно велико, это может вызвать ошибки данных на приемнике. В этой статье объясняется, как возникают контуры заземления, и обсуждается, как гальваническая изоляция использовалась для их устранения. Контуры заземления обсуждаются в контексте USB в этой статье, но другие интерфейсы, такие как RS-232, RS-485 и CAN, также чувствительны к контурам заземления (см. AN-375, AN-740, AN-770). . Хотя это обсуждение сосредоточено на разрыве контуров заземления как мотивации для изоляции этих интерфейсов, есть и другие важные соображения, такие как безопасность оператора и защита электроники, которые требуют изоляции.Более подробно они описаны в Ott, AN-375, AN-740, AN-770 и AN-727 (см. Раздел «Ссылки»).

Контуры заземления — это, как следует из названия, физическая петля в схеме заземления системы, возникающая в результате нескольких путей заземления между цепями. Эти пути заземления могут действовать как большая рамочная антенна, которая улавливает шум из окружающей среды, вызывая токи в системе заземления. Магнитное поле 50/60 Гц от сети переменного тока является обычным источником шума, который улавливается контурами заземления.Аналогично, распределенная система заземления может также позволить шуму напряжения заземления от источников в одном месте вызвать протекание заземляющих токов в контуре заземления. Поскольку заземление имеет низкий импеданс, шумовые токи часто бывают большими. Шум в сотнях милливольт может вызвать протекание тока через контур заземления.

На рисунке 1 показан пример того, как помехи контура заземления могут возникать в общем тракте передачи данных. Устройство №1 подает несимметричный сигнал, который принимает Устройство №2.Сигнальная линия заземлена на любом устройстве. Например, заземление может быть экраном коаксиального кабеля. Между заземляющими устройствами устройств имеется второй путь с низким сопротивлением через заземления их источников питания. Эти два заземляющих соединения создают большую петлю, которая улавливает шумовое напряжение от магнитного поля расположенного поблизости источника помех. Эти помехи ухудшают сигнал, воспринимаемый устройством №2, и затрудняют передачу.

Рис. 1. Помехи от контура заземления в общем тракте передачи данных.

Хотя разработчикам следует быть осторожными, чтобы избежать образования петель, используя одно место заземления, некоторые интерфейсы требуют заземления между их приемопередатчиками. Это заземление необходимо разорвать, сохраняя при этом поток информации от передатчика к приемнику. Другими словами, два устройства должны быть гальванически изолированы.

Одним из возможных методов разрыва цепи заземления является использование оптопары, как показано на рисунке 2. Устройство №1 управляет светодиодом оптопары, который возбуждает ток в фототранзисторе.Заземление через кабель удалено, что предотвращает протекание шумовых токов между устройством №1 и устройством №2, и информация передается в виде света.

Рисунок 2.

Этот подход имеет ограничения, поскольку производительность и сложность интерфейса возрастают. Интерфейсы с оптической изоляцией могут стать сложными, дорогими и потребовать значительного места на плате. Оптопары имеют значительные задержки распространения, что делает их полезными только для низкоскоростных сигналов.Рассеивание мощности в светодиодах и подтягивающем резисторе может стать значительным при использовании нескольких оптронов. Технология цифровой развязки может использоваться для разрыва контуров заземления без ущерба для производительности интерфейса и относительно небольшого количества компонентов в простых схемах приложений. Цифровые изоляторы — это неоптические изоляторы, в которых используются ИС интерфейса CMOS для передачи информации через емкостную или магнитную связь (Ott).

Соединение двух устройств с питанием от сети переменного тока с помощью кабеля USB может вызвать контур заземления, который нарушит связь по шине.Связь по USB происходит по одной двунаправленной дифференциальной паре (сигналы D + и D- на рисунке 3). Хост-устройство управляет шиной и взаимодействует с периферийным устройством. Направленность пакетов данных устанавливается через протокол USB, а не через управляющие сигналы. Хост-устройство обеспечивает питание и заземление периферийного устройства. Это заземление в кабеле USB и заземление хоста и периферийного устройства образуют контур заземления, который может вызвать перемещение потенциала земли периферийного устройства относительно хоста и привести к ненадежной связи (см. AN-375, AN-727).

Рисунок 3.

