Земля (электричество)

редактировать
Типичный заземляющий электрод (слева от серой трубы), состоящий из проводящего стержня, вбитого в землю, в доме в Австралия. В большинстве электрических кодов указывается, что изоляция проводов защитного заземления должна быть определенного цвета (или сочетания цветов), не используемого для каких-либо других целей.

В электротехнике, земля или земля - это контрольная точка в электрической цепи, от которой измеряются напряжения, общий обратный путь для электрического тока, или прямое физическое соединение с землей.

Электрические цепи могут быть соединены с землей по нескольким причинам. Открытые металлические части электрооборудования заземлены, поэтому при повреждении внутренней изоляции срабатывают защитные механизмы, такие как предохранители или автоматические выключатели в цепи, чтобы отключить питание устройства. Это гарантирует, что открытые части никогда не будут иметь опасное напряжение по отношению к земле дольше времени, необходимого для размыкания цепи предохранителем или автоматическим выключателем; в противном случае заземленный человек, прикоснувшийся к деталям, может получить удар электрическим током. Крайне важно минимизировать импеданс заземляющего проводника оборудования, чтобы ток короткого замыкания был максимальным в условиях замыкания. Это связано с тем, что чем больше ток повреждения, тем быстрее сбой будет устранен устройством защиты от сверхтока с обратнозависимой выдержкой времени. В системах распределения электроэнергии провод защитного заземления (PE) является важной частью безопасности, обеспечиваемой системой заземления .

. Подключение к земле также ограничивает накопление статического электричества при обращение с легковоспламеняющимися продуктами или устройствами, чувствительными к статическому электричеству. В некоторых цепях телеграф и передачи энергии сама земля может использоваться как один провод цепи, что позволяет сэкономить на установке отдельного обратного проводника (см. однопроводной возврат на землю ).

Для целей измерения Земля служит (разумно) постоянным эталоном потенциала, относительно которого могут быть измерены другие потенциалы. Система электрического заземления должна иметь соответствующую пропускную способность по току, чтобы служить адекватным опорным уровнем нулевого напряжения. В теории электронных схем "земля" обычно идеализируется как бесконечный источник или сток для заряда, который может поглощать неограниченное количество тока без изменения своего потенциала. Если реальное соединение с землей имеет значительное сопротивление, приближение нулевого потенциала больше не действует. Эффекты паразитного напряжения или повышения потенциала земли могут вызвать помехи в сигналах или вызвать опасность поражения электрическим током, если они достаточно большие.

Использование термина «земля» настолько распространено в электрических и электронных приложениях, что схемы в портативных электронных устройствах, таких как сотовые телефоны и о медиаплеерах, а также о цепях в транспортных средствах можно сказать, что они имеют "заземленное" соединение без какого-либо фактического соединения с Землей, несмотря на то, что "общий" является более подходящим термином для такого соединения. Обычно это большой проводник, присоединенный к одной стороне источника питания (например, «заземляющая пластина » на печатной плате ), который служит общий обратный путь для тока от множества различных компонентов в цепи.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Монтаж электропроводки в здании
    • 2.1 Соединение
    • 2.2 Системы заземления
    • 2.3 Заземление по сопротивлению
    • 2.4 Незаземленные системы
  • 3 Передача энергии
  • 4 Электроника
    • 4.1 Заземление цепи относительно земли
    • 4.2 Функциональное заземление
    • 4.3 Отделение заземления слабого сигнала от зашумленного заземления
  • 5 Радиоантенны
    • 5.1 Конструкция
    • 5.2 Электрически короткие антенны
  • 6 Молниезащита системы
  • 7 Коврик заземления
  • 8 Изоляция
  • 9 См. также
  • 10 Примечания
  • 11 Ссылки
  • 12 Внешние ссылки

История

Междугородние В электромагнитных телеграфных системах , начиная с 1820 г., использовались два или более провода для передачи сигнала и обратного тока. Немецкий ученый Карл Август Штайнхейл в 1836–1837 годах обнаружил, что землю можно использовать в качестве обратного пути для замыкания цепи, делая обратный провод ненужным. Штайнхейль не был первым, кто сделал это, но он не знал о более ранних экспериментальных работах, и он был первым, кто сделал это на рабочем телеграфе, тем самым сделав принцип известным всем телеграфным инженерам. Однако с этой системой были проблемы, примером которых является трансконтинентальная телеграфная линия, построенная в 1861 году компанией Western Union между Санкт-Петербургом. Джозеф, Миссури и Сакраменто, Калифорния. В сухую погоду заземляющее соединение часто оказывало высокое сопротивление, поэтому требовалось лить воду на стержень заземления, чтобы телеграф работал или телефоны звонили.

