Что такое контур заземления: Контур заземления

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
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.

Контур заземления — что это такое? Установка и применение

Что такое контур заземления

Сегодня ответим на такой вопрос: что такое контур заземления. Здравствуй, дорогой читатель. В своих статьях ранее, я уже затрагивал такую тему — заземление. Давайте еще раз вспомним. Заземление — это специальное соединение нетоковедущих элементов оборудования, которые в результате пробоя изоляции могут оказаться под напряжением, с землей. То есть, мы намеренно соединяем электрическую сеть с заземляющим устройством. Цель такой работы, прежде всего, обеспечение безопасности жизни людей.

Контур заземления — целая конструкция единых заземлителей (искусственных или естественных). Контур — это само соединение заземляющих электродов. В качестве заземляющих электродов применяют стальные прутья, либо же прутья в медной оболочке. Если вы не обременены денежными средствами, то лучше всего использовать исключительно медные прутья, которые являются отличным проводником. Ну вот мы и выяснили, что называется контуром заземления.

Установка контура заземления

Понятно, что контур заземления должен находиться в земле. Для этого, сначала выберем место рядом с домом или силовым щитом. Желательно, чтобы грунт был сырой — не надо рыть глубокие ямы под заземлители. Затем, три штыря нужно вбить в предварительно вырытые небольшие ямки, расположенные треугольником на расстоянии между собой в полтора метра, максимально глубоко. В качестве электродов также может быть использован стальной уголок стандартных размеров или водопроводная труба за неимением лучшего. Длина таких электродов должна составить не менее двух метров, а площадь сечения – около 150 мм2. Соединяем их между собой с помощью сварочного аппарата металлической пластиной (шиной). Проведя все работы, посмотрев с возвышенности, вы увидите замкнутый треугольник. Вот мы и смонтировали контур заземления. Затем, медным проводником мы соединяем контур с заземляющей шиной, которая находится в силовом щите или ящике. Теперь все розетки в доме вы можете заземлить третьим проводом.

Перед применением контура заземления, я вам советую проверить его на заземляющее сопротивление. Для этого существует специальный прибор М-412.

И, напоследок: задача контура заземления уберегать обитателей дома от ударов тока, которые могут иметь место при пробоях электроприборов на корпус.

Ну вот, в принципе, всё, что сегодня я хотел вам поведать об одной из самых важных тем заземления — контуре заземления. Буду рад вас видеть вновь на моем сайте podvi.ru. Много полезного, связанного с электромонтажными работами и электротехникой вы можете найти на карте сайта. Пишите комментарии, делитесь своим опытом. Если что-то пропустил, добавляйте в комментариях. Всего вам хорошего.

Контур заземления, его устройство, расчет и схема

Устройство контура заземления, установка и проверка уровня сопротивления контура – это работы, необходимость которых обусловлена спасением жизни человека и предохранением зданий от пожаров. Для производства работ следует выполнять требования ПУЭ, знать способы производства работ по монтажу защитного контура.

Каждый новичок хочет знать, что же это такое заземление и его контур.

Устройство и принцип действия заземления

Защитное устройство и его основное назначение – соединение всех потребителей электричества, при помощи заземляющего провода с контуром защиты. Систем заземления 3, но в жилом помещении наиболее часто устанавливают систему с маркировкой TN – 5. Эта система предусматривает проведение ноля и земли двумя отдельными проводами.

При коротком замыкании или утечке тока с корпуса приборов снимается опасное напряжение и по проводу подается на контур защитного заземления. Он должен монтироваться и изготавливаться, выполняя требования ГОСТа. Нормы, предусматривают оборудование контура с учетом уровня сопротивления. На его величину влияют:

• виды почвы;
• влажность и уровень грунтовых вод;
• глубина погружения заземлителей;
• количества заземлителей в контуре;
• материалы электрода и всех составляющих устройства.

По форме, контур заземления, согласно нормам СНиП, делают в форме равностороннего треугольника, из вертикальных заземлителей и горизонтальных электродов. Они должны располагаться на определенной глубине. Из этого значения и свойства грунта производится расчет контура заземления. Каждый вид грунта имеет свой уровень сопротивления растекания токов КЗ.

Для обустройства контура защиты лучшим вариантом будет:

• торфяник;
• суглинистая почва;
• глинистая, с близко расположенными грунтовыми водами.

Худшими свойствами обладают каменистые участки грунта и монолитные скалы. На выбор влияют климатические особенности региона установки.

Проведение расчета защитного контура

Сопротивление контура заземления следует проводить, определив несколько значений:

1. Определить удельное сопротивление почвы на участке.
2. Выявить влажность грунта.
3. Уровень солености почвы.
4. Средней температуры в регионе.
5. Расстояние от фундамента до контура.
6. Размеров заземлителей и других деталей устройства.

Методика расчетов «проста» — нужно знать множество физических формул и иметь инженерное образование. Но, как правило, никакая методика выполнения расчетов не может учитывать все значения. Поэтому, проведя монтаж наружного контура заземления и измерив, значение сопротивления защиты – вы увидите, что расчет не совпадает с фактическим результатом.

По этой причине, для обустройства в данном регионе выполняется типовой проект, остается только провести изменения, учитывая удаление устройства от здания. И затем проводят измерение сопротивления контура, вносят изменения до достижения номинального значения сопротивления, не более 4 Ом в жилищном строительстве.

Поэтому, выбрав лучшую схему, соблюдая все размеры и глубину забивания заземлителей, подобрав качественный материал, правильно сделать работу для вашего жилья не составит труда. А рассчитать заземление нужно обязательно для крупных промышленных и торговых зданий.

Объекты, требующие оснащения контуром

Для безопасного проживания и условий труда, каждое помещение, в котором установлены промышленные или бытовые электроустановки обязано быть защищено.

Для этого, оборудуется как внутренний контур заземления, так и наружный. Защита должна быть установлена в помещениях:

• С различными по мощности железными кожухами и корпусами приборов, станков и осветительных устройств.
• В электрощитовых, в которых находятся стальные корпуса щитков, шкафов и другого электротехнического оборудования, а также в комплектных трансформаторных подстанциях (ктп).
• В местах с металлоконструкциями, оболочками кабелей, проводов различного сечения, а также защитных стальных трубопроводов для кабелей.
• Вторичная обмотка измерительного трансформатора.

Заземление не проводится:

• для арматуры изоляторов и штырей, крепления их на опорах электропередачи;
• оборудования установленного на заземленные корпуса электроустановок;
• электроизмерительные устройства, автоматы защиты, установленные в электрощитках или на одной из стен камеры распределяющего устройства.

При особо оговоренных условиях может не заземляться металлическая защитная оболочка контрольного кабеля.

Наружный контур заземления потребует проведения земляных работ, поэтому, приготовьтесь к тяжелой и небыстрой работе.

Установка контура заземления

Способов установки несколько. Новая, но более затратная методика модульно-штырьевого монтажа всем хороша. Но этот способ мы рассмотрим несколько позже. Мы разберем классический монтаж контура заземления.

Сначала проводятся подготовительные работы.

Подготовка к монтажу

Определяемся с местом установки защиты. Лучшим решением будет расположение контура недалеко от здания и со стороны установки распределительного электрощита.

Исходя из требований пункта 1.7.111 ПУЭ — все вертикально и горизонтально расположенные электроды должны изготавливаться из меди, оцинкованного или обычного стального уголка или другого профиля. Окрашивать поверхность заземлителей нельзя, для лучшего токоотведения и обнаружения дефектов.

Для обустройства, нам потребуется 50 уголков толщиной полок — 5 мм и полоса шириной — 40 мм. Это основные материалы для изготовления самого контура. Также нам потребуются провода достаточного сечения, для обустройства внутреннего контура заземления и разделения проводки на нулевой провод и проводник земли.

Теперь готовим к работе лопату и начинаем выполнение основного этапа работ.

Монтаж защитного устройства

Копаем треугольную траншею — длиной стороны 3 м, на ширину штыка лопаты и глубиной не менее полуметра. Можно выполнить прямую траншею — длиной не менее 6 м (таким способом оснащаются устройства с недавнего времени). Если делаем по старой методе, в углах равностороннего треугольника кувалдой забиваем заземлители до необходимой глубины. Его нельзя засовывать в готовую скважину, он должен плотно и без зазоров погрузится на глубине не более 3 м.

При оснащении прямолинейной системы, через каждый метр, забиваем по 1-му заземлителю, но не более 5-ти штук. Для лучшего захода в землю, заострите края уголка на заточном станке или обрежьте их болгаркой. Погрузиться в грунт колья должны не полностью, над поверхностью земли должен быть отрезок уголка не менее 200 мм.

Надеваем сварочный костюм и маску, готовим аппарат и подвариваем к вертикальным заземлителям горизонтальные электроды, из полосы шириной не менее 40 мм. От нее, к стене здания, по выкопанной траншее проводим полосу или отрезок силового кабеля достаточного сечения. Теперь, заводим в здание и подводим к входящему электрощиту, а от него выполняем заземление внутридомовой системы.

При проведении заземляющего проводника, с помощью силового кабеля, работы выполняют следующим способом: на вертикальный заземлитель, болтом и гайкой с надежным гровером, закрепляем, запакованный в концевой контакт отрезок кабеля. Для выполнения этой работы понадобится:

• медная шина сечение которой более 10 мм2;
• алюминиевая, сечением более 16 мм2;
• металлический проводник более 75 мм2 сечением.

Все места сварки, проверив качество шва, покрываем грунтовкой или растопленной смолой. В месте сварки металл ослаблен из-за высокой температуры при сваривании и сильнее поддается коррозии. Выполнив все завершающие работы, засыпаем траншею. Сначала слоем песка, а потом заполняем вынутым грунтом.

Все основные работы выполнены, теперь нам остается выполнить измерение сопротивления контура заземления.

Замер сопротивления защитного устройства

Выполнять эту работу лучше в летнее или зимнее время. В эти моменты грунт имеет наибольшую величину электрического сопротивления. В разных условиях применения величина может быть различной. Для жилого здания, это значение не должно превышать 30 Ом. Для измерения сопротивления применяют специальные измерители сопротивления «МС- 08» или «М-416». Выполняется с использованием системы пробных электродов.

Выполнение замеров разбито на несколько этапов.

Между контуром и зданием расположен потенциальный зонд на расстоянии не менее 20–ти метров, а второй выносной электрод располагаем на прямой линии с потенциальным электродом и контуром, на расстоянии не более 40 метров. Подключаем напряжение и выполняем замер уровня сопротивления. Выполняем эту операцию несколько раз, приближая выносной кол на расстояние не менее 5 метров. Выполнив эти замеры, определяем сопротивление контура.

При замерах в обширных подземных коммуникациях, потребуется выполнение дополнительного измерения данной физической величины. Такие замеры проводятся на различных расстояниях между заземлителями и по разным направлениям.

