Как правильно сделать контур заземления: Как правильно сделать контур заземления своими руками

Содержание

Контур заземления

Контур заземления классически представляет собой группу соединенных горизонтальным проводником вертикальных электродов небольшой глубины, смонтированных около объекта на относительно небольшом взаимном расстоянии друг от друга.

В качестве заземляющих электродов в таком заземляющем устройстве традиционно использовали стальной уголок либо арматура длинами 3 метра, которые забивали в грунт с помощью кувалды.

В качестве соединительного проводника использовали стальную полосу 4х40 мм, которая укладывалась в заранее подготовленную канаву глубиной 0,5 — 0,7 метра. Проводник присоединялся к смонтированным заземлителям электро- или газосваркой.

Контур заземления для экономии места обычно «сворачивают» вокруг здания вдоль стен (по периметру). Если взглянуть на этот заземлитель сверху, можно сказать, что электроды смонтированы по контуру здания (отсюда и название).

Таким образом контур заземления — это заземлитель, состоящий из нескольких электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг здания по его контуру.

Контур заземления: классический или современный?

Классический контур заземления	Современный контур (модульное заземление)
Большая площадь установки	Крайне малая площадь установки (вплоть до монтажа в подвале дома)
Необходимы сварные работы	Все элементы заземлителя легко соединяются резьбовыми соединениями (не влияет на механические и электрические свойства заземлителя)
Требуется резка материала	Все детали изготовлены промышленным способом с гарантировано высоким качеством
Требуется транспортировка грузовым автомобилем	Полутораметровая упаковка штырей и коробка с дополнительными элементами умещается в обычный легковой автомобиль
Длительный и физически тяжелый процесс установки, требующий привлечения сварщика	Быстрая установка своими силами. Для установки заземлителя требуется только один человек. Элементы конструкции имеют вес не более 2х килограмм.

Классический контур заземления

Классический контур заземления из стального уголка и арматуры имеет один большой плюс — его цена. Использование дешевого стального проката (уголок и полоса) удешевляет стоимость деталей до минимума. Но с другой стороны у классической схемы есть масса минусов:

большая площадь заземлителя (часто необходимо более 10 электродов)

необходимость резки материала на куски нужного размера (по 2-6 метра)

необходимость транспортировки материала до места установки грузовым автомобилем

трудоемкий и длительный процесс установки, требующий забивания уголков-электродов и проведения сварочных работ, требующих квалифицированных специалистов и специального оборудования

недолгий срок службы такого заземления

необходимость получения множества разрешений при строительстве заземления в городской черте (особенно при плотной застройке)

Современный контур заземления

Преодолеть недостатки классического контура заземления помогли технологии и промышленное производство компонентов. Заложив в основу системы нового типа идею обычного «конструктора», разработчики создали набор унифицированных элементов. С помощью этих элементов / модулей можно легко и быстро самостоятельно построить контур заземления из очень глубоких (до 30 метров) электродов без необходимости применения специальной техники, оборудования и навыков.

Система нового типа получила название — «Модульное заземление ZANDZ».

Заземлитель современного контура заземления представляет собой одиночный составной электрод глубиной до 30 метров, состоящий из легко соединяемых между собой полутораметровых отрезков — стержней / штырей.

Монтаж заземления из такого электрода осуществляется обыкновенным бытовым строительным электрическим отбойным молотком.

Строительство современного контура заземления не требует специальных навыков и может осуществляться силами одного человека.

Устройство контура заземления — схема и монтаж

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Содержание:

1 Типы заземляющих устройств
2 Монтаж
3 Бытовое заземление

Контур заземления – это устройство, которое соединяет с грунтом заземляемое электрическое оборудование для обеспечения прохождения заряда по наиболее легкому пути. Множество электроприборов, которое есть практически в любом современном доме, делает жилье небезопасным при отсутствии заземления.