Изоляция USB-порта для устранения заземления кабеля по своей сути является сложной задачей, поскольку отсутствуют управляющие сигналы, указывающие, передаются ли данные в нисходящем (на периферийное устройство) или восходящем (на хост) потоке. Без доступа к внутренним сигналам механизма последовательного интерфейса (SIE), управляющего шиной, единственный способ определить направленность данных — это транзакции шины. Сигналы SIE могут быть недоступны, потому что SIE часто интегрируется в процессоры.

Есть несколько возможных подходов к изоляции USB. Например, проблемы изоляции D + и D- можно избежать, используя внешний SIE, который управляется последовательным интерфейсом с однонаправленными сигналами, такими как SPI. SPI является однонаправленным, поэтому его легче изолировать. Рисунок 4 иллюстрирует этот подход. Задержка распространения оптронов сильно ограничит скорость изолированного SPI, поэтому используется четырехканальный цифровой изолятор. Внешний USB-контроллер передает данные из своих буферов, которые заполняются через интерфейс SPI.Хотя внешний SIE будет передавать данные на самой быстрой скорости передачи данных периферийного устройства, эффективная скорость передачи данных по шине ограничена способностью контроллера сохранять буферы SIE полными. В этом случае задержка распространения цифрового изолятора может быть узким местом. Этот подход является дорогостоящим с точки зрения места на плате из-за внешнего SIE и может потребовать модификации драйверов периферийного устройства.

Рисунок 4.

Более простой подход состоит в том, чтобы напрямую изолировать линии D + и D− с помощью однокристального изолятора USB ADuM3160, как показано на рисунке 5.Этот цифровой изолятор не требует модификации драйверов хоста или периферийных устройств. Его внутренняя логика определяет направленность D + и D− по протоколу USB и соответственно активирует и деактивирует драйверы. Изолирующий барьер на 2,5 кВ разделяет заземляющее соединение через USB-кабель, что в противном случае могло бы вызвать контур заземления (Кантрелл).

Рисунок 5.

Простое аппаратное моделирование контура заземления было разработано для иллюстрации рисков контуров заземления при проводной связи и эффективности гальванической развязки при размыкании контуров заземления.Тестовая установка создавала контур заземления с подключениями через USB-кабель и источники питания USB-концентратора и периферийного устройства, которыми управлял ноутбук. Эта установка соединяла сигнал 60 Гц, полученный из линии электропередачи переменного тока, с линией заземления с трансформатором. Это было аналогично магнитному полю от линий электропередачи, вызывающему шум в контуре заземления, поскольку он основан на том же источнике шума. Переменное последовательное сопротивление позволяло регулировать ток через контур заземления. Наблюдалось напряжение от земли концентратора до земли периферийного устройства, и ток через контур заземления увеличивался до тех пор, пока не нарушалась связь с концентратором.Два разных периферийных устройства постоянно теряли связь с концентратором и ноутбуком, когда их земля поднималась выше 1 В (среднеквадратичное значение) над землей концентратора из-за имитации тока контура заземления. Изоляция порта концентратора USB-изолятором ADuM3160 от заземления через USB-кабель и предотвращение протекания трансформаторного тока. Это эффективно восстановило связь между ПК и любым периферийным устройством и иллюстрирует, как можно использовать цифровую изоляцию для предотвращения контуров заземления.

Таким образом, контуры заземления могут быть проблематичными при проводной связи. Множественные заземляющие соединения между устройствами создают петлю, которая может улавливать помехи от близлежащих магнитных полей переменного тока. Кроме того, если есть разница в потенциале земли, которая может иметь место на больших расстояниях, она будет способствовать току шума контура заземления. Любой из них может вызвать ошибки данных. USB — это пример интерфейса, который может страдать от помех от контура заземления и который нелегко изолировать с помощью дискретных цифровых изоляторов.Аппаратное моделирование контура заземления дало реальный пример того, как контуры заземления могут повлиять на интерфейс USB, и как изолятор USB, ADuM3160, исправил ситуацию. Другие интерфейсы, помимо USB, также могут испытывать проблемы из-за контуров заземления. Ресурсы о том, как изолировать эти интерфейсы, и дополнительную информацию о цифровой изоляции можно найти на сайте www.analog.com/iCoupler.

использованная литература

Замечания по применению AN-375. Семейство ADM2xxL для связи RS-232 . Analog Devices, Inc., май 1994 г.

Замечания по применению AN-727. iCoupler ® Изоляция в приложениях RS-485 . Analog Devices, Inc., июнь 2004 г.