Но во всех измерениях, номинальной величиной сопротивления заземления будет наихудший результат выполненных замеров. В любое время года и в различных погодных условиях, значение сопротивления защиты не должно быть выше наибольшей допустимой величины.

После выполнения замеров и определения сопротивления электрического тока цепи защитного устройства, комиссия составляет акт проведения и контрольного измерения заземления здания. В процессе пользования необходимо проверять надежность обтяжки болта на подключении к заземляющему проводнику, а также при очень высокой температуре, не забывайте смачивать места заглубления электродов.

Проведя все работы по монтажу и контрольному замеру, мы получаем безопасное жилое помещение, защищенное от токов короткого замыкания.

Контур заземления

Контур заземления — устройство, предназначенное для того, чтобы заземлить различные части электрооборудования.

Для достижения максимального результата корпуса бытовых устройств в доме соединяют с главной шиной заземляющего устройства, создается внутренний контур заземления.

К нему подключают все металлические элементы конструкции здания, трубы водопровод. Подробно устройство такой системы уравнивания потенциалов описано в ПУЭ (п.1.7.82). 

Снаружи строения устанавливается другая часть защиты, внешний контур заземления. Его также подключают к главной заземляющей шине.

Монтаж внешнего контура необходимо производить как можно ближе к заземляемому зданию.

Эффективность любого заземлителя заключается в его способности обеспечить условия для срабатывания устройства защиты (на это влияет сопротивление контура).

Сопротивление зависит от типа грунта, времени года, влажности, климатической зоны.

Для частного дома или дачи обычно изготавливают контур заземления по «классической» треугольной схеме, которая подходит практически для любых условий эксплуатации.

Контур заземления рассчитывается и описывается в схеме, являющейся частью проекта электрики. Рассчитывается площадь изделия, глубина залегания. В спецификации проекта указывается тип материала, длина и количество. Для классического контура необходимы сварные и земельные работы.

В последнее время все большую популярность завоевывает модульное заземление (ZANDZ, DEHN, EZETEK и т.д.).

Материалы и конструктивные элементы системы обеспечивают постоянство электрического сопротивления на срок до 100 лет в обычных грунтах и до 30 лет в агрессивных (кислых или щелочных) грунтах

 

Стальные омедненные стержни (толщина слоя меди не менее 0,25 мм) забиваются в землю с помощью ударного механизма перфоратора по стальному хвостовику, который накручивается на забиваемый штырь. Каждый последующий стержень ввинчивается в забитый ранее. Работа менее трудоемкая, чем в случае с классическим заземлением.

При забивании контура в черте города могут возникнуть проблемы из-за большого количества строительного мусора в земле: щебня, битого кирпича. Немного помогает стальной конический наконечник на первом забиваемом штыре.

Глубина забивания и количество стержней в модульном заземлении также рассчитываются проектировщиком.

Достоинства модульного заземления:

 

— простота монтажа электрода на глубину до 30 метров

— не требуется применение специализированной техники и инструментов

— все монтажные операции может осуществить 1 человек.

— большая глубина позволяет получать очень эффективное заземление.

минимальная площадь штыревого заземлителя, позволяет монтировать его в подвалах зданий, либо вблизи от стен дома.

— компактность сводит к минимуму необходимые земляные работы.

— все детали сопрягаются без сварки

 

После выполнения работ необходимо произвести замер сопротивления контура заземления.

Эти работы выполняет электроизмерительная лаборатория.

 

Расчет контура заземления осуществляется в несколько этапов:

• Выбор типа заземляющего устройства
• Выявление удельного сопротивления почвы;
• Определение уровня солености и влажности почвы;
• Фиксация средней температуры по нужному региону;
• Расчет расстояния между контуром и фундаментом;
• Определение габаритов заземлителей и остальных деталей.

советы по проектированию и монтажу

Строительство загородного дома включает в себя множество электротехнических работ. Среди них не последнее место занимает планирование и обустройство системы заземления, которую нельзя игнорировать по причинам безопасности и требованиям ПТЭЭП.

Делать заземление в частном доме своими руками не запрещено, поэтому в этом материале подробно рассмотрим основные этапы проектирования и монтажа контура.

Содержание статьи:

Значение и необходимость заземления

Основу энергообеспечения частного дома составляет электрическая сеть, представляющая опасность для жильцов, если не применить некоторые меры по ее устранению. К таким мерам относится двойная изоляция проводников, выравнивание потенциалов, и дифавтоматов.

Заземление электросети также играет важную роль и предназначено, чтобы отводить появившийся в ненужном месте электроток в грунт.

Технически это выглядит так: все электроустановки в доме соединяются между собой и автоматами защиты, а затем – с землей, чтобы в критической ситуации было куда сбросить лишнее напряжение

Одного забитого в землю куска арматуры или профиля недостаточно. Заземление – это целая система взаимодействующих между собой элементов, связанная с другими системами.

Ее нельзя монтировать, не подобрав подходящие по параметрам детали и не произведя предварительные расчеты.

Для внедрения конструкции в грунт необходимо выбрать небольшой открытый участок земли рядом с домом. Над ним нельзя возводить постройку или гараж, так как периодически будет производиться профилактическое или ремонтное вскрытие грунта

Между городскими многоэтажками и частным жильем существует разница в устройстве заземляющих систем.

В многоквартирных домах шина находится в этажном электрощите, тогда как для частного дома контур заземления зарывают буквально в землю, так как он расположен рядом и не требует больших усилий для монтажа.

Все требования к проектированию и устройству системы заземления изложены в ПТЭЭП 2.7.8. Владелец дома должен знать, что прием в эксплуатацию самостоятельно обустроенной конструкции будет проводить организация-поставщик электроэнергии.

Ее представители раз в полгода обязаны визуально осматривать наземные видимые части системы, а примерно раз в 12 лет производить выемку грунта и поверять состояние подземных элементов.

Выбор системы и составление схемы

Всего существует три системы заземления: ТТ, IT, TN, из них последняя делится еще на три разновидности — TN-S, TN-C, TN-C-S.

В частном домостроении обычно используют схемы систем TN-C-S или ТТ, причем TN-C-S выглядит более привлекательной, так как к ее монтажу предъявляется меньше требований.

Схема системы заземления TN-C-S: 1 – условное обозначение заземлителя источника питания; 2 – токопроводящие части открытого типа. На определенном участке цепи заземляющий проводник соединяется с PEN

Система начинается от главной заземляющей шины, которая установлена или в электрощитке дома, или в шкафу вводного устройства.

Наиболее рациональным считается решение, когда заземление расположено на опоре, перенаправляющей электромагистраль в дом.

Схема электробокса с разделенными проводниками заземления и нейтрали: 1 – электрощит; 2 – нулевой проводник; 3 – заземляющий проводник; 4 – фазовые групповые проводники; 5 – выключатель дифференциального тока; 6 – автоматы; 7 – групповые цепи; 8 – дифференциальный автомат; 9 – прибор учета электроэнергии

Схема системы ТТ, которая кардинально отличается подключением заземляющего проводника. Он не зависит от источника электропитания, действует в автономном режиме

Система ТТ используется гораздо реже. Ею занимаются представители энергоснабжающей организации, а если владелец все же решит сэкономить и самостоятельно произвести монтаж, то заверять документы придут все те же работники Энергоснаба.

Если все же рискнете и выберете схему заземления ТТ для частного дома, то не забудьте про обязательную !

Инструкции по монтажу заземления

Существует два способа сборки и установки подземных заземляющих конструкций. Первый можно выполнить своими силами, хотя придется потрудиться и потратить немало времени, а второй по силам только профессионалам, так как потребуется специальное оборудование и навыки измерения сопротивления.

Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель

Сначала рассмотрим, как самостоятельно сделать заземление в частном доме, не прибегая к платным услугам. Система состоит из двух основных элементов, каждый из которых подбирается в зависимости от условий монтажа.

Заземляющий провод – медный проводник с сечением, равным сечению фазной жилы. Он одним концом подключен к шине, расположенной в электрощите, вторым – к заземлителю, зарытому в грунт. К шине также ведут заземляющие проводники от всех электроустановок в доме.

Провода «земли» легко распознать по цветовой маркировке – желто-зеленой полимерной изоляции. Способ крепления к шине – винтовой, посредством установки наконечников

Заземлитель – это конструкция из стальных элементов, тесно контактирующая с грунтом и служащая для выравнивания потенциалов при появлении напряжения.

При проектировании учитывают параметры сопротивления грунта, вычисляют размеры стержней и рамы, а также глубину залегания.

Удельное сопротивление грунта. Очевидно, что значение УСГ песка, глины или торфа различается. Чем влажнее и плотнее грунт, тем менее объемной будет конструкция заземлителя

Существует универсальная конструкция, для создания которой не нужно производить сложные расчеты.

Для ее изготовления потребуются:

• три 3-метровых уголка 50*50 мм или стальная труба со стенкой 3 мм и диаметром 16 мм;
• три 3-метровых уголка 40*40 мм.

Также понадобится , режущий инструмент, кувалда, крепежные материалы, а для земляных работ – лопата и ведро.

Пошаговая инструкция:

1. Выкапываем траншею от дома до места установки заземлителя. Ее глубина и ширина – около полуметра.
2. Делаем разметку для вбивания штырей (уголков) в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м.
3. В местах вершин треугольника выкапываем ямки глубиной 50 см.
4. Соединяем ямки узкими канавками по периметру, чтобы получился треугольник.
5. Забиваем уголки 50*50 в землю так, чтобы над ее поверхностью остались части длиной около 0,2 м.
6. Свариваем три уголка 40*40 в форме треугольника.
7. Привариваем треугольник к уголкам, забитым в землю.

Затем подключаем к конструкции заземляющий проводник: запрессовываем его конец круглым наконечником и с помощью болта подходящего размера прикручиваем к отверстию, высверленному в одном из уголков.

Схема установки заземлителя. Проводник ведет от зарытой треугольной конструкции к дому и заканчивается в электрощите на заземляющей шине

Металлические детали необходимо засыпать грунтом, лучше песком, а место монтажа заземлителя и проводника пометить табличкой, чтобы при строительных или хозяйственных работах не повредить.