При повреждении защищающей изоляции у аппаратуры, элементы, по поверхности которых не должен проходить заряд, могут оказаться под воздействием напряжения. Взявшись за ручку или прикоснувшись к корпусу, человек превращается в проводник электричества в землю, и его ударяет током. Силы тока всего в 1/10 Ампера достаточно, чтобы убить человека.

Сопротивление человеческого тела находится между 100 и 1000 Ом, поэтому устройства даже с небольшим напряжением становятся небезопасными. Поэтому необходимо заземлять металлические корпусы разных приборов и их элементы, каркасы и стенки электрощитов управления или распределения, кабельные муфты, металлические обмотки, кабелепроводы, если они состоят из проводящего материала, вторичные обмотки трансформаторов. Контур заземления в этом случае — эффективный способ защиты от электропоражения.

Типы заземляющих устройств

Заземляющее устройство (ЗУ) имеет несколько разновидностей. В первую очередь оно может быть искусственным и естественным. К естественным относится металлическая арматура фундамента, различные подземные коммуникации из металла. Обычно подобных заземлителей достаточно, но поскольку они не всегда отвечают всем предъявляемым к ним требованиям, то в ряде случаев прибегают к применению искусственных.

Помимо этого, заземлители делятся на вертикальные и горизонтальные, а также заглубленные. Горизонтальные и заглубленные по конструкции похожи, они изготавливаются их стальных полос или круглой арматуры, закладываются в ямы, когда устанавливаются опоры электропередач. Вертикальные ЗУ – трубы, арматура, металлические штыри, пруты и пр., забитые вертикально в землю.

Все ЗУ в соответствии с ПУЭ должны быть из меди либо черной или оцинкованной стали, их нельзя окрашивать.

Чаще всего заземлители для контура заземления используют форму равностороннего треугольника из металлопроката либо три вертикальных штыря, прута, трубы, соединеннын между собой стальной полосой, – такие одноконтурные схемы, как правило, применяют в частном секторе.

Если здание или сооружение имеет значительную площадь, то устанавливают многоконтурное устройство, в первую очередь кольцевое или прямоугольное, смонтированное вокруг дома. Это более надежная схема, так как различные части грунта на участке с заземлением могут менять свои свойства в результате изменений погодных условий, например промерзают, пересыхают и пр..

Для сложных конструкций рекомендуется прокладывать горизонтальные ЗУ из нескольких контуров по периметру фундамента, но на некотором отдалении от него.

Монтаж

Перед началом использования, необходимо проверить заземляющее устройство частного дома на сопротивление

Оно зависимо от множества факторов, вот главные из них:

Состояние поверхности почвы
Глубина расположения контура;

Тип грунта;

Количество электродов, помещенных в грунт;
Площадь соприкосновения и металла, из которого сделаны электроды.

Заземлительные элементы рекомендуется помещать в чернозём, глину или суглинок. Ни в коем случае нельзя помещать контур в каменную породу или скалу.

Там, где планируется проводить монтаж контура заземления, должно располагаться на расстоянии более 3 метров от места входа тока в дом. Под контуром не должны проходить газовые либо какие-либо другие коммуникации.
Вертикальные электроды для ЗУ можно сделать из стальных уголков 5*5*0,5 см с поперечным сечением 48 кв. см. Горизонтальные электроды – из стальной полосы 4*0,4 см с поперечным сечением 1,6 кв. см.
Перед укладкой роется яма в виде треугольника примерно 3*3*3 м либо траншея длиной 4-5 м, шириной 30-50 см и глубиной 50-80 см.
В треугольной яме нужно на 2,5-3 м в глубину вертикально забить уголки в вершинах треугольника. Для этого можно воспользоваться кувалдой или буром. В траншее 4-5 треугольников забиваются на расстоянии 90-100 см. Забивать их нужно так, чтобы над поверхностью оставалось примерно 20 см.
К оставшейся части уголков по периметру или прямой линией нужно приварить стальную полосу, которая идет в электрощит к шине PE. Это заземляющий проводник, который соединяет заземляющий контур с заземляющим выходом электрооборудования (вводным распределителем).
Места сварки покрыть антикоррозийным покрытием, например битумом, яму засыпать однородным грунтом без камней.