В конце девятнадцатого века, когда телефония начала вытеснять телеграфию, было обнаружено, что токи в земле, вызванные энергосистемами, электрическими железными дорогами, другими телефонными и телеграфными цепями и естественными источниками, включая молнии, вызывают недопустимые помехи. к звуковым сигналам, а двухпроводная система или система «металлической цепи» была повторно введена примерно в 1883 году.

Электроустановка в зданиях

Системы распределения электроэнергии часто подключаются к земле, чтобы ограничить напряжение, которое могут появляться в распределительных цепях. Изолированная от земли распределительная система может достигать высокого потенциала из-за переходных напряжений, вызванных дуговым разрядом, статическим электричеством или случайным контактом с цепями с более высоким потенциалом. Заземление системы рассеивает такие потенциалы и ограничивает рост напряжения в заземленной системе.

При установке электропроводки сети (питание переменного тока) термин заземляющий проводник обычно относится к трем различным проводникам или системам проводников, перечисленным ниже:

Заземляющие провода оборудования обеспечивают электрическое соединение между физическим заземлением (землей) и системой заземления / заземления, которая соединяет (связывает) обычно нетоковедущие металлические части оборудования. Согласно Национальному электротехническому кодексу (NEC) США, причиной этого является ограничение напряжения, вызываемого молнией, скачками напряжения в сети и контактом с линиями с более высоким напряжением.

Соединительные проводники оборудования или заземляющие провода оборудования (EGC) обеспечивают путь с низким сопротивлением между обычно нетоковедущими металлическими частями оборудования и одним из проводников источника этой электрической системы. Если какая-либо открытая металлическая часть окажется под напряжением (неисправность), например, из-за изношенного или поврежденного изолятора, это вызовет короткое замыкание, в результате чего устройство максимального тока (автоматический выключатель или предохранитель) откроется, устраняя (отключая) неисправность. Важно отметить, что это действие происходит независимо от того, есть ли соединение с физическим заземлением (землей); сама земля не играет никакой роли в этом процессе устранения неисправности, поскольку ток должен вернуться к своему источнику; однако источники очень часто подключаются к физическому заземлению (земле). (см. законы схем Кирхгофа ). Связывая (соединяя) все открытые нетоковедущие металлические предметы вместе и с другими металлическими предметами, такими как трубы или конструкционная сталь, они должны оставаться близкими к одному и тому же потенциалу напряжения, что снижает вероятность поражения электрическим током. Это особенно важно в ванных комнатах, где можно контактировать с несколькими различными металлическими системами, такими как подающие и сливные трубы и рамы приборов. Когда систему необходимо подключить к физическому заземлению (заземлению), соединительный провод оборудования также становится проводником заземления оборудования (см. Выше).

Металлическая водопроводная труба, используемая в качестве заземляющего электрода

A провод заземляющего электрода (GEC ), используется для подключения заземленного («нейтрального») проводника системы или оборудования к заземляющему электроду, или точка в системе заземляющих электродов. Это называется «заземлением системы», и большинство электрических систем необходимо заземлить. NEC США и BS 7671 Великобритании перечисляют системы, которые необходимо заземлить. Согласно NEC, цель подключения электрической системы к физическому заземлению (земле) - ограничить напряжение, возникающее в результате грозовых разрядов и контакта с линиями более высокого напряжения, а также для стабилизации напряжения. В прошлом водопроводные трубы использовались в качестве заземляющих электродов, но из-за более широкого использования пластиковых труб, которые являются плохими проводниками, требуется использование настоящего заземляющего электрода. Этот тип заземления применяется к радиоантеннам и системам молниезащиты.