Рекомендации по выбору деталей и монтажу заземлителя в грунт:

Галерея изображений

Фото из

Фабричные изделия имеют преимущества перед изготовленными своими руками: поставляются комплектно, не требуют сварки, позволяют получить нужное сопротивление при минимуме земляных работ

Чтобы забить длинные 3-метровые уголки в землю, на первом этапе потребуется стремянка или другое возвышение, с которого можно производить удары электроинструментом или кувалдой

Чтобы максимально сохранить проводимость металлического уголка, элементы конструкции не нужно покрывать защитной антикоррозийной краской или другим похожим составом

Кроме стального уголка 50*50 см можно использовать 6-миллиметровый оцинкованный прут, 10-миллиметровый прут из черного металла или прямоугольный прокат 48 мм²

Лучший вариант заземляющей шины – пластина из электротехнической бронзы с отверстиями для присоединения заземляющих проводников. Она монтируется на стенку электроящика

Заземляющую конструкцию рекомендуется зарывать в грунт как можно ближе к фундаменту дома – примерно на расстоянии в 1 м

Чтобы самодельные металлические элементы легче забивались в грунт, концы уголков необходимо заострить, подрезав пилой. Заводские изделия оснащены остроконечной головкой

Чтобы соединения не окислились и не повысили сопротивление заземлителя, вместо винтов используют сварку, которая гарантирует прочный и длинный шов

Комплектация заводского заземлителя

Стремянка или специально сколоченная подставка

Металлический уголок из оцинкованной стали

Металлопрокат для изготовления заземлителя

Шина заземления в электрощите

Контур заземления около дома

Монтаж заземлителя в грунт

Сварка деталей из черного металла

Для стальных стержней и соединяющей их полосы опасна пищевая соль – она разъедает металл и приводит конструкцию в негодность. Проследите, чтобы это вещество случайно не попало в грунт рядом с заземлителем.

Вариант 2 — модульная штыревая система

Если конструкцию из деталей металлопроката можно сделать своими руками, то заводской штырь необходимо приобрести в магазине.

Его главное преимущество – отсутствие трудоемких земляных и сварочных работ, а недостаток заключается в дополнительных расходах на оплату услуг обслуживающей организации.

Схема монтажа штыревого заземлителя и его устройство. Основные составляющие части – головка, стальной электрод с электрохимическим медным покрытием и муфты, соединяющие фрагменты электрода

Большая глубина объясняется еще и тем, что в указанном диапазоне обычно присутствуют грунтовые воды, резко снижающие сопротивление устройства, а это – необходимое условие для создания заземляющей системы

В самодельной конструкции площадь соприкосновения с грунтом увеличивается за счет использования нескольких уголков. Здесь штырь всего один, поэтому увеличение контакта происходит за счет его длины. Устройство забивают в грунт на глубину 20-40 м.

Земляные работы сводятся к вырыванию одной ямки с размерами 0,5*0,5*0,4 м. Для забивания штыря ударной дрелью пользоваться не рекомендуется, так как нужно исключить вращение головки штыря. Здесь нужен перфоратор со специальной насадкой.

В заводском комплекте вместе со штырем есть зажим для крепления проводника заземления, поэтому процесс монтажа заключается в забивании основного устройства и подключении его к проводу.

Пошаговая инструкция по монтажу штыревого заземлителя. Проводить замеры растекания мультиметром и рассчитывать глубину установки может только специалист – представитель из обслуживающей организации

Существуют нормативы, которых следует придерживаться в процессе монтажа:

• для 3-фазной сети 380 В – сопротивление не более 2 Ом;
• для 1-фазной сети 220 В – сопротивление не более 4 Ом.

При самостоятельном монтаже для подстраховки перед проверяющими органами лучше точно вычислить уровень залегания грунтовых вод и убедиться, что заземлитель опустится до этой отметки.

При контакте с грунтовыми водами параметры сопротивления придут в норму.

Выводы и полезное видео по теме

Опыт устройства заземления своими руками:

Практические советы по монтажу заземлителя фабричного изготовления:

Установка системы заземления из нескольких стержней:

Как видите, смонтировать систему заземления можно как собственноручно, так с помощью бригады приглашенных электромонтажников – первый способ дешевый, но более сложный, второй дорогостоящий, но надежный.

Однако главное в грамотном монтаже – это результат, который должен сделать электросеть дома полностью безопасной для его владельцев.

У вас остались вопросы по собственноручному обустройству контура заземления? Задавайте их ниже под статьей — наши эксперты и компетентные посетители сайта постараются вам помочь.

Если вы заметили неточности или ошибки в приведенном выше материале, или хотите дополнить статью полезными сведениям — пишите нам, пожалуйста, в блоке комментариев.

Контур заземления — GLHouse.ru

Если вы приобрели частный дом или построили его на своем участке, то вам обязательно следует организовать контур заземления. Во первых это следует сделать для улучшения собственной электросети и конечно же для того, что бы выполнить требования организаций энергосбыта, в противном случае вам просто не дадут подключить ваш дом. Построив свой дом и столкнувшись с этим пунктов в условиях подключения многие не знают каким образом все должно быть грамотно организованно. Давайте разбираться по порядку.

Немного теории о заземлении

Заземление — соединение участка сети или электроприбора с устройством заземления. Другими словами, если мы подключим корпус нашего щита к проводнику контура заземления — мы его заземлим.

Заземляющее устройство — это все части заземления собранные воедино. Включает в себя заземлители, заземляющий проводник,

Заземлитель — это часть заземляющего устройства, другими словами вся та часть заземляющего устройства, которая находится под землей. Это вертикальные штыри, вбиваемые в землю, полоса, которой они соединены между собой и заземляющая часть проводника, отходящая от полосы и находящаяся под землей.

Электрод заземлителя — Это вертикальная составляющая заземлителя. Чаще всего в качестве электрода используется металлический уголок. Так же в качестве электрода заземлителя может быть использован штырь, труба, металлическая сетка.

Сопротивление заземления

Правильно организованное заземление должно выполнять свои функции ровно так, как ему и положено, а для этого ему необходимо соответствовать определенным характеристикам. Сопротивления заземления — одна из основных его характеристик. Именно она определяет на сколько хорошо электрические токи от устройства перейдут в заземлитель. Лучшим  показателем сопротивления будет ноль, но в реальных условиях эту величину получить трудно. 

для частных домов величина сопротивления заземления с электросетью 220 и 380 Вольт  в системе TN-C-S не более 30 Ом, а в системе TT не более 500 Ом.

Как же правильно организовать заземляющее устройство, что бы сопротивление заземления было как можно лучше и какие факторы влияют на эту величину.

• площадь поверхности заземлителя. Другими словами чем больше поверхность заземлителя тем лучше. Для того, что бы увеличить площадь заземлителя мы можем соединить несколько заземлителей, увеличить длину вертикальных заземлителей, увеличить количество заземлителей. В нашем случае проще всего конечно же увеличить длину заземлителей.
• сопротивление грунта. Каждый вид грунта имеет собственно сопротивление, у кого то больше, у кого то меньше. Лучшими в этом плане грунтами являются суглинок, глина и торф. А вот непригодными являются каменистые грунты. Если рассмотреть в идеальных примерах то лучшим грунтом будет являться морская вода, а худшим сухой песок.

Устройство заземления 

Заземлитель — его роль может выполнять стальной уголок, труба, стальной пруток. Основные требования к вертикальному заземлителю следующие:

• при использовании стального уголка, прямоугольного профиля и металлической полосы толщина их стенки должна быть не менее 5 мм, а площадь поперечного сечения не менее 100 мм. кв.
• при использовании прутка его диаметр должен быть не менее 18 мм
• при использовании трубы толщина ее стенок должна быть не меньше 3,5 мм, а диаметр не менее 32 мм.

Чаще всего при обустройстве контура заземления используется металлический уголок 50 х 50 х 5 мм и металлическая полоса 40 х 4 мм.

Для того, чтоб организовать контур заземления, нам необходимо произвести разметку на нашем участке. Представим себе равносторонний треугольник 3 х 3 х 3 метра. По периметру этого треугольника необходимо выкопать траншею глубиной в 80 см, а по углам нашего треугольника вбить уголки, длинной не менее 3 метров. Чем больше длинна вертикального заземлителя, тем меньше сопротивление заземления, а на больших глубинах почва более влажная, что способствует лучшей проводимости почвы. К тому же глубина промерзания редко доходит до глубин более 2 метров.

Если у нас нет возможности организовать такой треугольник, можно сделать прямую траншею, глубиной в 80 см и длинной 5 метров, в которой через каждый метр необходимо вбить вертикальный заземлитель.

После монтажа вертикальных заземлителей их необходимо обварить предварительно подготовленной полосой. Никаких других способов соединения не допускается — только качественная сварка!

Далее нашу полосу мы в земле подводим к дому и выводим вертикально в электрический щит. Как выше указывалось, чаще всего мы используем полосу 40 х 4 мм.

Если у вас нет возможности вывести стальную полосу непосредственно в щит, то вы можете вывести часть полосы вертикально закрепив ее на стене дома. Далее на нее необходимо наварить болт, к которому присоединяется проводник заземления. Проводником заземления может быть медный проводник, сечением не менее 10 кв. мм, алюминиевый, сечением не менее 16 кв. мм. и стальной, сечением не менее 75 кв. мм. Заземляющий проводник необходимо надежно закрепить на полосе и провести в электрический щит. В щите же расключить согласно вашей схеме.

Схемы подключения заземления в щите

В системе TN-C-S

В системе TT

Замер сопротивления заземления

Для того, чтобы убедиться в качестве выполненного заземления, необходимо произвести соответствующие замеры. Грамотно произвести замер вам может помочь организация, проводящая измерения или электромонтажная организация, которой вы поручите выполнить монтаж контура заземления. Заземление — очень ответственная часть вашей электрической сети и должна быть выполнена в соответствии со всеми нормативными документами. Правильно выполненное заземление защитит вас от поражения электрическим током.

На этом я заканчиваю статью о заземлении, если у вас появились вопросы, вы можете смело задавать — я обязательно отвечу. До новых встреч в следующих статьях.

 

Монтаж контура заземления

Подключение к электрощитку

Чаще всего подача электричества в частных домах идет по воздушным линиям, система заземления которых строится по схеме TN-C. В этой схеме PEN – рабочий провод, совмещенный нулевой и L – фазный провод подходят к дому, а нейтраль источника подачи тока заземлена.

После того, как установлен контур заземления, ПУЭ соблюдены и вы уверены в своей работе можно переходить к подключению к электросети. Это можно сделать двумя разными способами:

1. Использовать TT схему подключения к дому
2. Переделать схему TN-C в схему TN-C-S

Рассмотрим каждую их этих схем подробнее:

TT

Для этой схемы не нужно производить никаких манипуляций по разделению PEN – проводника. Здесь, достаточно, фазный провод подвести к изолированной от электрощитка шине. После этого можно считать, чтоPEN – проводник это просто нулевой провод. Останется подключить только контур заземления дома к электрощиту. В итоге: PEN – проводник не имеет никакой электрической связи с контуром заземления дома.

TN-C-S

Ни для кого не секрет, что в схеме TN-C нет специального защитного проводника, который бы отвечал за отдельную защиту каждого объекта. Поэтому, схему TN-C нужно переделать в схему TN-C-S. Сделать это нужно в водном распределительном устройстве,разделив совмещенные, нулевой рабочий и PEN-защитный, проводники. На два отдельных: N-рабочий и PE-защитный.