Можно также использовать другой способ, который допускают ПУЭ, — вывести на поверхность горизонтальный проводник (стальную полосу), прикрутить к нему проводник, идущий на шину РЕ главной заземляющей шину, с помощью болта.

Дополнительный проводник может быть:

медным с сечением от 10 кв. мм;
алюминиевым с сечением от 16 кв. мм;
стальным с сечением от 75 кв. мм.

Вместо стальных уголков можно взять специальные стержни, которые сейчас производятся специально для устройства заземлителей. После монтажа необходимо проверить сопротивление ЗУ.

Бытовое заземление

Правильно обустроенное заземление обеспечивает безопасную и нормальную работу электроприборов.
Стоит отметить, что постоянное заземление требуется в промышленности, в быту достаточно заземлить приборы через ноль обычной электророзетки.

Однако некоторые приборы нуждаются в заземлении наглухо. Например, электроемкая стиральная машина-автомат, особенно при повышенной влажности, может пробивать заряд на корпус, в результате чего при прикосновении к ней или мокрому белью можно ощутить легкий удар тока.

Для микроволновок предусмотрена клемма, с помощью которой можно установить дополнительное заземление. Обычно она расположена на задней панели прибора. Она нужна для того, чтобы в случае недостаточного контакта в розетке печь не выдавала волны на опасном на здоровье уровне. Помимо этого, наглухо заземляют варочные поверхности, духовки, индукционные печи, холодильники.

Также рекомендуется заземлять стационарные ПК, у которых изменения напряжений в сети приводят к ухудшению качества работы. В этом случае заземлитель можно закрепить к любому винту задней панели.

Стоит помнить, что качественное заземление обезопасит дом, его жителей, убережет от поломок бытовую технику. При этом ЗУ несложно сделать самостоятельно.

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

PassDiy

Kent English

Введение

Ваш новый компонент подключен, только что из коробки, и в первый раз, когда вы включаете его, происходит звуковая катастрофа; он гудит, жужжит и вообще звучит совершенно кошмарно. Взгляд на ваше оборудование или дилера не поможет, а вращение ручек только усугубит шум; что теперь?

Из многолетнего опыта мы пришли к выводу, что подавляющее большинство чрезмерных шумов в аудиоэлектронике можно отнести непосредственно к плохим методам заземления. Хотя мы рекомендуем балансные межсоединения для ваших аудиокомпонентов, когда это возможно, следует понимать, что сбалансированные межсоединения решают только проблемы наведенного шума. Контур заземления — это совсем другая проблема, совершенно не связанная с проблемами наведенного шума.

Немного теории

Чтобы успешно бороться с контурами заземления, вы должны сначала понять, почему они возникают. Каждый компонент вашей аудиосистемы имеет в своей основе внутреннее заземление. Ключевыми моментами, которые необходимо понять, являются то, что не существует такой вещи, как идеальное заземление, и что никакие две точки заземления в любой системе никогда не могут быть полностью эквипотенциальны друг другу.

Везде, где в системе существуют два заземления с разным потенциалом, существует вероятность возникновения проблемы с шумом, связанным с контуром заземления. Когда устройства связаны между собой соединительными кабелями, они обязательно связывают сигнальные земли взаимосвязанных устройств друг с другом. Эта связь между двумя сигнальными землями является необходимым и желательным обстоятельством, проблема «заземления» возникает, когда это соединение происходит более чем в одном случае. Типичным виновником является защитное заземление, обеспечиваемое шнуром питания или направляющими в стойке, находящимися в прямом контакте с заземлением возврата сигнала.

Эти ситуации создают замкнутый контур, в котором ток течет от земли одного блока к другому блоку и обратно к первому блоку через дополнительное заземление, обеспечиваемое сетью распределения электроэнергии. Обычно полное сопротивление этих нежелательных цепей довольно низкое, порядка очень малых долей ома. Не ждите

Pass Labs: Статьи: Контуры заземления

только часть входной цепи. Заземление экрана не должно быть подключено к концу провода источника, только к концу входного компонента; назовите их и не забудьте! Это, конечно, будет означать, что на входном конце кабеля проводники сигнала экрана и заземления будут соединены вместе.