Постоянно установленное электрическое оборудование, если в этом нет необходимости, имеет постоянно подключенные заземляющие провода. Переносные электрические устройства в металлическом корпусе могут быть подключены к заземлению с помощью штыря на вилке (см. вилки и розетки переменного тока для дома ). Размер силовых заземляющих проводов обычно регулируется местными или национальными правилами электромонтажа.

Соединение

Строго говоря, термины «заземление» означают электрическое соединение с землей / землей. Соединение - это практика намеренного электрического соединения металлических предметов, не предназначенных для передачи электричества. Это приводит все соединенные элементы к одинаковому электрическому потенциалу, что обеспечивает защиту от поражения электрическим током. Затем соединенные элементы могут быть подключены к земле для устранения посторонних напряжений.

Системы заземления

В системах электроснабжения система заземления определяет электрический потенциал проводников относительно потенциала проводящая поверхность Земли. Выбор системы заземления влияет на безопасность и электромагнитную совместимость источника питания. Правила для систем заземления значительно различаются в разных странах.

Функциональное заземление служит не только для защиты от поражения электрическим током, поскольку такое соединение может пропускать ток во время нормальной работы устройства. К таким устройствам относятся подавители перенапряжения, фильтры электромагнитной совместимости, некоторые типы антенн и различные измерительные приборы. Обычно система защитного заземления также используется в качестве функционального заземления, хотя это требует осторожности.

Заземление по сопротивлению

Распределительные системы электроснабжения могут быть жестко заземлены, при этом один провод цепи напрямую подсоединен к системе заземляющих электродов. В качестве альтернативы, между распределительной системой и землей может быть подключено некоторое количество электрического импеданса, чтобы ограничить ток, который может течь на землю. Импеданс может быть резистором или индуктором (катушкой). В системе с высокоомным заземлением ток короткого замыкания ограничен несколькими ампер (точные значения зависят от класса напряжения системы); система с заземлением с низким импедансом позволит пропускать несколько сотен ампер при повреждении. Большая система распределения с глухим заземлением может иметь ток замыкания на землю в тысячи ампер.

В многофазной системе переменного тока может использоваться система искусственного заземления нейтрали. Хотя ни один фазный провод не подключен напрямую к земле, специально сконструированный трансформатор («зигзагообразный» трансформатор ) блокирует протекание тока промышленной частоты на землю, но позволяет любой утечке или переходному току протекать на землю.

В системах заземления с низким сопротивлением используется резистор заземления нейтрали (NGR) для ограничения тока короткого замыкания до 25 А или более. Системы заземления с низким сопротивлением будут иметь номинал времени (скажем, 10 секунд), который указывает, как долго резистор может выдерживать ток повреждения до перегрева. Реле защиты от замыкания на землю должно срабатывать выключатель для защиты цепи до того, как произойдет перегрев резистора.

В системах с высокоомным заземлением (HRG) используется NGR для ограничения тока короткого замыкания до 25 А или менее. Они имеют постоянный номинал и предназначены для работы при одиночном замыкании на землю. Это означает, что система не сработает немедленно при первом замыкании на землю. Если происходит второе замыкание на землю, реле защиты от замыкания на землю должно отключать выключатель для защиты цепи. В системе HRG чувствительный резистор используется для постоянного контроля целостности системы. Если обнаружен обрыв цепи (например, из-за разрыва сварного шва на NGR), устройство контроля определит напряжение через чувствительный резистор и отключит прерыватель. Без чувствительного резистора система могла бы продолжать работать без защиты заземления (поскольку состояние разомкнутой цепи маскировало бы замыкание на землю), и могли бы возникнуть переходные перенапряжения.

Незаземленные системы

Где существует опасность поражение электрическим током велико, можно использовать специальные незаземленные системы питания, чтобы минимизировать возможный ток утечки на землю. Примеры таких установок включают помещения для ухода за пациентами в больницах, где медицинское оборудование напрямую подключено к пациенту и не должно пропускать какой-либо электрический ток через тело пациента. Медицинские системы включают устройства контроля, предупреждающие о любом увеличении тока утечки. На мокрых строительных площадках или на верфях могут быть установлены изолирующие трансформаторы, чтобы неисправность электроинструмента или его кабеля не подвергала пользователей опасности поражения электрическим током.