Замечания по применению AN-770. iCoupler ® Изоляция в приложениях CAN-шины . Analog Devices, Inc., март 2005 г.

Отт, Генри. Методы шумоподавления в электронных системах. Второе издание. Wiley-Interscience. 1988.

Контуры заземления и неизолированные объекты общего пользования

Любой установщик оборудования для управления промышленными процессами скажет вам, что контуры заземления являются одной из самых неприятных ошибок подключения сигналов, которые необходимо диагностировать и исправить.Шаги, необходимые для их устранения, часто приравниваются к чему-то столь же загадочному, как магические заклинания. Аналогичные взгляды рассматриваются на проблемы, связанные с совместным использованием неизолированных общин. Проблемы с совместным возвратом сигнала часто даже путают с контурами заземления. Контуры заземления и общие общие могут вызвать непредсказуемые сигналы и сделать ваш текущий контур непригодным для использования.

Лучший и наиболее практичный способ исправить эти проблемы с сигналом — предотвратить их возникновение, в первую очередь, путем планирования правильной разводки устройств и следования конкретным передовым методам.Однако, если вы подозреваете, что у вас есть проблемы с сигналом, связанные с контурами заземления или общим общим доступом в существующей сети, нет необходимости вытаскивать книгу и волшебную палочку «Наземные петли и неизолированные общие ресурсы», есть некоторые предсказуемые симптомы, которые вы можете ищите, чтобы диагностировать проблему.

Прежде всего, вам необходимо знать определение контуров заземления и общих общих линий. Контур заземления — это поток тока от одной сигнальной земли к другой из-за разницы напряжений между двумя заземлениями.Это может произойти, если два устройства в сети заземлены в разных местах, и в одном из этих мест сигнальная земля испытывает более высокий потенциал напряжения. Любой инженер-электрик скажет вам, что любой перепад напряжения приведет к протеканию тока. Именно этот ток вызывает симптомы замыкания на землю.

Общий неизолированный общий провод может стать проблематичным при неправильном подключении. Устройства с несколькими входами и выходами, особенно те, через которые проходит более одного цикла, печально известны трудностями, связанными с общим доступом.Их обычно называют «контурами заземления» из-за схожести их симптомов, но они не являются настоящими контурами заземления, поскольку они не возникают из-за проблем с заземлением. Проблемы такого рода возникают, когда узлы создаются, намеренно или нет, до достижения всех применимых устройств в цепи, требующих чистого, предсказуемого сигнала. Это приведет к смешанному потоку тока и усреднению сигнала, что приведет к появлению непригодного для использования сигнала процесса.

На рисунке 1 выше показан источник питания 24 В постоянного тока, обеспечивающий напряжение в токовой петле.Этот контур подключается параллельно к двум парам датчик уровня / локальный дисплей, предположительно, на разных резервуарах в совершенно разных местах на промышленном объекте. Два датчика используют подаваемое на них напряжение для генерации технологического сигнала 4–20 мА, который затем проходит по проводу, соединяющему их с локальным дисплеем, отображающим переменную процесса. Схема замыкается путем возврата к источнику питания.

Все это звучит как типичная функциональная токовая петля, пока вы не заметите, что оба входа питания локальных дисплеев заземлены в их отдельных местах.Заземление 2, поскольку среда, в которой он расположен, испытывает больше шума и имеет худшие соединения для его заземляющих шин, чем другое место, имеет более высокий потенциал напряжения, чем земля 1. Это приводит к протеканию тока, обозначенному выше как IGND. Этот ток проходит по тем же проводам, которые должны передавать на дисплеи только технологический сигнал 4-20 мА, в результате чего два тока смешиваются, и технологический сигнал становится непредсказуемым и, следовательно, непригодным для использования.

В примере, показанном на Рисунке 1, это было устройство в контуре 4–20 мА, которое вводило ток заземления в контур.Однако возможно, что причиной может быть устройство, не расположенное на шлейфе. Подумайте, подключено ли какое-либо устройство в контуре через неизолированный RS-485 или источник питания ввода / вывода к устройству, имеющему потенциал земли с более высоким напряжением. Как правило, лучше избегать многоточечного заземления устройств в токовой петле. Потенциалы заземления часто не равны из-за различных электрических шумов, сопротивления пути заземления и плохой первоначальной установки шины питания.