Это было бы предпочтительным подключением для всех несимметричных подключений, где производитель позаботился об изоляции земли шасси от земли сигнала, к сожалению, это пока не является универсальной практикой в потребительском аудио.

Такая же логика должна применяться при изготовлении кабелей XLR. Начните с кабеля с тремя жилами в дополнение к отдельному экрану; контакт один на разъеме заземлен, контакт два — положительный вход, а контакт три — инвертированный вход. Соединение корпуса на конце входного компонента XLR становится вашим единственным соединением экрана; маркировка здесь не нужна, так как по своей конструкции это кабели с направленной поляризацией.

Если один компонент имеет защитное заземление, изолированное от сигнала, а другой нет, велика вероятность, что контуры заземления не станут проблемой. Когда возникают проблемы с контуром заземления, это чаще всего является результатом двух взаимосвязанных компонентов, каждый из которых имеет защитное и сигнальное заземления, соединенные внутри компонента. В этих обстоятельствах одну из площадок придется оставить, или вам придется сделать их все более похожими….. на ваше усмотрение.

Хорошо, предположим, что у вас есть межблочные кабели и компоненты, которые вам нравятся, и о перепроектировании или ином повреждении продукта не может быть и речи, что теперь?

Логично было бы подумать, что вы можете устранить контуры заземления, отключив заземление шнура питания на всем своем оборудовании. Некоторые люди могут попытаться разорвать заземляющее соединение, перерезав заземляющий контакт на шнуре питания, используя мошенническую вилку, перерезав заземляющий провод внутри оборудования, заклеив заземляющий разъем и т. д. Как подсказывает логика, это может привести к излечению от шума. .

Не делайте этого . Снимать заземление неправильно! Это противоречит правилам электробезопасности и потенциально очень опасно. Снятие защитного заземления может нарушить работу противопомехового фильтра или устройства защиты от шипов внутри оборудования. Если заземляющее соединение разорвано, неисправность изоляции внутри оборудования может привести к возникновению опасного напряжения на корпусе оборудования.

Pass Labs: Статьи: Контуры заземления

расположены еще ближе к сетевому щиту. У многих удлинителей есть MOV и неоновые огни; если вы ищете максимальную мощность без радиопомех, не подключайте эти устройства к вашей развлекательной системе. Оба устройства могут вводить небольшой, но измеримый уровень шума в линии электропередачи. Является ли это небольшое количество шума значительным, нет, но оно, безусловно, накапливается.

У MOV есть место в вашей домашней электрической системе, чтобы быть наиболее полезными, они должны быть как можно ближе к сетевому щиту. Лучшие устройства MOV жестко подключаются непосредственно к шинам панели выключателя. Однако MOV изнашиваются и иногда требуют замены. Они склонны к катастрофическим, а не постепенным отказам, и неисправные единицы не так уж сложно обнаружить.

Множество небольших улучшений в шумоподавлении могут оказывать и оказывают динамическое влияние на то, что вы в конечном итоге слышите в аудиосистеме высокого разрешения. Во многих случаях использование этих дополнительных преимуществ требует незначительных дополнительных затрат или усилий.

чтобы измерить это сопротивление с помощью вашего удобного мультиметра, он, вероятно, не имеет требуемого разрешения или чувствительности. Точное измерение требует использования устройства, известного как импедансный мост. К счастью, лечение шума, связанного с землей, редко требует такого уровня диагностической сложности.

В соответствии с уважаемым учением Георга Саймона Ома , эти напряжения, хотя и достаточно низкие, способны генерировать значительный ток. Именно эти «петлевые» токи создают нежелательный шум, впечатывая свою сигнатуру в сигналы низкого уровня, обычно в виде синфазного шума.

Чтобы свести к минимуму проблемы с контуром заземления, компания Pass Labs никогда не производит оборудование, в котором заземление сигнала и заземление шасси находятся рядом. Благодаря разделению сигнального заземления и защитного заземления соединение устройств вместе никогда не должно вызывать проблем с контуром заземления; однако не все производители придерживаются такого подхода.

Что теперь

Как только вы поймете, что вызывает контуры заземления, они должны с некоторой настойчивостью и усилиями перестать быть проблемой. В максимально возможной степени вам потребуется раздельное заземление, возврат сигналов и экранирование низкоуровневых кабелей.

Несимметричные кабели до сих пор остаются нормой потребительского аудио, несмотря на присущие им недостатки. В системах с очень небольшим количеством компонентов соединения типа RCA работают достаточно хорошо, но по мере того, как системы (особенно аудио/видеосистемы) становятся более сложными, их успешная реализация становится проблематичной. Если вы прокладываете несбалансированные кабели, всегда используйте двухжильный экранированный провод. Использование более распространенного одиночного проводника внутри экрана требует, чтобы вы объединили возврат сигнала и экранирование с одним и тем же проводом; тем самым нарушая предпочтительный протокол.

Экраны должны препятствовать попаданию паразитных шумов на входы компонентов; общий или обратный сигнал является частью пути сигнала, двумя противоположными задачами. Из-за этих отдельных задач ваши кабели должны быть направленными, а экраны должны быть

.
перегорания предохранителя. Работа без заземления не приведет к автоматическому поражению электрическим током, но сделает это гораздо более вероятным, если что-то пойдет не так в вашей системе.

Многие известные авторитеты предлагали переполяризовать ваше оборудование, инвертировав шнур питания, таким образом, поменяв местами горячие и нейтральные соединения питания. Не делайте этого . На практике это может немного уменьшить шум, связанный с блоком питания, но есть и обратная сторона. Если перевернуть шнур питания, внутренний предохранитель и выключатель питания будут подключены к нейтральной линии электропередачи (прощай, защита). В случае аварии в результате страховые компании будут смеяться над вашими наследниками!

Если мы не можем разделить сигнальные земли и земли безопасности, наш единственный выход — сделать их как можно более похожими путем тщательной настройки сетевого питания и земли безопасности. Существует ряд методов распределения мощности, предназначенных для уменьшения или, по крайней мере, сведения к минимуму проблем с контуром заземления. Наиболее распространенный метод называется звездным распределением. В звездообразном распределении точка выбирается как произвольный потенциал земли с наименьшим потенциалом. С этого момента излучаемая в стольких направлениях мощность будет достигать всех взаимосвязанных компонентов. Тогда все заземления безопасности будут возвращаться к главному заземлению безопасности в этой общей точке. Эти заземляющие соединения по схеме «звезда» должны быть выполнены из толстого провода, и все плечи звезды должны быть одинаковой длины и одинакового сечения.

Когда все заземляющие проводники к центральной точке соединения звезды имеют одинаковую длину, то концы звезды очень близки к одному и тому же потенциалу земли. Предполагая безошибочное выполнение этого заземления; сигнальная проводка между любым оборудованием, заземленным на звезду, будет иметь нулевой потенциал, что позволит избежать контуров заземления.

Самый экономичный способ сделать это — подключить все низкоуровневые компоненты к качественному удлинителю, а не к многочисленным настенным розеткам. Настенная розетка, выбранная для подключения удлинителя, должна быть ближайшей к сетевому щиту для этой конкретной ответвленной цепи. Все, что вы делаете, чтобы уменьшить общее электрическое сопротивление цепи питания, дает преимущество в том, что «земля» становится ближе к потенциалу земли. Снижение импеданса источника питания таким образом позволяет внутренним фильтрам электромагнитных и радиопомех компонентов работать должным образом.

Любые устройства, производящие шум в одной и той же ответвленной цепи, такие как вентиляторы или переносные люминесцентные лампы, должны быть

Понимание контуров заземления. Рекомендации по применению

Контуры заземления могут создавать серьезные неудобства в системах сбора данных HVAC, поскольку их трудно обнаружить. В большинстве случаев они не причиняют вреда, но могут вызвать непредсказуемые проблемы спустя годы после установки!

Что такое контур заземления?

Заземляющая петля образуется, когда имеется более одного токопроводящего пути между «заземляющими» клеммами на двух или более единицах оборудования. Проводящая петля образует большую рамочную антенну, которая легко улавливает токи помех. Чем больше петля, тем больше помех; если вы используете стальной каркас здания в качестве земли, то петля может быть такой же большой, как и все здание. Сопротивление в заземляющих проводах превращает токи помех в колебания напряжения в системе заземления. Земля больше не стабильна; поэтому сигналы, которые вы пытаетесь измерить и которые относятся к этой земле, также нестабильны и неточны.

Наземные символы

Мифология заземления

Универсальная концепция, которой учат в технических школах и инженерных колледжах, состоит в том, что «земля» всегда имеет нулевое напряжение, может бесконечно поглощать электрический ток и безвредно рассеивать его мгновенно. Однако идеальное основание является лабораторной абстракцией и не существует в реальном мире.

Настоящая земля — это проводник, поэтому между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току. Это сопротивление может меняться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Большие токи, протекающие через заземление, вызовут падение напряжения в заземляющих проводниках, и для их рассеивания потребуется время.

Департамент сельскохозяйственной инженерии Мичиганского государственного университета измерил сопротивление заземления на входах в систему электроснабжения и обнаружил, что значения сопротивления земли могут различаться до 2 вольт. Фактически, Национальный электрический кодекс (NEC) допускает изменение заземления на величину до 2,5% от напряжения ответвленной цепи или 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока (см. «Ссылки» ниже для получения дополнительной информации об исследовании штата Мичиган и NEC). код).

Понимание того, что идеального заземления в реальном мире не существует, является первым шагом к устранению помех контура заземления, когда они возникают. Если вы помните, что каждое заземление в здании имеет разный и произвольный «нулевой» потенциал, то вы можете спроектировать подходящие системы заземления.

Если земля такая плохая, зачем вообще земля?

Основание необходимо по двум причинам: безопасность и безопасность.

В статье 250 NEC указано, что изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов должны быть заземлены на входе в здание. Земля представляет собой медный стержень, вбитый в землю не менее чем на 8 футов. NEC требует, чтобы каркас из конструкционной стали, водопроводные трубы и другие крупные металлические объекты были соединены с площадкой входа в здание. Если изоляция провода повреждена или провод непреднамеренно отсоединился и коснется металлического предмета, от силового распределительного трансформатора на землю потекут большие токи короткого замыкания. Эти чрезмерные токи размыкают предохранители и автоматические выключатели, не позволяя оборудованию находиться под более высоким потенциалом, чем ближайшая раковина или строительная конструкция. Если заземление в распределительном щите по какой-либо причине отключается, то заземление входа питания в здание на трансформаторе обеспечивает протекание чрезмерного тока короткого замыкания, размыкание предохранителей и автоматических выключателей. Защита здания от пожара и защиты находящихся в нем людей от поражения электрическим током является основной функцией системы заземления распределения электроэнергии.

Второй аспект безопасности — поддерживать оборудование в пределах нормального диапазона рабочего напряжения. Большинство современных контроллеров с прямым цифровым управлением (DDC) будут работать без заземления где бы то ни было. Единственная загвоздка в том, что незаземленное оборудование может накапливать большие статические заряды из-за утечки изоляции. Первый человек, который подойдет и прикоснется к оборудованию, получит очень неприятный шок. Если статический заряд становится достаточно высоким, он разряжается на ближайший проводник с более низким потенциалом. Мгновенные разрядные токи могут достигать нескольких тысяч ампер и разрушать электронные компоненты системы. Заземление системы позволяет рассеять заряды без повреждений.

