Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники: правила обозначения и прокладки, применение, назначение

Содержание

Нулевой рабочий нулевой защитный проводник

Cтраница 1

Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны соответствовать требованиями гл. [1]

Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны соответствовать требованиям гл. [2]

Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников. [3]

Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны соответствовать требованиям гл. [4]

Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников. [5]

Запрещается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий

[6]

Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать на щитках под общий контактный зажим. [7]

Последующие буквы ( если таковые имеются) — устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводника. [8]

В силовых и вторичных цепях во взрывоопасных зонах любого класса, а также в групповых осветительных сетях в качестве нулевого защитного проводника следует использовать отдельную жилу кабеля или отдельный провод, подключенный одним концом к нулевой шине РУ ( подстанции, щиту, щитку, сборке и т.п.), расположенного вне взрывоопасной зоны, а другим — к заземляющему зажиму внутри вводного устройства электрооборудования; совмещение

нулевого рабочего и нулевого защитного проводника не допускается. [9]

Трехфазные линии в жилых зданиях должны иметь сечение нулевых проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 25 мм2 ( по алюминию), а при больших сечениях — не менее 50 % сечения фазных проводников. Сечения нулевых рабочих и нулевых защитных проводников

в трехщюводных линиях должны быть не менее сечения фазных проводников. [10]

нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должны соответствовать также требованиям гл. [12]

Во взрывоопасных зонах класса B-I устраивают двухпроводные групповые линии, при этом в двухпроводных линиях с нулевым рабочим проводником должны быть защищены от токов короткого замыкания как фазный, так и нулевой рабочий проводники. Для одновременного отключения фазного и нулевого рабочего проводников применяют двухполюсные выключатели. Нулевые рабочие и нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников. [14]

Страницы: 1

ПУЭ 7, требования к выполнению фазный – L, нулевой рабочий – N, и нулевой защитный – РЕ проводники

Вернутся на страницу: ⇒ «Электрика»

В ПУЭ 7-го издания требования к выполнению групповых сетей сформулированы следующим образом (пп. 7.1.36, 7.1.45):

7.1.36. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный – L, нулевой рабочий – N, и нулевой защитный – РЕ проводники). Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.

Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим.
Сечения проводников должны отвечать требованиям п. 7.1.45.

7.1.45. Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям соответствующих глав ПУЭ.

Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников.

Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм² по меди и 25 мм² по алюминию, а при больших сечениях – не менее 50 % сечения фазных проводников, но не менее 16 мм² по меди и 25 мм² по алюминию.

Сечение РЕN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Сечение РЕ проводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм², 16 мм² при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм² и 50 % сечения фазных проводников при бoльших сечениях.

Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм² – при наличии механической защиты и 4 мм² – при ее отсутствии.

Классификация систем заземления представлена в п. 312.2 ГОСТ Р 50571.2-94. Система заземления является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания.

В ПУЭ 7-е издание приведены следующие системы заземления: ТN-С, ТN-S, ТN-С-S, ТТ, IТ (рис. 1).

Рис 1.1. Система TN-C

Рис 1.2. Система TN-S

Рис 1.3. Система TN-C-S

Рис 1.4. Система TT

Рис 1.5. Система IT

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

Т – непосредственное соединение нейтрали источника питания c землей;

I – все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:
Т – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землей, независимо от характера связи источника питания с землей;

N – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через черточку за N, определяют характер этой связи – функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

S – функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;

С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются одним общим проводником РЕN.

В России до настоящего времени применяется система подобная ТN-С (рис. 1.1), в которой открытые проводящие части электроустановки (корпуса, кожухи электрооборудования) соединены с заземленной нейтралью источника совмещенным нулевым защитным и рабочим проводником РЕN, т.е. “занулены”. Эта система относительно простая и дешевая. Однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.

Системы ТN-S (рис. 1.2), и ТN-С-S (рис. 1.3) широко применяются в европейских странах – Германии, Австрии, Франции и др. В системе ТN-S все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником РЕ непосредственно с заземляющим устройством источника питания.
При монтаже электроустановок правила предписывают применять для нулевого защитного проводника РЕ провод с желто-зеленой маркировкой изоляции.

В системе ТN-С-S (рис. 1.3) во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник РЕN разделен на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники.

В системе ТN-С-S нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми проводящими частями и может быть многократно заземлен, в то время как нулевой рабочий проводник N не должен иметь соединения с землей.

Наиболее перспективной для нашей страны является система ТN-С-S, позволяющая в комплексе с широким внедрением УЗО обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции.

В электроустановках с системами заземления ТN-S и ТN-С-S электробезопасность потребителя обеспечивается не собственно системами, а устройствами защитного отключения (УЗО), действующими более эффективно в комплексе с этими системами заземления и системой уравнивания потенциалов.

В данной статье не рассматривается заземление и заземляющее устройство устройство, т.к. эти разделы опубликованы ранее на сайте, см. статьи: ⇒ «Заземление ЭУ» ⇔ «Паспорт заземляющего устройства«.

Данная статья публикуется как черновой вариант, следите за обновлениями.

Вернутся на страницу: ⇒ «Электрика»

Нулевой защитный проводник | Все про ремонт квартиры

В этой статье речь пойдет о заземлении в квартире , а именно, что такое система заземления квартиры и нулевой защитный проводник. Рассмотрим системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S.

Как обозначается нулевой защитный проводник

Электропитание квартиры осуществляется переменным током с напряжением, номиналом 220-230 Вольт.

При этом один рабочий проводник является фазным (или просто «Фаза»), а второй рабочий проводник является нулевым (иначе «рабочий ноль»). На схемах «Фаза» обозначается -L,»Ноль» обозначается-N. Такая электропроводка называется двухпроводная.
Помимо двухпроводной электропроводки квартиры, применяется трехпроводная . Третий провод является нулевым защитным проводом (или «Земля»), обозначается-PE. Цвет жилы заземления в кабеле желто-зеленый.

На схеме и приборах нулевой защитный проводник (ЗЕМЛЯ) обозначается так.

Назначение нулевого защитного проводника

Предназначен нулевой защитный проводник для создания кратковременного тока короткого замыкания и срабатывания защитного отключения поврежденного электроприбора от питающей сети, с целью обеспечения вашей электробезопасности .

Система питания и система заземления

В жилых зданиях электропитание осуществляется от электроустановок в которых нейтраль(Ноль) источника питания глухозаземленна, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к этой глухозаземленной нейтрали. Обозначается эта система электропитания-TN.

Система электропитания TN для вашей квартиры может быть одной из трех видов.

1.Система заземления TN-C

с и с т е м а TN-С — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении линии от источника до квартиры.

Система электропитания квартиры TN-C

Важно! Эта система электропитания применяется во всех старых домах. С 2007 года согласно ПУЭ (правила Устройства Электроустановок) схема проводки TN-C во вновь строящихся домах запрещена.

При серьезном ремонте квартиры необходимо перевести схему электропроводки TN квартиры на систему TN-C-S (смотри ниже).

2.Система заземления TN-S

с и с т е м а электропитания TN-S -это измененная система электропитания TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении линии от источника до квартиры.

Система электропитания квартиры TN-S

Важно! Не путать на протяжении всей электропроводки квартиры проводники PE (Земля) и N (ноль).

3.Система заземления TN-C-S

с и с т е м а электропитания TN-C-S — это измененная система электропитания TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания.

Система электропитания квартиры TN-C-S

То есть в квартире проводники PE (Земля) и N (Ноль) разделены, а в этажном щите совмещены и присоединены к одной клемме (смотри схему выше).

Эта схема заземления особенно актуальна при серьезном ремонте квартиры с системой питания TN-C и переходе электропроводки на систему электропитания TN-C-S.

Правила при монтаже трехпроводной системы электропитания квартиры

Нулевой защитный проводник не должен прерываться никакими предохранителями и автоматами защиты.
При наличии в щите УЗО (устройство защитного отключения) нулевой защитный провод(Земля) не должен нигде ,на линии электропитания,иметь контакта с N проводником(Ноль). В противном случае будет срабатывать УЗО (устройство защитного отключения).
Нулевой защитный проводник в квартире, должен иметь сечение равное сечению рабочих проводников.
Нулевой защитный проводник должен прокладываться в непосредственной близости от рабочих проводников.Иными словами в одном кабеле.
Прокладка нулевого защитного проводника отдельно от рабочих проводов Запрещена!

Нельзя использовать для заземления электропроводки квартиры коммуникации общего назначения(трубы отопления,водоснабжения, арматуру в стенах)
Нельзя подключать нулевой защитный проводник к независимым («чужим») шинам заземления. Если такие есть у вас на лестничной площадке.
Сопротивление изоляции должно соответствовать данным таблице ниже:

Согласно ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей), Приложение 3; 3.1 (часть таблицы 37), минимально допустимые значения сопротивления изоляции электроустановок напряжением до 1000 В :

Наименование элемента	Напряжение мегомметра, В	Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции, МОм
Распределительные устройства, щиты и токопроводы	1000-2500	1,0
Электропроводки, в том числе осветительные сети	1000	0,5
Стационарные электроплиты	1000	1,0
Силовые кабельные линии	2500	0,5
Обмотки статора синхронных электродвигателей	1000	1,0

Специально для сайта: Все про ремонт квартиры

Другие статьи сайта близкие по теме

55.61953237.741349

Системы заземления в электроустановках напряжением до 1 кВ . — Каталог статей — Каталог статей

Системы заземления в электроустановках напряжением до 1 кВ .

Система TN
Питающие сети системы TN имеют непосредственно присоединенную к земле точку. Открытые проводящие части электроустановки присоединяются к этой точке посредством нулевых защитных проводников.
В зависимости от устройства нулевого рабочего(N) и нулевого защитного(PE) проводников различают следующие три типа системы TN:
система TN-S — нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно по всей системе;
система TN-C-S — функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике в части сети;
система TN-C — функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике по всей сети.

Система ТТ
Питающая сеть системы ТТ имеет точку, непосредственно связанную с землёй, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.
Система IT
Питающая сеть системы IT не имеет непосредственной связи токоведущих частей с землёй, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.

Т — непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле,
I — все токоведущие части изолированы от земли, или одна точка заземлена через сопротивление.
Вторая буква — характер заземления открытых проводящих частей электроустановки:
Т — непосредственная связь открытых проводящих частей с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй,
N — непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания (в системах переменного тока обычно заземляется нейтралью).
Последующие буквы (если таковые имеются) — устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводника:
S — функция нулевого защитного и нулевого рабочего проводника обеспечивается раздельными проводниками;
С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике (PEN-проводник).

Система заземления TN-S

1 — заземлитель источника питания; 2 — открытые проводящие части

Система заземления TN-C-S

1 — заземлитель источника питания; 2 — открытые проводящие части

Система заземления TN-C

Система заземления ТТ

1 — заземлитель источника питания; 2 — открытые проводящие части; 3 — заземлитель корпусов оборудования

Система заземления IТ

1 — сопротивление; 2 — заземлитель источника питания; 3 — открытые проводящие части; 4 — заземлитель корпусов оборудования

Разделение PEN-проводника | Проектирование электроснабжения

Не стоит думать, что сегодня будет совсем банальная тема. С одной стороны, в этой теме нет ничего нового, но с другой стороны – есть один нюанс, который хотелось бы обсудить более подробно, а также хочу высказать свое мнение. Уверен, тема разделения PEN-проводника будет интересна многим.

При проектировании электроснабжения важнейшее значение имеет правильный выбор количества жил кабеля. По этой теме даже есть видео:

Кстати, я очень сильно расстроен, из-за того, что Вы до сих пор не подписались на мой канал

Сперва пройдемся по нормативным документам:

ТКП 339-2011 (РБ):

4.3.15.1 В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения: для медных – не менее 10 мм², для алюминиевых – не менее 16 мм², функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике
(PEN-проводнике).

4.3.15.2 Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

4.3.15.5 Если нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

ПУЭ-7 (РФ):

1.7.131. В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм² по меди или 16 мм² по алюминию, функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

1.7.135. Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

Как видим, требования что в РБ, что в РФ по теме разделения PEN-проводника – идентичны.

Давайте рассмотрим типовую схему электроснабжения любого объекта.

Типовая схема электроснабжения

Как правило, в трансформаторной подстанции не делается разделение и трехфазные сети до объекта электроснабжения прокладываются четырехжильными (L1-L2-L3-PEN).

На вводе здания, в водном устройстве, выполняют разделение PEN-проводника на PE и N. Шину PE часто используют в качестве ГЗШ. После разделения PEN-проводника все однофазные сети должны быть трехпроводными, а трехфазные – пятипроводными.

Однако, давайте представим, что от ВРУ здания нам необходимо подключить другое здание.

Самое правильное решение – применить пятижильный кабель, если речь идет о трехфазной сети. В таком случае к данному проектному решению ни у кого вопросов не будет.

Но, давайте представим, что у нас не просто ВРУ, а РУ-0,4кВ, которое питает мощные потребители. Есть ли смысл тянуть пятижильный кабель?

Прокладка питающего кабеля после разделения

Как думаете, какой кабель дешевле: четырехжильный или пятижильный? А если кабель большого сечения, представляете какая будет разница…

Нормативные документы нам говорят, что после разделения не допускается объединять разделенные проводники.

Лично я считаю, да и не только я, от точки разделения мы можем продолжить четырехжильным кабелем. И это не будет объединением. По сути PEN-проводник пришел в ВРУ и далее ушел без разделения.

Давайте нарисуем схему немного по-другому:

Прокладка питающего кабеля после разделения (схема 2)

Теперь мы видим, что приходящий PEN и уходящий PEN – это одна и та же точка, только находящаяся под разными зажимами общей шины. Это как ответвление питающего проводника от магистрали. Магистраль в данном случае — 2 четрыхжильных кабеля, а потребители ВРУ — ответвление.

Также не забывайте про повтороное заземление PE (PEN) -проводника.

В одном проекте такое решение я уже применял, обзор был в моих курсах. Проект прошел экспертизу, замечаний не было.

А что вы думаете по поводу разделения PEN-проводника? Можно ли от точки разделения вести далее 4 жилы? Возможно, у кого-то имеются разъяснения по этой теме, пришлите, дополню статью. Помню, где-то видел…

P.S. Ну и не забывайте, что 99% всех рачетов электроснабжения легко выполнить с помощью набора программ 220soft.

Советую почитать:

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

Заземление. Защитное заземление и зануление

Электропроводка в квартире. Заземление

Подключая современную бытовую технику, мы сталкиваемся с вопросом «как её правильно заземлить?». Производители бытовой техники запрещают пользоваться электроприборами без заземления. Они снимают с себя ответственность за выход её из строя, а так же за любые последствия, связанные с не правильным подключением. Вызов электрика в Самаре

Где взять заземление в домах старой постройки?

В жилых многоквартирных домах только с недавнего времени электропроводку начали выполнять по системе TN-С-S и TN-S.

Система TN-S на имеет всём протяжении нулевой рабочий и нулевой защитный проводники раздельные друг от друга.

Система TN-С-S имеет нулевой защитный и нулевой рабочий совмещенный проводник в какой-то ее части, начиная от источника питания.

В системе TN-С-S и TN-S всё просто — берём и соединяем корпус любого электроприбора с PE проводником. Такое заземление самое надёжное.

В домах более старой постройки использовалась система TN-C. В ней на всём протяжении нулевой рабочий и нулевой защитный провода совмещены.

В домах с системой TN-C по правилам заземлить электроприбор, можно:

Для этого необходимо корпус электрощита соединить с корпусом электроприборов с помощью отдельного проводника.

Запрещается!!! Выполнять такое соединение в двух проводных сетях. (под эту категорию попадают дома, у которых электрощиты расположены внутри квартир. Например — «хрущёвки», но не все…, и более старый жилой фонд.

Основными условиями электробезопасности при использовании системы TN-C, является:

— Исправная система уравнивания потенциалов.

Все входящие в дом трубопроводы, оболочки кабелей, соединяются с PEN проводником)

— Надёжный контакт PEN проводника на всём его протяжении. Существует опасность появления напряжения на корпусах электроприборов (даже исправных), при обрыве или «отгорании» PEN проводника.

Обрыв PEN проводника имеет очень маленькую вероятность, так как по этому проводнику текут токи, только некомпенсированных нагрузок, а они в разы меньше чем на фазных проводниках. Но вероятность такая всё же есть и это происходит:

— из за механического повреждения, например электрик что-то перепутал, или кто-то с иными целями перекусил, или отсоединил PEN проводник …

— Из за ветхости электроустановки, в момент пиковых токов, отгорает «ноль» (PEN проводник), это как правило результат халатного отношения к обслуживанию электроустановок.

При выполнении заземления в многоквартирном доме запрещается:
— соединять корпуса электроприборов с трубами отопления, водопровода, газа и д.т…
СТАРЫЙ водопровод, который часто ремонтируют или меняют на пластиковые трубы, это опасно!!! Вы подвергаете опасности не только свою жизнь , но и жизнь ваших соседей.

— проводить «собственное заземление» в квартиру — тоже запрещается!!!
В могоквартирных домах собственные заземления для одной квартиры делать опасно.
Если заземление не соединить со всеми проводящими частями в своей квартире (трубы, арматура и пр.) — то между ним (подсоединенными к нему приборами) и этими частями может появиться опасное напряжение. А если соедините и заземление будет хорошим, то с этих всех конструкций выравнивающий ток пойдет по вашему заземлению через вашу квартиру. Такие токи могут быть достаточно большими, а при нарушении основного заземлителя PEN , возникает опасность возникновения пожара из за сверх токов…

Мы выяснили что самыми неприспособленными к современной техники являются двух проводные сети TN-C. ПУЭ запрещает использовать в них УЗО, в качестве основной защиты.

То есть, нужно либо адаптировать электропроводку целиком всего дома к современным стандартам, либо можно пользоваться электроприборами, имеющие корпус из непроводящего ток материала…

Во всех перечисленных случаях опытные электрики рекомендуют устанавливать на цепи питающие бытовую технику УЗО.
Даже в двух проводной сети TN-C при пробое на корпус, например стиральной машины , УЗО способно защитить вас от смертельного удара током. Током вас всё же ударит, но УЗО сработает раньше, чем ток успеет серьёзно навредить вашему здоровью….

Заказать ремонт электрики в квартире

Как мы работаем:

Монтаж электропроводки «под ключ»

— Расчёт стоимости работ и материалов — бесплатно.

— Цена не меняется в процессе выполнения работ.

— Предоплат — нет! Расчёт после сдачи работ.

— Закупка и доставка материалов по оптовым ценам.

— мастера с опытом более 10 лет.

— Гарантия на работы до 36 месяцев!

Ремонт и диагностика электрики:

— Возможен срочный вызов

— С собой в наличии необходимые инструменты, приборы, и расходники.

— Предоплат — нет! Оплата — после сдачи работ.

— Решим проблему даже если никто не смог, опыт более 10лет!

— Гарантия на работы до 12 месяцев!

Не откладывайте решение проблем — ЗВОНИТЕ!