К дому прокладываются два провода, один из которых PEN – совмещенный, а второй L – фазный. Нам же нужно получить в доме трехжильную проводку, в которой будет отдельный нулевой и защитный провод. Для этого нужно произвести грамотное разделение схемы TN-C на TN-C-S, в вводном щитке дома.

Как это сделать: в электрощите нужно установить PE – шину, и металлически связать её со щитком. Именно она будет соединять внешний PEN – проводник. От PE – шины нужно установить перемычку на шину с нулевым рабочим проводником N, которая в свою очередь, должна быть изолирована от электрощитка. После чего, нужно контур заземления соединить со щитом. Сделать это лучше медным многожильным проводом ПВ-3 6-10 кв.мм, соединив один его конец с электрощитом, а другой, с заземляющим проводником болтом, который крепится на конце провода. О нем мы упоминали выше.

Собственно все. Таким образом у нас получится переделать схему TN-C в схему TN-C-S.

Не редки случаи отгорания PEN-проводника со стороны подачи электропитания. В сети с напряжением 220В, это приведет к отсутствию напряжения или появлению потенциала на корпусе приборов, что может вызвать поражение электрическим током. В сети 380В отгорание рабочего нуля без дополнительного заземления приведет к появлению одной из 3х фаз на шине N- проводника. Фаза перейдет на N- проводник по любому из нагревательных элементов, создав в розетках межфазовое замыкание и напряжение 380В.
Все дорогостоящие электроприборы в этот момент которые будут подключены к сети выйдут из строя или попросту «сгорят». В такой ситуации останутся бессильны даже дорогие средства защиты : ДИФ, УЗО, Реле напряжения.

Так же иногда бывают ситуации, при которых из-за перекоса фаз в нулевом проводнике появляется напряжение, значением 5-40 В, что так же передает небольшой потенциал на корпус ваших электроприборов.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод: контур заземления обязательный компонент современной электрической сети. Он избавит Вас от ряда проблем связанных с аварийными ситуациями на линии и даст возможность безопасно пользоваться электроприборами в частном доме.

Ну и последнее, что хотелось бы сказать, это то, что совсем не обязательно делать контур заземления треугольником. Это может быть и окружность и одна линия, главное чтобы количество заземлителей было достаточным для обеспечения безопасности и нужного количества сопротивления.

Мы предлагаем готовые решения по монтажу контура заземления Позвоните нам и мы ответим на все интересующие Вас вопросы. Наша компания занимается монтажом контура заземления в Серпухове, Чехове, Протвино и Пущино.

Стоимость монтажа контура заземления зависит от выбранной вами схемы, количества устанавливаемых заземлителей, удаленности дома и других важных факторов, поэтому подход индивидуален.

Вы строите дом, а значит, вам нужен будет контур зазмеления, цена которого точно не стоит того, чтобы рисковать и делать подобную работу самостоятельно, или у электриков-новичков.

WTF — это контуры заземления? | Hackaday

Эти волшебные существа появляются из ниоткуда и поджаривают вашу электронику или раздражают ваши ушные раковины. Понимание их, несомненно, сэкономит вам деньги и нервы. Вкратце, контур заземления — это то, что происходит, когда два отдельных устройства (A и B) отдельно соединяются с землей, а затем также соединяются друг с другом через какой-то кабель связи с землей, создавая петлю. Это обеспечивает два отдельных пути к земле (B может проходить через свое собственное соединение с землей или может проходить через землю кабеля к A, а затем к земле A), и означает, что ток может начать течь непредвиденным образом.Это особенно заметно в аналоговых аудиовизуальных установках, где результатом является звуковой гул или видимые полосы на изображении, но также иногда является причиной необъяснимых отказов оборудования.

Вы можете найти петлю?

Один из примеров — кабельное телевидение. Это аналоговый сигнал, который поступает в ваш дом и заземляется в одном месте, обычно за пределами вашего дома. Кабель извивается к вашему развлекательному центру, где он подключается к ресиверу, который заземлен в другом месте.Это создает петлю и, через электромагнитную индукцию, связанную со всеми видами сигналов переменного тока вокруг, паразитный ток, который затем течет через различные цепи. Другой способ думать об этом — как о половине трансформатора; это одиночный контур, и значительная часть этого контура — это сразу после от живого провода электросети здания с постоянно изменяющимся током. В звуковом оборудовании нередко бывает гул с частотой 50 или 60 Гц из-за влияния контуров заземления.

Решение

Теперь, когда вы эксперт, решить проблему (или полностью ее избежать) довольно просто.Самый надежный способ — разрезать петлю, то есть удалить кабель или заменить его чем-то, кроме провода. Вы можете переключиться на беспроводную связь, такую ​​как Bluetooth или WiFi. Некоторые проводные протоколы используют дифференциальные сигналы вместо несимметричной передачи сигналов, поэтому нет необходимости в общей земле для справки. Переместите вилки так, чтобы они вставлялись в одну розетку, сделав петлю как можно меньше. Другой вариант — использовать изолятор, который вы можете приобрести для выбранного кабеля или спроектировать в своем проекте с оптоизолятором или изолирующим трансформатором.Не используйте штепсельную вилку и не удаляйте заземляющий контакт, так как это просто устраняет функцию безопасности и может создать опасную ситуацию с корпусом под напряжением.

Когда дело доходит до вашего осциллографа, вполне вероятно, что в какой-то момент вы захотите проверить что-то, что питается от сети, и тогда вы получите совершенно другой тип контура заземления. Если ваша вещь работает от батарейки, опасности здесь нет; сходить с ума, потому что нет возможности создать контур заземления. Если он подключен к стене, но через изолированный источник питания (что-то только с двумя контактами и изолирующим трансформатором), все в порядке, потому что по-прежнему нет пути для контура заземления, но вы можете увидеть некоторый шум от грязного питания .

Но если он подключен к сети и имеет контакт заземления (даже косвенно, как устройство, питающееся от USB через блок питания компьютера), есть возможность создать контур заземления, потому что вы подключаете заземленный прицел к другому заземленному устройство через зонд. Зажим заземления на пробнике подключается прямо к контакту заземления, а заземления на всех пробниках соединяются друг с другом, а эти контакты заземления подключаются к заземлению на вашем устройстве. Если это было неясно, лучше сформулировать это так: «Все ваши заземления уже подключены друг к другу и связаны с одним и тем же проводом — контактом заземления.«Когда вы подключаете заземляющий зажим к тестируемому устройству, вы создаете контур заземления, который добавит шума к вашим измерениям и, возможно, повредит осциллограф.

Заземление зонда осциллографа подключено. Технически вам нужно прикрепить к тестируемому устройству только один зажим заземления. Заземление зонда подключается непосредственно к земле. Они не плавают.

Если вы сделаете ошибку и прикрепите заземляющий зажим к чему-то, что на самом деле не заземлено, у вас будут всевозможные проблемы, так как теперь устройство замкнуто на землю через ваш зонд, который быстро самоуничтожится.Для тестирования устройств с заземляющим контактом требуется особая осторожность, чтобы не допустить подключения устройств с разными потенциалами. Разорвать контур заземления можно, просто не подключив зажим заземления, хотя это имеет и другие последствия. Здесь лучше всего использовать дифференциальные пробники или подключить тестируемое устройство к изолирующему трансформатору. Не снимайте заземление с прицела , а не , потому что вы будете часто прикасаться к нему и лучше не подвергаться электрошоку.

Итак, подведем итог: земля — ​​это не просто земля. Для измерения шума лучше всего, чтобы у каждого устройства был один и только один путь к одной точке заземления. Когда есть два или более пути к земле, они могут образовывать петлю, которая улавливает всевозможные электрические и магнитные помехи окружающей среды. Исправить контур заземления так же просто, как его разомкнуть, но для этого у вас должно быть хорошее мысленное представление обо всех наземных путях в игре. Какой самый сложный контур заземления вы когда-либо видели? Не хватает хороших решений?

Разъяснение контуров заземления

Мало что может расстроить сильнее, чем гудение в системе записи.Пол Уайт объясняет причины возникновения петель заземления, вызывающих шум, и предлагает практические советы, как их избежать.

По отдельности ваши процессоры эффектов, микшеры, записывающие устройства и MIDI-инструменты могут работать идеально, но если соединить их вместе, есть вероятность, что вы услышите хотя бы какой-то фоновый гул. Если вам повезет, это будет достаточно тихо, но в худшем случае это может быть настолько навязчивым, что сделает вашу систему непригодной для использования. Те, кому не посчастливилось столкнуться с этой проблемой, часто начинают отключать кабели заземления от различных сетевых вилок в надежде, что гудение исчезнет.Хотя это часто срабатывает, это не лучшая идея с точки зрения безопасности. Гул обычно вызывается заземлением или контурами заземления, и мгновенного решения проблемы нет. Однако, как только вы поймете, что их вызывает, их не так уж сложно отследить и устранить.

Большинство домашних студий в значительной степени полагаются на несимметричные аудиоподключения, когда сигнал проходит по экранированным кабелям, каждый из которых состоит из одной изолированной жилы, окруженной экраном. Экран заземлен, чтобы внешние электрические помехи не доходили до сигнала на центральном проводе, но это не надежное устройство.Звуковой сигнал на самом деле представляет собой разницу напряжений между центральным (горячим) проводником и внешним экраном, поэтому, если экран не удерживается надежно при нулевом напряжении, любые напряжения звуковой частоты, которые попадают на экран, в конечном итоге будут наложены на экран. звуковой сигнал. Но если экран заземлен, как получается, что шумовые помехи от сети могут попасть в наши системы и ?

У всех кабелей есть электрическое сопротивление, и хотя оно низкое, оно все же существует. Вернемся на мгновение к школьной физике: если вы пропустите электрический ток через любой материал, имеющий электрическое сопротивление, между двумя точками контакта будет образовываться напряжение, величина которого зависит от силы тока и сопротивления материал — согласно закону Ома.Отсюда следует, что если вы пропустите ток через экран кабеля, будет разница в напряжении между одним концом экрана и другим. Если на данный момент все это звучит немного академично, потерпите меня, потому что все проблемы с гудением контура заземления проистекают из этого простого факта, и те же знания можно использовать для решения проблемы.

Как упоминалось ранее, типичная домашняя студия включает в себя множество устройств с питанием от сети, соединенных друг с другом несбалансированными экранированными кабелями.Все экраны и сети заземления соединяются между собой, и, поскольку кабель действительно имеет конечное сопротивление, существует реальная опасность того, что сигналы помех вызовут протекание тока в экранах кабеля, что приведет к загрязнению звукового сигнала. Большинство мешающих сигналов, например, от удаленных радиопередатчиков, довольно слабые, но питание от сети 50 Гц, питающей вашу студию, — другое дело. Если бы вы разместили замкнутый контур провода внутри студии, вы бы смогли измерить ток 50 Гц, протекающий в проводе, потому что контур действует точно так же, как трансформатор.Конечно, у реальных трансформаторов больше одного витка провода, но принцип тот же, и очень небольшой процент тока, протекающего в сети, индуктивно передается в нашу проволочную петлю. Поскольку аудиосигналы измеряются в милливольтах, а не в вольтах, даже самое неэффективное подключение источника питания 240 В к нашей проволочной петле будет производить ток, достаточный для генерации напряжения, которое при добавлении к типичному аудиосигналу будет слышно как гул.