Замыкание заземления также может возникнуть в системе с одноточечным заземлением.Рассмотрим систему, в которой не используются изолированные провода витой пары, например, показанная на рисунке 2. Могут быть внесены любые электрические помехи, воспринимаемые заземляющим проводом, такие как паразитные магнитные поля или помехи от источника питания переменного тока 50/60 Гц. на токовый контур и приведет к непредсказуемому сигналу. Этот тип контура заземления чаще всего возникает из-за неправильной прокладки пути и отсутствия экранированной витой пары.

На рис. 3 показана правильно смонтированная токовая петля, а на рис. 4 — неправильно смонтированная токовая петля.На рисунке 3 потенциал напряжения, подаваемый источником питания, вызывает прохождение тока к каждому из трех параллельных передатчиков. Этот ток используется для создания токового сигнала 4-20 мА, который отправляется на локальные дисплеи, отображающие переменную процесса.

На рисунке 4 устройства были подключены бессистемно, потому что в последовательной электрической цепи порядок устройств обычно не имеет значения. Однако был создан узел на общем общем устройстве с несколькими входами, соединяющий текущие сигналы.Это приводит к смешиванию и усреднению токов технологического сигнала, в результате чего на всех дисплеях отображается одно и то же значение. На этих изображениях проблема такого типа кажется тривиальной для устранения

: просто удалите дополнительный переход из цепи. Однако, когда сложная сеть оборудования сталкивается с той же проблемой, решение не всегда бывает таким интуитивно понятным.

Проблемы, подобные этой, чаще всего вызываются включением неизолированных устройств с несколькими входами, таких как недорогие ПЛК.Поскольку устройство имеет несколько физических токовых входов, установщик может предположить, что каждый вход изолирован. Однако, если эти входы соединены внутри, токовые сигналы сливаются, что приводит к усреднению тока перед продолжением по цепи. Эта проблема также может быть вызвана неправильной разводкой трехпроводных устройств или сложных многоконтурных сетей.

Из-за природы проблем с подключением сигналов и уникальных переменных, присутствующих на промышленных объектах, симптомы, вызванные этими проблемами, также будут уникальными.Тем не менее, есть некоторые общие признаки, на которые можно обратить внимание, если вы подозреваете, что испытываете одну из этих проблем с существующей сетью.


НЕПРЕДСКАЗУЕМЫЕ КОЛЕБАНИЯ СИГНАЛА 4-20 МА

Непредсказуемые колебания сигнала — верный признак того, что что-то мешает работе вашего токового контура. Вероятно, это результат электрических помех или замыкания на землю.


ДОБАВЛЯЕТ, ОБНАРУЖИВАЕТ ИЛИ ВЫВОДИТ ДИСПЛЕЙНЫЙ СИГНАЛ ВНЕ ДИАПАЗОНА

Сигнал может также испытывать сложение или вычитание на некоторое значение от одной точки цикла к другой.Это сложение или вычитание может даже вывести сигнал за пределы диапазона устройств, предназначенных для измерения сигнала.


ОБЩИЕ ОБЩИЕ ОБЩИЕ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ УСРЕДНИЕ СИГНАЛА

Проблемы с общими, неизолированными общими объектами обычно усредняют сигнал процесса, вызывая регистрацию одной и той же переменной значения на устройствах, которые должны получать разные переменные процесса.


ФИЗИЧЕСКОЕ ПОВРЕЖДЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ

Наиболее серьезным (и, к счастью, редким) признаком этих проблем является физическое повреждение устройств в сети.Если, например, разница напряжений между двумя заземлениями окажется значительной, это может привести к перегрузке чувствительной сигнальной электроники таких устройств, как сигнальные входы и выходы. Повреждение электроники более высокого уровня, такой как блоки питания и реле, чрезвычайно редки из-за их способности выдерживать очень высокие потенциалы напряжения.

Как упоминалось ранее, лучший способ восстановить контуры заземления — это вообще избегать их. Проблемы с многоточечным заземлением можно решить, используя только одноточечное заземление.Любые два места заземления будут иметь разные потенциалы напряжения, хотя серьезность этой разницы зависит от среды, в которой они расположены. По возможности используйте плавающие (незаземленные) устройства. Если возникает ситуация, когда несколько устройств в сети должны быть заземлены (по соображениям безопасности и т. Д.), Убедитесь, что заземление выполнено по всей системе, по возможности, по экранированному кабелю через кабелепровод.

Все провода в системе должны быть экранированной витой парой, в которой используются оба провода.По возможности и в рамках бюджета все сигналы должны быть изолированы с помощью устройств с изолированными входами и выходами. Наконец, всегда помните о неизолированных многоконтурных устройствах и проявляйте особую осторожность при планировании проводки. Следуя этим нескольким передовым методам установки всякий раз, когда вы устанавливаете оборудование для управления технологическим процессом, вы можете избавить себя от головной боли, пытаясь диагностировать и устранять эти проблемы в будущем.

Контуры заземления и неизолированные общие контуры могут доставлять неудобства как установщикам оборудования управления производственными процессами, так и обслуживающему персоналу, но их можно легко избежать с помощью правильного планирования и установки.Контуры заземления вызывают проблемы для систем, когда несколько устройств заземлены в разных местах, которые имеют разные потенциалы напряжения, или при неправильном подключении заземленные устройства испытывают инжекцию шума из-за их заземления. Неизолированные общие ресурсы могут стать проблемой, когда текущие пути пересекаются и становятся непредсказуемыми. Эти две проблемы с подключением сигналов могут привести к непредсказуемым, неправильным, выходящим за пределы диапазона или усредненным сигналам процесса и, в редких случаях, к повреждению устройств. Всего этого можно избежать, не используя магические заклинания, а следуя стандартным передовым методам установки, которые могут уменьшить или потенциально устранить текущее затруднительное положение.

Если у вас есть идея для будущей темы, которая будет представлена ​​в «Текущем затруднительном положении», свяжитесь с Precision Digital по телефону [адрес электронной почты защищен]


Саймон Паонесса — технический писатель, Precision Digital Corporation

Загрузите это приложение Примечание в формате PDF.

Как исправить контур заземления [3 простых решения]

Кабель заземления может создать множество проблем, включая пресловутый гул, который всех раздражает.
И да, это очень хорошо, что вы заинтересованы в ремонте контура заземления, который мы сейчас рассмотрим.

Проблемы с кабелем могут быть самыми разнообразными: от банального слабого соединения до гула контура заземления, на устранение которого нужно время. Проблема с кабелем, из-за которой в оборудование проникает шум от линий электропередачи переменного тока здания, называемый гудением контура заземления. Часто такая ситуация может быть вызвана разницей значений электрического потенциала в точках заземления. Когда ток течет через вашу систему, контур заземления может создать цепь.Ток идет от земли одного устройства ко второму устройству, а затем обратно к первому. Этот ток является самой большой проблемой, поскольку он создает гул, когда его путь проходит через заземление аудио.

Как устранить контур заземления

Из всех доступных опций самый доступный способ убрать шум контура заземления — это заменить розетку. Это означает, что вам необходимо подключить устройства к другой розетке в другой цепи. Как только вы поймете, какая часть схемы неисправна, это легко исправить.

Однако замена розетки может не помочь в заземлении. Затем вам нужно будет рассмотреть несколько других вариантов ремонта вашего оборудования. Теперь рассмотрим их.

Глушитель как выход из ситуации

Можно использовать устройство, в принципе напоминающее глушитель. Это называется Hum Eliminator. Он предназначен для разрушения контуров заземления. Метод работы с ним также довольно прост: Hum Eliminator устанавливается между неработающими компонентами схемы и, таким образом, разрывает контур заземления, удаляя ненужные шумы.

Добавление директ-бокса

В систему можно добавить директбокс, который поможет убрать ненужные проблемы. Он имеет встроенный заземляющий подъемник, который предназначен для разрыва заземляющего контура. В результате вы сможете наслаждаться отличным звуком без задержек и ненужного гула.

Эти два варианта помогут вам устранить ненужные проблемы с заземляющим проводом. Во время работы они изолируют экран кабеля, чтобы избежать заземления оборудования. В результате он уменьшает гул и шум от источника переменного тока.

Процесс размыкания контура заземления — это самая важная вещь, если вы хотите убрать бушующий гул. Хотя эти методы выглядят очень простыми и логичными, их следует использовать только в крайнем случае, поскольку они могут быть опасными. Вы, как пользователь, сами понимаете, что всегда лучше обратиться к специалисту, который знает, как идеально решить проблему с заземлением.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.