Заказать услуги можно по телефону:
8-927-205-92-92
(будни с 8:00 до 21:00)

Есть вопросы? напишите нам:

Нулевой провод и опасность его повреждения

Нулевой провод — это проводник электрической сети, имеющий нейтральное значение, в то время, когда фаза несет в себе напряжение 220 Вольт. На схемах нейтраль обозначается латинской буквой N, и имеет синюю либо голубую окраску, смотря какая маркировка кабеля. В старых системах заземления принято совмещать рабочий и защитный нули, и в этой ситуации они имеют желто-зеленую окраску и их обозначение записывается, как PEN.

Все линии электропередач для чего-то предназначены, следовательно, они могут характеризоваться наличием:

глухозаземленной нейтрали;
эффективно-заземленного нулевого проводника;
изолированного ноля.

Современное обустройство жилых домов зачастую оборудовано системой электросети с глухим заземлением нулевого провода. Для правильной работы данного типа сети энергию доставляют от трехфазных генераторных установок по трем фазам с высоким напряжением. Кроме того, от этого же источника электроэнергии ведется четвертый кабель, именуемый рабочим нулем.

Определяем ноль по цветовой маркировке

Важно! В случае неравномерной нагрузки на три фазы электросети, наблюдается несбалансированный ток в нейтральном проводе.

Повторное заземление нулевого провода

Повторным заземлением нулевого проводника, является защита, установленная на определенных правилами ПУЭ промежутках на всей протяженности нейтрали. В задачи повторного заземления включается снижение силы напряжения в нулевом проводе и электроприборах, которые были занулены относительно грунта. Это свойство целесообразно в качестве защиты от обрыва нулевого провода и при пробое электрического напряжения на корпус электрических приборов.

Схема повторного заземления

При создании защиты в электросети старайтесь выбирать нулевой и защитный проводники таким образом, чтобы в случае произошедшего замыкания на металлический корпус оборудования, произошло короткое замыкание в сети или оплавление предохранителей. Обычно, при установленном автоматическом выключателе данный фактор вызывает его срабатывание.

Важно! При возникновении короткого замыкания в зануленной элекроцепи, полученное напряжение должно трижды превысить значение номинального тока.

Нейтраль должна быть непрерывной от каждого корпуса электроустановки до нулевых проводников источников электроэнергии.

Методика определения ноля и заземления

В ходе работы с зануленными электрическими частями, нередко возникает вопрос, как определить ноль и заземление. Для этого существует специальная методика, принцип которой, мы объясняем для читателей доступным языком. Сразу обращаем внимание новичков, если вам требуется установить прибор в домашних условиях, определять ноль, фазу и заземление необходимо в месте крепления.

Существует самая простейшая методика, по которой определяется заземление — это использование цветовой маркировки, однако и этот способ является не всегда надежным.

Начнем методику при помощи специальной лампы. Но для начала соберем ее в единое целое;
Берем обычный патрон и вкручиваем в него подходящую лампу накаливания;
На клемму гнезда крепим провода и избавляем их концы от изоляционного слоя при помощи стриппера;
Теперь поочередно соединяем провода лампы с поддающимися определению жилами, если лампочка загорится, значит, вы нашли фазу. В ситуации с двухжильными кабелями дело обстоит намного проще, вам важно найти лишь фазу, при находке которой лампочка загорается, следовательно, оставшийся проводник — это нейтраль.

Важно! В случае, если к вашей сети подключены УЗО или автоматы и при этом лампа не загорается во время проверки, значит вы нашли ноль и «землю».

Что бывает при обрыве нуля в поводке

Задачи и назначение нулевого провода

Нулевой защитный проводник — это жила, соединяющая зануленные части электроустановок с глухозаземленной нейтралью источника снабжения электроэнергии. Такой проводник предназначен, чтобы создавать короткое замыкание в сети с минимальным сопротивлением, в то время, когда рабочий ноль, является активным поставщиком электрического тока к потребительским приборам.

Прямыми задачами нейтрального проводника считаются:

обеспечение равномерности токов в нагрузочных фазах, даже если наблюдается неравномерное снабжение током;
нулевой проводник и его правильное обустройство полезно при риске аварийных ситуаций;

Мы с вами ответили на вопрос, какое назначение рабочего нулевого провода и нулевого защитного. Отсюда можно сделать вывод, что присутствие нейтрали в любой системе электросети, является обязательным условием. Кроме того, важно знать методы работы с ним для обеспечения безопасности работы электрической цепи.

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Обрыв либо обгорание нулевых проводников признано электриками опасным явлением. Для наглядности рассмотрим, каким бывает, обрыв нейтрали:

обрыв PEN-проводника в питающем кабеле. При подобном нарушении в электропроводке, человек не заметит случившегося, к тому же здесь остается один контур заземления, что делает произошедшее вполне безопасной ситуацией;
обгорание нулевого проводника в распределителе. Здесь имеется высокий риск массового выхода из строя электрических приборов. Происходит перекос фазных проводников, то есть в одном проводе напряжение больше, чем в другом. Если в квартире не включено потребителей, возможно повышение напряжение в цепи до 380 Вольт;

Важно! Если в случае обрыва нулевого провода, у вас оставались подключенными много мощных потребителей, напряжение упадет ниже 220 В, и это приведет к нарушению работоспособности всех, на то время включенных приборов.

обрыв в квартирном электрощитке. В такое ситуации, вероятнее всего в розетках будет наблюдаться вторая фаза, причем электроприборы не будут работать от таких источников.

Схема опасности при обрыве нулевого провода

Внимание! Ни в коем случае, не используйте нулевой провод для заземления. Для этого есть специальный PE-проводник.

Вас могут заинтересовать:

Нулевые рабочие жилы в электроустановках обозначаются буквой. Цветовая и буквенная маркировка шин и проводов

Для быстрого чтения схем и облегчения идентификации различных элементов электроустановок регламентированы цветовые и буквенные обозначения шин и проводов. Они четко прописаны в главах 1.1.29 и 1.1.30 и ГОСТ Р 50462-2009.

Следует придерживаться этих правил. Это позволит любому электрику быстро разобраться с вашим распределительным щитом.Согласитесь, вы не раз задавались вопросом, какой цвет сделать «фазой», а какой — «нулевым». Ниже вы найдете ответы на свои вопросы.

Цветовая маркировка шин и проводов

Цветовая маркировка выполняется путем окрашивания изоляции токопроводящих проводов в разные цвета. Это делается на заводе. Также возможна цветовая идентификация на концах провода при его подключении. Предположим, у вас есть одножильный провод такого же цвета. Они могут соединить все три фазы и пометить разные фазы подходящей разноцветной изолентой.Как это сделано на фото ниже.

ГОСТ Р 50462-2009 запрещает раздельное использование зеленого и желтого цветов при маркировке жил. Они должны быть в сочетании желто-зеленого цвета.

Комбинация желто-зеленого цвета обозначает защитный провод.

Нейтральный и средний проводники отмечены синим цветом.

Совмещенные нулевой защитный и нулевой рабочий проводники обозначают желто-зеленым цветом по всей длине и синей меткой на концах в точке подключения или наоборот, синим цветом по всей длине и желто-зеленой меткой на концах.

Фазовые жилы предпочтительны в таких цветах, как черный, коричневый и серый. Хотя часто попадаются кабели с разной маркировкой жил. В случае переменного тока фазные проводники также различаются следующими цветами: красный, фиолетовый, розовый, оранжевый, белый и бирюзовый. См. EIR п.2.1.31.

При трехфазном токе шины обозначаются следующим образом:

фаза А желтого цвета;
фаза В — зеленый;
фаза C — красный.

В цепях постоянного тока по ГОСТ Р 50462-2009 провода маркируются следующим образом:

плюсовой провод «+» — коричневый;
отрицательный провод «-» — серый.

Согласно EIR главы 1.1.30, шины с постоянным током обозначаются как:

положительная шина «+» — красного цвета;
отрицательная шина «-» — синего цвета;
нулевая рабочая шина М — синяя.

Честно говоря, работая с коммуникационным оборудованием, большая часть которого работает на постоянном токе, я никогда не встречал коричневых и серых проводов.Я работал в нескольких десятках, а то и сотнях узлов связи, и там все «плюсовые» провода были красными, а «минусовые» — синими или черными.

Маркировка шин и проводов

В электрических схемах, паспортах и на самом оборудовании часто маркируются проводники и контакты для подключения. Ниже я привожу расшифровку этих букв переменным током.

L — фазный провод в однофазной сети;
L1, L2, L3 — фазные жилы в трехфазной сети;
Н — нейтральный (нулевой) провод;
М — средний проводник;
PE — защитный проводник;
PEN — совмещенные нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

Расшифровка буквенных обозначений при постоянном токе:

«L +» — положительный (плюс) провод;
«L-» — отрицательный (отрицательный) провод.

Думаю, вам хватит этой информации, чтобы вы смогли определить, где в люстре на клеммнике соединены «фаза», «ноль» и «земля», а также определить необходимые провода на схеме.

Не забывай улыбаться:

Вступительный экзамен в вуз.Эксперт:
— Объясните, пожалуйста, почему крутится электродвигатель?
— А потому что электричество.
— Что это за ответ? Почему же тогда, допустим, электрический утюг не крутится?
— Но ведь он не круглый.
— Ну а электроплита? Круглый? Почему она не крутится?
— Но из-за того, что он шершавый, трение в ногах.
— Хорошо … Лампочка! Электрический! Круглый! Гладкий; плавный! Без ног! Почему не крутится лампочка?
— Лампочка просто крутится.
— ??? !!!
— А когда меняешь в картридже, что делаешь? Вы его крутите!
— Нда-а … на самом деле … крутить хм … Да! а я ее крутлю, а не саму …
— Ну знаете, само по себе вообще ничего не крутится! Еще есть электродвигатель, полагаю, тебе нужно электричество!

Электробусы нужны для соединения отдельных элементов электроустановок в целом.

Определение

Шины позволяют объединить все элементы электроустановки в один.По сути, это проводники с низким сопротивлением.

С комбинацией нескольких шин в одном месте говорят о сборных шинах. Как правило, их устанавливают на изоляторы, которые одновременно служат опорами. Он прячется в специальном ящике (канале). Благодаря этому он защищен от факторов окружающей среды. Шинопровод всегда должен быть устойчивым к возникающим динамическим и тепловым нагрузкам, а также к ударному току электросети.

Электрошины выпускаются в нескольких модификациях.Для их разделения на типы существует несколько классификаций.

По способу исполнения выделяют гибкие и жесткие шины. Их по-разному называют плоскими и трубчатыми. Гибкие шины не перекручиваются. Они не должны иметь высокой степени натяжения. Причем степень натяжения всех проводов должна быть одинаковой. Под воздействием температуры длина шины может измениться. Поэтому жесткие модели снабжены гибкими перемычками, которые должны компенсировать эти изменения.Кроме того, они оснащены гасителями вибрации.

Кроме того, электробусы могут быть изолированными и неизолированными. Уже из названия понятно, что в первом случае у покрышки есть изоляционный слой, а во втором — нет.

Классификация шин по форме сечения

По форме поперечного сечения электрические шины делятся на следующие типы:

Плоские шины с прямоугольным поперечным сечением хорошо отводят тепло. Их использование целесообразно в сети с большой силой тока (от 2 тысяч до 4.1 тысяча ампер). В таких случаях их объединяют в группы по несколько человек. Это образует двухполосную или трехполосную шину.

Сборные шины имеют ряд недостатков:

Сложно провести монтажные работы.

Индуктивный ток, неравномерно распределенный.

Низкая устойчивость к механическим воздействиям.

Пониженная охлаждающая способность.

Низкая устойчивость к коротким замыканиям.

Изделия в коробках или в плоском исполнении можно использовать в сети 10-35 кВ. Считается самым эффективным трубчатым. У него есть несколько преимуществ. Он прочен, хорошо отводит тепло. Электрическое поле распределено вокруг него равномерно. Из-за этого не появляется коронация.

Виды материала для изготовления шин

В зависимости от материала, из которого изготовлена шина, различают следующие электробусы:

Последний вариант представляет собой сердечник из стальной оцинкованной проволоки, вокруг которого намотаны алюминиевые проволоки. .

Алюминиевые шины обладают следующими преимуществами:

Обладают высокой электропроводностью.

Их стоимость ниже, чем у других типов.

Для их производства используется пластик с минимальным количеством примесей. Могут использоваться низколегированные сплавы алюминия, магния и кремния. Дополнительные элементы позволяют повысить прочность, пластичность, эластичность.

Медные шины могут содержать до 99,9% меди. Такие изделия имеют маркировку M1.Широко используются марки ШМТ и ШМТВ, которые производятся из бескислородной марки. Они отличаются степенью мягкости. Первые две буквы маркировки ШММ и ШМТ обозначают «Медная шина». Дальше идет буква «М», обозначающая мягкие изделия, «Т» — твердые.

Маркировка при трехфазном переменном токе

Определить элементы электроустановок помогут «наконечники», которые выражаются в цвете и буквенном обозначении шин и проводов. Они выбраны не случайно.Они регулируются стандартами.

Покрасить шины можно двумя способами. Первый подразумевает, что маркировка электрических шин наносится еще на этапе изготовления. Производитель использует утеплители разных цветов. Второй подойдет в тех случаях, когда изделие имеет один цвет. В таких ситуациях используйте цветную изоленту, которой помечаете разные фазы.

В случае трехфазного тока маркировка будет выглядеть так:

Фаза «B» окрашена в зеленый цвет.

Фаза «C» окрашена в красный цвет.

Обозначение проводника

Заземляющий провод имеет маркировку PE. Он всегда обозначается желто-зеленым. Цвета идут продольными линиями. Более того, использование этих двух цветов по отдельности запрещено ГОСТом. Для нейтрального и среднего (рабочего) провода с маркировкой N используется синий цвет.

При подключении нулевого защитного и рабочего проводов комбинируют все три цвета. Маркировка в этом случае имеет вид PEN. Проводник синий, а на его конце и в месте соединения — полоска желто-зеленого цвета.В настоящее время допустимо выполнение противоположного цвета: жила желто-зеленого цвета с синей полосой на конце.

Буквенная маркировка

Провода и шины, электрические на переменном токе, расшифровываются следующим образом:

L — провод однофазной сети.

L с номерами 1, 2 или 3 — провод в трехфазной сети.

N — нейтральный провод (или нейтраль).

РЭ — заземлитель (защитный).

При постоянном токе обозначения будут следующими:

L + — положительный (или положительный) провод.

L- — минусовый (или отрицательный) провод.

Все эти маркировки и обозначения являются обязательными. Они регулируются принятыми правилами.

Запомнить все это сразу сложно. Но все это знает опытный электрик. Такая маркировка позволит определить, где и что подключено. И этого будет достаточно обычному человеку, чтобы понять, например, какая шина нужна для автоматов электрических машин.Он может понадобиться вам при ремонте электропроводки в доме. Позже к нему легко подключить дополнительные источники.

В главе 1.1 7-го изд.
»1.1.29. Для цветных и цифровых вывесок следует использовать отдельные изолированные или неизолированные жилы по цветам и номерам в соответствии с ГОСТ Р 50462« Идентификация жил по цвету или числовому обозначению ».
Руководства по защитному заземлению во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, включая шины, должны иметь буквенное обозначение PE и цветовое обозначение чередующиеся продольные или поперечные полосы одинаковой ширины (для шины от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.
Нулевые рабочие (нейтраль) проводники обозначены буквой N и синим цветом . Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие провода должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: синий по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.
1.1.30. Буквенно-цифровые и цветовые обозначения одноименных шин в каждой электрической установке должны быть одинаковыми.
Шины должны иметь маркировку:
1) при трехфазный переменный ток : шины фаза A — желтый , фаза B — зеленый , фаза C — красный ,
2) при переменный однофазный ток шина B, , подключенная к концу обмотки источника питания, — красная , шина A, подключенная к началу обмотки источника питания, — желтая .
Шины однофазного тока , если они являются ответвлениями шин трехфазной системы, обозначенные как соответствующие шины трехфазного тока ;
3) при постоянном токе: положительная шина (+) — красный цвет отрицательный (-) — синий и рабочий ноль M — синий . … ».

Приведенные требования содержат множество ошибок. Прежде всего, требование п. 1.1.30 следует рассматривать как грубую ошибку, требующую использования желтого и зеленого цветов для идентификации двухфазных шин.ГОСТ Р 50462–92, действовавший с 1 января 1994 г. по 31 декабря 2010 г., запрещал использование отдельного желтого и зеленого цветов, если возможна путаница с желто-зеленым цветом. Замена его на ГОСТ Р 50462–2009, действующий до 30 сентября 2016 г., запретил использование желтого и зеленого цветов отдельно для обозначения проводов. Аналогичный запрет содержит новый ГОСТ 33542 (см.).
Использование желтых и зеленых фазовых шин для идентификации в низковольтных электроустановках создает условия, при которых можно перепутать защитные шины с желто-зеленой маркировкой и фазные шины желтого или зеленого цвета.Это увеличивает вероятность ошибочного подключения к фазной шине защитных проводов электропроводки и, как следствие, появления напряжения на открытых токопроводящих частях электрооборудования I класса, контакт с которым становится смертельно опасным для человека.
Во-вторых, шины, являющиеся одним из вариантов проводников, обычно используются в низковольтных распределительных устройствах, которые производят и сертифицируют согласно требованиям национальных стандартов, в которых установлено, что цветовая маркировка проводов должна соответствовать требованиям ГОСТ. Р 50462–92 или ГОСТ Р 50462–2009.
В-третьих, одновременное использование синего и синего цветов для обозначения полюсных и средних шин неизбежно приведет к опасной путанице, поскольку полюсная шина может находиться под напряжением 110, 220, 440 В и более, а средняя шина находится под напряжением, которое почти ноль. Более того, в ГОСТ Р 50462–92 синий и синий рассматриваются как один цвет.
В-четвертых, в приведенных требованиях термин « однофазный ток «А» трехфазный ток «Это грубая ошибка. Однофазные и трехфазные электрические системы могут быть электричеством сети, электроустановками, электрическими цепями и электрооборудованием.Электроэнергия по ГОСТ Р 52002–2003 «Электротехника. Термины и определения основных понятий могут быть переменными, постоянными, пульсирующими и синусоидальными.
В-пятых, в рассматриваемых требованиях, сформулированных для электрических цепей постоянного тока, нулевая рабочая шина . Однако нейтральные проводники, в том числе шины, используются в электрических цепях переменного тока. В электрических цепях постоянного тока используются средние проводники. Следовательно, указанная шина должна быть названа , средняя шина .
В-шестых, фазные провода в требованиях обозначаются буквами « A, B, C ». Однако в стандартах МЭК и разработанных на их основе национальных стандартах фазные провода обозначаются иначе — « L1, L2, L3 ».
В-седьмых, проанализированные требования сформулированы для электроустановок до 1 кВ , а стандарты МЭК и соответствующие им национальные стандарты устанавливают требования для низковольтных электроустановок , работающих при напряжениях до 1000 В переменного тока и до 1500 В. DC включительно.
В-восьмых, в требованиях используется устаревшая терминология, не соответствующая терминологии ГОСТ 30331.1 (см.).
Появление ошибок в требованиях к цветовой и буквенно-цифровой идентификации проводов обусловлено следующими причинами. Требования п. 1.1.29 ПУЭ 7 изд. были сформулированы на основе требований ГОСТ Р 50462–92, а также требований п. 1.1.30 ОЛК 7 изд. переписаны с п. 1.1.29 6-го изд. Образец 1985 г. Таким образом, общепринятые принципы цветовой идентификации жил, установленные Международной электротехнической комиссией и содержащиеся в требованиях ГОСТ Р 50462–92, ГОСТ Р 50462–2009 и других национальных стандартов, разработанных на основе стандартов МЭК, не действуют. все же получили свое правильное отражение в требованиях oES.Хотя с момента введения в действие ГОСТ Р 50462–92 и заменяющего его ГОСТ Р 50462–2009 прошло 23 года, этого было более чем достаточно для корректировки всей национальной нормативной документации и, тем более, правильной формулировки анализируемых требований в главе 1.1. ОЛЦ, 7 изд.