Хотя петля провода в нашем тестовом примере является чисто гипотетической, схема заземления в нашей студии вполне реальна.На рисунке 1 выше четко показано, как соединения земли и экрана между двумя частями оборудования могут образовывать замкнутый контур, на который будет влиять наведенный гул в сети. В действительности, разводка в типичной студии, вероятно, создаст множество контуров заземления, которые все взаимодействуют друг с другом.

На Рисунке 1 цепь завершена заземлением силовых проводов и экранами сигнальных кабелей, образующих наш однооборотный трансформатор. Результирующее «гудящее» напряжение эффективно последовательно с трактом прохождения сигнала и иногда называется «помехой последовательного режима».

Чтобы уменьшить или исключить влияние контуров заземления, мы должны следовать только одному простому правилу: каждая единица оборудования должна иметь только один путь заземления между ней и остальной частью системы, к которой она подключена.

Для соблюдения этого правила необходимо найти любые контуры заземления и каким-либо образом их разорвать. И это создает дилемму; мы должны либо отключить сигнальный экран в какой-то момент, чтобы разорвать контур, либо мы должны удалить сетевое заземление и оставить сигнальные экраны подключенными.Последний обычно работает, но тогда не будет никакого защитного заземления, кроме сигнальных проводов, которые не выдержат токов, возникающих при серьезных неисправностях. Кроме того, при отключении сигнального провода защита от земли полностью снимается. С точки зрения безопасности, удаление сетевого заземления — это , а не , что хорошо — не пробуйте это дома!

Обратите внимание, что оборудование, работающее от внешних сетевых адаптеров, предназначено для использования без заземления, поэтому оно может быть менее восприимчивым к проблемам с контуром заземления.Однако, если устройство прикручено к металлической стойке, через корпус устройства может образоваться контур заземления.

В профессиональных студиях, где все сбалансировано, отключение экрана на одном конце сигнального кабеля обычно решает любые проблемы с гудением, потому что экран не используется в качестве обратного пути для сигнала — это просто защитный экран. В несбалансированной системе отключение одного конца экрана может вызвать трудности, потому что тогда вы полагаетесь на заземление сетевого кабеля, которое будет действовать как обратный путь для аудиосигнала.Это может привести к проблемам с радиочастотными помехами, а если также отсоединить сетевой кабель, у сигнала вообще не будет обратного пути, и вас встретит потрясающий гул!

Простая уловка — подключить небольшой резистор последовательно с экраном на одном конце кабеля, как показано на рисунке 2a ниже. В типичной аудиосистеме резистор сопротивлением около 100 Ом будет достаточно большим, чтобы значительно снизить любые индуцированные токи фонового шума, но при этом достаточно низким, чтобы не повлиять на уровень сигнала, проходящего через кабель.Использование только резистора немного увеличивает риск радиопомех. Обычно это не проблема, но если вы действительно слышите высокочастотный свист или прорыв от радиостанций, конденсатор 100 пФ, подключенный параллельно резистору, должен помочь. Поскольку ток, с которым мы имеем дело, очень мал, можно использовать резисторы малой мощности, а металлооксидный пленочный резистор на четверть (или даже восьмую) ватт можно без труда установить внутри большинства пластиковых вилок. На рисунке 2b ниже показано, как конденсатор подключен, если вы решите добавить его.Теперь, если удалить важный сигнальный заземляющий провод, это не проблема, потому что «холодный» сигнал все еще может проходить через экран и резистор.

Этот метод устранения контуров заземления является компромиссом, поскольку наведенный ток не устраняется, а просто снижается. Тем не менее, это может привести к значительному улучшению уровня фонового шума, а в системе, в которой используются несимметричные кабели, может быть очень сложно избавиться от шума другими способами.

Если у вас есть консоль с симметричными линейными входами, но с несимметричным внешним оборудованием, вы можете выбрать что-то лучше, как показано на Рисунке 3 ниже.Сбалансированный вход «видит» разницу только между положительной и отрицательной входными линиями, поэтому, если оба несут идентичные сигналы помех, помехи устраняются — концепция, известная как «подавление синфазных помех». Это может быть использовано при подключении несимметричных источников к симметричным входам. Чтобы предотвратить значительные токи заземления, протекающие в экране кабеля (что в экстремальных условиях может поставить под угрозу подавление синфазного сигнала на входном каскаде и привести к появлению гула), мы вставляем резистор приблизительно 100 Ом последовательно с соединением экрана.Это более удовлетворительно, чем включение резистора последовательно с экраном в полностью несбалансированной цепи, потому что мы не полагаемся на экран как на обратный путь сигнала — он работает исключительно как защитный экран.

Некоторые микшерные пульты используют систему псевдобалансировки, известную как «компенсация грунта». Подробная информация о том, как подключить как симметричные, так и несимметричные сигналы к этим микшерам, содержится в большинстве руководств пользователя, и в большинстве случаев дополнительные усилия, связанные с изготовлением или адаптацией кабелей для использования этих входов, очень полезны.

У нас есть не только микшеры, магнитофоны, блоки эффектов, MIDI-инструменты и так далее, но большинство систем также включают в себя коммутационные панели. Частные или полупрофессиональные студии неизменно используют коммутационные панели с несимметричными разъемами для управления сигнальными соединениями, и хотя это не представляет большой проблемы, следует помнить об одном или двух моментах. Чтобы избежать ненужных соединений между одной точкой заземления и другой, избегайте типа коммутационной панели, где все заземления розетки соединены вместе по длине коммутационной панели — это просто напрашивается на проблемы.Если ваша коммутационная панель предоставляет возможность удаления заземляющего соединения между верхней и нижней парами разъемов, то сделайте это везде, где коммутационная панель используется в ненормализованном приложении, например, для обеспечения входов удаленной консоли или для передачи входов и выходов эффекты и процессоры к коммутационной панели.

Нормализованные патч-сокеты обычно питаются от точек вставки консоли, и при условии, что расстояние между консолью и коммутационной панелью составляет менее 10 футов, вы можете использовать стереокабель для передачи и отправки, и возврата вставки, как показано на Рисунок 4 вверху этой страницы.Тот факт, что оба сигнала имеют общий экран, означает, что не может быть контура заземления между точкой вставки и коммутационной панелью, даже если верхняя и нижняя пары разъемов коммутационной панели заземлены. Однако при очень длинных кабелях отправка обоих сигналов по одному и тому же кабелю создает риск перекрестных помех, что может привести к нестабильности.

Обычно консоль без проблем подключается непосредственно к коммутационной панели с помощью обычных кабелей; любые меры предосторожности (например, установка последовательных резисторов) применяются к кабелям, соединяющим процессоры эффектов, магнитофоны и инструменты с коммутационной панелью.Люди обсуждают, к какому концу кабеля следует подключать резистор, но на практике я обнаружил, что это не имеет большого значения или не имеет никакого значения, так что вы можете положить его в любое удобное для вас место.

Даже вооружившись этими знаниями, очень сложно отследить проблемы контура заземления в готовой системе. Вы можете обнаружить, что исправили одну петлю, и гул стал громче; это может произойти, если один контур заземления находится в противофазе с другим! Это может звучать как настоящая рутинная работа, но ответ — отключить все, а затем начать подключать систему с нуля, проверяя гудение при подключении каждого нового оборудования.

Отправными точками являются микшер и контрольный усилитель; если у мониторного усилителя есть симметричные входы, используйте их. Большинство многодорожечных микшеров имеют сбалансированные выходы на мониторы, но даже если у вас их нет, вы все равно можете использовать технику подключения «балансный-несбалансированный», описанную ранее в этой статье. Убедившись, что система не гудит, вы можете подключить 2-х дорожечный рекордер и попробовать еще раз. Поскольку у вас есть четыре кабеля (левый и правый, вход и выход), идущие к 2-дорожке, у вас есть условия для контура заземления, поэтому, если гудение действительно поднимает его уродливую голову, используйте уловку «резисторы в кабелях».Даже если у 2-контактного кабеля есть собственный заземляющий провод (см. Отдельную боковую панель заземляющего подъемника в другом месте в этой статье), вам все равно потребуется установить резисторы в трех из четырех кабелей, чтобы обеспечить только один путь сигнала заземления к кабелю. машины, но сначала попробуйте обычные кабели — вам, возможно, не придется беспокоиться. Конечно, некоторое шипение и гул неизбежны, если вы включите систему мониторинга достаточно далеко, но если гул на более низком уровне, чем естественное фоновое шипение схемы, это, вероятно, настолько хорошо, насколько вы можете надеяться.На реалистичном уровне мониторинга ни шипение, ни гул не должны быть очевидны, если только вы не приложите ухо к динамику.

Когда дело доходит до подключения мультитрека, большое количество входов и выходов снова увеличивает риск образования нескольких контуров заземления. Очень часто вам удастся использовать обычные кабели, но если возникнут проблемы, вам придется вернуться к использованию резисторов. После того, как вы разобрали мультитреки, самое время подключить коммутационную панель. Первый шаг — убедиться, что все тихо, когда к коммутационной панели не подключено внешнее оборудование.Если это так, попробуйте по очереди свои подвесные двигатели, чтобы определить, какие из них вызывают проблемы. Не путайте контуры заземления с цифровым шумом и гудением, производимым некоторыми бюджетными процессорами. Как правило, гудение контура заземления остается слышимым, даже если главный посыл Aux Send, питающий подвесное оборудование, выключен, тогда как шум шины микширования или другое загрязнение от консоли будет увеличиваться и уменьшаться в зависимости от соответствующего уровня посыла Aux или входного уровня эффектов. настраивается. Если вы выполнили домашнюю работу и проверили, какие из ваших подвесных двигателей заземлены, вы поймете, какие из них могут вызвать проблемы.

Наконец-то идут синтезаторы и экспандеры, и снова резистор в кабельном трюке может значительно улучшить ситуацию. Экран MIDI-кабелей также может усугубить ситуацию с контуром заземления, и в крайних случаях вам может потребоваться использовать блок DI, чтобы полностью избавиться от гула. В моей студии мой сэмплер отказывается играть по книге, поэтому я подаю его на запасной микрофонный вход через активный блок DI с фантомным питанием. Это не только полностью устраняет проблему гула, но и обеспечивает лучшее согласование уровня звука за столом.

Нарисовав довольно мрачную картину контуров заземления и вызываемого ими раздражающего гула, вы, вероятно, обнаружите, что только несколько единиц оборудования доставляют вам какие-либо серьезные проблемы. Если вы тестируете свою систему в процессе ее сборки, вам не составит труда определить области, требующие внимания, и то, что вы можете оставить в покое.

Преследование проблем с гудением — не такое увлекательное занятие, как создание музыки (хотя в некоторых случаях это может оказаться проще), но нет смысла тратить много денег на современное студийное оборудование, если оно не работает. выкладываться на полную.Всего пара дней обжигания пальцев, ругани и засовывания ушей в громкоговорителе окупятся в долгосрочной перспективе — честно!

Если вы нарисуете электрическую схему для своей системы, включая все сигнальные кабели и провода питания (только те, которые имеют заземление, а не сетевые адаптеры), вы скоро увидите, в чем заключаются потенциальные проблемы с контуром заземления. Однако проблемы также возникают, когда путь сигнала заземления завершается другим маршрутом — скажем, металлическими конструкциями стеллажной системы. Хорошо спроектированная часть оборудования в стойке должна быть оснащена внутренним заземляющим лифтом, который может быть фиксированным или переключаемым, и это снижает риск образования контуров заземления при использовании обычных несбалансированных соединительных кабелей.Многие части полупрофессионального снаряжения не имеют грунтового подъемника, так как сказать?

В наземной установке отсутствует прямой путь прохождения сигнала между «холодной» или экранной стороной аудиосистемы и корпусом коробки. Вместо этого коробка заземляется, а «холодная» сторона схемы подключается к корпусу через резистор в несколько сотен Ом. Если в руководстве не указано, установлен ли заземлитель или нет, просто отключите устройство, подключите провод и используйте мультиметр (установленный на сопротивление), чтобы измерить сопротивление между металлическим корпусом и корпусом. штекер, как показано на схеме справа.Если сопротивление измеряется близко к нулю, заземления нет, но если оно измеряется более 100 Ом, то заземление почти наверняка установлено.

Если нет явного подъема грунта, то при установке устройства в металлическую стойку могут возникнуть проблемы; металлический каркас создает еще один путь заземления между различными частями оборудования. Единственное решение здесь — использовать нейлоновые крепежные болты и шайбы, чтобы корпус был изолирован от стойки. Вам также может потребоваться дополнительное пространство, чтобы устройство не касалось блоков над или под ним, хотя тонкая картонная прокладка обычно помогает.

Здорово звучащая студия начинается с хорошей электросети, поэтому ознакомьтесь с частью 1 из серии «Studio Wiring» в апрельском выпуске SOS , а также старайтесь, чтобы длина вашего кабеля была как можно короче. Кабель с фольгированным экраном лучше всего подходит для постоянной проводки, поскольку он достаточно экономичен, имеет хорошие экранирующие свойства и не слишком толстый.

Для гибкой проводки обычно лучше всего подходит кабель с плетеным медным экраном, но токопроводящие пластиковые кабели подходят для коротких коммутационных кабелей, выводов инструментов и т. Д.Хотя их экранирование не так эффективно, как экранирование плетеных кабелей экранного типа, их гибкость часто означает, что они все еще работают, когда другие провода развалились.

Какой бы тип кабеля вы ни использовали, старайтесь не прокладывать его рядом с сетевым кабелем на любое расстояние, хотя пересечение его под прямым углом не проблема. Также имейте в виду, что все, что содержит большой трансформатор, может излучать сильное гудящее поле, поэтому устанавливайте усилители мощности и блоки питания микшера подальше от других процессоров. По крайней мере, оставьте несколько единиц пустого пространства в стойке между этими элементами и процессорами эффектов.

• Не отсоединяйте заземляющие провода от частей оборудования, которые предназначены для использования с заземлением.
• Создавайте свою систему по частям, проверяя наличие шума на каждом этапе. Устраните любые проблемы с контуром заземления, прежде чем подключать какое-либо другое оборудование. Если вы не испытываете проблем с гудением при использовании стандартных проводов, не думайте, что вам нужно устанавливать заземленные кабели — переходите к следующему элементу оборудования.
• По возможности используйте симметричную проводку.
• При работе с несимметричным оборудованием используйте заземленные кабели (см. Основную статью), чтобы каждая единица оборудования имела только один прямой путь заземления, либо через заземление сети, либо через экран сигнального кабеля.В случае 2-контактного сетевого оборудования или устройств, которые работают от сетевых адаптеров, обращайтесь так же, как и с заземленным оборудованием, и убедитесь, что только один из сигнальных кабелей обеспечивает истинное заземление. Дополнительные соединения должны быть заземлены. Опять же, если вы не нашли проблемы, не думайте, что вам нужно лечить.
• Проверьте отдельные элементы оборудования с помощью счетчика, чтобы увидеть, какие из них имеют встроенные резисторы заземления. Заземленные должны быть заземлены как через сеть, так и через один сигнальный кабель.
• Остерегайтесь случайных контактов, вызывающих проблемы. Это обычное явление для металлических стоек и обычно может быть исправлено с помощью нейлонового монтажного оборудования.

Влияют ли изоляторы контура заземления на качество звука?

Ваш автомобиль может быть оборудован встроенными динамиками для развлечения во время путешествий. Обычно автомобильную акустическую систему можно подключить к смартфону, компьютеру или MP3-плееру с помощью вспомогательного кабеля или Bluetooth. Тем не менее, вы можете услышать статические помехи при прослушивании, но есть обходные пути для получения наилучшего звука.

Изоляторы контура заземления влияют на качество звука вашей аудиосистемы, устраняя шумовые искажения и минимизируя статическое электричество, обеспечивая более чистый звук. Если из ваших динамиков слышен гул или гудение, эти инструменты устраняют его и уменьшают дрожание звука, чтобы улучшить качество потоковой передачи звука.

Эта статья будет:

• Определите изолятор контура заземления.
• Продемонстрируйте, как это может улучшить ваш звук.
• Обсуждаются источники шума контура заземления.
• Дайте советы по установке изоляторов контура заземления в звуковой системе вашего автомобиля.

Приступим.

Как изоляторы контура заземления влияют на качество звука?

Изоляторы контура заземления

устраняют искажения шума за счет использования трансформатора для повышения или понижения напряжений в каждой цепи контура заземления в зависимости от величины промежутка напряжения.

Они имеют соотношение 1: 1, что означает, что их выходная мощность равна их входной, а баланс позволяет изолятору контура заземления отфильтровывать любые колебания напряжения, которые могут взаимодействовать с электрическими сигналами в цепи.

Что такое изолятор контура заземления?

Изолятор контура заземления защищает контур контура заземления от внешнего прерывания.

Как правило, вы можете подключить к нему дополнительный разъем Bluetooth, а затем изолятор, подключенный к разъему 3,5 мм на вашем автомобиле. Однако они не предназначены исключительно для использования Bluetooth. Эти инструменты также могут присоединяться ко всему, что подключается с помощью вспомогательного провода 3,5 мм.

Отличным примером изолятора контура заземления, который действительно хорошо работает в автомобиле, является шумоизолятор контура заземления BESIGN (доступен на Amazon).

Это очень популярная и хорошо зарекомендовавшая себя модель, которая работает во многих ситуациях, не только для аудиосистем в автомобилях. Несмотря на то, что это не самый дешевый вариант, он явно не обанкротится, и это действительно хорошее вложение, чтобы получить лучшее качество прослушивания.

Что такое контур заземления?

Цепь контура заземления соединяет две или более контуров с одним и тем же кабелем заземления.

В идеальной системе каждый компонент в цепи заземляющего контура будет иметь одинаковый потенциал напряжения.Однако, если заземляющий провод имеет высокое сопротивление, напряжение во второй цепи будет значительно меньше, чем в первой, что приведет к разрыву напряжения, что приведет к потере мощности заземляющего провода.

Это явление называется помехой и может быть опасным или неэффективным для электрических систем.

Каковы преимущества изолятора контура заземления?

Изоляторы контура заземления устраняют ненужные шумы в аудиосистемах, такие как гул, создаваемый автомобильным генератором переменного тока.Таким образом, если для вас важно качество звука, для получения более четкого звука необходим изолятор контура заземления.

Они также предотвращают опасные взаимодействия между потребителями и высоковольтными электрическими системами.

Кроме того, эти инструменты относительно недороги и способны создавать высококачественные электрические цепи.

Можно ли сделать изолятор контура заземления дома?

Чрезмерное гудение звуковой системы может очень раздражать, и некоторые люди могут захотеть немедленно решить эту проблему.Хотя вы можете построить изолятор контура заземления дома, он, вероятно, будет менее мощным, чем профессиональный изолятор.

Тем не менее, если вам нужно срочное исправление, для создания изолятора контура заземления используются следующие ресурсы:

• Припой
• Маленькая коробочка
• Электродрель
• Инструмент для удаления припоя
• Провод 16 калибра
• ПК-модем или аудиопреобразователь 1: 1
• Паяльник
• 2 штекера RCA

Как только вы их собрали инструменты, вы можете сделать изолятор следующим способом:

1. С помощью инструмента для распайки и припоя снимите изолирующий трансформатор с модема, отпаяв четыре ножки. Если у вас трансформатор 1: 1, вы можете пропустить этот шаг.
2. Просверлите два отверстия в небольшой коробке, достаточно большой, чтобы в нее поместился модем и другие компоненты. Отверстия должны быть параллельны друг другу.
3. Вставьте 2 заглушки с внутренней резьбой RCA в отверстия в коробке.
4. Приклейте трансформатор между розетками.
5. Припаяйте два красных и черных провода к обоим гнездовым разъемам.
6. Присоедините красные провода к верхней части трансформатора.
7. Подсоедините черные провода к нижней части трансформатора.

Когда вы закончите, вы можете добавить изолятор между аудиокабелями и стереосистемой. Многие пользователи добились успеха с этим подходом и не сообщили об ухудшении качества звука, учитывая тот факт, что это была домашняя сборка.

Что вызывает шум контура заземления?

В несимметричных системах шум контура заземления возникает, когда ток протекает через контакты экрана кабеля между различными частями оборудования. Однако стоит отметить, что шум может возникать и в сбалансированных конструкциях, но это менее вероятно.

Разница напряжений между двумя защитными заземлениями или разница напряжений между защитным заземлением и заземленным спутником — вторая по частоте причина шума.

Магнитно-опосредованный шум также может создаваться непосредственно через сигнальные кабели.

В качестве альтернативы шумовой ток будет уходить от ключевых входов через первичную и вторичную обмотки трансформатора переменного тока. Эти сигналы вызывают протекание тока в экранах кабелей, что приводит к искажению аудиосигнала.

Как устранить шум контура заземления?