Цепи, используемые для питания чувствительного оборудования для производства аудио / видео или измерительных приборов, могут питаться от изолированной незаземленной системы технического питания для ограничения проникновения шума из энергосистемы.

Передача электроэнергии

В системах распределения электроэнергии переменного тока с однопроводным заземлением (SWER) затраты сокращаются за счет использования только одного высоковольтного проводника для электросети, при прокладке обратного переменного тока через землю. Эта система в основном используется в сельской местности, где сильные токи в земле не создают опасности.

Некоторые системы передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (HVDC) используют землю в качестве второго проводника. Это особенно часто встречается в схемах с подводными кабелями, поскольку морская вода является хорошим проводником. Электроды заземления используются для заземления. Место установки этих электродов необходимо выбирать тщательно, чтобы предотвратить электрохимическую коррозию подземных сооружений.

Особое внимание при проектировании электрических подстанций вызывает повышение потенциала земли. Когда очень большие токи короткого замыкания вводятся в землю, область вокруг точки инжекции может подняться до высокого потенциала по отношению к удаленным точкам. Это связано с ограниченной конечной проводимостью слоев почвы в земле. Градиент напряжения (изменение напряжения на расстоянии) может быть настолько высоким, что две точки на земле могут иметь существенно разные потенциалы, создавая опасность для любого, кто стоит на земле в этой области. Трубы, рельсы или коммуникационные провода, входящие в подстанцию, могут иметь разные потенциалы заземления внутри и снаружи подстанции, создавая опасное напряжение прикосновения. Эта проблема решается за счет создания плоскости выравнивания потенциалов с низким импедансом внутри подстанции, установленной в соответствии с IEEE 80. Эта плоскость устраняет градиенты напряжения и обеспечивает устранение любой неисправности в течение трех циклов напряжения.

Электроника

Signal Ground.svg Chassis Ground.svg Earth Ground.svg
Сигнал. земляКорпус. земляЗемля. земля
Символы заземления

Сигнальные земли служат в качестве обратных путей для сигналов и питания (при сверхнизких напряжениях, менее примерно 50 В) внутри оборудования и на сигнальных соединениях между оборудованием. Многие электронные схемы имеют один возврат, который действует как эталон для всех сигналов. Силовые и сигнальные заземления часто подключаются, обычно через металлический корпус оборудования. Разработчики печатных плат должны позаботиться о компоновке электронных систем, чтобы токи большой мощности или быстро коммутируемые токи в одной части системы не создавали помехи в низкоуровневых чувствительных частях системы из-за какой-то общий импеданс заземляющих проводов схемы.

Земля цепи относительно земли

Напряжение определяется как разность электрических потенциалов. Чтобы измерить потенциал в одной точке с помощью вольтметра, необходимо указать контрольную точку для измерения. На инженерном жаргоне эта общая точка отсчета обычно называется «землей» и считается имеющей нулевой потенциал. Эта сигнальная земля может быть подключена к заземлению. Систему, в которой системное заземление не подключено к другой цепи или к земле (хотя связь по переменному току все еще может быть), часто называют плавающим заземлением или с двойной изоляцией.

Функциональное заземление.

Некоторым устройствам для правильного функционирования требуется подключение к массе земли, в отличие от любой чисто защитной функции. Такое соединение известно как функциональное заземление - например, для некоторых длинноволновых антенных конструкций требуется функциональное заземление, которое, как правило, не должно быть неизбирательно подключено к защитному заземлению источника питания, поскольку введение передаваемых радиочастот в электрическую распределительную сеть является одновременно незаконно и потенциально опасно. Из-за этого разделения обычно не следует полагаться на чисто функциональное заземление для выполнения защитной функции. Во избежание несчастных случаев такие функциональные заземления обычно соединяются белым или кремовым кабелем, а не зеленым или желто-зеленым.