Заключение Требования, изложенные в пунктах 1.1.29 и 1.1.30 ПЗС 7 изд. Заменить на:
Цветовая и буквенно-цифровая идентификация жил в электроустановках должна выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 33542–2015 . .

Как электрики проверяют целостность защитных проводов

Проверка защитных проводов

Для всех защитных проводов, включая основные и дополнительные заземляющие проводники, электрики должны выполнить проверку целостности с помощью омметра с малыми показаниями. Для основного эквипотенциального соединения не существует единого фиксированного значения сопротивления, выше которого проводник считался бы непригодным.

Непрерывность защитных проводников (фото: tradeskills4u.co.uk)

Каждое измеренное значение, если оно действительно может быть измерено для очень коротких отрезков, должно сравниваться с соответствующим значением для конкретной длины и размера проводника. Такие значения показаны в Таблице 1 ниже.

Таблица 1 // Сопротивление (Ом) медных проводников при 20 ° C

Таблица 1 — Сопротивление (Ом) медных проводников при 20 ° C

Если дополнительный провод защитного заземления был установлен между одновременно доступным открытым и внешним Для токопроводящих частей сопротивление проводника R должно быть равно или меньше 50 / I _a .

Итак, R ≤ 50 / I _a, где 50 — это напряжение, выше которого открытые металлоконструкции не должны подниматься, а I _a — минимальный ток, вызывающий срабатывание защитного устройства цепи в течение 5 с . Например, предположим, что предохранитель 45 A BS 3036 защищает цепь плиты, время отключения цепи не может быть соблюдено, и поэтому между корпусом плиты и смежной металлической раковиной был установлен дополнительный заземляющий провод.

Сопротивление R этого проводника не должно превышать 50 / I _a , что в данном случае составляет 145 A (правила IEE).Итак:

50/145 = 0,34 Ом

Как тогда провести тест , чтобы установить целостность основных или дополнительных проводников заземления?

На самом деле все очень просто: просто подключите провода от прибора для проверки целостности цепи к концам заземляющего проводника (Рисунок 1). Один конец следует отсоединить от зажима, в противном случае любое измерение может включать сопротивление параллельных путей других заземленных металлоконструкций.

Не забудьте сначала обнулить прибор или, если эта возможность недоступна, запишите сопротивление измерительных проводов, чтобы это значение можно было вычесть из показаний теста.

Важное примечание //

Если установка находится в работе, никогда не отсоединяйте основные заземляющие провода, если невозможно изолировать питание. Без изоляции люди и домашний скот могут быть поражены электрическим током.

Рисунок 1 — Целостность основных проводников защитного заземления

Непрерывность защитных проводов цепи (CPC) может быть установлена таким же образом, но предпочтительнее второй метод, поскольку результаты этого второго испытания показывают значение (R1 + R2 ) для рассматриваемой схемы.

Рисунок 2 — Непрерывность защитных проводов цепи (CPC)

Испытание проводится следующим образом (Рисунок 2) //

Временно соедините вместе линейный провод и CPC рассматриваемой цепи в распределительном щите или блоке потребителя. .
Проверка между линией и CPC на каждой розетке в цепи. Чтение указывает на непрерывность.
Запишите результат теста, полученный в самой дальней точке цепи. Для схемы это значение (R1 + R2).

Могут возникнуть некоторые трудности при определении значений (R1 + R2) цепей в установках, которые включают стальные кабелепроводы и кабели и / или армированные стальной проволокой ( SWA ) кабели и кабели с минеральной изоляцией в металлической оболочке ( MIMS ), потому что возможных параллельных земных путей.

В этих случаях может потребоваться проведение проверки целостности на этапе установки перед подключением аксессуаров или отключением заделки, а также после завершения.

Проверка целостности защитных проводников (ВИДЕО)

Ссылка: Электропроводка: бытовая — Брайан Скаддан IEng, MIET

Разница между трансформатором тока 10001 и трансформатором тока нулевой последовательности

Основная функция трансформаторов тока

Трансформаторы тока могут преобразовывать первичные токи с большими значениями во вторичные токи с более низкими значениями посредством определенного коэффициента трансформации, которые используются для защиты и измерения.Например, трансформатор тока с коэффициентом трансформации 400/5 может преобразовать фактический ток 400A в ток 5A.

2. Принцип работы трансформатора тока нулевой последовательности

Основной принцип токовой защиты нулевой последовательности основан на токовом законе Кирхгофа: алгебраическая сумма комплексного тока, протекающего в любой узел в цепи, равна нулю. Когда линия и электрическое оборудование в норме, векторная сумма каждого фазного тока равна нулю.Следовательно, вторичная обмотка трансформатора тока нулевой последовательности не имеет выходного сигнала, и привод не работает. Когда происходит замыкание на землю, векторная сумма тока каждой фазы не равна нулю. Ток повреждения вызывает магнитный поток в кольцевом сердечнике трансформатора тока нулевой последовательности. Индуцированное напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности заставляет привод двигаться и приводить в действие расцепляющее устройство, чтобы переключить сеть электропитания для достижения цели защиты от замыкания на землю.

3. Функция трансформатора тока нулевой последовательности

При поражении электрическим током или утечке в цепи срабатывает защита, и питание отключается.

4. Условия использования трансформаторов тока нулевой последовательности

Трансформатор тока может быть установлен на каждой из трехфазных линий, или трехфазные проводники могут быть пропущены через трансформатор тока нулевой последовательности вместе, или через трансформатор тока нулевой последовательности. Трансформатор тока последовательности может быть установлен на нейтральной линии N, чтобы использовать его для обнаружения трех фаз.Векторная сумма тока.

Для конкретного применения токовой защиты нулевой последовательности, трансформатор тока (ТТ) может быть установлен на каждой из трехфазных линий, или трехфазные проводники могут быть пропущены через ТТ нулевой последовательности вместе, или нулевой ток. -последовательности ТТ может быть установлен на нейтральной линии N. Эти ТТ используются для определения векторной суммы трехфазного тока, то есть тока нулевой последовательности Io, IA + IB + IC = IO, когда трехфазный нагрузка, подключенная к линии, полностью сбалансирована (нет замыкания на землю, и ток утечки линии и электрооборудования не учитывается), IO = 0; когда трехфазная нагрузка, подключенная к линии, несимметрична, тогда IO = IN, и ток нулевой последовательности в это время является несимметричным током IN; когда в фазе происходит замыкание на землю, должно генерироваться однофазное заземление. Ток повреждения Id, ток нулевой последовательности, обнаруженный в это время IO = IN + Id, представляет собой векторную сумму трехфазного несимметричного тока и одиночного -фазный ток заземления.

Xiamen ZTC Technology Co., Ltd

Производитель трансформаторов тока и эксперты

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — прикладное промышленное электричество

Важность электробезопасности

С помощью этого урока я надеюсь избежать распространенной ошибки, обнаруживаемой в учебниках по электронике, состоящей в игнорировании или недостаточном освещении темы электробезопасности. Я предполагаю, что тот, кто читает эту книгу, хотя бы мимолетно заинтересован в реальной работе с электричеством, и поэтому тема безопасности имеет первостепенное значение.

Еще одно преимущество включения подробного урока по электробезопасности — это практический контекст, который он устанавливает для основных понятий напряжения, тока, сопротивления и схемотехники. Чем более актуальной будет техническая тема, тем больше вероятность того, что студент обратит внимание и поймет. А что может быть важнее приложения для личной безопасности? Кроме того, поскольку электрическая энергия является повседневным явлением в современной жизни, почти любой может ознакомиться с иллюстрациями, приведенными на таком уроке.Вы когда-нибудь задумывались, почему птиц не шокирует, когда они отдыхают на линиях электропередач? Читайте и узнайте!

Физиологические эффекты электричества

Большинство из нас испытали ту или иную форму электрического «шока», когда электричество заставляет наше тело испытывать боль или травму. Если нам повезет, степень этого переживания ограничится покалыванием или приступами боли от накопления статического электричества, разряженного через наши тела. Когда мы работаем с электрическими цепями, способными передавать большую мощность нагрузкам, поражение электрическим током становится гораздо более серьезной проблемой, а боль — наименее значимым результатом поражения электрическим током.

Поскольку электрический ток проходит через материал, любое противодействие току (сопротивлению) приводит к рассеиванию энергии, обычно в виде тепла. Это самый простой и понятный эффект воздействия электричества на живую ткань: ток заставляет ее нагреваться. Если количество выделяемого тепла достаточно, ткань может обжечься. Эффект носит физиологический характер, такой же, как повреждение, вызванное открытым пламенем или другим высокотемпературным источником тепла, за исключением того, что электричество обладает способностью сжигать ткани под кожей жертвы, даже обжигая внутренние органы.

Как электрический ток влияет на нервную систему

Еще одно воздействие электрического тока на тело, возможно, наиболее опасное, касается нервной системы. Под «нервной системой» я имею в виду сеть особых клеток в организме, называемых нервными клетками или нейронами, которые обрабатывают и проводят множество сигналов, ответственных за регуляцию многих функций организма. Мозг, спинной мозг и сенсорные / двигательные органы в теле функционируют вместе, позволяя ему чувствовать, двигаться, реагировать, думать и запоминать.

Нервные клетки взаимодействуют друг с другом, действуя как «преобразователи», создавая электрические сигналы (очень малые напряжения и токи) в ответ на ввод определенных химических соединений, называемых нейротрансмиттерами , и высвобождая эти нейротрансмиттеры при стимуляции электрическими сигналами. Если электрический ток достаточной силы проходит через живое существо (человека или другое), его эффектом будет подавление крошечных электрических импульсов, обычно генерируемых нейронами, перегрузка нервной системы и предотвращение способности рефлекторных и волевых сигналов действовать. задействовать мышцы.Мышцы, вызванные внешним (шоковым) током, непроизвольно сокращаются, и жертва ничего не может с этим поделать.

Эта проблема особенно опасна, если пострадавший касается руками проводника под напряжением. Мышцы предплечья, отвечающие за сгибание пальцев, как правило, лучше развиты, чем мышцы, отвечающие за разгибание пальцев, и поэтому, если оба набора мышц будут пытаться сокращаться из-за электрического тока, проводимого через руку человека, «сгибающие» мышцы выиграют, сжимая пальцы в кулак.Если проводник, подающий ток к пострадавшему, обращен к ладони его или ее руки, это сжимающее действие заставит руку крепко ухватиться за провод, тем самым ухудшая ситуацию, обеспечивая отличный контакт с проводом. Пострадавший совершенно не сможет отпустить проволоку.

С медицинской точки зрения это состояние непроизвольного сокращения мышц называется столбняком . Электрики, знакомые с этим эффектом поражения электрическим током, часто называют обездвиженную жертву поражения электрическим током «зависшей в цепи».Вызванный током столбняк можно прервать, только отключив ток через пострадавшего.

Даже когда ток прекращается, жертва может не восстанавливать добровольный контроль над своими мышцами в течение некоторого времени, поскольку химический состав нейротрансмиттера находится в беспорядке. Этот принцип был применен в устройствах «электрошокера», таких как электрошокеры, которые основаны на принципе мгновенного поражения жертвы высоковольтным импульсом, передаваемым между двумя электродами. Правильно нанесенный электрошокер временно (на несколько минут) обездвиживает жертву.

Однако электрический ток может воздействовать не только на скелетные мышцы жертвы электрошока. Мышца диафрагмы, контролирующая легкие, и сердце, которое само по себе является мышцей, также могут быть «заморожены» в состоянии столбняка электрическим током. Даже токи, слишком слабые для того, чтобы вызвать столбняк, часто способны перебивать сигналы нервных клеток настолько, что сердце не может биться должным образом, что приводит к состоянию, известному как фибрилляция . Фибриллирующее сердце скорее трепещет, чем бьется, и не может перекачивать кровь к жизненно важным органам тела.В любом случае смерть от удушья и / или остановки сердца обязательно наступит из-за достаточно сильного электрического тока, проходящего через тело. По иронии судьбы, медицинский персонал использует сильный разряд электрического тока, приложенный к груди жертвы, чтобы «подтолкнуть» фибриллирующее сердце к нормальному ритму биений.

Эта последняя деталь подводит нас к другой опасности поражения электрическим током, свойственной коммунальным энергосистемам. Хотя наше первоначальное исследование электрических цепей будет сосредоточено почти исключительно на постоянном токе (постоянный ток или электричество, которое движется в непрерывном направлении в цепи), современные энергетические системы используют переменный ток или переменный ток.Технические причины такого предпочтения переменного тока перед постоянным током в энергосистемах не имеют отношения к этому обсуждению, но особые опасности каждого вида электроэнергии очень важны для темы безопасности.

Воздействие переменного тока на организм во многом зависит от частоты. Низкочастотный (от 50 до 60 Гц) переменный ток используется в домашних хозяйствах США (60 Гц) и Европы (50 Гц); он может быть опаснее высокочастотного переменного тока и в 3-5 раз опаснее постоянного тока того же напряжения и силы тока. Низкочастотный переменный ток вызывает продолжительное сокращение мышц (тетанию), которое может прижать руку к источнику тока, продлевая воздействие.Постоянный ток, скорее всего, вызовет одиночное судорожное сокращение, которое часто заставляет жертву отойти от источника тока.

Переменный характер

AC имеет большую тенденцию приводить нейроны кардиостимулятора в состояние фибрилляции, тогда как DC имеет тенденцию просто останавливать сердце. Как только ток разряда прекращается, у «замороженного» сердца больше шансов восстановить нормальный ритм сердечных сокращений, чем у фибриллирующего сердца. Вот почему «дефибриллирующее» оборудование, используемое врачами скорой помощи, работает: электрический разряд, подаваемый дефибриллятором, — это постоянный ток, который останавливает фибрилляцию и дает сердцу шанс восстановиться.

В любом случае электрические токи, достаточно высокие, чтобы вызвать непроизвольное мышечное действие, опасны, и их следует избегать любой ценой. В следующем разделе мы рассмотрим, как такие токи обычно входят в тело и выходят из него, и рассмотрим меры предосторожности против таких случаев.

Электрический ток может вызвать глубокие и серьезные ожоги тела из-за рассеивания мощности через электрическое сопротивление тела.
Столбняк — это состояние, при котором мышцы непроизвольно сокращаются из-за прохождения внешнего электрического тока через тело.Когда непроизвольное сокращение мышц, управляющих пальцами, приводит к тому, что жертва не может отпустить проводник, находящийся под напряжением, жертва считается «замороженной в цепи».
Диафрагма (легкие) и сердечные мышцы одинаково подвержены воздействию электрического тока. Даже токи, слишком слабые, чтобы вызвать столбняк, могут быть достаточно сильными, чтобы мешать работе нейронов кардиостимулятора, заставляя сердце трепетать, а не сильно биться.
Постоянный ток (DC) с большей вероятностью может вызвать столбняк в мышцах, чем переменный ток (AC), поэтому постоянный ток с большей вероятностью «заморозит» жертву в случае шока.Однако переменный ток с большей вероятностью вызовет фибрилляцию сердца жертвы, что является более опасным состоянием для жертвы после прекращения действия электрического тока.

Электричество требует полного пути (цепи) для непрерывного потока. Вот почему удар, полученный от статического электричества, представляет собой только мгновенный толчок: течение тока обязательно кратковременно, когда статические заряды уравниваются между двумя объектами. Подобные шоки самоограниченной продолжительности редко бывают опасными.

Без двух точек контакта на теле для входа и выхода тока, соответственно, опасность поражения электрическим током отсутствует. Вот почему птицы могут спокойно отдыхать на высоковольтных линиях электропередачи, не подвергаясь электрошоку: они контактируют с цепью только в одной точке.

Рис. 1.1

Для того, чтобы ток протекал по проводнику, должно присутствовать напряжение, которое его мотивирует. Напряжение, как вы должны помнить, всегда составляет относительно двух точек . Нет такой вещи, как напряжение «на» или «в» одной точке цепи, и поэтому птица, контактирующая с одной точкой в вышеуказанной цепи, не имеет напряжения, приложенного к ее телу, чтобы установить ток через нее.Да, даже если они опираются на двух футов, обе ноги касаются одного и того же провода, что делает их электрически общими . С точки зрения электричества, обе птичьи лапы соприкасаются с одной и той же точкой, поэтому между ними нет напряжения, которое могло бы стимулировать ток через тело птицы.

Это может привести к мысли, что невозможно получить поражение электрическим током, прикоснувшись только к одному проводу. Как птицы, если мы будем касаться только одного провода за раз, мы будем в безопасности, верно? К сожалению, это не так.В отличие от птиц, при контакте с «живым» проводом люди обычно стоят на земле. Часто одна сторона энергосистемы будет намеренно подключена к заземлению, и поэтому человек, касающийся одного провода, фактически устанавливает контакт между двумя точками в цепи (провод и заземление):

Рисунок 1.2

Значок земли представляет собой набор из трех горизонтальных полос уменьшающейся ширины, расположенных в нижнем левом углу показанной схемы, а также у ступни человека, подвергающегося электрошоку.В реальной жизни заземление энергосистемы представляет собой какой-то металлический проводник, закопанный глубоко в землю для обеспечения максимального контакта с землей. Этот проводник электрически подключен к соответствующей точке соединения в цепи толстым проводом. Заземление жертвы осуществляется через ноги, которые касаются земли.

В этот момент в уме ученика обычно возникает несколько вопросов:

Если наличие точки заземления в цепи обеспечивает легкую точку контакта для кого-то, чтобы получить электрошок, зачем вообще она в цепи? Разве схема без заземления не была бы безопаснее?
Человек, которого шокирует, вероятно, не ходит босиком.Если резина и ткань являются изоляционными материалами, то почему их обувь не защищает их, предотвращая образование цепи?
Насколько хорошим проводником может быть грязь ? Если вы можете быть поражены током, протекающим через землю, почему бы не использовать землю в качестве проводника в наших силовых цепях?