Существует восемь основных подходов к устранению шума контура заземления:

• Через изолирующий преобразователь.
• Исключить один из контуров заземления. Этот метод преобразует устройство в одноточечное заземление.
• Создайте разрыв в экранированном проводе сигнального провода. Разделение должно произойти в конце нагрузки.
• Параллельно экрану прикрепите толстый медный провод. Это снижает сопротивление экрана и, следовательно, мощность нежелательного сигнала.
• Соедините металлическое шасси вместе с помощью прочных проводов, например медных полос. После этого подключите эти компоненты к системе заземления здания на одном этапе, который называется одноточечным заземлением.
• Перед подключением кабелей к следующему устройству оберните их ферритовыми дросселями. Этот подход устраняет радиочастотный и цифровой шум, но оказывает незначительное влияние на шум на частоте 60 Гц.
• Свяжите кабели, используемые в конфигурации заземления. В этом методе концы расположены достаточно близко, чтобы паразитные магнитные поля создавали одинаковые токи на обоих концах, нейтрализуя помехи.
• На конце провода с нагрузкой вставьте крошечный резистор примерно 10 Ом в проводник экрана. Этот инструмент достаточно силен, чтобы уменьшить магнитные токи, сохраняя при этом компоненты заземленными, что позволяет избежать шумного гула, описанного ранее.

Для бытовых аудиоприложений наиболее целесообразным и экономичным подходом является использование изолирующего трансформатора.

Как установить изолятор контура заземления на автомобиль

Для установки изолятора контура заземления на вашем автомобиле лучше проконсультироваться со специалистом. Автомобильные аудиосистемы может быть непросто понять, если у вас нет предварительных знаний. Однако, если вы уверены в своих силах, следующие инструкции помогут вам установить изолятор:

1. Убедитесь, что автомобиль выключен и тщательно охладился.
2. Определите расположение усилителя и его разъемов RCA, которые обычно находятся в задней части автомобиля.
3. Отсоедините кабели RCA усилителя.
4. Подсоедините красный и белый разъемы RCA к соответствующим гнездам изолятора контура заземления. Разъемы обычно имеют цветовую кодировку, чтобы было легче определить, какой провод куда идет.
5. Подключите красный и белый кабели от изолятора контура заземления к усилителю.
6. Вкрутите клемму в металлическую деталь автомобиля, чтобы заземлить изолятор, или прикрепите его к отрицательной клемме усилителя. Некоторые изоляторы контура заземления являются самозаземляющимися, поэтому они не требуют этого шага.

Некоторые изоляторы контура заземления подключаются к вспомогательному разъему в автомобиле. Этот вариант — лучший вариант для тех, кто не разбирается в механике транспортного средства.

Последние мысли

Изоляторы контура заземления

— недорогой способ эффективно уменьшить искажения звука. Но если у вас есть запасные части, лежащие дома, вы можете использовать их для изготовления изолятора, а не идти в магазин.

Качество звука жизненно важно для потоковой передачи, и если вы испытываете несколько типов искажений звука, у Sound Speeds есть видео, которое поможет:

Поиск и устранение контуров заземления

В моем домашнем развлекательном центре все было хорошо — включая телевизор, усилитель объемного звука, тюнер AM / FM, ROKU и проигрыватель CD / DVD / BlueRay, — пока я не подключил свой настольный компьютер, на котором хранится много моих музыкальные и видеофайлы на одном из жестких дисков.При подключенном ПК динамики издают раздражающий низкий уровень шума 60 Гц — явное указание на контур заземления. Все мои аудио- и видеоустройства являются относительно новыми, качественными, фирменными продуктами, оснащенными двухконтактными шнурами питания, поэтому, даже если у ПК есть трехконтактная вилка, не должно быть многократных возвратов сигнала, вызывающих замыкание на землю. . В этой статье описывается подход к устранению контуров заземления в аналоговых AV-системах.

КОНТУРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

По определению, контуры заземления вызывают нежелательные токи, протекающие через два или более обратных пути сигнала.Таким образом формируются индукционные катушки, обычно только с одним витком. Эти петли улавливают сигналы помех из окружающей среды. Поскольку каждый проводник имеет конечный импеданс, между двумя подключенными точками возврата сигнала возникает потенциал напряжения — Vi = Ig (R1 + R2). Это напряжение является источником помех: гудение, шипение, шум, воспринимаемый высокочастотными сигналами (например, местная AM-станция) и т. Д. Упрощенный пример показан на рисунке 1.

РИСУНОК 1: Причина помех контура заземления.

Источник аудиосигнала VS на Рисунке 1 — например, звуковая карта внутри ПК — подключается к усилителю через экранированный кабель. Экран заземлен с обоих концов на шасси обоих устройств. Трехконтактные вилки питания подключают шасси обоих AV-компонентов к заземляющему проводу распределения питания в доме. Считаем заземление усилителя точкой отсчета. (Не имеет значения, какую точку в петле мы выберем.) Петля, состоящая из экрана кабеля и заземляющего провода распределения питания, улавливает все виды сигналов, вызывая протекание петлевого тока Ig и, как следствие, напряжение помехи Vi. сгенерировано.

К сигналу звуковой карты добавляется

Vi. Индуцированный в петлю ток Ig поступает из многих потенциальных источников. Это может быть вызвано в заземляющем проводе током, протекающим в горячем и обратном нулевом проводах переменного тока, действующем как трансформатор. Могут быть утечки, индукция магнитными полями, емкостная связь или индукция электромагнитных помех (EMI) в контуре. Как только Vi добавляется к сигналу, его, как правило, невозможно отфильтровать.

Для большей части электрического оборудования требуется третий контакт питания для безопасности.Он подключается к шасси, а электрическая распределительная панель — к нейтрали (белый провод) и местной земле — обычно это металлический стержень, закопанный в землю. Заземление предназначено для рассеивания ударов молнии, но не влияет на контуры заземления, которые мы обсуждаем.
Основное назначение заземляющего провода — безопасность, а также отвод переходных процессов и молнии на землю. В нормальных условиях по этому проводу не должен протекать ток. Если внутренняя неисправность в устройстве подключает нейтральный (белый) или горячий (черный или красный) провод к шасси, зеленый провод шунтирует шасси на землю.Прерыватели замыкания на землю (GFI) сравнивают ток через горячий провод с обратным током через нейтраль. Если не идентичны, GFI отключается.

Производители звукового оборудования знают, что заземление чувствительного оборудования в разных местах вдоль провода заземления приводит к множественным возвратным сигналам, вызывающим контуры заземления. Это способствует проникновению помехового шума в систему. С точки зрения электробезопасности небольшими токами, индуцированными в контуре заземления, можно пренебречь. К сожалению, они достаточно велики, чтобы нанести ущерб чувствительной электронике.Самое простое решение этой дилеммы — избежать создания контуров заземления, не заземляя AV-оборудование. Таким образом, в таком оборудовании использовались двухконтактные вилки. Для удовлетворения требований безопасности оборудование спроектировано с двойной изоляцией, а это означает, что даже в случае внутренней неисправности человек не может коснуться металлической части под напряжением, коснувшись любого места на поверхности оборудования.

Мой компьютер, как и большинство настольных компьютеров, оснащен трехконтактной вилкой. На рисунке 2 показано расположение.ПК заземлен через шнур питания. К сожалению, кабельное телевидение (CATV) вводит второе заземление через коаксиальный разъем. Я измерил сопротивление между коаксиальным экраном, когда он входит в дом, и проводом заземления распределения питания дома. Сопротивление составляло 340 мОм, что указывало на жесткое соединение между экраном коаксиального кабеля и землей дома, что является причиной образования контура заземления. Мне не удалось установить, где была эта связь, но она не через землю.

РИСУНОК 2: Контур заземления в моей развлекательной системе

В компьютерной системе может быть несколько контуров заземления, если у вас есть жестко подключенные периферийные устройства с трехконтактными вилками, например, некоторые принтеры, сканеры и т. Д.Цифровые схемы гораздо менее чувствительны к контурам заземления, чем аналоговые, но рекомендуется минимизировать потенциальные петли, подключив все периферийные устройства, кроме беспроводных, к одной панели питания.

Контуры заземления также могут образовываться при использовании длинных экранированных кабелей для сопряжения ПК и домашнего кинотеатра. Два экранированных кабеля, необходимые для стерео, представляют собой два возвратных сигнала, создающих собственный контур заземления. А еще есть видеокабели. Еще один шлейф. К счастью, разъемы на задней панели ПК и AV-оборудования расположены очень близко друг к другу, что означает минимальную разницу потенциалов между ними на низких частотах.Стереокабели сохраняют небольшой размер петли. Чтобы свести к минимуму все области контуров для захвата помех, я связал интерфейсные кабели очень близко друг к другу пластиковыми стяжками. В тяжелых ситуациях может потребоваться изменение маршрута кабелей, использование металлического кабелепровода или беспроводных интерфейсов, чтобы устранить помехи.

ИСПРАВЛЕНИЯ

Отключив кабель кабельного телевидения от телевизора, гул пропал. Кроме того, временная замена ПК на ноутбук, который не имеет заземления, также устранила проблему.Так как еще мы можем исправить те, которые нарушают многократные возвраты?

Очевидный ответ — разорвать цикл. Я настоятельно рекомендую вам не отсоединять компьютер от земли, используя переходник с двумя штырями или просто отрезая заземляющий штырь. Это сделает вашу систему небезопасной. Вам понадобится изолятор заземления. Например, Jensen Transformers продают изоляторы, такие как VRD-IFF или PC-2XR, для разрыва заземления, но вы можете построить их за небольшую часть покупной цены. На рисунках 3 и 4 показано, как это сделать.

РИСУНОК 3: Изолятор заземления для коаксиального кабеля CATV

Чтобы разорвать контур заземления, вызванный кабельным телевидением, вы можете сделать небольшую штуковину, показанную на Рисунке 3. J1 и J2 — широко доступные розеточные разъемы кабельного телевидения. Конденсаторы C1 и C2, помещенные между ними, должны быть примерно по 0,01 мкФ каждый. Для сборки не требуется печатная плата. Вы можете поместить его в крошечную коробку или просто спаять все вместе, обернуть изолентой и положить куда-нибудь в сторону. Помните, что рабочее напряжение конденсаторов должно как минимум вдвое превышать напряжение распределения питания.Это 250 В в Северной Америке и более 500 В в других странах мира.

РИСУНОК 4: Изолятор заземления для устройств с трехконтактным питанием

На рис. 4 показано, как заземлить электроприборы, такие как ПК, с помощью трехконтактных вилок. Вы можете встроить эту схему в компьютер или другое устройство, но я считаю, что лучше построить ее как независимую коммутационную коробку. Диоды обеспечивают разомкнутый контур для сигналов примерно до 1,3 Впик. Гул обычно имеет существенно меньшую амплитуду. С1, 0.01 мкФ, обеспечивает обход для высокочастотных электромагнитных помех на землю. Петля будет замкнута для напряжений выше 1,3 VPP, например, из-за нарушения изоляции горячего провода к шасси. Для распределения 120 В переменного тока D1, D2 и C1 должны быть рассчитаны как минимум на 250 В. В ответвлении цепи с автоматическим выключателем или предохранителем на 15 А диоды должны быть рассчитаны минимум на 20 А, чтобы выключатель сработал до того, как диоды перегорят. Если прибор потребляет только часть номинального тока предохранителя, скажем 2 А, вы можете использовать диоды на 5 А и включить дополнительный предохранитель на 2 А.Для стран с питанием 230 В переменного тока компоненты должны иметь соответствующие характеристики.

Вы также можете разорвать контур заземления, используя силовой изолирующий трансформатор между силовой линией и ПК или качественные сигнальные трансформаторы на сигнальных линиях. Обратной стороной этого является то, что хорошая изоляция и трансформаторы сигналов дороги и широко не доступны. Оборудование, питаемое от настенных бородавок, особенно с оптически связанными входами и выходами, распространенными сегодня, по своей природе непроницаемо для контура заземления.

ИСПЫТАНИЕ И ОШИБКА

В этой статье описывается подход к устранению контуров заземления в аналоговых AV-системах. Хотя вам нужно понимать, как возникают контуры заземления, их обнаружение и устранение их последствий может оказаться делом разочаровывающих проб и ошибок.

Джордж Новачек — профессиональный инженер со степенью в области кибернетики и замкнутого управления. Выйдя на пенсию, он совсем недавно был президентом международного производителя встроенных систем управления для аэрокосмических приложений.В период с 1999 по 2004 год Джордж написал 26 тематических статей для Circuit Cellar. Свяжитесь с ним по [email protected], указав в теме письма «Circuit Cellar».

Эта статья опубликована в Circuit Cellar 301 августа 2015 г.

Редакционная группа

Circuit Cellar состоит из профессиональных инженеров, технических редакторов и специалистов по цифровым медиа.Вы можете связаться с редакционным отделом по адресу [email protected], @circuitcellar и facebook.com/circuitcellar

Предотвращение шума контура заземления

Предотвращение шума контура заземления

[Поддержка] [Продукт Информация] [Загрузки] [Заказ] [Домашняя страница ]

Предотвращение гудения, индуцированного контуром заземления в аудиоподключения

Входной гул может возникать из-за небольшого потенциала земли. различия между входами и выходами сигналов.

Установлены заземления между звуковыми ящиками. к розеткам переменного тока и через сигнальные кабели. Различные факторы может вызвать небольшую разницу потенциалов земли между звуковыми вход (компьютер) и выход (источник звука).

Разница в один вольт, кажущаяся незначительной, может вызвать большие токи контура протекать через заземляющий провод сигнальный кабель. В зависимости от конфигурации схемы аудио оборудования, импеданс аудиосигнала и импеданс сигнальный кабель заземления, токи могут вызвать индуцированные напряжения в аудиосистема.Это источник знакомой проблемы «гула».

Эта ситуация показана на упрощенной иллюстрации ниже.

[Разность потенциалов 1 В, петля 1 Ом импеданс можно масштабировать для других ситуаций (потенциал 10 милливольт разница, 10 миллиом аудио схема / заземление кабеля и межсоединения сопротивление), что дает тот же результат.]

Для решения проблемы ставится цель уменьшить величину контурный ток. Это делается просто путем вставки изолирующего резистора (ов). последовательно с заземлением аудиокабеля.Обычное значение для резистор от 10 до 100 Ом. Обратите внимание, что все соединения сигнального заземления между аудиоаппаратурой должны быть изолированы.

[Меньший, 10 милливольт обратный потенциал земли разница означает незначительную (в правильно спроектированном звуковая схема) 100 мкА в контуре, с изоляцией 100 Ом резистор.]

Этот метод используется в дополнительном кабеле с мини-штекером 3,5 мм. поставляется с Channel D Mac Объем: В сигнальные разъемы встроены резисторы 100 Ом.

Подключение толстого провода между шасси пострадавшего блоки также могут решить проблему, обеспечивая низкий импеданс путь для токов контура (которые затем будут протекать по проводу, вместо аудиоподключений). Однако правильно реализовать этот метод, потому что сопротивление обратного провода должно быть значительно ниже, чем сопротивление заземления аудиокабеля, даже на частотах выше звукового диапазона. Если нет, то проблемы с может возникнуть радиочастотный захват, который может внести искажения и шум в аудиосистеме.

Симметричные сигнальные соединения, используемые в профессиональном аудиооборудовании и научное оборудование, гораздо менее подвержены влиянию земли проблемы петли (и других шумов), потому что сигналы передаются и усилены дифференциально. Здесь подавление шума отличное на «гудящих» частотах.

Шум также может возникать по другим, менее очевидным причинам (плохой сигнал соединения). Также, если оба аудиоблока не подключены к сети переменного тока питание (один или оба питаются от батареи), состояние контура заземления, как описано выше, не может произойти.

[Поддержка] [Продукт Информация] [Загрузки] [Заказ] [Домашняя страница ]

Фиксация гула контура заземления в студии

У тебя Вы когда-нибудь слышали это раздражающее жужжание из динамиков? У меня конечно есть какое-то время слушал ту же самую старую гудку и, наконец, решил что-нибудь с этим делать.

По мере того, как ваша студия расширяется за счет новых процессоров эффектов, синтезаторов, компрессоров и предусилителей, студия становится сложным живым организмом.Тонкие медные провода, соединяющие между собой совершенно разные типы оборудования. Все виды шума возникают как будто из ниоткуда. Сегодня я хочу поговорить о закреплении контуров заземления.

Что такое контур заземления?

Мост оборудование заземлено через сетевой кабель. У каждого аудиокабеля есть экран который тоже стекает на землю. Итак, при подключении двух единиц оборудования вместе нежелательный ток может течь в петле между экраном кабеля и заземление сетевого кабеля.

Больше оборудования, которое вы соединили, тем больше проблем возникнет.Особенно если ты используйте микшерный пульт или патч-бэк. Большинство микшерных пультов и патч-бей соединяют все вместе, что затрудняет выяснение того, какое оборудование вызывает проблема.

Где этот возмутитель спокойствия?

Единственный способ выяснить, откуда идет ваш контур заземления, — это отсоединить все кабели от микшера или записывающего устройства. Затем, включив мониторы, вы не должны слышать ничего, кроме шипения от предусилителей. Теперь начните снова подключать кабели по одному.В какой-то момент вы услышите этот ужасный гул с частотой 50 или 60 Гц в ваших барабанных перепонках.

Теперь, когда вы нашли виновника, пора разорвать петлю. Самый простой способ проверить это — взять блок DI и щелкнуть выключателем заземления. Если у вас есть DI с трансформаторами, вы также можете использовать его для изоляции экранов кабелей. Если это решит вашу проблему, вы точно знаете, что у вас проблема с контуром заземления.

Хотя простой DI или трансформатор могут решить проблему, однако, если у вас есть несколько контуров заземления, наличие нескольких DI станет немного дороже.К счастью, есть более дешевое решение! Если просто отсоединить заземление аудиокабеля от разъема, петля тоже разорвется! Это точно так же, как выключатель заземления на вашем DI-блоке.

На всякий случай

На всякий случай. Я говорю о щите от аудиокабеля. Никогда не отключайте заземление от сетевого кабеля, так как он действует как защитная сетка, которая предохраняет вас от поражения электрическим током.

Также помните, что у микрофонов есть только один способ приема заземления.Так что отсоединять заземление от провода микрофона не имеет смысла. Не может быть контура заземления с микрофоном, и отключение заземления сделало бы микрофон непригодным для использования. Если вы слышите шум, исходящий от микрофона, скорее всего, он исходит от самого микрофона или от предусилителя.

Существуют различные теории о том, где лучше всего отключить заземление аудиокабеля. Вы можете отключить заземление на входе оборудования или на всех выходах оборудования. Я просто оставляю все заземления на моем микшере подключенными и отключаю заземление на другой стороне кабеля.К сожалению, моя предыдущая куча кабелей состояла из дешевых формованных кабелей, поэтому я не мог просто отключить землю с одной стороны. Мне пришлось заказывать новые кабели и паять их самому, что было головной болью, но, эй, теперь у меня есть кабели отличного качества в качестве бонуса!

Ресурсы

https://www.soundonsound.com/sound-advice/q-how-can-permanently-stop-mains-noise-my-studio

Системный шум и контуры заземления

Контроллеры вибрации очень чувствительны к электрическому шуму, и этот шум часто виден на графиках тестовых сигналов.Он исходит от двух разных источников шума в системах вибрационных испытаний, шума контура заземления и электромагнитных помех (EMI). Оба они могут вызвать множество проблем.

EMI

EMI также называют радиочастотными помехами (RFI) и радиочастотным шумом. Это может быть вызвано системой связи, такой как радио CB, но чаще всего из-за работы электронных устройств, практически что угодно, от электродрели до открывателя гаражных ворот до балластов люминесцентных ламп; EMI могут быть вызваны даже линиями электропередач.

EMI может оказать значительное влияние на систему испытаний на вибрацию, когда окружающая среда является электрически зашумленной. Длинные кабели, плохо экранированные кабели, компоненты и определенные усилители иногда могут действовать как антенны, улавливать электромагнитные помехи и вносить их в систему.

Шум контура заземления

В электрических и электронных системах слово «земля» имеет два разных значения в зависимости от контекста.

1. 1. В силовом электричестве земля — ​​это реальная физическая связь с землей.Его обычно называют землей.
   2. В электронике заземление не обязательно является соединением с реальной землей, а скорее является точкой отсчета для 0 вольт.

Контур заземления возникает, когда несколько устройств, каждое из которых имеет собственное заземление для системы электроснабжения, подключаются друг к другу через какой-либо тип сигнального кабеля или кабеля связи, который также имеет опорное заземление. Эта ситуация обеспечивает несколько путей к земле через несколько устройств, которые могут образовывать петлю или петли.Петли улавливают токи помех, создавая электрические помехи.

Простой контур заземления

Когда заземление является опорным нулевым напряжением электроники, оно служит базой для измерения любых других напряжений, которые могут генерироваться в системе. Когда на это опорное напряжение 0 Вольт влияют контуры заземления, оно больше не равно 0 Вольт; некоторый дополнительный уровень напряжения теперь присутствует в качестве опорного и может вызвать ошибки в измерениях, используемых системой.

Системы контроля вибрации

имеют полное заземление через набор соединительных кабелей, идущих от: (1) выхода контроллера к усилителю, (2) усилителя к шейкеру, (3) вибратора к датчику управления и (4) датчик управления на вход контроллера.В дополнение к этому полному контуру одноточечных опорных заземлений, контроллер, усилитель и шейкер имеют опорные точки заземления для заземления. Эти многочисленные ссылки на землю и соединенные кабели имеют чрезвычайно высокий потенциал для создания контуров заземления.

Соединения и потенциальные контуры заземления в системе контроля вибрации

Узнать больше

Наш курс VRU «Системный шум и контуры заземления» дает более подробную информацию о шуме и контурах заземления, а также подробные инструкции по устранению проблем с шумом в вашей системе испытаний на вибрацию.