Отделение земли с низким уровнем сигнала от земли с шумом

На телевизионных станциях, студиях звукозаписи и других установках, где качество сигнала критично, сигнальное заземление, известное как «техническое заземление» (или «техническое заземление», «специальное заземление» и «звуковое заземление»), часто устанавливается для предотвращения контуров заземления. По сути, это то же самое, что и заземление источника переменного тока, но никакие общие провода заземления устройства не могут быть подключены к нему, так как они могут нести электрические помехи. Например, в студии звукозаписи к технической земле подключается только аудиооборудование. В большинстве случаев металлические стойки для оборудования в студии соединяются вместе с помощью тяжелых медных кабелей (или плоских медных трубок, или шин ), и аналогичные соединения выполняются с технической землей. Особое внимание уделяется тому, чтобы на стойках не размещались устройства с заземлением от шасси, поскольку одно соединение заземления переменного тока с техническим заземлением снизит его эффективность. Для особо требовательных применений основное техническое заземление может состоять из тяжелой медной трубы, при необходимости проложенной путем просверливания нескольких бетонных этажей, так что все технические заземления могут быть соединены кратчайшим путем с заземляющим стержнем в подвале.

Радиоантенны

Некоторые типы радиоантенн (или их фидерных линий ) требуют заземления. Поскольку радиочастоты тока в радиоантеннах намного превышают частоту 50/60 Гц линии электропередачи, в системах радиозаземления используются принципы, отличные от заземления переменного тока. «Третий провод» защитного заземления в электропроводке здания переменного тока не предназначен и не может использоваться для этой цели. Длинные провода заземления электросети имеют высокое полное сопротивление на определенных частотах. В случае передатчика РЧ-ток, протекающий через заземляющие провода, может излучать радиочастотные помехи и наводить опасное напряжение на заземленные металлические части других устройств, поэтому используются отдельные системы заземления.

Монопольные антенны работает на более низких частотах, ниже 20 МГц, использует Землю как часть антенны, как проводящую плоскость для отражения радиоволн. К ним относятся T и перевернутая L-антенна, зонтичная антенна и мачтовый излучатель, используемые радиостанциями AM. Линия питания от передатчика подключается между антенной и землей, поэтому требуется система заземления под антенной, чтобы контактировать с почвой и собирать обратный ток. В передатчиках меньшей мощности и радиоприемниках заземление может быть таким же простым, как один или несколько металлических стержней или столбов, вбитых в землю, или электрическое соединение с металлическими водопроводными трубами здания, которые уходят в землю. Однако в передающих антеннах система заземления несет полный выходной ток передатчика, поэтому сопротивление заземляющего контакта может быть основной потерей мощности передатчика. Система заземления функционирует как пластина конденсатора , чтобы принимать ток смещения от антенны и возвращать его на сторону земли фидерной линии передатчика, поэтому она должна быть расположена непосредственно под антенной..

Передатчики средней и высокой мощности обычно имеют разветвленную систему заземления, состоящую из кабелей, проложенных в земле под антенной, для снижения сопротивления. Поскольку для всенаправленных антенн, используемых на этих диапазонах, земные токи распространяются радиально к точке заземления со всех направлений, система заземления обычно состоит из радиальной диаграммы направленности скрытых кабелей, идущих наружу под антенной во всех направлениях, соединенных между собой. вместе со стороной заземления фидера передатчика на клемме рядом с основанием антенны.

Мощность передатчика, теряемая в сопротивлении заземления, и, следовательно, эффективность антенны, зависят по проводимости почвы. Это широко варьируется; болотистая земля или пруды, особенно соленая вода, обеспечивают грунт с самым низким сопротивлением. Потери мощности на квадратный метр в земле пропорциональны квадрату плотности тока передатчика, протекающего в земле. Плотность тока и рассеиваемая мощность возрастают по мере приближения к клемме заземления в основании антенны, поэтому систему радиального заземления можно рассматривать как обеспечивающую среду с более высокой проводимостью, медь, для протекания тока заземления, в частях земли, несущих большую плотность тока, для уменьшения потерь мощности.

Конструкция

Стандартная наземная система, широко используемая для мачтовых излучателей радиовещательных антенн, работающих в диапазонах MF и LF, состоит из 120 радиальных заземляющих проводов, расположенных на равном расстоянии друг от друга, на четверть длины волны (0,25 λ {\ displaystyle \ lambda}\lambda , 90 электрических градусов) от антенны. Обычно используется мягкотянутая медная проволока калибра от 8 до 10, закапанная на глубину от 4 до 10 дюймов. Для антенн диапазона AM-вещания это требует круглой площади, простирающейся от мачты на 47–136 метров (154–446 футов). Обычно его засаживают травой, которую не скашивают, так как высокая трава в определенных обстоятельствах может увеличить потери мощности. Если доступная площадь суши слишком ограничена для таких длинных радиалов, их во многих случаях можно заменить большим количеством более коротких радиалов или меньшим количеством более длинных радиалов.