Помехи сигналам от контуров заземления

Контуры заземления позволяют электрическим и магнитным помехам создавать источники шумового напряжения. Эти источники напряжения добавляются к измеряемому сигналу и неотличимы от правильного сигнала. Контроллер, не зная, что он считывает неправильное значение, выполняет неправильное управляющее действие. Это может привести к некомфортным условиям для жильцов. Это также может привести к колебаниям механического оборудования, что приведет к преждевременному износу оборудования.

Помехи сигналам из-за магнитной индукции

Основными источниками этих проблем с шумом являются магнитная индукция и дисбаланс грунта.

Любая петля из проводящего материала образует одновитковый трансформатор, если присутствует магнитное поле, а магнитные поля возможны везде, где используется переменное напряжение. Магнитные поля создаются переменным напряжением, текущим по проводу, двигателями или флуоресцентными лампами. В цепях очень низкого уровня болтающиеся провода, движущиеся в магнитном поле земли, могут даже вызвать проблемы. Магнитное поле вызывает протекание тока в петле из проводящего материала, а сопротивление петли создает напряжение из этого протекающего тока.

Чем интенсивнее магнитные поля или чем выше частота магнитных полей, тем больше течет ток. Закон Ома гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению. Таким образом, чем больше ток, тем больше источник шума напряжения.

На левом рисунке ниже показан контур заземления под воздействием магнитного поля. Магнитное поле вызывает протекание электрического тока в контуре заземления. Сопротивление контура преобразует поток тока в источник напряжения между входом заземления контроллера и клеммой заземления датчика, как показано на правом рисунке ниже.

Контур заземления в магнитном поле (вверху слева) и напряжение датчика и напряжение контура заземления (вверху справа)

Помехи сигналам из-за дисбаланса заземления

Электрические нагрузки могут различаться в разных зданиях, создавая различные токи в системе заземления. Если в системе заземления протекает большой ток, а датчик помещен в цепь с заземлением, которая также имеет контур заземления, то к сигналу будет добавлена разница напряжений между двумя точками заземления.
На рисунке внизу слева показан источник тока короткого замыкания, подающий ток в систему заземления. Если, как в исследовании штата Мичиган, напряжение в системе заземления составляет два вольта, то к сигналу датчика добавляется напряжение неисправности в два вольта, как показано на рисунке ниже справа.

Дисбаланс заземления (слева) и напряжение датчика и напряжение контура заземления

Замыкание

Контур заземления может сделать самую лучшую систему управления неэффективной. Если вы считаете, что контуры заземления могут вызывать проблемы с вашей системой HVAC/R, позвоните своему представителю BAPI или загрузите Примечание по применению BAPI: Избегайте контуров заземления с нашего веб-сайта по адресу www.bapihvac.com

Ссылки

ANSI/NFPA 70 , Национальный электротехнический кодекс 2002 г. – Национальная ассоциация противопожарной защиты
Стратегии строительства для минимизации паразитного напряжения на молочных фермах, Университет штата Мичиган
Генри Отт, Методы шумоподавления в электронных системах, 2-е издание, Wiley and Sons, NY, 1988

Michigan State Univ.

Исследование и код NEC

Департамент сельскохозяйственной инженерии Мичиганского государственного университета измерил сопротивление заземления на входах в систему электроснабжения и обнаружил:
«Если заземляющий стержень панели обслуживания вбит на 8 футов во влажную землю, которая не является настоящим песком, сопротивление между этим заземляющий стержень и земля могут быть всего 20 Ом. Предположим, что когда в здании используется электроэнергия, одна десятая ампера тока нейтрали течет на землю через заземляющий стержень. Основной электрический закон, называемый законом Ома, гласит, что ток, умноженный на сопротивление, равен напряжению. Умножение тока заземляющего стержня (0,1 ампера) на сопротивление заземляющего стержня (20 Ом) дает 2 вольта. Если один щуп вольтметра коснется заземляющего стержня, а другой щуп вольтметра воткнут в землю настолько далеко от заземляющего стержня, насколько досягают выводы, счетчик покажет приблизительно 2 вольта».

Код NEC

Национальный электротехнический кодекс (NEC) также не помогает решить проблему.