В ответ на первый вопрос, наличие преднамеренной точки «заземления» в электрической цепи предназначено для обеспечения того, чтобы одна сторона была безопасной для контакта.Обратите внимание, что если бы наша жертва на приведенной выше диаграмме коснулась нижней стороны резистора, ничего бы не произошло, даже если бы их ноги все еще касались земли:

Рис. 1.3
Поскольку нижняя сторона схемы надежно соединена с землей через точку заземления в нижнем левом углу схемы, нижний проводник схемы имеет электрически общий , и заземление. Поскольку между электрически общими точками не может быть напряжения, на человека, контактирующего с нижним проводом, не будет напряжения, и они не получат удара током.По той же причине провод, соединяющий цепь с заземляющим стержнем / пластинами, обычно остается оголенным (без изоляции), так что любой металлический объект, о который он задевает, будет электрически общим с землей.
Заземление цепи гарантирует, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения. Но как насчет того, чтобы оставить цепь полностью незаземленной? Разве это не сделало бы человека, касающегося только одного провода, таким же безопасным, как птица, сидящая только на одном? В идеале да. Практически нет.Посмотрите, что происходит без земли:
Рисунок 1.4
Несмотря на то, что ноги человека все еще соприкасаются с землей, любая точка в цепи должна быть безопасной для прикосновения. Поскольку не существует полного пути (цепи), образованного через тело человека от нижней стороны источника напряжения к верхней, нет возможности установить ток через человека. Однако все это может измениться из-за случайного заземления, например, если ветка дерева касается линии электропередачи и обеспечивает соединение с землей.Такое случайное соединение между проводником энергосистемы и землей называется замыканием на землю .
Рисунок 1.5
Замыкания на землю
Замыкания на землю могут быть вызваны многими причинами, в том числе скоплением грязи на изоляторах линий электропередач (создание пути грязной воды для тока от проводника к полюсу и к земле во время дождя), проникновением грунтовых вод в подземные проводники линии электропередачи. , и птицы, приземляющиеся на линии электропередач, перемыкая линию к полюсу своими крыльями.Учитывая множество причин замыканий на землю, они, как правило, непредсказуемы. В случае с деревьями никто не может гарантировать , с какой проволокой могут касаться их ветви. Если бы дерево задело верхний провод в цепи, это сделало бы верхний провод безопасным для прикосновения, а нижний опасным — как раз противоположность предыдущему сценарию, когда дерево касается нижнего провода:
Рисунок 1.6
Когда ветвь дерева соприкасается с верхним проводом, этот провод становится заземленным проводом в цепи, электрически общим с заземлением.Следовательно, между этим проводом и землей нет напряжения, а есть полное (высокое) напряжение между нижним проводом и землей. Как упоминалось ранее, ветви деревьев являются лишь одним потенциальным источником замыканий на землю в энергосистеме. Рассмотрим незаземленную энергосистему без соприкосновения деревьев с деревьями, но на этот раз с двумя людьми, касающимися отдельных проводов:
Рис. 1.7
Когда каждый человек стоит на земле, контактируя с разными точками цепи, путь для электрического тока проходит через одного человека, через землю и через другого человека.Несмотря на то, что каждый человек думает, что он в безопасности, только коснувшись одной точки в цепи, их совместные действия создают смертельный сценарий. Фактически, один человек действует как замыкание на землю, что делает его небезопасным для другого человека. Именно поэтому незаземленные энергосистемы опасны: напряжение между любой точкой цепи и землей (землей) непредсказуемо, потому что замыкание на землю может возникнуть в любой точке цепи в любое время. Единственный персонаж, который гарантированно будет в безопасности в этих сценариях, — это птица, которая вообще не связана с землей! Надежно подключив обозначенную точку цепи к заземлению («заземлив» цепь), по крайней мере, безопасность может быть обеспечена в этой точке.Это большая гарантия безопасности, чем полное отсутствие заземления.
Отвечая на второй вопрос, обувь с резиновой подошвой действительно обеспечивает некоторую электрическую изоляцию, чтобы помочь защитить кого-то от проведения электрического тока через ступни. Однако наиболее распространенные конструкции обуви не являются электрически «безопасными», поскольку их подошва слишком тонкая и не из подходящего материала. Кроме того, любая влага, грязь или токопроводящие соли из пота тела на поверхности подошвы или проникающие сквозь нее могут поставить под угрозу ту небольшую изоляционную ценность, которая должна была изначально иметь обувь.Есть обувь, специально предназначенная для опасных электромонтажных работ, а также толстые резиновые коврики, на которых можно стоять во время работы с цепями под напряжением, но эти специальные детали должны быть в абсолютно чистом и сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Достаточно сказать, что обычной обуви недостаточно, чтобы гарантировать защиту от поражения электрическим током от электросети.
Исследования контактного сопротивления между частями человеческого тела и точками контакта (например, с землей) показывают широкий диапазон цифр (информацию об источнике этих данных см. В конце главы):
Контакт для рук или ног, с резиновой изоляцией: обычно 20 МОм.
Контакт ступни через кожаную подошву обуви (сухой): от 100 кОм до 500 кОм
Контакт ступни через кожаную подошву обуви (мокрый): от 5 кОм до 20 кОм
Как видите, резина не только является гораздо лучшим изоляционным материалом, чем кожа, но и присутствие воды в пористом веществе, таком как кожа , значительно снижает электрическое сопротивление.
Отвечая на третий вопрос, грязь — не очень хороший проводник (по крайней мере, когда она сухая!). У него слишком плохой проводник, чтобы поддерживать постоянный ток для питания нагрузки.Однако, как мы увидим в следующем разделе, требуется очень мало тока, чтобы ранить или убить человека, поэтому даже плохой проводимости грязи достаточно, чтобы обеспечить путь для смертельного тока при наличии достаточного напряжения, как обычно находится в энергосистемах.
Некоторые шлифованные поверхности лучше изолируют, чем другие. Например, асфальт на масляной основе имеет гораздо большее сопротивление, чем большинство видов грязи или камней. Бетон, с другой стороны, имеет довольно низкое сопротивление из-за внутреннего содержания воды и электролита (проводящего химического вещества).
Поражение электрическим током может произойти только при контакте между двумя точками цепи; когда на тело жертвы подается напряжение.
Цепи питания
обычно имеют обозначенную точку, которая «заземлена»: прочно соединена с металлическими стержнями или пластинами, закопанными в грязь, чтобы гарантировать, что одна сторона цепи всегда находится под потенциалом земли (нулевое напряжение между этой точкой и землей).
Замыкание на землю — это случайное соединение проводника цепи с землей (землей).
Специальная изолированная обувь и коврики предназначены для защиты людей от ударов через заземление, но даже эти части снаряжения должны быть в чистом, сухом состоянии, чтобы быть эффективными. Обычная обувь недостаточно хороша, чтобы обеспечить защиту от ударов, изолируя ее владельца от земли.
Хотя грязь — плохой проводник, она может проводить достаточно тока, чтобы ранить или убить человека.
Распространенная фраза в отношении электробезопасности звучит примерно так: « Убивает не напряжение, а ток ! «Хотя в этом есть доля правды, об опасности поражения электрическим током нужно понимать больше, чем эта простая пословица.Если бы напряжение не представляло опасности, никто бы никогда не распечатал и не вывесил надписи: ОПАСНО — ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!
Принцип «убивает текущее» по сути верен. Это электрический ток, который сжигает ткани, замораживает мышцы и вызывает фибрилляцию сердца. Однако электрический ток не возникает сам по себе: должно быть доступное напряжение, чтобы побудить ток протекать через жертву. Тело человека также оказывает сопротивление току, что необходимо учитывать.
Принимая закон Ома для напряжения, тока и сопротивления и выражая его через ток для заданных напряжения и сопротивления, мы получаем следующее уравнение:
[латекс] \ textbf {закон Ома} [/ латекс]
[латекс] Ток = \ frac {Напряжение} {Сопротивление} [/ латекс] [латекс] I = \ frac {E} {R} [/ латекс]
Величина тока, протекающего через тело, равна величине напряжения, приложенного между двумя точками этого тела, деленному на электрическое сопротивление, оказываемое телом между этими двумя точками.Очевидно, что чем больше напряжения доступно для протекания тока, тем легче он будет проходить через любое заданное сопротивление. Следовательно, существует опасность высокого напряжения, которое может генерировать ток, достаточный для получения травмы или смерти. И наоборот, если тело имеет более высокое сопротивление, меньший ток будет протекать при любом заданном напряжении. Насколько опасно напряжение, зависит от общего сопротивления цепи, препятствующего прохождению электрического тока.
Сопротивление тела не является фиксированной величиной.Это варьируется от человека к человеку и время от времени. Существует даже метод измерения содержания жира в организме, основанный на измерении электрического сопротивления между пальцами рук и ног. Различное процентное содержание жира в организме обеспечивает разное сопротивление: одна переменная, влияющая на электрическое сопротивление в организме человека. Чтобы методика работала точно, человек должен регулировать потребление жидкости за несколько часов до теста, что указывает на то, что гидратация тела является еще одним фактором, влияющим на электрическое сопротивление тела.
Сопротивление тела также варьируется в зависимости от того, как происходит контакт с кожей: от руки к руке, от руки к ноге, от ступни к ступне, от руки к локтю и т. Д. Пот, богатый солью и минералами. , являясь жидкостью, является отличным проводником электричества. То же самое и с кровью с таким же высоким содержанием проводящих химикатов. Таким образом, контакт с проводом потной рукой или открытой раной будет оказывать гораздо меньшее сопротивление току, чем контакт с чистой сухой кожей.
Измеряя электрическое сопротивление чувствительным измерителем, я измеряю примерно 1 миллион Ом (1 МОм) на руках, держась за металлические щупы измерителя между пальцами.Измеритель показывает меньшее сопротивление, когда я крепко сжимаю щупы, и большее сопротивление, когда я держу их свободно. Я сижу за компьютером и печатаю эти слова, мои руки чистые и сухие. Если бы я работал в жаркой, грязной промышленной среде, сопротивление между моими руками, вероятно, было бы намного меньше, представляя меньшее сопротивление смертоносному току и большую опасность поражения электрическим током.
Насколько опасен электрический ток?
Ответ на этот вопрос также зависит от нескольких факторов.Химический состав тела человека оказывает значительное влияние на то, как электрический ток влияет на человека. Некоторые люди очень чувствительны к току, испытывая непроизвольное сокращение мышц из-за ударов статического электричества. Другие могут получить большие искры от разряда статического электричества и почти не почувствовать его, не говоря уже о мышечном спазме. Несмотря на эти различия, с помощью тестов были разработаны приблизительные руководящие принципы, которые показывают, что для проявления вредных эффектов требуется очень небольшой ток (опять же, информацию об источнике этих данных см. В конце главы).Все текущие значения даны в миллиамперах (миллиампер равен 1/1000 ампер):
ТЕЛО ВЛИЯНИЕ МУЖЧИНЫ / ЖЕНЩИНЫ ПРЯМОЙ ТОК (DC) 60 Гц 100 кГц
Легкое ощущение под рукой Мужчины 1,0 мА 0,4 мА 7 мА
Женщины 0,6 мА 0,3 мА 5 мА
Порог боли Мужчины 5.2 мА 1,1 мА 12 мА
Женщины 3,5 мА 0,7 мА 8 мА
Болезненные, но произвольный контроль мышц сохраняется Мужчины 62 мА 9 мА 55 мА
Женщины 41 мА 6 мА 37 мА
Болезненно, провода не отпускаются Мужчины 76 мА 16 мА 75 мА
Женщины 60 мА 15 мА 63 мА
Сильная боль, затрудненное дыхание Мужчины 90 мА 23 мА 94 мА
Женщины 60 мА 15 мА 63 мА
Возможна фибрилляция сердца через 3 секунды Мужчины и женщины 500 мА 100 мА
«Гц» означает блок Гц .Это мера того, насколько быстро меняется переменный ток, иначе известный как частота . Таким образом, столбец цифр, обозначенный «60 Гц переменного тока», относится к току, который изменяется с частотой 60 циклов (1 цикл = период времени, когда ток течет в одном направлении, а затем в другом) в секунду. Последний столбец, обозначенный «10 кГц переменного тока», относится к переменному току, который совершает десять тысяч (10 000) возвратно-поступательных циклов каждую секунду.
Имейте в виду, что эти цифры являются приблизительными, поскольку люди с разным химическим составом тела могут реагировать по-разному.Было высказано предположение, что ток через грудную клетку всего 17 мА переменного тока достаточно, чтобы вызвать фибрилляцию у человека при определенных условиях. Большинство наших данных относительно индуцированной фибрилляции получены в результате испытаний на животных. Очевидно, что проводить тесты индуцированной фибрилляции желудочков на людях непрактично, поэтому имеющиеся данные отрывочны. О, и если вам интересно, я понятия не имею, почему женщины, как правило, более восприимчивы к электрическому току, чем мужчины! Предположим, я положил руки на клеммы источника переменного напряжения с частотой 60 Гц (60 циклов в секунду).Какое напряжение необходимо для этого состояния чистой, сухой кожи, чтобы получить ток в 20 миллиампер (достаточно, чтобы я не мог отпустить источник напряжения)? Мы можем использовать закон Ома, чтобы определить это:
[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (20 мА) (1 M \ Omega) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 20 000 вольт или 20 кВ} [/ латекс]
Имейте в виду, что это «лучший случай» (чистая, сухая кожа) с точки зрения электробезопасности и что это значение напряжения представляет собой величину, необходимую для индукции столбняка.Чтобы вызвать болезненный шок, потребуется гораздо меньше! Кроме того, имейте в виду, что физиологические эффекты любой конкретной силы тока могут значительно отличаться от человека к человеку, и что эти расчеты являются приблизительными оценками только .
Обрызгав пальцы водой для имитации пота, я смог измерить сопротивление рук в руках всего 17 000 Ом (17 кОм). Имейте в виду, что это касается только одного пальца каждой руки, касающегося тонкой металлической проволоки. Пересчитав напряжение, необходимое для возникновения тока в 20 мА, мы получим эту цифру:
[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (20 мА) (17 кОм) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 340 V} [/ латекс]
В этих реальных условиях потребуется всего 340 вольт потенциала от одной моей руки к другой, чтобы вызвать ток 20 миллиампер.Тем не менее, все еще возможно получить смертельный удар от меньшего напряжения, чем это. При условии значительно более низкого сопротивления тела, увеличенного за счет контакта с кольцом (полоса золота, обернутая по окружности пальца, делает отличной точкой контакта для поражения электрическим током) или полного контакта с большим металлическим предметом, таким как труба или металл рукоятки инструмента сопротивление корпуса может упасть до 1000 Ом (1 кОм), что приведет к тому, что даже более низкое напряжение может представлять потенциальную опасность.
[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (20 мА) (1 кОмега) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 20 V} [/ латекс]
Обратите внимание, что в этом состоянии 20 вольт достаточно, чтобы произвести ток в 20 миллиампер через человека; достаточно, чтобы вызвать столбняк. Помните, было высказано предположение, что сила тока всего 17 миллиампер может вызвать фибрилляцию желудочков (сердца). При сопротивлении рукопашной в 1000 Ом для создания этого опасного состояния потребуется всего 17 вольт.
[латекс] E = IR [/ латекс]
[латекс] E = (17 мА) (1 кВт) [/ латекс]
[латекс] \ textbf {E = 17 V} [/ латекс]
Семнадцать вольт — это не очень много для электрических систем. Конечно, это «наихудший» сценарий с напряжением переменного тока 60 Гц и отличной проводимостью тела, но он действительно показывает, насколько низкое напряжение может представлять серьезную угрозу при определенных условиях.
Условия, необходимые для создания сопротивления тела 1000 Ом, не должны быть такими экстремальными, как то, что было представлено (потная кожа при контакте с золотым кольцом).Сопротивление тела может уменьшаться при приложении напряжения (особенно если столбняк заставляет пострадавшего крепче держать проводник), так что при постоянном напряжении удар может усилиться после первого контакта. То, что начинается как легкий шок — ровно настолько, чтобы «заморозить» жертву, чтобы она не могла отпустить ее, может перерасти в нечто достаточно серьезное, чтобы убить ее, поскольку сопротивление их тела уменьшается, а сила тока соответственно увеличивается.
Исследования предоставили приблизительный набор цифр для электрического сопротивления точек контакта человека в различных условиях:
Ситуация Сухой мокрый
Проволока касалась пальцем 40 000 Ом — 1 000 000 Ом 4000 Ом — 15000 Ом
Проволока в руке 15000 Ом — 50 000 Ом 3000 Ом — 5000 Ом
Ручные плоскогубцы по металлу 5000 Ом — 10 000 Ом 1000 Ом — 3000 Ом
Контакт ладонью 3000 Ом — 8000 Ом 1000 Ом — 2000 Ом
1.5-дюймовая металлическая труба с захватом одной рукой 1000 Ом — 3000 Ом 500 Ом — 1500 Ом
1,5-дюймовая металлическая труба, удерживаемая двумя руками 500 Ом — 1500 кОм 250 Ом — 750 Ом
Рука погружена в проводящую жидкость 200 Ом — 500 Ом
Нога погружена в проводящую жидкость 100 Ом — 300 Ом
Обратите внимание на значения сопротивления для двух состояний с 1.5-дюймовая металлическая труба. Сопротивление, измеренное при захвате трубы двумя руками, составляет ровно половину сопротивления при захвате трубы одной рукой.
Рисунок 1.8
Двумя руками площадь контакта с телом вдвое больше, чем с одной рукой. Это важный урок: электрическое сопротивление между любыми контактирующими объектами уменьшается с увеличением площади контакта при прочих равных условиях. Если держать трубу двумя руками, ток будет иметь два параллельных путей, по которым протекает от трубы к телу (или наоборот).
Рис. 1.9.
Как мы увидим в следующей главе, параллельных цепей всегда приводят к меньшему общему сопротивлению, чем любой отдельный путь, рассматриваемый отдельно.
В промышленности 30 вольт обычно считается консервативным пороговым значением для опасного напряжения. Осторожный человек должен рассматривать любое напряжение выше 30 вольт как опасное, не полагаясь на нормальное сопротивление тела для защиты от поражения электрическим током. Тем не менее, при работе с электричеством все же отличной идеей является держать руки чистыми и сухими и снимать все металлические украшения.Даже при более низком напряжении металлические украшения могут представлять опасность, поскольку проводят ток, достаточный для ожога кожи, при контакте между двумя точками в цепи. Металлические кольца, в частности, были причиной более чем нескольких ожогов пальцев из-за замыкания между точками в низковольтной и сильноточной цепи.
Кроме того, напряжение ниже 30 может быть опасным, если его достаточно, чтобы вызвать неприятное ощущение, которое может вызвать вздрагивание и случайное соприкосновение с более высоким напряжением или другую опасность.Я вспоминаю, как однажды жарким летним днем работал над автомобилем. На мне были шорты, моя голая нога касалась хромового бампера автомобиля, когда я затягивал контакты аккумулятора. Когда я прикоснулся металлическим ключом к положительной (незаземленной) стороне 12-вольтовой батареи, я почувствовал покалывание в том месте, где моя нога касалась бампера. Сочетание плотного контакта с металлом и моей вспотевшей кожи позволило почувствовать шок всего лишь с 12 вольт электрическим потенциалом.
К счастью, ничего плохого не произошло, но если бы двигатель работал и удар ощущался в моей руке, а не ноге, я мог бы рефлекторно толкнуть руку на пути вращающегося вентилятора или уронить металлический ключ на клеммы аккумулятора (производя большой ток через гаечный ключ с большим количеством искр).Это иллюстрирует еще один важный урок, касающийся электробезопасности; этот электрический ток сам по себе может быть косвенной причиной травмы, заставляя вас подпрыгивать или спазмировать части вашего тела в опасную для вас сторону.
Ток, проходящий через человеческое тело, имеет значение, насколько он опасен. Ток будет влиять на все мышцы, находящиеся на его пути, а поскольку мышцы сердца и легких (диафрагмы), вероятно, являются наиболее важными для выживания, пути удара, проходящие через грудную клетку, являются наиболее опасными.Это делает путь электрического тока из рук в руки очень вероятным способом получения травм и летального исхода.
Во избежание подобных ситуаций рекомендуется работать с цепями под напряжением, находящимися под напряжением, только одной рукой, а вторую руку держать в кармане, чтобы случайно ни к чему не прикоснуться. Конечно, всегда безопаснее работать в цепи, когда она отключена, но это не всегда практично или возможно. При работе одной рукой, как правило, предпочтение отдается правой руке по двум причинам: большинство людей правши (что обеспечивает дополнительную координацию при работе), а сердце обычно находится слева от центра в грудной полости.
Для левшей этот совет может быть не лучшим. Если такой человек недостаточно скоординирован с правой рукой, он может подвергнуть себя большей опасности, используя руку, с которой ему меньше всего комфортно, даже если электрический ток через эту руку может представлять большую опасность для его сердца. Относительная опасность между сотрясением одной рукой или другой, вероятно, меньше, чем опасность работы с менее чем оптимальной координацией, поэтому выбор руки для работы лучше всего оставить на усмотрение человека.
Лучшая защита от ударов цепи под напряжением — это сопротивление, а сопротивление может быть добавлено к телу с помощью изолированных инструментов, перчаток, обуви и другого снаряжения. Ток в цепи является функцией доступного напряжения, деленного на общее сопротивление на пути потока. Как мы рассмотрим более подробно позже в этой книге, сопротивления имеют аддитивный эффект, когда они сложены друг с другом, так что есть только один путь для прохождения тока:
Рисунок 1.10
Человек, находящийся в прямом контакте с источником напряжения: ток ограничен только сопротивлением тела.
[латекс] I = \ frac {E} {R_ {boot}} [/ латекс]
Теперь мы рассмотрим эквивалентную схему для человека в изолированных перчатках и ботинках:
Рисунок 1.11
Лицо в изоляционных перчатках и сапогах;
Ток теперь ограничен сопротивлением цепи:
[латекс] I = \ frac {E} {R_ {glove} + R_ {body} + R_ {boot} +} [/ latex]
Поскольку электрический ток должен проходить через ботинок и корпус и перчатку, чтобы замкнуть цепь обратно к батарее, общая сумма ( сумма ) этих сопротивлений противодействует протеканию тока в большей степени, чем любое другое. сопротивлений рассматривается индивидуально.
Безопасность — одна из причин, по которой электрические провода обычно покрывают пластиковой или резиновой изоляцией: чтобы значительно увеличить сопротивление между проводником и тем или иным предметом, который может с ним контактировать. К сожалению, было бы непомерно дорого изолировать проводники линии электропередач из-за недостаточной изоляции для обеспечения безопасности в случае случайного контакта. Таким образом, безопасность обеспечивается за счет того, что эти стропы должны находиться достаточно далеко вне досягаемости, чтобы никто не мог случайно их коснуться.
Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.Вы должны обезопасить все источники вредной энергии, прежде чем систему можно будет считать безопасной для работы. В промышленности обеспечение безопасности цепи, устройства или системы в этом состоянии обычно называется переводом в состояние с нулевой энергией . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.
Вред для тела зависит от силы электрического тока. Более высокое напряжение позволяет производить более высокие и опасные токи.Сопротивление противостоит току, поэтому высокое сопротивление является хорошей защитой от ударов.
Обычно считается, что любое напряжение выше 30 может создавать опасные ударные токи. Металлические украшения определенно плохо носить при работе с электрическими цепями. Кольца, ремешки для часов, ожерелья, браслеты и другие подобные украшения обеспечивают отличный электрический контакт с вашим телом и сами могут проводить ток, достаточный для возникновения ожогов кожи даже при низком напряжении.
Низкое напряжение может быть опасным, даже если оно слишком низкое, чтобы напрямую вызвать поражение электрическим током.Их может быть достаточно, чтобы напугать жертву, заставив ее отпрянуть и коснуться чего-то более опасного в непосредственной близости.
Когда необходимо работать в «живой» цепи, лучше всего выполнять работу одной рукой, чтобы предотвратить смертельный путь электрического тока из рук в руки (через грудную клетку).
Если возможно, отключите питание цепи перед выполнением каких-либо работ с ней.
При работе с оборудованием отключите все источники питания перед выполнением любых работ.В промышленности удаление этих источников питания из схемы, устройства или системы обычно известно как перевод их в состояние с нулевой энергией . В центре внимания этого урока, конечно же, электробезопасность. Однако многие из этих принципов применимы и к неэлектрическим системам.
Обеспечение безопасности чего-либо в состоянии нулевой энергии означает избавление от любого вида потенциальной или накопленной энергии, включая, помимо прочего:
Опасное напряжение
Давление пружины
Гидравлическое давление (жидкость)
Пневматическое (воздушное) давление
Подвесной
Химическая энергия (легковоспламеняющиеся или иным образом реагирующие вещества)
Ядерная энергия (радиоактивные или делящиеся вещества)
Напряжение по своей природе является проявлением потенциальной энергии.В первой главе я даже использовал приподнятую жидкость в качестве аналогии с потенциальной энергией напряжения, имеющей способность (потенциал) производить ток (поток), но не обязательно осознавая этот потенциал, пока не будет установлен подходящий путь для потока. и сопротивление потоку преодолевается. Пара проводов с высоким напряжением между ними не выглядит и не кажется опасной, даже если между ними содержится достаточно потенциальной энергии, чтобы протолкнуть смертоносное количество тока через ваше тело. Несмотря на то, что это напряжение в настоящее время ничего не делает, у него есть потенциал, и этот потенциал необходимо нейтрализовать, прежде чем можно будет физически контактировать с этими проводами.
Все правильно спроектированные схемы имеют механизмы отключения для снятия напряжения в цепи. Иногда эти «разъединения» служат двойной цели: автоматически размыкаются в условиях чрезмерного тока, и в этом случае мы называем их «автоматическими выключателями». В других случаях выключатели-разъединители представляют собой устройства с ручным управлением без автоматической функции. В любом случае они существуют для вашей защиты и должны использоваться должным образом. Обратите внимание, что устройство отключения должно быть отдельно от обычного выключателя, используемого для включения и выключения устройства.Это предохранительный выключатель, который должен использоваться только для защиты системы в состоянии нулевого потребления энергии:
Рисунок 1.12
Если выключатель находится в «разомкнутом» положении, как показано (нет непрерывности), цепь разомкнута, и ток не будет существовать. На нагрузке будет нулевое напряжение, а полное напряжение источника будет падать на разомкнутые контакты выключателя. Обратите внимание, что в нижнем проводе цепи нет необходимости в размыкающем выключателе. Поскольку эта сторона цепи надежно соединена с землей (землей), она электрически является общей с землей, и ее лучше оставить таким образом.Для максимальной безопасности персонала, работающего с нагрузкой этой цепи, можно установить временное заземление на верхней стороне нагрузки, чтобы исключить падение напряжения на нагрузке:
Рисунок 1.13
При наличии временного заземляющего соединения обе стороны проводки нагрузки соединяются с землей, обеспечивая нулевое состояние энергии на нагрузке.
Поскольку заземление с обеих сторон нагрузки электрически эквивалентно короткому замыканию через нагрузку с помощью провода, это еще один способ достижения той же цели максимальной безопасности:
Рисунок 1.14
В любом случае обе стороны нагрузки будут электрически общими с землей, с учетом отсутствия напряжения (потенциальной энергии) между обеими сторонами нагрузки и землей, на которой стоят люди. Этот метод временного заземления проводов в обесточенной энергосистеме очень распространен при работах по техническому обслуживанию, выполняемых в системах распределения электроэнергии высокого напряжения.
Еще одним преимуществом этой меры предосторожности является защита от возможности включения размыкающего переключателя (включения, чтобы обеспечить непрерывность цепи), когда люди все еще контактируют с нагрузкой.Временный провод, подключенный к нагрузке, создавал бы короткое замыкание, когда выключатель был замкнут, немедленно отключая любые устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители) в цепи, что снова отключает питание. Если это произойдет, разъединитель вполне может получить повреждение, но рабочие на нагрузке находятся в безопасности.
Здесь было бы хорошо упомянуть, что устройства максимального тока не предназначены для защиты от поражения электрическим током.Скорее, они существуют исключительно для защиты проводников от перегрева из-за чрезмерных токов. Только что описанные временные закорачивающие провода действительно могут вызвать «срабатывание» любых устройств перегрузки по току в цепи, если выключатель должен быть замкнут, но следует понимать, что защита от поражения электрическим током не является предполагаемой функцией этих устройств. Их основная функция будет просто использоваться для защиты рабочего с установленным закорачивающим проводом.
Структурированные системы безопасности: блокировка / маркировка
Поскольку очевидно, что важно иметь возможность закрепить любые отключающие устройства в разомкнутом (выключенном) положении и убедиться, что они остаются в этом положении во время работы в цепи, существует необходимость в структурированной системе безопасности, которая должна быть введена в место.Такая система обычно используется в промышленности и называется Lock-out / Tag-out .
Процедура блокировки / маркировки работает следующим образом: все люди, работающие в защищенной цепи, имеют свой собственный замок или кодовый замок, который они устанавливают на рычаге управления устройства отключения перед работой с системой. Кроме того, они должны заполнить и подписать ярлык, который они вешают на свой замок, с описанием характера и продолжительности работы, которую они собираются выполнять в системе.Если есть несколько источников энергии, которые необходимо «заблокировать» (множественные разъединения, как электрические, так и механические источники энергии, которые должны быть защищены, и т. Д.), Рабочий должен использовать столько своих замков, сколько необходимо для обеспечения питания от системы. до начала работы. Таким образом, система поддерживается в состоянии нулевого энергопотребления до тех пор, пока не будет снята каждая последняя блокировка со всех устройств отключения и отключения, а это означает, что каждый последний работник дает согласие, снимая свои личные блокировки. Если будет принято решение повторно активировать систему, а замок (и) одного человека все еще остается на месте после того, как все присутствующие снимают свои, метка (и) покажет, кто этот человек и что он делает.
Даже при наличии хорошей программы безопасности по блокировке / маркировке все еще необходимы усердие и меры предосторожности, основанные на здравом смысле. Это особенно актуально в промышленных условиях, когда над устройством или системой может одновременно работать множество людей. Некоторые из этих людей могут не знать о надлежащей процедуре блокировки / маркировки или могут знать о ней, но слишком самоуверенны, чтобы ей следовать. Не думайте, что все соблюдают правила безопасности!
После того, как электрическая система была заблокирована и помечена вашим личным замком, вы должны дважды проверить, действительно ли напряжение зафиксировано в нулевом состоянии.Один из способов проверить — увидеть, запустится ли машина (или что-то еще, над чем она работает), если будет задействован переключатель или кнопка запуска или кнопка . Если он запускается, значит, вы знаете, что не смогли обеспечить от него электрическую энергию.
Кроме того, вы должны всегда проверять на наличие опасного напряжения с помощью измерительного прибора, прежде чем касаться каких-либо проводов в цепи. Для большей безопасности вы должны выполнить следующую процедуру проверки, использования, а затем проверки вашего глюкометра:
Убедитесь, что ваш измеритель правильно показывает на известном источнике напряжения.
Используйте свой измеритель, чтобы проверить цепь блокировки на наличие опасного напряжения.
Еще раз проверьте свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он по-прежнему показывает, как должен.
Хотя это может показаться чрезмерным или даже параноидальным, это проверенный метод предотвращения поражения электрическим током. Однажды у меня был счетчик, который не смог показать напряжение, когда он должен был, при проверке цепи, чтобы убедиться, что она «мертва». Если бы я не использовал другие средства для проверки наличия напряжения, меня бы сегодня не было в живых, чтобы написать это.Всегда есть шанс, что ваш вольтметр окажется неисправным именно тогда, когда он понадобится вам для проверки на наличие опасного состояния. Следуя этим инструкциям, вы никогда не попадете в смертельную ситуацию из-за поломки счетчика.
Наконец, электромонтажник прибудет к тому моменту процедуры проверки безопасности, когда будет считаться безопасным прикосновение к проводнику (проводам). Имейте в виду, что после принятия всех мер предосторожности возможно (хотя и очень маловероятно) наличие опасного напряжения.Последней мерой предосторожности, которую следует предпринять на этом этапе, является кратковременный контакт проводника (проводов) тыльной стороной руки перед тем, как схватить его или металлический инструмент, соприкасающийся с ним. Почему? Если по какой-то причине между этим проводником и заземлением все еще есть напряжение, движение пальца в результате реакции удара (сжатие в кулак) приведет к разрыву контакта с проводником. Обратите внимание, что это абсолютно последний шаг , последний шаг , который любой электрик должен когда-либо предпринять перед началом работы с энергосистемой, и не следует использовать никогда, как альтернативный метод проверки опасного напряжения.Если у вас когда-либо будут основания сомневаться в надежности вашего глюкометра, воспользуйтесь другим глюкометром, чтобы получить «второе мнение».
Состояние нулевой энергии: Когда цепь, устройство или система защищены таким образом, что отсутствует потенциальная энергия, которая могла бы нанести вред кому-либо, работающему с ними.
Отключающие выключатели должны присутствовать в правильно спроектированной электрической системе, чтобы обеспечить удобную готовность к состоянию нулевой энергии.
К обслуживаемой нагрузке могут быть подключены временные заземляющие или закорачивающие провода для дополнительной защиты персонала, работающего с этой нагрузкой.
Блокировка / маркировка работает следующим образом: при работе с системой в состоянии нулевого энергопотребления рабочий помещает личный замок или кодовый замок на каждое устройство отключения энергии, имеющее отношение к его или ее задаче в этой системе. Кроме того, на каждый из этих замков навешивается тег, описывающий характер и продолжительность работы, которую необходимо выполнить, и того, кто ее выполняет.
Всегда проверяйте, что цепь была зафиксирована в состоянии нулевого энергопотребления с помощью испытательного оборудования после «блокировки». Обязательно проверьте свой глюкометр до и после проверки цепи, чтобы убедиться, что она работает правильно.
Когда придет время действительно вступить в контакт с проводником (-ами) предположительно мертвой энергосистемы, сделайте это сначала тыльной стороной руки, чтобы в случае удара током мышечная реакция оттолкнула пальцы от проводника. .
Безопасное и эффективное использование электросчетчика — это, пожалуй, самый ценный навык, которым может овладеть электронщик, как ради собственной безопасности, так и для профессионального мастерства. Поначалу может быть сложно использовать счетчик, зная, что вы подключаете его к цепям под напряжением, которые могут содержать опасные для жизни уровни напряжения и тока.Это опасение небезосновательно, и всегда лучше действовать осторожно при использовании счетчиков. Небрежность больше, чем какой-либо другой фактор, является причиной несчастных случаев с электричеством у опытных технических специалистов.
Мультиметры
Самым распространенным электрическим испытательным оборудованием является мультиметр . Мультиметры названы так потому, что они могут измерять множество переменных: напряжение, ток, сопротивление и часто многие другие, некоторые из которых не могут быть объяснены здесь из-за их сложности.В руках обученного техника мультиметр является одновременно эффективным рабочим инструментом и защитным устройством. Однако в руках невежественного и / или неосторожного человека мультиметр может стать источником опасности при подключении к «действующей» цепи.
Существует много разных марок мультиметров, причем каждый производитель выпускает несколько моделей с разными наборами функций. Мультиметр, показанный здесь на следующих иллюстрациях, представляет собой «общую» конструкцию, не специфичную для какого-либо производителя, но достаточно общую, чтобы научить основным принципам использования:
Рисунок 1.15
Вы заметите, что дисплей этого измерителя имеет «цифровой» тип: числовые значения отображаются с использованием четырех цифр аналогично цифровым часам. Поворотный селекторный переключатель (теперь установлен в положение Off ) имеет пять различных положений измерения, в которых он может быть установлен: два значения «V», два положения «A» и одно положение посередине с забавной «подковой». Символ на нем, представляющий «сопротивление». Символ «подкова» — это греческая буква «Омега» (Ω), которая является общим символом для электрической единицы измерения Ом.
Из двух настроек «V» и двух настроек «A» вы заметите, что каждая пара разделена на уникальные маркеры либо парой горизонтальных линий (одна сплошная, одна пунктирная), либо пунктирной линией с волнистой кривой над ней. . Параллельные линии представляют «постоянный ток», а волнистая кривая — «переменный ток». «V», конечно, означает «напряжение», а «A» означает «сила тока» (ток). Измеритель использует другие методы для измерения постоянного тока внутри, чем он использует для измерения переменного тока, и поэтому он требует от пользователя выбора типа напряжения (В) или тока (А) для измерения.Хотя мы не обсуждали переменный ток (AC) в каких-либо технических деталях, это различие в настройках счетчика важно помнить.
Мультиметр Розетки
На лицевой панели мультиметра есть три разных гнезда, к которым мы можем подключить наши измерительные провода . Измерительные провода — это не что иное, как специально подготовленные провода, используемые для подключения измерителя к тестируемой цепи. Провода покрыты гибкой изоляцией с цветовой кодировкой (черной или красной), чтобы руки пользователя не касались оголенных проводов, а кончики зондов представляют собой острые жесткие кусочки провода:
Рисунок 1.16
Черный измерительный провод всегда вставляется в черный разъем на мультиметре: тот, который отмечен «COM» для «общего». Красные измерительные провода подключаются либо к красному разъему с маркировкой для напряжения и сопротивления, либо к красному разъему с маркировкой для тока, в зависимости от того, какое количество вы собираетесь измерить с помощью мультиметра.
Чтобы увидеть, как это работает, давайте посмотрим на пару примеров, показывающих, как используется измеритель. Сначала мы настроим измеритель для измерения постоянного напряжения от батареи:
Рисунок 1.17
Обратите внимание, что два измерительных провода подключены к соответствующим гнездам на измерителе для измерения напряжения, а селекторный переключатель установлен на «V» постоянного тока. Теперь рассмотрим пример использования мультиметра для измерения напряжения переменного тока от бытовой электрической розетки (настенной розетки):
Рис. 1.18
Единственное отличие в настройке измерителя — это расположение селекторного переключателя: теперь он установлен на переменный ток «V». Поскольку мы все еще измеряем напряжение, измерительные провода останутся подключенными к тем же гнездам.В обоих этих примерах настоятельно рекомендуется, , чтобы вы не позволяли наконечникам щупов соприкасаться друг с другом, пока они оба находятся в контакте со своими соответствующими точками в цепи. Если это произойдет, произойдет короткое замыкание, создающее искру и, возможно, даже шар пламени, если источник напряжения способен обеспечить достаточный ток! Следующее изображение иллюстрирует потенциальную опасность:
Рис. 1.19.
Это лишь один из способов, которым счетчик может стать источником опасности при неправильном использовании.
Измерение напряжения, пожалуй, самая распространенная функция, для которой используется мультиметр. Это, безусловно, основное измерение, выполняемое в целях безопасности (часть процедуры блокировки / маркировки), и оно должно быть хорошо понято оператором счетчика. Поскольку напряжение между двумя точками всегда является относительным, измеритель должен быть надежно подключен к двум точкам в цепи, прежде чем он будет обеспечивать надежное измерение. Обычно это означает, что оба щупа должны быть схвачены руками пользователя и прижаты к правильным точкам контакта источника напряжения или цепи во время измерения.
Поскольку путь электрического тока из рук в руки является наиболее опасным, удерживание измерительных щупов в двух точках высоковольтной цепи таким образом всегда представляет собой потенциальную опасность . Если защитная изоляция на датчиках изношена или потрескалась, пальцы пользователя могут соприкоснуться с проводниками датчика во время испытания, что приведет к сильному удару. Если можно использовать только одну руку для захвата зондов, это более безопасный вариант. Иногда можно «защелкнуть» один наконечник щупа на контрольной точке цепи, чтобы его можно было отпустить, а другой установить на место, используя только одну руку.Для облегчения этого можно прикрепить специальные аксессуары для наконечников зонда, такие как пружинные зажимы.
Помните, что измерительные провода измерителя являются частью всего комплекта оборудования и что с ними следует обращаться так же осторожно и уважительно, как и с самим измерителем. Если вам нужен специальный аксессуар для ваших измерительных проводов, такой как пружинный зажим или другой специальный наконечник зонда, обратитесь к каталогу продукции производителя измерителя или другого производителя испытательного оборудования. Не пытайтесь проявить творческий подход и изготавливать свои собственные испытательные пробники, так как вы можете подвергнуть себя опасности в следующий раз, когда будете использовать их в цепи под напряжением.
Кроме того, следует помнить, что цифровые мультиметры обычно хорошо справляются с различением измерений переменного и постоянного тока, поскольку они настраиваются на одно или другое при проверке напряжения или тока. Как мы видели ранее, как переменное, так и постоянное напряжение и ток могут быть смертельными, поэтому при использовании мультиметра в качестве устройства проверки безопасности вы всегда должны проверять наличие как переменного, так и постоянного тока, даже если вы не ожидаете найти и то, и другое. ! Кроме того, при проверке наличия опасного напряжения вы должны обязательно проверить всех пар рассматриваемых точек.
Например, предположим, что вы открыли шкаф с электропроводкой и обнаружили три больших проводника, подающих питание переменного тока на нагрузку. Автоматический выключатель, питающий эти провода (предположительно), был отключен, заблокирован и помечен. Вы дважды проверили отсутствие питания, нажав кнопку Start для нагрузки. Ничего не произошло, поэтому теперь вы переходите к третьему этапу проверки безопасности: проверке измерителя напряжения.
Сначала вы проверяете свой измеритель на известном источнике напряжения, чтобы убедиться, что он работает правильно.Любая ближайшая электрическая розетка должна обеспечивать удобный источник переменного напряжения для проверки. Вы делаете это и обнаруживаете, что счетчик показывает как следует. Затем вам нужно проверить напряжение между этими тремя проводами в шкафу. Но напряжение измеряется между двумя точками , так где же проверить?
Рисунок 1.20
Ответ — проверить все комбинации этих трех точек. Как видите, на рисунке точки обозначены буквами «A», «B» и «C», поэтому вам нужно будет взять мультиметр (установленный в режиме вольтметра) и проверить его между точками A и B, B и C, а также A и C.Если вы обнаружите напряжение между любой из этих пар, цепь не находится в состоянии нулевой энергии. Но ждать! Помните, что мультиметр не будет регистрировать напряжение постоянного тока, когда он находится в режиме переменного напряжения, и наоборот, поэтому вам необходимо проверить эти три пары точек в в каждом режиме , в общей сложности шесть проверок напряжения, чтобы быть полным!
Однако, даже несмотря на всю эту проверку, мы еще не охватили все возможности. Помните, что опасное напряжение может появиться между одиночным проводом и землей (в этом случае металлический каркас шкафа будет хорошей точкой отсчета заземления) в энергосистеме.Итак, чтобы быть в полной безопасности, мы должны не только проверять между A и B, B и C, и A и C (как в режимах переменного, так и постоянного тока), но мы также должны проверять между A и землей, B и землей, и C и заземление (как в режимах переменного, так и постоянного тока)! Это дает в общей сложности двенадцать проверок напряжения для этого, казалось бы, простого сценария всего с тремя проводами. Затем, конечно же, после того, как мы завершили все эти проверки, нам нужно взять мультиметр и повторно проверить его с помощью известного источника напряжения, такого как розетка, чтобы убедиться, что он по-прежнему в хорошем рабочем состоянии.
Использование мультиметра для проверки сопротивления
Использование мультиметра для проверки сопротивления — гораздо более простая задача. Измерительные провода будут оставаться подключенными к тем же розеткам, что и для проверки напряжения, но селекторный переключатель необходимо повернуть, пока он не укажет на символ сопротивления «подкова». Касаясь щупами устройства, сопротивление которого необходимо измерить, измеритель должен правильно отображать сопротивление в омах:
Рисунок 1.21
При измерении сопротивления нужно помнить, что это должно выполняться только на обесточенных компонентах ! Когда измеритель находится в режиме «сопротивления», он использует небольшую внутреннюю батарею для генерации крошечного тока через измеряемый компонент. Путем определения того, насколько сложно пропустить этот ток через компонент, можно определить и отобразить сопротивление этого компонента. Если в контуре измерителя-вывод-компонент-вывод-измеритель имеется дополнительный источник напряжения, который либо помогает, либо противодействует току измерения сопротивления, производимому измерителем, это приведет к ошибочным показаниям.В худшем случае счетчик может даже выйти из строя из-за внешнего напряжения.
Режим «Сопротивление» Мультиметр
Режим «сопротивления» мультиметра очень полезен для определения целостности проводов, а также для точных измерений сопротивления. Когда между наконечниками пробников имеется хорошее, прочное соединение (моделируется путем их соприкосновения), измеритель показывает почти нулевое сопротивление. Если бы в измерительных проводах не было сопротивления, он показывал бы ровно ноль:
. Рисунок 1.22
Если выводы не соприкасаются друг с другом или не касаются противоположных концов разорванного провода, измеритель покажет бесконечное сопротивление (обычно путем отображения пунктирных линий или сокращения «O.L.», что означает «разомкнутый контур»):
Рисунок 1.23
Измерение тока с помощью мультиметра
Безусловно, наиболее опасным и сложным применением мультиметра является измерение тока. Причина этого довольно проста: для того, чтобы измеритель мог измерять ток, измеряемый ток должен проходить через – счетчика.Это означает, что измеритель должен быть частью цепи тока, а не просто подключаться к какой-либо стороне, как в случае измерения напряжения. Чтобы сделать счетчик частью пути тока цепи, исходная цепь должна быть «разорвана», а счетчик соединен через две точки разомкнутого разрыва. Чтобы настроить прибор для этого, переключатель должен указывать на переменный или постоянный ток «A», а красный измерительный провод должен быть вставлен в красную розетку с маркировкой «A». На следующем рисунке показан измеритель, полностью готовый к измерению тока, и проверяемая цепь:
Рисунок 1.24
Сейчас цепь разомкнута при подготовке к подключению счетчика:
Рисунок 1.25
Следующий шаг — вставить измеритель в линию со схемой, подключив два наконечника щупа к разомкнутым концам цепи, черный щуп к отрицательной (-) клемме 9-вольтовой батареи и красный щуп к свободному концу провода, ведущему к лампе:
Рисунок 1.26
Этот пример показывает очень безопасную схему для работы. 9 вольт вряд ли представляют опасность поражения электрическим током, поэтому не стоит бояться разомкнуть эту цепь (не голыми руками, не меньше!) И подключить счетчик параллельно с током.Однако с цепями более высокой мощности это действительно может быть опасным занятием. Даже если напряжение в цепи было низким, нормальный ток мог быть достаточно высоким, чтобы возникла опасная искра в момент установления последнего подключения датчика измерителя.
Другой потенциальной опасностью использования мультиметра в режиме измерения тока («амперметр») является невозможность правильно вернуть его в конфигурацию измерения напряжения перед измерением напряжения с его помощью. Причины этого зависят от конструкции и работы амперметра.При измерении тока в цепи путем размещения измерителя непосредственно на пути тока, лучше всего, чтобы измеритель оказывал небольшое сопротивление току или не оказывал никакого сопротивления. В противном случае дополнительное сопротивление изменит работу схемы. Таким образом, мультиметр спроектирован так, чтобы сопротивление между наконечниками измерительного щупа было практически нулевым, когда красный щуп был вставлен в красное гнездо «А» (для измерения тока). В режиме измерения напряжения (красный провод вставлен в красное гнездо «V») между наконечниками измерительных щупов имеется большое количество мегаомов сопротивления, поскольку вольтметры рассчитаны на сопротивление, близкое к бесконечному (так что они не работают). t потребляет значительный ток из тестируемой цепи).
При переключении мультиметра из режима измерения тока в режим измерения напряжения легко повернуть селекторный переключатель из положения «A» в положение «V» и забыть, соответственно, переключить положение разъема красного измерительного провода с «A» на положение «V». «V». В результате — если счетчик затем подключить к источнику значительного напряжения — произойдет короткое замыкание счетчика!
Рисунок 1.27
Чтобы предотвратить это, у большинства мультиметров есть функция предупреждения, с помощью которой они издают звуковой сигнал, если когда-либо в гнездо «A» вставлен провод, а селекторный переключатель установлен в положение «V».Однако какими бы удобными ни были эти функции, они по-прежнему не заменяют ясного мышления и осторожности при использовании мультиметра.
Все качественные мультиметры содержат внутри предохранители, которые спроектированы так, чтобы «перегорать» в случае чрезмерного тока через них, как в случае, показанном на последнем изображении. Как и все устройства максимальной токовой защиты, эти предохранители предназначены в первую очередь для защиты оборудования (в данном случае самого счетчика) от чрезмерного повреждения и только во вторую очередь для защиты пользователя от повреждений.Мультиметр можно использовать для проверки собственного предохранителя, установив селекторный переключатель в положение сопротивления и создав соединение между двумя красными гнездами следующим образом:
Рисунок 1.28.
. Исправный предохранитель будет указывать на очень низкое сопротивление, в то время как перегоревший предохранитель всегда показывает «O.L.» (или любое другое указание, которое используется в этой модели мультиметра для обозначения отсутствия непрерывности). Фактическое количество Ом, отображаемое для исправного предохранителя, не имеет большого значения, если оно является произвольно низким.
Итак, теперь, когда мы увидели, как использовать мультиметр для измерения напряжения, сопротивления и тока, что еще нужно знать? Множество! Ценность и возможности этого универсального испытательного прибора станут более очевидными по мере того, как вы приобретете навыки и познакомитесь с ним.Ничто не заменит регулярных занятий со сложными инструментами, такими как эти, поэтому не стесняйтесь экспериментировать с безопасными схемами с батарейным питанием.
Измеритель, способный проверять напряжение, ток и сопротивление, называется мультиметром .
Поскольку напряжение между двумя точками всегда относительное, измеритель напряжения («вольтметр») должен быть подключен к двум точкам в цепи, чтобы получить хорошие показания. Будьте осторожны, не касайтесь оголенных наконечников щупов вместе при измерении напряжения, так как это приведет к короткому замыканию!
Не забывайте всегда проверять напряжение переменного и постоянного тока при использовании мультиметра для проверки наличия опасного напряжения в цепи.Убедитесь, что вы проверяете напряжение между всеми комбинациями пар проводников, в том числе между отдельными проводниками и землей!
В режиме измерения напряжения («вольтметр») мультиметры имеют очень высокое сопротивление между выводами.
Никогда не пытайтесь измерить сопротивление или целостность цепи с помощью мультиметра в цепи, которая находится под напряжением. В лучшем случае показания сопротивления, полученные от глюкометра, будут неточными, а в худшем случае глюкометр может быть поврежден, а вы можете получить травму.
Измерители тока («амперметры») всегда подключены в цепь, поэтому электроны должны проходить через через счетчик .
В режиме измерения тока («амперметр») мультиметры практически не имеют сопротивления между выводами. Это сделано для того, чтобы электроны могли проходить через счетчик с наименьшими трудностями. Если бы это было не так, измеритель добавлял бы дополнительное сопротивление в цепи, тем самым влияя на ток.
Как мы видели ранее, энергосистема без надежного соединения с землей непредсказуема с точки зрения безопасности.Невозможно гарантировать, какое или как мало будет напряжения между любой точкой цепи и землей. Заземлив одну сторону источника напряжения энергосистемы, по крайней мере, одна точка в цепи может быть электрически соединена с землей и, следовательно, не представляет опасности поражения электрическим током. В простой двухпроводной системе электропитания проводник, соединенный с землей, называется нейтраль , а другой провод — hot , также известный как live или active :
Рисунок 1.29 Двухпроводная система электропитания
Что касается источника напряжения и нагрузки, заземление не имеет никакого значения. Он существует исключительно ради личной безопасности, гарантируя, что по крайней мере одна точка в цепи будет безопасна для прикосновения (нулевое напряжение относительно земли). «Горячая» сторона цепи, названная в честь ее потенциальной опасности поражения электрическим током, будет опасна прикасаться, если напряжение не будет обеспечено путем надлежащего отключения от источника (в идеале, с использованием процедуры систематической блокировки / маркировки).
Этот дисбаланс опасностей между двумя проводниками в простой силовой цепи важно понимать. Следующая серия иллюстраций основана на распространенных бытовых системах электропроводки (для простоты с использованием источников постоянного напряжения, а не переменного тока).
Если мы посмотрим на простой бытовой электроприбор, такой как тостер с проводящим металлическим корпусом, мы увидим, что при правильной работе не должно быть опасности поражения электрическим током. Провода, передающие питание на нагревательные элементы тостера, изолированы от соприкосновения с металлическим корпусом (и друг с другом) резиной или пластиком.
Рисунок 1.30 Отсутствие напряжения между корпусом и землей
Однако, если один из проводов внутри тостера случайно войдет в контакт с металлическим корпусом, корпус станет электрически общим для провода, и прикосновение к корпусу будет так же опасно, как прикосновение к оголенному проводу. Представляет ли это опасность поражения электрическим током, зависит от номера , к которому случайно задевает провод :
Рисунок 1.31 случайное контактное напряжение между корпусом и землей
Если «горячий» провод касается корпуса, это подвергает опасности пользователя тостера.С другой стороны, если нейтральный провод касается корпуса, опасности поражения электрическим током нет:
Рисунок 1.32 Случайное отсутствие напряжения между корпусом и землей
Чтобы гарантировать, что первый отказ менее вероятен, чем второй, инженеры стараются проектировать устройства таким образом, чтобы свести к минимуму контакт горячего проводника с корпусом. В идеале, конечно, вы не хотите, чтобы какой-либо из проводов случайно соприкасался с проводящим корпусом прибора, но обычно есть способы спроектировать расположение частей, чтобы сделать случайный контакт менее вероятным для одного провода, чем для другого.
Однако эта профилактическая мера эффективна только в том случае, если может быть гарантирована полярность вилки питания. Если вилку можно перевернуть, то проводник с большей вероятностью соприкоснется с корпусом вполне может быть «горячим»:
Рисунок 1.33 Напряжение между корпусом и землей
Устройства, разработанные таким образом, обычно поставляются с «поляризованными» вилками, причем один контакт вилки немного уже, чем другой. Розетки питания также имеют такую же конструкцию, причем один слот уже другой.Следовательно, вилку нельзя вставить «задом наперед», и можно гарантировать идентичность проводника внутри устройства. Помните, что это никак не влияет на основные функции устройства: это делается исключительно ради безопасности пользователя.
Некоторые инженеры решают проблему безопасности, просто делая внешний корпус прибора непроводящим. Такие приборы называются с двойной изоляцией, , поскольку изолирующий кожух служит вторым слоем изоляции над и за пределами самих проводов.Если провод внутри устройства случайно войдет в контакт с корпусом, это не представляет опасности для пользователя устройства.
Другие инженеры решают проблему безопасности, поддерживая проводящий корпус, но используя третий провод для надежного соединения этого корпуса с землей:
Рис. 1.34 Нулевое напряжение корпуса заземления между корпусом и землей
Третий контакт на шнуре питания обеспечивает прямое электрическое соединение корпуса устройства с землей, делая две точки электрически общими друг с другом.Если они электрически общие, то между ними не может быть падения напряжения. По крайней мере, так оно и должно работать. Если горячий провод случайно коснется металлического корпуса прибора, он вызовет прямое короткое замыкание обратно на источник напряжения через заземляющий провод, сработав любые устройства защиты от перегрузки по току. Пользователь устройства останется в безопасности.
Вот почему так важно никогда не отрезать третий контакт вилки питания, когда пытаетесь вставить его в розетку с двумя контактами.Если это будет сделано, не будет заземления корпуса прибора для обеспечения безопасности пользователя (ей). Устройство по-прежнему будет функционировать должным образом, но в случае внутренней неисправности, приводящей к контакту горячей проволоки с корпусом, результаты могут быть смертельными. Если необходимо использовать двухконтактную розетку , можно установить двухконтактный переходник с заземляющим проводом, прикрепленным к винту заземляющей крышки. Это обеспечит безопасность заземленного прибора, подключенного к розетке этого типа.
Однако электрически безопасное проектирование не обязательно заканчивается нагрузкой. Последнюю защиту от поражения электрическим током можно установить на стороне источника питания цепи, а не на самом приборе. Эта мера защиты называется , обнаружение замыкания на землю , и работает она следующим образом:
В правильно работающем приборе (показанном выше) ток, измеренный через проводник под напряжением, должен быть точно равен току через нейтральный проводник, потому что существует только один путь для прохождения электронов в цепи.При отсутствии неисправности внутри устройства нет соединения между проводниками цепи и человеком, касающимся корпуса, и, следовательно, нет удара.
Если, однако, горячая проволока случайно коснется металлического корпуса, через человека, касающегося корпуса, пройдет ток. Наличие тока разряда будет проявляться как разница тока между двумя силовыми проводниками в розетке:
Рисунок 1.35 Разница в токе между двумя силовыми проводниками в розетке
Эта разница в токе между «горячим» и «нейтральным» проводниками будет существовать только в том случае, если есть ток через заземление, что означает, что в системе есть неисправность.Следовательно, такая разница тока может использоваться как способ обнаружения неисправного состояния. Если устройство настроено для измерения этой разницы в токах между двумя силовыми проводниками, обнаружение дисбаланса тока может быть использовано для запуска размыкания выключателя, тем самым отключая питание и предотвращая серьезный удар:
Рисунок 1.36 Прерыватели тока замыкания на землю
Такие устройства называются прерывателями тока замыкания на землю , или сокращенно GFCI. За пределами Северной Америки GFCI также известен как предохранительный выключатель, устройство защитного отключения (RCD), RCBO или RCD / MCB в сочетании с миниатюрным автоматическим выключателем или выключателем утечки на землю (ELCB).Они достаточно компактны, чтобы их можно было встроить в розетку. Эти розетки легко идентифицировать по их характерным кнопкам «Тест» и «Сброс». Большим преимуществом использования этого подхода для обеспечения безопасности является то, что он работает независимо от конструкции устройства. Конечно, использование прибора с двойной изоляцией или заземлением в дополнение к розетке GFCI было бы еще лучше, но приятно знать, что можно что-то сделать для повышения безопасности, помимо конструкции и состояния прибора.
Прерыватель цепи дугового замыкания (AFCI) , автоматический выключатель, предназначенный для предотвращения пожаров, предназначен для размыкания при прерывистых резистивных коротких замыканиях. Например, нормальный выключатель на 15 А предназначен для быстрого размыкания цепи при нагрузке, значительно превышающей номинальную 15 А, или медленнее, немного превышающей номинальную. Хотя это защищает от прямого короткого замыкания и нескольких секунд перегрузки, соответственно, он не защищает от дуги — аналогично дуговой сварке. Дуга представляет собой сильно изменяющуюся нагрузку, периодически достигающую максимума более 70 А, разомкнутую цепь с переходами через ноль переменного тока.Хотя среднего тока недостаточно для срабатывания стандартного выключателя, его достаточно, чтобы разжечь пожар. Эта дуга может быть создана из-за металлического короткого замыкания, которое сжигает металл, оставляя резистивную распыляющую плазму ионизированных газов.
AFCI содержит электронную схему для обнаружения этого прерывистого резистивного короткого замыкания. Он защищает как от дуги от горячего к нейтральному, так и от горячего к заземлению. AFCI не защищает от опасности поражения электрическим током, как GFCI. Таким образом, GFCI по-прежнему необходимо устанавливать на кухне, в ванной и на открытом воздухе.Поскольку AFCI часто срабатывает при запуске больших двигателей и, в более общем смысле, щеточных двигателей, его установка ограничена электрическими цепями в спальнях в соответствии с Национальным электротехническим кодексом США. Использование AFCI должно уменьшить количество электрических пожаров. Однако неприятные срабатывания при работе приборов с двигателями в цепях AFCI представляют собой проблему.
В энергосистемах одна сторона источника напряжения часто подключается к заземлению для обеспечения безопасности в этой точке.
«Заземленный» провод в энергосистеме называется нейтральным проводником , , а незаземленный провод — , горячим проводом .
Заземление в энергосистемах существует ради личной безопасности, а не для работы нагрузки (ей).
Электробезопасность прибора или других нагрузок может быть улучшена за счет хорошей инженерии: поляризованные вилки, двойная изоляция и трехконтактные вилки с «заземлением» — все это способы повышения безопасности на стороне нагрузки.
Прерыватели тока замыкания на землю (GFCI) работают, считывая разницу в токе между двумя проводниками, подающими питание на нагрузку.Никакой разницы в токе быть не должно. Любое различие означает, что ток должен входить в нагрузку или выходить из нее каким-либо образом, кроме двух основных проводников, что нехорошо. Значительная разница в токе автоматически откроет размыкающий механизм выключателя, полностью отключив питание.
Обычно допустимая токовая нагрузка проводника — это предел конструкции схемы, который нельзя намеренно превышать, но есть приложение, в котором ожидается превышение допустимой токовой нагрузки: в случае предохранителей .
Что такое предохранитель?
A Предохранитель представляет собой устройство электробезопасности, построенное вокруг проводящей полосы, которая предназначена для плавления и разделения в случае чрезмерного тока. Предохранители всегда подключаются последовательно с компонентами, которые должны быть защищены от перегрузки по току, так что, когда предохранитель перегорает (размыкается), он размыкает всю цепь и останавливает ток через компонент (ы). Плавкий предохранитель, включенный в одну ветвь параллельной цепи, конечно, не повлияет на ток, протекающий через любую из других ветвей.
Обычно тонкий кусок плавкой проволоки помещается в защитную оболочку, чтобы свести к минимуму опасность возникновения дугового разряда в случае прорыва проволоки с большой силой, как это может произойти в случае сильных перегрузок по току. В случае небольших автомобильных предохранителей оболочка является прозрачной, так что плавкий элемент может быть визуально осмотрен. В бытовой проводке обычно используются ввинчиваемые предохранители со стеклянным корпусом и тонкой узкой полосой из металлической фольги посередине. Фотография, на которой показаны оба типа предохранителей, представлена здесь:
Рисунок 1.37 Типы предохранителей
Предохранители картриджного типа популярны в автомобилях и в промышленности, если они изготовлены из материалов оболочки, отличных от стекла. Поскольку предохранители рассчитаны на «отказ» срабатывания при превышении их номинального тока, они обычно предназначены для легкой замены в цепи. Это означает, что они будут вставлены в какой-либо тип держателя, а не припаиваться или прикрепляться болтами к проводникам схемы. Ниже приведена фотография, на которой изображена пара предохранителей со стеклянным картриджем в держателе с несколькими предохранителями:
Рисунок 1.38 Стеклянный патрон с предохранителями Держатель нескольких предохранителей
Предохранители удерживаются пружинными металлическими зажимами, причем сами зажимы постоянно соединены с проводниками цепи. Основной материал держателя предохранителя (или блока предохранителей , как их иногда называют) выбран как хороший изолятор.
Другой тип держателя предохранителей патронного типа обычно используется для установки в панелях управления оборудованием, где желательно скрыть все точки электрического контакта от контакта с человеком.В отличие от только что показанного блока предохранителей, где все металлические зажимы открыты, этот тип держателя предохранителя полностью закрывает предохранитель в изоляционном корпусе:
Рисунок 1.39 Держатель предохранителя закрывает изолирующий корпус
Наиболее распространенным устройством защиты от перегрузки по току в сильноточных цепях сегодня является автоматический выключатель .
Что такое автоматический выключатель?
Автоматические выключатели — это специально разработанные переключатели, которые автоматически размыкаются для отключения тока в случае перегрузки по току.Малые автоматические выключатели, такие как те, которые используются в жилых, коммерческих и легких промышленных предприятиях, имеют термическое управление. Они содержат биметаллическую полосу , , , (тонкую полосу из двух металлов, соединенных встречно-спиной), по которой проходит ток цепи, которая изгибается при нагревании. Когда биметаллическая полоса создает достаточную силу (из-за чрезмерного нагрева полосы), срабатывает механизм отключения, и прерыватель размыкается. Автоматические выключатели большего размера автоматически активируются силой магнитного поля, создаваемого токонесущими проводниками внутри выключателя, или могут срабатывать для отключения от внешних устройств, контролирующих ток цепи (эти устройства называются защитными реле , ).
Поскольку автоматические выключатели не выходят из строя в условиях перегрузки по току — скорее, они просто размыкаются и могут быть повторно включены путем перемещения рычага — они с большей вероятностью будут обнаружены подключенными к цепи более длительным образом, чем предохранители. Фотография маленького автоматического выключателя представлена здесь:
Рисунок 1.40. Малый автоматический выключатель
Снаружи он выглядит как выключатель. Действительно, его можно было использовать как таковое. Однако его истинная функция — работать как устройство защиты от перегрузки по току.
Следует отметить, что в некоторых автомобилях используются недорогие устройства, известные как плавкие вставки , для защиты от перегрузки по току в цепи зарядки аккумулятора из-за стоимости предохранителя и держателя надлежащего номинала. Плавкая вставка — это примитивный предохранитель, представляющий собой не что иное, как короткий кусок провода с резиновой изоляцией, предназначенный для плавления в случае перегрузки по току, без какой-либо твердой оболочки. Такие грубые и потенциально опасные устройства никогда не используются в промышленности или даже в жилых помещениях, в основном из-за встречающихся более высоких уровней напряжения и тока.По мнению автора, их применение даже в автомобильных схемах вызывает сомнения.
Обозначение на электрической схеме для предохранителя представляет собой S-образную кривую:
Рисунок 1.41 S-образная кривая
Номиналы предохранителей
Предохранители
, как и следовало ожидать, в основном рассчитаны на ток: ампер. Хотя их работа зависит от самовыделения тепла в условиях чрезмерного тока за счет собственного электрического сопротивления предохранителя, они спроектированы так, чтобы вносить незначительное дополнительное сопротивление в цепи, которые они защищают.Это в значительной степени достигается за счет того, что плавкий провод делается как можно короче. Точно так же, как допустимая токовая нагрузка обычного провода не связана с его длиной (сплошной медный провод 10 калибра выдерживает ток 40 ампер на открытом воздухе, независимо от длины или короткого отрезка), плавкий провод из определенного материала и калибра будет дуть при определенном токе независимо от того, как долго он длится. Поскольку длина не является фактором в текущем рейтинге, чем короче она может быть сделана, тем меньшее сопротивление будет между концом и концом.
Однако разработчик предохранителя также должен учитывать, что происходит после сгорания предохранителя: оплавленные концы сплошного провода будут разделены воздушным зазором с полным напряжением питания между концами.Если предохранитель недостаточно длинный в цепи высокого напряжения, искра может перескочить с одного из концов расплавленного провода на другой, снова замкнув цепь:
Рисунок 1.42 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.43 Принципиальная схема конструктора предохранителей
Следовательно, предохранители рассчитываются с точки зрения их допустимого напряжения, а также уровня тока, при котором они сработают.
Некоторые большие промышленные предохранители имеют сменные проволочные элементы для снижения затрат. Корпус предохранителя представляет собой непрозрачный картридж многоразового использования, защищающий провод предохранителя от воздействия и экранирующий окружающие предметы от провода предохранителя.
Номинальный ток предохранителя — это нечто большее, чем просто цифра. Если через предохранитель на 30 ампер пропускается ток в 35 ампер, он может внезапно перегореть или с задержкой перед перегоранием, в зависимости от других аспектов его конструкции. Некоторые предохранители предназначены для очень быстрого срабатывания, в то время как другие рассчитаны на более скромное время «срабатывания» или даже на замедленное срабатывание в зависимости от области применения. Последние предохранители иногда называют плавкими предохранителями с задержкой срабатывания из-за их преднамеренной выдержки времени.
Классическим примером применения плавкого предохранителя с задержкой срабатывания является защита электродвигателя, где бросков тока обычно в десять раз превышают нормальный рабочий ток каждый раз, когда двигатель запускается с полной остановки. Если бы в таком приложении использовались быстродействующие предохранители, двигатель никогда бы не запустился, потому что при нормальных уровнях пускового тока плавкий предохранитель (и) немедленно перегорел бы! Конструкция плавкого предохранителя такова, что элемент плавкого предохранителя имеет большую массу (но не большую допустимую нагрузку), чем эквивалентный быстродействующий плавкий предохранитель, что означает, что он будет нагреваться медленнее (но до той же конечной температуры) при любом заданном количестве. тока.
На другом конце спектра действия предохранителей находятся так называемые полупроводниковые предохранители , предназначенные для очень быстрого размыкания в случае перегрузки по току. Полупроводниковые устройства, такие как транзисторы, как правило, особенно нетерпимы к условиям перегрузки по току и, как таковые, требуют быстродействующей защиты от сверхтоков в мощных приложениях.
Предохранители всегда должны размещаться на «горячей» стороне нагрузки в заземленных системах. Это сделано для того, чтобы нагрузка была полностью обесточена во всех отношениях после срабатывания предохранителя.Чтобы увидеть разницу между плавлением «горячей» стороны и «нейтральной» стороны нагрузки, сравните эти две схемы:
Рисунок 1.44 Принципиальная схема конструктора предохранителей Рисунок 1.45 Принципиальная схема конструктора предохранителей
В любом случае предохранитель успешно прервал ток в нагрузке, но нижняя цепь не может прервать потенциально опасное напряжение с обеих сторон нагрузки на землю, где может стоять человек. . Первая схема намного безопаснее.
Как было сказано ранее, предохранители — не единственный используемый тип устройства защиты от сверхтоков.Устройства, похожие на выключатели, называемые выключателями , , , , часто (и чаще) используются для размыкания цепей с чрезмерным током, их популярность связана с тем, что они не разрушают себя в процессе размыкания цепи, как предохранители. В любом случае, размещение устройства защиты от сверхтоков в цепи будет соответствовать тем же общим рекомендациям, перечисленным выше: а именно, «предохранить» сторону источника питания , а не , подключенную к земле.
Хотя размещение защиты от перегрузки по току в цепи может определять относительную опасность поражения электрическим током в этой цепи при различных условиях, следует понимать, что такие устройства никогда не предназначались для защиты от поражения электрическим током.Ни предохранители, ни автоматические выключатели не предназначены для срабатывания в случае поражения электрическим током; скорее, они предназначены для открытия только в условиях потенциального перегрева проводника. Устройства максимального тока в первую очередь защищают проводники цепи от повреждения из-за перегрева (и опасности возгорания, связанной с чрезмерно горячими проводниками) и, во вторую очередь, защищают определенные части оборудования, такие как нагрузки и генераторы (некоторые быстродействующие предохранители предназначены для защиты особенно чувствительных электронных устройств. к скачкам тока).Поскольку уровни тока, необходимые для поражения электрическим током или поражения электрическим током, намного ниже нормальных уровней тока обычных силовых нагрузок, состояние перегрузки по току не указывает на возникновение поражения электрическим током. Существуют и другие устройства, предназначенные для обнаружения определенных условий удара (детекторы замыкания на землю являются наиболее популярными), но эти устройства строго служат этой единственной цели и не связаны с защитой проводов от перегрева.
Предохранитель представляет собой небольшой тонкий проводник, предназначенный для плавления и разделения на две части с целью разрыва цепи в случае чрезмерного тока.
Автоматический выключатель — это специально разработанный переключатель, который автоматически размыкается для прерывания тока цепи в случае перегрузки по току. Они могут срабатывать (размыкаться) термически, магнитными полями или внешними устройствами, называемыми «реле защиты», в зависимости от конструкции выключателя, его размера и области применения.
Предохранители
в первую очередь рассчитаны на максимальный ток, но также рассчитаны на то, какое падение напряжения они будут безопасно выдерживать после прерывания цепи.
Предохранители
могут быть сконструированы так, чтобы срабатывать быстро, медленно или где-то между ними при одинаковом максимальном уровне тока.
Лучшее место для установки предохранителя в заземленной электросети — на пути незаземленного проводника к нагрузке. Таким образом, при сгорании предохранителя к нагрузке останется только заземленный (безопасный) провод, что сделает безопаснее для людей находиться рядом.
% PDF-1.5 % 4487 0 obj> эндобдж xref 4487 236 0000000016 00000 н. 0000011196 00000 п. 0000005016 00000 н. 0000011380 00000 п. 0000011417 00000 п. 0000012028 00000 п. 0000012166 00000 п. 0000012309 00000 п. 0000012452 00000 п. 0000012590 00000 н. 0000012733 00000 п. 0000012871 00000 п. 0000013014 00000 п. 0000013156 00000 п. 0000013293 00000 п. 0000013435 00000 п. 0000013577 00000 п. 0000013715 00000 п. 0000013855 00000 п. 0000013993 00000 п. 0000014136 00000 п. 0000014274 00000 п. 0000014417 00000 п. 0000014560 00000 п. 0000014698 00000 п. 0000014841 00000 п. 0000014979 00000 п. 0000015122 00000 п. 0000015265 00000 п. 0000015408 00000 п. 0000015544 00000 п. 0000015679 00000 п. 0000015822 00000 п. 0000015965 00000 п. 0000016107 00000 п. 0000016249 00000 п. 0000016392 00000 п. 0000016535 00000 п. 0000016678 00000 п. 0000016820 00000 н. 0000016963 00000 п. 0000017106 00000 п. 0000017249 00000 п. 0000017392 00000 п. 0000017535 00000 п. 0000017678 00000 п. 0000017821 00000 п. 0000017964 00000 п. 0000018106 00000 п. 0000018207 00000 п. 0000018931 00000 п. 0000019740 00000 п. 0000019912 00000 п. 0000020528 00000 п. 0000021240 00000 п. 0000021354 00000 п. 0000022087 00000 п. 0000022888 00000 п. 0000023602 00000 п. 0000024380 00000 п. 0000025151 00000 п. 0000025991 00000 п. 0000026739 00000 п. 0000027538 00000 п. 0000035450 00000 п. 0000044439 00000 п. 0000044499 00000 н. 0000044607 00000 п. 0000044716 00000 п. 0000044859 00000 п. 0000044914 00000 п. 0000045188 00000 п. 0000045243 00000 п. 0000045357 00000 п. 0000045412 00000 п. 0000045513 00000 п. 0000045568 00000 п. 0000045734 00000 п. 0000045789 00000 п. 0000045930 00000 п. 0000045985 00000 п. 0000046102 00000 п. 0000046157 00000 п. 0000046258 00000 п. 0000046313 00000 п. 0000046491 00000 п. 0000046546 00000 п. 0000046667 00000 п. 0000046813 00000 п. 0000046987 00000 п. 0000047102 00000 п. 0000047233 00000 п. 0000047407 00000 п. 0000047540 00000 п. 0000047649 00000 п. 0000047825 00000 п. 0000048000 00000 н. 0000048121 00000 п. 0000048303 00000 п. 0000048426 00000 п. 0000048558 00000 п. 0000048743 00000 п. 0000048854 00000 п. 0000048977 00000 п. 0000049155 00000 п. 0000049297 00000 п. 0000049453 00000 п. 0000049615 00000 п. 0000049723 00000 п. 0000049861 00000 п. 0000050010 00000 п. 0000050142 00000 п. 0000050275 00000 п. 0000050394 00000 п. 0000050540 00000 п. 0000050699 00000 п. 0000050817 00000 п. 0000050943 00000 п. 0000051081 00000 п. 0000051223 00000 п. 0000051346 00000 п. 0000051477 00000 п. 0000051617 00000 п. 0000051751 00000 п. 0000051889 00000 п. 0000052023 00000 п. 0000052155 00000 п. 0000052287 00000 п. 0000052413 00000 п. 0000052554 00000 п. 0000052698 00000 п. 0000052818 00000 п. 0000052937 00000 п. 0000053065 00000 п. 0000053215 00000 п. 0000053360 00000 п. 0000053507 00000 п. 0000053669 00000 п. 0000053840 00000 п. 0000054009 00000 п. 0000054172 00000 п. 0000054336 00000 п. 0000054492 00000 п. 0000054635 00000 п. 0000054775 00000 п. 0000054922 00000 п. 0000055085 00000 п. 0000055236 00000 п. 0000055384 00000 п. 0000055545 00000 п. 0000055704 00000 п. 0000055840 00000 п. 0000055980 00000 п. 0000056128 00000 п. 0000056269 00000 п. 0000056410 00000 п. 0000056543 00000 п. 0000056745 00000 п. 0000056907 00000 п. 0000057047 00000 п. 0000057176 00000 п. 0000057310 00000 п. 0000057432 00000 п. 0000057560 00000 п. 0000057736 00000 п. 0000057858 00000 п. 0000058014 00000 п. 0000058165 00000 п. 0000058335 00000 п. 0000058504 00000 п. 0000058654 00000 п. 0000058776 00000 п. 0000058934 00000 п. 0000059080 00000 п. 0000059217 00000 п. 0000059357 00000 п. 0000059528 00000 п. 0000059648 00000 н. 0000059773 00000 п. 0000059938 00000 н. 0000060071 00000 п. 0000060201 00000 п. 0000060326 00000 п. 0000060490 00000 н. 0000060657 00000 п. 0000060791 00000 п. 0000060925 00000 п. 0000061068 00000 п. 0000061239 00000 п. 0000061397 00000 п. 0000061616 00000 п. 0000061779 00000 п. 0000061911 00000 п. 0000062045 00000 п. 0000062206 00000 п. 0000062337 00000 п. 0000062481 00000 п. 0000062609 00000 п. 0000062759 00000 п. 0000062916 00000 п. 0000063119 00000 п. 0000063266 00000 п. 0000063404 00000 п. 0000063535 00000 п. 0000063665 00000 п. 0000063794 00000 п. 0000063923 00000 п. 0000064061 00000 п. 0000064202 00000 н. 0000064359 00000 н. 0000064523 00000 п. 0000064688 00000 н. 0000064820 00000 н. 0000064946 00000 н. 0000065076 00000 п. 0000065230 00000 п. 0000065357 00000 п. 0000065480 00000 п. 0000065622 00000 п. 0000065766 00000 п. 0000065944 00000 п. 0000066072 00000 п. 0000066237 00000 п. 0000066381 00000 п. 0000066594 00000 п. 0000066723 00000 п. 0000066913 00000 п. 0000067052 00000 п. 0000067182 00000 п. 0000067330 00000 н. 0000067525 00000 п. 0000067691 00000 п. 0000067865 00000 п. 0000068001 00000 п. 0000068145 00000 п. 0000068316 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 4489 0 obj> поток xW!
Нейтральный проводник — обзор
3.2.6 Применение представленного метода
Представленный ранее метод компенсирует объективный недостаток необходимых данных об окружающих металлических установках путем полевого измерения их совокупного воздействия на величину испытательных токов в фазных проводниках и в одном из нейтральных проводников. рассматриваемой ЛЭП.
Безусловно, применение представленного метода предполагает уже существующую ЛЭП. Однако данные, касающиеся фактического значения коэффициента уменьшения распределительной линии высокого напряжения или распределения тока замыкания на землю в питаемой подстанции, необходимы на этапе проектирования этой подстанции.Эту проблему можно преодолеть, используя тот факт, что, согласно эквивалентной схеме на рис. 3.7, каждый из проводов нейтральной линии вызывает кумулятивное индуктивное воздействие на все окружающие металлические установки. Это означает, что с учетом этого влияния полностью построенная линия не является обязательной. Вместо этого достаточно одного достаточно длинного одножильного кабеля. Это позволит проложить временную кабельную линию на поверхности почвы вдоль предполагаемой трассы планируемой линии питания ВН.Для этого лучше всего использовать одножильный кабель низкого напряжения (с металлической оболочкой), достаточно гибкий для различных практически возможных городских условий и обстоятельств. Также для моделирования условий замыкания на землю и получения соответствующей электрической цепи с токами I _t и I ₁ (рис. 3.8) необходим вспомогательный источник напряжения. Кроме того, для реализации заземляющего электрода (фундамента здания) проектируемой подстанции, если они еще не существуют, можно использовать стальную арматуру в фундаменте одного из существующих зданий, ближайшего к проектируемой подстанции ВН.
Поскольку окружающие металлические сооружения постоянно обслуживаются и имеют неизменное пространственное расположение, электрическая цепь, образованная с помощью временной кабельной линии, практически такая же, как и представленная эквивалентной схемой, показанной на рис. 3.7. Единственное отличие состоит в том, что в этом случае используется только один нейтральный провод (оболочка кабеля). Зная это различие, можно определить напряжение U _a , ток t I _t и все индуцированные токи согласно эквивалентной схеме на рис.3.7, связаны следующим уравнением:
(3.41) Ua = Z0It + Z01I1 + ∑n = 2n = NZ0nIn.
Согласно формуле. (3.41) значения токов I _t и I ₁ содержат совокупное воздействие всех известных и неизвестных окружающих металлических установок. Таким образом, когда соотношение между токами I _t и I ₁ получено соответствующими измерениями, все окружающие металлические установки могут быть заменены только одним эквивалентным нейтральным проводником.Затем можно определить фактический коэффициент уменьшения рассматриваемой линии высокого напряжения, рассматривая этот эквивалентный провод как дополнительный нейтральный проводник и используя процедуру расчета, аналогичную той, которая представлена в разделе 3.1.4.
Поскольку металлические сооружения в городских районах размещаются в основном под поверхностью почвы, определяемое влияние окружающих металлических сооружений будет немного меньше в случае проектируемой кабельной (подземной) линии или несколько больше в случае проектируемой воздушной линии. .Поскольку проводники воздушной линии размещаются на большем расстоянии от окружающих металлических установок, значение радиуса эквивалентного цилиндрического проводника, представляющего окружающие металлические установки в случае этих линий, должно быть увеличено на среднюю высоту полюса. Из-за такого приближения точность представленного метода несколько ниже на этапе проектирования будущих распределительных линий высокого напряжения.
Несмотря на то, что существует несколько методов измерения удельного сопротивления почвы, ни один из них не может дать достаточно надежных результатов при применении в городских условиях.Причина заключается в том, что поверхности городских территорий уже покрыты / заняты зданиями, улицами, тротуарами и многими другими постоянно построенными объектами, в то время как под землей уже существует множество известных и неизвестных металлических сооружений. Таким образом, мы вынуждены принять приблизительное значение эквивалентного удельного сопротивления грунта, основанное на основных геологических характеристиках рассматриваемой территории, и использовать его в необходимых расчетах. Здесь благоприятным обстоятельством является то, что собственные и взаимные импедансы согласно уравнениям(3.33) и (3.34), лишь незначительно зависящие от эквивалентного удельного сопротивления грунта, и полностью точные данные относительно этого фактора не имеют практического значения. Достаточно знать, что в рамках возможных значений удельного сопротивления грунта следует отдавать предпочтение самому низкому из них, поскольку он дает конечные результаты, которые несколько безопасны.
Принимая во внимание, что представленная аналитическая методика разработана на основе результатов измерений на месте, представленный метод учитывает влияние всех соответствующих факторов и параметров, в том числе тех, влияние которых очень мало.Таким образом, точность представленного метода зависит главным образом от точности измерений испытательного тока в одном выбранном фазном проводе и тока, индуцированного в нейтральном проводе линии, который, в принципе, можно свободно выбирать, если рассматриваемая линия имеет больше нейтральных проводников ( Рис. 3.7). Это означает, что представленный метод дает правильную оценку для любой, с точки зрения сложности и количества неизвестных релевантных данных, практической ситуации. В случае существующей линии высокого напряжения и если взаимное расстояние между фазными проводниками слишком велико, необходимо выполнить необходимое измерение для каждого из фазных проводов с целью получения наибольшего (критического) значения фактического коэффициента уменьшения.
Некоторая неточность также может появиться из-за индуктивного влияния близлежащих распределительных линий. Этого влияния можно эффективно избежать, используя испытательный ток несколько более высокой частоты, который можно легко отличить от вездесущей частоты сети. Введенная ошибка невелика и дает конечные результаты, которые также несколько безопасны.
Наконец, описанный метод позволяет нам получить значение коэффициента снижения для любого практически возможного окружения, если замыкание на землю происходит в самой питаемой подстанции.Однако для оценки критического теплового напряжения, которое оболочка кабеля должна выдерживать без каких-либо повреждений, также необходимо определить распределение тока замыкания на землю в любой точке питающей кабельной линии высокого напряжения.
земля, шасси и сигнальная земля
В аналоговой конструкции связь сигнала с землей имеет фундаментальное значение (и может создавать проблемы и в цифровых проектах). Однако понятие «земля» может сбивать с толку, поскольку он относится к трем различным ситуациям: заземление шасси, сигнальное заземление или заземление.Все три указывают на подключение к точке (теоретически) нулевого напряжения , но в другом контексте: заземление шасси для устройства, сигнальное заземление для сигналов очень низкого напряжения внутри устройства и заземление для энергосистемы.
Рисунок 1: Есть три различных электрических символа для заземления, обозначающих контекст в схеме. Источник: Википедия.
Но земля как нулевое напряжение теоретически; только провод с нулевым сопротивлением будет иметь нулевое напряжение.В действительности, заземляющая пластина или шина обычно имеют переменные напряжения на незначительных уровнях. В необычных случаях проблемы возникают из-за того, что «нулевое» напряжение земли совсем не близко к нулю. Это наиболее вероятно, если цепь или устройство работают с высокой потребляемой силой тока или в тех случаях, когда заземляющий провод, провод или шина имеют высокий импеданс (т. Е. «Заземляющий» материал или «заземляющий провод / шина» — не хороший проводник электричества.) Закон Ома действует независимо от того: V = IR.Ток (I) через любой материал с сопротивлением (R) будет иметь напряжение (В), отличное от нуля. Провода и дорожки имеют сопротивление в реальном мире и влияют, например, на обратный путь («земля») для обратных рельсов. Здравый смысл говорит, что такие соединительные провода, при которых сопротивление проводки является аддитивным (последовательно) в обратном пути для одного устройства, но не для других, создают другое напряжение на «земле» для этого одного устройства (V = IR).
Заземление шасси — это точка сбора земли, которая подключается к металлическому корпусу электрического устройства.Заземление корпуса может использоваться для экранирования и заземления во избежание поражения электрическим током. Заземление сети и (теоретически) шины питания 0 В связаны вместе и подключены к шасси в одной точке. Например, в многослойных печатных платах один или несколько проводящих слоев могут использоваться в качестве заземления шасси. Заземление шасси обычно выполняется только в одной точке. Это предотвращает обратный ток через доступные, но нежелательные средства и предотвращает циркуляцию тока через шасси.Ток, циркулирующий через шасси, может вызвать «контур заземления». Но если шасси заземлено только в одной точке, ток не может течь через шасси, и связь между магнитным потоком и электричеством не может быть реализована. Контуры заземления, которые вызывают наведенную ЭДС (шум), особенно проблематичны для чувствительных к шуму приложений, таких как приборы и аудио.
Контуры заземления часто возникают при соединении нескольких электронных устройств вместе, потому что никакие два заземления никогда не имеют одинакового потенциала, что вызывает поток.Даже очень низкая (по напряжению) разность потенциалов заставляет ток течь от земли одного блока к другому блоку и обратно к первому блоку через дополнительное заземление, обеспечиваемое сетью распределения электроэнергии. Хотя полное сопротивление контура заземления составляет лишь очень небольшую долю Ом, этого достаточно, чтобы вызвать такие проблемы, как шум и помехи. Распространенным решением для контуров заземления является распределение по схеме «звезда», где выбирается произвольная точка «заземление с самым низким потенциалом напряжения». В звездообразном распределении все взаимосвязанные компоненты соединены по схеме излучения наружу от «земли».«Если звездное распределение выполнено аккуратно, сигнальная проводка между оборудованием, заземленным на звезду, будет иметь нулевой потенциал, что позволит избежать контуров заземления.
Рисунок 2: В идеальном мире все точки, помеченные как «земля», имеют ровно ноль вольт. По пути будет течь электричество. Электричество и магнетизм взаимосвязаны, что хорошо, так как двигатели зависят от этого отношения для работы, но не хорошо, когда поток тока нежелателен. Источник: Питер Уилсон, компаньон проектировщика схем.
Сигнальная земля — это контрольная точка, от которой измеряется сигнал.В одной цепи может быть более одного опорного заземления. Чистое сигнальное заземление или заземление без инжектируемого шума важно для электрического оборудования, которое должно точно определять очень малые уровни или перепады напряжения, например, в медицинском оборудовании. Когда есть несколько путей для прохождения электричества к земле, дублированные пути заземления улавливают токи помех и преобразуют токи в колебания напряжения. Таким образом, заземление в системе больше не является стабильным потенциалом, и шум становится частью сигнала.
Печатные платы
могут унаследовать проблемы с заземлением от программ автоматической компоновки. Сигнальное заземление или опорное напряжение сигнала 0 В должно быть на печатной плате, а не заземлено от печатной платы, где оно может принимать внешние помехи.
Напряжения сигналов намного меньше, чем напряжения, поступающие в систему, например, на силовых модулях точки входа (POE). Здравый смысл гласит, что сигнальная земля изолирована от шасси или заземления питания. Сигнальная земля также может быть разделена между цифровыми и аналоговыми частями системы.Сигналы могут страдать от помех, вносимых землей, когда заземление входного сигнала находится вне печатной платы, на которой находится сигнал. Однако наземные помехи можно игнорировать, если сигнал намного больше, чем вносимый шум. Заземление целостности сигнала на печатных платах является подробным предметом, который, однако, не может быть рассмотрен на этом мероприятии. [I]
Земляное заземление восходит к практике использования заземляющего стержня, вбитого в поверхность земли из соображений безопасности. Обычный контекст для заземления — в бытовых электрических системах, где ток покидает панель главной цепи через горячий провод и течет к розеткам и источникам света по мере того, как электричество потребляется (или иным образом отводится по жизнеспособному пути), а обратный путь обеспечивается обратно. к панели через нейтральный провод.Заземление добавляет третий провод (провод заземления), чтобы обеспечить путь для тока, который не может замкнуть цепь. Например, оголенный проводящий провод может создать ситуацию, когда ток может протекать через тело человека по пути к земле, если бы не заземляющий провод, который вместо этого безопасно рассеивает ток на землю и, как мы надеемся, срабатывает предохранитель из-за чрезмерного потребляемый ток на землю.
Особенно важно заземление при высоком напряжении.Если электрическое оборудование имеет неисправный компонент, который вызывает контакт напряжения под напряжением с проводящим шасси, например, оборудование может продолжать работать из-за внутренней изоляции систем, но первый человек, который касается шасси, становится путем к землю и понесет серьезные травмы или даже смерть. Даже если предохранитель находится на пути от источника напряжения под напряжением, ему все равно требуется микро или миллисекунды, чтобы предохранитель перегорел и размыкал цепь, предотвращая протекание. Таким образом, прерыватели заземления и замыкания на землю чаще всего присутствуют там, где присутствует высокое напряжение.
Понятно, что концепция заземления является фундаментальной для электрических концепций и на практике. Последствия различаются при работе с очень высокими напряжениями по сравнению с небольшими сигналами, контуры заземления могут сработать в любой ситуации, когда заземление имеет установленный путь, и на эту тему были написаны книги. Но только после того, как кто-то проведет поиск и устранение неисправностей в течение нескольких часов, только чтобы найти ослабленный винт (влияющий на заземление шасси) или смещенную дорожку (сигнальное заземление), вы действительно поймете, как электрическое заземление считается само собой разумеющимся.
[i] Уилсон, Питер. Спутник проектировщика схем . 3-е изд. Оксфорд: Newnes, 2012. Печать.
.
No related posts.

ТЕЛО ВЛИЯНИЕ	МУЖЧИНЫ / ЖЕНЩИНЫ	ПРЯМОЙ ТОК (DC)	60 Гц	100 кГц
Легкое ощущение под рукой	Мужчины	1,0 мА	0,4 мА	7 мА
	Женщины	0,6 мА	0,3 мА	5 мА

Порог боли	Мужчины	5.2 мА	1,1 мА	12 мА
	Женщины	3,5 мА	0,7 мА	8 мА

Болезненные, но произвольный контроль мышц сохраняется	Мужчины	62 мА	9 мА	55 мА
	Женщины	41 мА	6 мА	37 мА

Болезненно, провода не отпускаются	Мужчины	76 мА	16 мА	75 мА
	Женщины	60 мА	15 мА	63 мА

Сильная боль, затрудненное дыхание	Мужчины	90 мА	23 мА	94 мА
	Женщины	60 мА	15 мА	63 мА

Возможна фибрилляция сердца через 3 секунды	Мужчины и женщины		500 мА	100 мА

Ситуация	Сухой	мокрый
Проволока касалась пальцем	40 000 Ом — 1 000 000 Ом	4000 Ом — 15000 Ом
Проволока в руке	15000 Ом — 50 000 Ом	3000 Ом — 5000 Ом
Ручные плоскогубцы по металлу	5000 Ом — 10 000 Ом	1000 Ом — 3000 Ом
Контакт ладонью	3000 Ом — 8000 Ом	1000 Ом — 2000 Ом
1.5-дюймовая металлическая труба с захватом одной рукой	1000 Ом — 3000 Ом	500 Ом — 1500 Ом
1,5-дюймовая металлическая труба, удерживаемая двумя руками	500 Ом — 1500 кОм	250 Ом — 750 Ом
Рука погружена в проводящую жидкость		200 Ом — 500 Ом
Нога погружена в проводящую жидкость		100 Ом — 300 Ом

Нулевой рабочий нулевой защитный проводник

Нулевой рабочий нулевой защитный проводник

ПУЭ 7, требования к выполнению фазный – L, нулевой рабочий – N, и нулевой защитный – РЕ проводники

Нулевой защитный проводник | Все про ремонт квартиры

Как обозначается нулевой защитный проводник

Назначение нулевого защитного проводника

Система питания и система заземления

1.Система заземления TN-C

2.Система заземления TN-S

3.Система заземления TN-C-S

Правила при монтаже трехпроводной системы электропитания квартиры

Другие статьи сайта близкие по теме

Системы заземления в электроустановках напряжением до 1 кВ . — Каталог статей — Каталог статей

Разделение PEN-проводника | Проектирование электроснабжения

Советую почитать:

Заземление. Защитное заземление и зануление

Электропроводка в квартире. Заземление

Где взять заземление в домах старой постройки?

Нулевой провод и опасность его повреждения

Повторное заземление нулевого провода

Методика определения ноля и заземления

Задачи и назначение нулевого провода

Чем опасно повреждение нулевого провода?

Нулевые рабочие жилы в электроустановках обозначаются буквой. Цветовая и буквенная маркировка шин и проводов

Цветовая маркировка шин и проводов

Маркировка шин и проводов

Определение

Классификация шин по форме сечения

Виды материала для изготовления шин

Маркировка при трехфазном переменном токе

Обозначение проводника

Буквенная маркировка

Как электрики проверяют целостность защитных проводов

Проверка защитных проводов

Проверка целостности защитных проводников (ВИДЕО)

Разница между трансформатором тока 10001 и трансформатором тока нулевой последовательности

Основная функция трансформаторов тока

2. Принцип работы трансформатора тока нулевой последовательности

3. Функция трансформатора тока нулевой последовательности

4. Условия использования трансформаторов тока нулевой последовательности

Xiamen ZTC Technology Co., Ltd

Производитель трансформаторов тока и эксперты

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — прикладное промышленное электричество

Что такое предохранитель?

Что такое автоматический выключатель?

Номиналы предохранителей

Нейтральный проводник — обзор

3.2.6 Применение представленного метода

земля, шасси и сигнальная земля

Добавить комментарий Отменить ответ