В передающих антеннах вторая причина мощности потери - это потери диэлектрической мощности электрического поля (ток смещения ) антенны, проходящей через землю для достижения заземляющих проводов. Для антенн около половины длины волны (180 электрических градусов) антенна имеет максимум напряжения (пучность ) возле своего основания, что приводит к сильным электрическим полям в земле над заземляющими проводами возле мачты, где ток смещения входит в землю. Чтобы уменьшить эти потери, в этих антеннах часто используется проводящий медный экран заземления под антенной, подключенный к подземным заземляющим проводам, лежащим на земле или на высоте нескольких футов, для защиты земли от электрического поля.

В некоторых случаях, когда каменистая или песчаная почва имеет слишком высокое сопротивление для заглубленного грунта, используется противовес. Это радиальная сеть проводов, аналогичная той, что используется в подземной системе заземления, но проложенных на поверхности или подвешенных на высоте нескольких футов над землей. Он действует как пластина конденсатора, емкостная связь линии питания с проводящими слоями земли.

Электрически короткие антенны

На более низких частотах сопротивление системы заземления является более важным фактором из-за малого радиационного сопротивления антенны. В диапазонах LF и VLF ограничения по высоте конструкции требуют использования электрически коротких антенн, короче, чем основная резонансная длина одной четверть длины волны (λ / 4 {\ displaystyle \ lambda / 4}\lambda /4). Четвертьволновый монополь имеет сопротивление излучения примерно от 25 до 36 Ом, но ниже λ / 4 {\ displaystyle \ lambda / 4}\lambda /4сопротивление уменьшается пропорционально квадрату отношения высоты к длине волны. Мощность, подаваемая на антенну, делится между сопротивлением излучения, которое представляет собой мощность, излучаемую в виде радиоволн, желаемой функцией антенны и омическим сопротивлением системы заземления, что приводит к потере мощности в виде тепла. По мере увеличения длины волны по сравнению с высотой антенны сопротивление излучения антенны уменьшается, поэтому сопротивление заземления составляет большую часть входного сопротивления антенны и потребляет больше энергии передатчика. Антенны в диапазоне ОНЧ часто имеют сопротивление менее одного Ом, и даже в системах заземления с очень низким сопротивлением от 50% до 90% мощности передатчика может теряться в системе заземления.

Системы молниезащиты

Сборные шины используются для заземляющих проводов в сильноточных цепях.

Системы молниезащиты предназначены для смягчения воздействия молнии за счет подключения к обширным системам заземления, которые обеспечивают соединение с большой площадью поверхности на Землю. Большая площадь требуется для рассеивания сильного тока удара молнии без повреждения проводников системы из-за избыточного тепла. Поскольку удары молнии представляют собой импульсы энергии с очень высокочастотными составляющими, в системах заземления для молниезащиты обычно используются короткие прямые проводники для уменьшения собственной индуктивности и скин-эффекта.

.

Земля (земля) mat

В электрической подстанции заземляющий мат представляет собой сетку из проводящего материала, установленную в местах, где человек может стоять, чтобы управлять выключателем или другим устройством; она связана с локальной несущей металлической конструкцией и к ручке распределительного устройства, так что оператор не будет подвергаться воздействию высокого дифференциального напряжения из-за неисправности на подстанции.

Вблизи устройств, чувствительных к статическому электричеству, используется заземляющий мат или заземляющий мат для заземления статического электричества, генерируемого людьми и движущимся оборудованием. В статическом контроле используются два типа: статические диссипативные маты и токопроводящие маты.

Мат, рассеивающий статическое электричество, который лежит на проводящей поверхности (обычно это бывает на военных объектах), как правило, состоит из 3 слоев (3-слойных) со слоями рассеивающего статическое электричество виниловыми слоями, окружающими проводящую подложку, которая электрически прикреплена к земле (Земля). Для коммерческого использования традиционно используются резиновые маты, рассеивающие статическое электричество, которые состоят из 2 слоев (2 слоя) с прочным, устойчивым к пайке верхним слоем, рассеивающим статическое электричество, что делает их более долговечными, чем виниловые маты, и проводящей резиной снизу. Электропроводящие коврики сделаны из углерода и используются только на полу с целью максимально быстрого отвода статического электричества на землю. Обычно токопроводящие маты изготавливаются с амортизацией для стояния и называются матами «против усталости».

Трехслойный виниловый заземляющий мат, рассеивающий статическое электричество, показан в макро масштабе

Для надежного заземления статического рассеивающего коврика его необходимо прикрепить к заземляющему пути. Обычно коврик и браслет подключаются к заземлению с помощью системы заземления с общей точкой (CPGS).

В мастерских по ремонту компьютеров и производстве электроники рабочие должны быть заземлены перед работой с устройствами, чувствительными к напряжениям, способным создается людьми. По этой причине маты, рассеивающие статическое электричество, могут быть и также используются на производственных сборочных этажах в качестве «напольных бегунов» вдоль сборочной линии для отвода статического электричества, создаваемого людьми, идущими вверх и вниз.

Изоляция

Изоляция - это механизм, нарушающий заземление. Он часто используется с маломощными потребительскими устройствами, а также когда инженеры-электронщики, любители или ремонтники работают над цепями, которые обычно работают с напряжением линии электропередачи. Изоляция может быть достигнута путем простого размещения трансформатора с соотношением проводов 1: 1 с равным числом витков между устройством и обычным источником питания, но применимо к трансформатору любого типа, использующему две или более катушек, электрически изолированных друг от друга.

В случае изолированного устройства прикосновение к одному проводнику под напряжением не вызывает сильного поражения электрическим током, так как обратный путь к другому проводнику через землю отсутствует. Тем не менее, удары током и поражение электрическим током все же могут произойти, если оба полюса трансформатора касаются голой кожи. Ранее предлагалось, чтобы ремонтники «работали с одной рукой за спиной», чтобы не касаться одновременно двух частей тестируемого устройства, тем самым предотвращая прохождение цепи через грудную клетку и прерывание сердечного ритма / вызывая остановку сердца.

Обычно каждый трансформатор силовой линии переменного тока действует как изолирующий трансформатор, и каждое повышение или понижение имеет потенциал для образования изолированной цепи. Однако эта изоляция не позволит неисправным устройствам перегореть предохранителями при замыкании на их заземляющий провод. Изоляция, которая может быть создана каждым трансформатором, нарушается, если всегда заземлять одну ногу трансформатора с обеих сторон входной и выходной катушек трансформатора. Линии электропередач также обычно заземляют по одному проводу на каждом полюсе, чтобы обеспечить выравнивание тока от полюса к полюсу в случае короткого замыкания на землю.

В прошлом заземленные приборы проектировались с внутренней изоляцией до такой степени, что позволяло просто отключать заземление с помощью штепсельных вилок без видимых проблем (опасная практика, поскольку безопасность в результате плавучее оборудование зависит от изоляции силового трансформатора). Однако современные устройства часто включают в себя модули ввода питания, которые разработаны с намеренной емкостной связью между линиями питания переменного тока и шасси для подавления электромагнитных помех. Это приводит к значительному току утечки из силовых линий на землю. Если заземление отключено с помощью штепсельной вилки или случайно, возникающий ток утечки может вызвать легкие удары, даже без каких-либо неисправностей в оборудовании. Даже небольшие токи утечки представляют собой серьезную проблему в медицинских учреждениях, поскольку случайное отключение заземления может привести к проникновению этих токов в чувствительные части человеческого тела. As a result, medical power supplies are designed to have low capacitance.

Class II appliances and power supplies (such as cell phone chargers) do not provide any ground connection, and are designed to isolate the output from input. Safety is ensured by double-insulation, so that two failures of insulation are required to cause a shock.

See also

Notes

References

External links

Wikimedia Commons has media related to Earthing.
Look up ground in Wiktionary, the free dictionary.
Последняя правка сделана 2021-05-22 11:24:42
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте