Заземление – что это простыми словами и для чего нужно, как работает

Тело человека – хороший проводник электрического тока. Самыми высокими показателями электропроводности обладают мышцы и подкожная-жировая клетчатка, то есть как раз те места, которые первыми контактируют с внешним источником тока, будь то оголенный провод или неисправный электроприбор.

Ток проникает в тело через поры и каналы потовых желез, поэтому очевидно, что сухая кожа отличается более высоким сопротивлением, чем влажная. Так, при контакте с напряжением 220 В значение силы тока, воздействующей на мокрый кожный покров, составляет порядка 220 мА. При такой электротравме смерть наступает мгновенно, учитывая, что опасным для организма считается показатель уже в 15мА, а смертельном опасным – 100 мА.

Это доказывает необходимость разработки мер, которые предотвращают случайное поражение электрическим током во всех областях человеческой деятельности, как на производстве, так и в быту. Одна из таких мер – установка заземляющих устройств (ЗУ).

Что такое заземление

Если говорить простыми словами, это защитная система, которая предотвращает от ударов током при прикосновении к металлическим частям оборудования, находящегося под напряжением. Вся конструкция состоит из следующих частей:

• Металлический контур
• Заземляющая шина
• Разводка проводов заземления

Контур представляет собой 4-6 штырей (электродов), забитых в грунт и соединенных между собой металлическими полосами. Необходимая глубина заземляющего устройства – 2,5-3 метра, то есть ниже уровня промерзания почвы. Это требуется для того, чтобы даже зимой контур получал доступ к влаге, проводящей ток.

Вверху одного вертикального электрода располагается «контактная зона» (чаще всего в виде болта с резьбой), от которой берет начало медная шина, ведущая в специальную планку в распределительном щитке.

От главной заземляющей шины, в свою очередь, расходятся медные жилы к розеткам потребителей. Эти провода, по сути, отвечают за подключение заземления – к примеру, в современных домах разводка от щитка выполняется трехжильным кабелем, где одна из жил – желто-зеленого цвета – отведена «под землю».

Рис 1. Устройство заземления. а) – заземление в линию; б) – контур заземления

Требования к заземлению

Обеспечение безопасности потребителя при работе с электрическими приборами – приоритетная задача производителей и эксплуатантов электроустановок, поэтому в этой сфере действует ряд норм и правил. Отметим основные:

• Заземлять нужно все, что имеет металлический корпус: котлы, станки, насосы, инструменты, оборудование;
• Штыри и соединения контура должны отличаться антикоррозионностью и износостойкостью, что обеспечивается правильным выбором материала и диаметра – например, для этих целей нередко используется нержавеющая сталь с поперечным сечением не менее 90 кв. мм;
• Заземлители должны всегда находиться во влажной почве – для этого нужно учесть географические, климатические и геологические особенности региона и выбрать правильную глубину размещения металлических электродов.

Почему человека бьет током

Смоделируем ситуацию:

1. В бытовом электрическом приборе, установленном без заземления (к примеру, в стиральной машине), нарушилась целостность проводки. Причины могут быть любые – естественный износ, механические повреждения, вредительство насекомых или грызунов.
2. В результате на корпусе агрегата скапливается электрический разряд.
3. Человек прикасается к устройству и получает удар током.

Важно понимать, что ток при этом движется по замкнутой цепи, где тело человека выступает как одно из звеньев. Если бы мы, скажем, летали по воздуху, то электрические травмы были бы нам практически не страшны – посмотрите на птиц за окном: они спокойно сидят на высоковольтных проводах, не догадываясь о смертельной опасности.

Однако мы, в отличие от птиц, ходим по земле, которая, в свою очередь, считается идеальной точкой с нулевым потенциалом. Получается, что тело человека выступает как проводник, по которому электрический ток от неисправного электроприбора или оголенного провода устремляется к земле, чтобы уравнять количество заряженных частиц в этих двух точках, как того требуют законы природы.

Как работает заземление

Ток движется по пути наименьшего сопротивления. Этот простой принцип лежит в основе работы заземления: наш кожный покров обладает более высоким сопротивлением, чем металлический провод, поэтому при касании поверхности под напряжением ток сразу уходит в землю, не причиняя человеку вреда. Это главное, что нужно понимать о работе ЗУ.

Есть и еще один фактор, который обеспечивает работу заземления – бесконечно обширное «сечение» грунта. Обратимся к физике: ток, уходя во влажную почву, запускает цепную реакцию ионов, которые передают энергию все дальше и дальше, практически до бесконечности. Чем больше электрически заряженных частиц (ионов) участвует в процессе, тем быстрее передается энергия, рассеивается ток и, следовательно, тем эффективнее работает заземление. Добавим, что здесь немаловажную роль играет и достаточный диаметр металлических электродов, входящих в контур заземляющего устройства.

Заземление и зануление – в чем отличие

Кроме установки ЗУ, существует еще один способ, защищающий человека от удара током от неисправных электроустановок. Это зануление (другое название: заземление на ноль). Его суть в том, что при возникновении неисправности возникает короткое замыкание, что приводит к отключению автомата-предохранителя. Технически это реализовано так: корпус электроустановки соединяется с нейтралью источника питания, то есть с заземленной точкой трансформатора.

Простыми словами, разница между занулением и заземлением в том, что в первом случае питающая цепь отключается из-за превышения токовой уставки автомата, а во втором – опасный ток отправляется в грунт и «растекается» в его влажной среде.

В многоквартирных высотках заземлять электроприборы технически сложно, поэтому здесь чаще всего используется зануление (наряду с УЗО). В частных домах, наоборот, удобнее всего сделать систему заземления.

Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Эксплуатация заземляющих устройств невозможна без дополнительных приборов. К главным из них нужно отнести устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы. Несмотря на внешнюю схожесть, они используются для разных задач:

1. УЗО отключается в момент появления в сети так называемого тока утечки, который может привести, с одной стороны, к возгоранию (при повреждении электропроводки изоляция начинает сильно греться), а с другой – к удару током, если человек дотронется до неисправного оборудования. УЗО всегда работает «в связке» с обычным автоматом.
2. Дифференциальный автомат соединяет в себе функции устройства защитного отключения и автомата, то есть он защищает систему электропроводки от перегрузок и коротких замыканий, а человека – от электрических травм.

Таким образом, заземление представляет собой металлический провод, уходящий в почву и предназначенный для «утекания» тока в землю при возникновении неисправности в системе электроснабжения.

устройство, принцип действия и назначение

• Статья
• Видео

Электричество – лучший друг и злейший враг человека. Безусловно, сейчас представить без него жизнь практически невозможно. К сожалению, не обошлось и без плохих моментов, таких как поражение электрическим током. Вас может ударить током, если вы коснетесь не только оголенной токоведущей части, но и безобидного с виду корпуса электроприбора. В этой статье мы постараемся объяснить простым языком, что такое заземление и для чего оно предназначено. Кроме того мы рассмотрим, что такое дифавтомат и УЗО и для чего их используют.

• Определение понятия
• Требования к заземлению
• Почему человека бьёт током
• Как работает заземление
• Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Определение понятия

Если сказать кратко и простыми словами, то:

Заземление – это устройство, которое защищает человека от поражения электрическим током, если всё электрооборудование соединено с землей. В аварийной ситуации опасное напряжение «стекает» на землю.

Защита – основное назначение заземления. Оно заключается в подключении дополнительного, третьего заземляющего проводника в проводку, который соединен с таким устройством, как заземлитель. Он, в свою очередь, имеет хороший контакт с землей.

Заземление бывает рабочим и защитным по назначению. Рабочее нужно для нормального функционирования электроустановки, защитное нужно для обеспечения электробезопасности (предотвращения поражения электрическим током).

Обычно заземление (заземлитель) выглядит как три электрических прута вбитых в землю, на одинаковом расстоянии друг от друга, расположенных в углах равностороннего треугольника. Эти пруты соединены между собой металлической полосой. Вы могли видеть такие пруты около домов и сооружений.

Также вы могли заметить, что на стенах многих зданий внутри или снаружи закреплены металлические полосы, иногда выкрашенные желтыми и зелеными чередующимися полосами – это заземляющая шина, она тоже соединена с заземлителем. Заземляющая шина нужна для того, чтобы не тянуть от каждой электроустановки заземляющий провод.

Третий проводник обычно соединяется с корпусом электрических приборов, обеспечивая защиту от появления на нем опасного напряжения. В кабелях он обычно имеет меньшее сечение, чем соседние «рабочие» жилы и другой цвет изоляции – желто-зеленый.

О том, какие виды заземления бывают, вы можете узнать из нашей отдельной статьи: https://samelectrik.ru/osnovnye-tipy-sistem-zazemlenija.html

Требования к заземлению

Требования к защитному заземляющему контуру заключаются в следующем:

1. Заземлены должны быть все электроустановки, в том числе металлические дверцы электрошкафов и щитов.
2. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом в электроустановках с заземляющей нейтралью.
3. Необходимо использовать системы уравнивания потенциалов.

Мы разобрались что такое заземление, теперь поговорим о том для чего оно нужно.

Почему человека бьёт током

Рассмотрим две типовых ситуации, когда вас бьет током:

1. Стиральная машинка исправно выполняла свою работы, а когда вы захотели её отключить – почувствовали, что её корпус «щипает» вас. Или еще хуже, когда вы к ней прикоснулись – вас серьезно «дёрнуло».
2. Вы решили принять ванну, включили воду, взявшись за кран, вы почувствовали такое же действие электричества – пощипывание или сильный удар.

И та и другая ситуация решается подключением заземления к корпусам приборов и всех металлических частей в ванной комнате и установкой УЗО или дифференциального автомата на вводе электроэнергии в дом или на группу потребителей.

Как работает заземление

Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.

Если заземление или зануление электрооборудования отсутствует, то при касании человеком поврежденного прибора может возникнуть напряжение прикосновения (разность потенциалов на поверхности между точками касания). При нахождении рядом с поврежденным оборудованием может возникнуть шаговое напряжение (разность потенциалов между ступнями, соприкасающимися с землей). Напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут иметь опасное для человека значение. Чтобы уменьшить их значение до безопасной величины, применяется защитное заземление.

Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.

Так вот принцип работы заземления заключается в следующем: к заземлителю подключаются корпуса всех электроприборов, дополнительно устанавливается УЗО. В случае возникновения опасного напряжения на корпусе заземление всегда притягивает опасный потенциал к безопасному потенциалу земли и напряжение «стекает» на заземление.

Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Простое заземление устройств – это хорошо, но еще лучше обеспечить дополнительную защиту. Для этого придумали устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы.

Дифавтомат – это устройство, которое в своём корпусе объединяет УЗО и обычный автоматический выключатель, так вы сэкономите место в электрощите.

УЗО – реагирует только на токи утечки. Принцип его работы такой: оно сравнивает количество тока через фазный и через нулевой провод, если часть тока утекла на землю, то оно моментально реагирует, отключая цепь. Их отличают по чувствительности от 10 до 500 мА. Чем чувствительнее УЗО, тем чаще оно будет срабатывать, даже при незначительных утечках, но не стоит устанавливать слишком грубое УЗО для дома.

Принцип работы защищенной цепи простым языком:

Когда на корпус заземленного электрооборудования попадает фаза, между фазным проводом и корпусом начинает протекать ток. Тогда УЗО замечает, что по фазному проводу прошел ток, часть тока куда-то делать и по нулевому проводу вернулся меньший ток, после чего эта цепь обестачивается. Так вы защищены от удара током.

Если установить УЗО в двухпроводной электроцепи без заземляющего проводника и где-то появится возможность утечки тока, оно сработает только после того как вы коснетесь этого места и ток утечет на землю через вас. В таком случае вы тоже будете в безопасности.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором более подробно рассказывается, для чего нужно заземление электроприборов:

Это и все, что мы хотели рассказать касаемо данного вопроса. Теперь вы знаете, что такое заземление, когда и как оно устанавливается и для чего служит. Надеемся, информация была изложена для вас понятно и доступно!

Заземление в квартире: что и как нужно заземлять в квартире

Дотронулись до стиральной машины или посудомойки влажной рукой, и аппарат легонько ударил током. Часто мы даже не обращаем на это внимания. И очень зря! Такая ситуация — предвестник проблем. Рассказываю, почему их нельзя игнорировать.

PUUSTELLI MOSCOW

Почему стиральная машина «кусается»?
Производители европейской бытовой техники бесконечно доверяют потребителям. Они уверены, что их изделия, имеющие вилки с тремя контактами, будут подключаться только к трехпроводной сети с заземлением. В России так, к сожалению, происходит не всегда.

Как задумано: у электроприбора есть встроенный сетевой фильтр. Он защищает технику от нештатных скачков напряжения, но при этом на металлический корпус отправляется потенциал в 110 V. Поскольку корпус соединен с заземлением, опасный потенциал благополучно «утекает» прочь из дома через третий контакт на вилке и розетке, по защитному проводу желтого цвета. Представим, что такого провода в сети вашего дома нет.

IRV Plumbing & Electric

Во многих «брежневках», хрущевках, домах старого фонда даже 80-х годов прошлого века проложены двухпроводные сети. Желтого провода здесь просто нет! Напряжение остается на корпусе электроприбора, и он начинает «кусаться». Это если машинка исправна. Но если с прибором вдруг возникнут проблемы — например, протекла вода или внутри оголился провод и его замкнуло на корпус — ситуация становится критически опасной. Стоя на мокром полу и прикоснувшись одной рукой к крану или струе воды, а другой — к неисправному прибору, легко получить смертельный заряд.

Факт: Электричество из розетки 220 V может быть причиной серьезных электроожогов и электротравм — в том числе с печальным исходом. Это почти всегда «русская рулетка». В девяти случаях — ничего, на десятый — травма с последствиями (от глубоких и долго заживающих ожогов до остановки сердца, дыхания и других сбоев «автоматики» организма). Особенно это опасно для пожилых людей и маленьких детей.

Дина Александрова

Кстати, напряжение в 110 V тоже может быть смертельным (условно-безопасным для здорового человека во влажном помещении считается 12 V, с сухом — 36 V, но, повторимся, это «русская рулетка» — пороговых значений здесь нет).

Важно: Если от корпусов электроприборов или струи воды из-под крана бьет током — значит, у вас нет заземления или оно неисправно. Обесточьте помещение, выключив входные автоматы, и вызывайте электрика!

Елена Першина

Как проверить, есть ли в доме заземление?
Лучшее, что вы можете сделать — это вызвать электрика и задать вопросы. Все, что написано ниже, дано исключительно для общего понимания «куда запрягать лошадь».

Заземление — это преднамеренное соединение какой-либо точки электросети с заземлителем: электродом (группой электродов), находящихся в постоянном контакте с землей. Основная функция заземления — защита человека от поражения электрическим током при повреждениях электрооборудования или случайном прикосновении к оголенным проводам. Защитному заземлению подлежат металлические наружные части и каркасы электротехнического оборудования.

В «конституции» для электриков — нормативном документе «Правила устройства электроустановок» (глава 1.7) — приведены шесть соответствующих стандартам систем заземления, из которых в квартирах и частных домах используют четыре: TN-C, TN-S, TNC-S, TT.

Екатерина Нестеренко

Схема с сайта electromanual.ru

Чтобы понять, какая схема заземления в вашем доме, нужно смотреть на схему электропроводки в проекте. Либо считать, сколько проводов подходят к этажному щитку и вашему щитку со счетчиком. Именно так пишут в пособиях для «самсебеэлектриков» в интернете.

Но если вы не электрик с соответствующей группой допуска (минимум второй), то даже и не пытайтесь. Во-первых, вам запрещено копаться в щитке. Во-вторых, даже открутив болты и сняв защитную крышку с блока автоматов, вы увидите нагромождение проводов, но не поймете, куда они идут. Поэтому приглашайте профессионала — он точно разберется.

Schneider Electric Россия

Заземление есть, но машинка «кусается»? Проверьте розетки
Для подключения электроприборов к бытовой сети 220 V используются двух- и трехконтактные электрические вилки, преимущественно на 16 А.

Двухконтактные вилки служат для подключения приборов с корпусами из непроводящих материалов (II класс защиты): пылесосов, фенов, электроинструментов, домашних медиасистем. Их можно подключать в любую розетку.

Трехконтактные вилки имеют заземляющий контакт. Применение трехконтактных вилок обязательно при подключении приборов с токопроводящим корпусом (I класс защиты): стиральных и посудомоечных машин, холодильников, бойлеров, электрических плит и духовок.

Екатерина Нестеренко

На фото: двух- и трехконтактная вилки отличаются лишь наличием у последней заземляющего контакта. Фото с сайта ekfgroup.com

Важно: Приборы I класса защиты подключают только в трехконтактные розетки. Дизайн их может быть любым. Главное отличие от привычных с советских времен — наличие третьего заземляющего контакта.

Такие розетки подключаются к квартирному распределительному щиту через трехпроводный кабель. Провода в кабеле имеют разный цвет:

• синий — N, нейтраль, ноль;
• красный, черный или коричневый — L, фаза;
• желтый (как правило, с зеленой маркировкой) — PE, защитный заземляющий проводник.

Екатерина Нестеренко

Схема с сайта samelectrik.ru

Защитный заземляющий проводник обозначается на схемах буквами PE. В электрощитках, а также трехжильных монтажных кабелях это обычно желтый провод с зеленой маркировкой. Но присутствие такого провода НЕ говорит о наличии рабочего заземления. Вполне может быть: провести — провели, а прикрутили не туда, куда надо. Например, к шине, которая никуда не подключена.

Что делать, если заземления по факту нет?

Роман Спиридонов

Если у вас старый дом — двухпроводные сети
Итак, если к вам в квартиру заходят два провода, а к розеткам ведут двухжильные кабели, у вас доисторическая система TN-С. Она использовалась не только в хрущевках, но и почти во всех домах советской постройки, а также в постсоветских — примерно до 1998 года — как индивидуальных, так и многоквартирных («примерно» — потому что иногда дома вводились в строй с опозданием и по старым нормативам).

В таких сетях от трансформаторных подстанций к распределительному щиту на этаже обычно ведут четыре провода: один общий и три фазовых. Каждый потребитель (квартира), подключается к двум (общему и одному из трех). Соответственно, в такой системе к счетчику, а затем к каждой розетке или лампочке подходят два провода: рабочий (L — фаза), и ноль (N — нейтраль, совмещенная с заземлением).

Защитный провод, в котором защитный провод (PE) и нейтраль (N) совмещены, называется PEN.

DK 4home

Важно: Прикасаться к любым проводам здесь опасно для жизни и категорически запрещено! Но при случайном прикосновении к фазе вы гарантировано получите удар током. Если к совмещенной с заземлением нейтрали (обычно это синий провод) — скорее всего, не получите. Но это, как говорится, без гарантий. Во-первых, заземление может быть неисправным (отгореть), во-вторых, электрики могли что-нибудь напутать, подав фазу на синий провод.

С начала нашего века система TN-С вне закона. То есть, пользоваться можно, но осторожно. А при текущем ремонте в квартире не следует упускать случай поменять двухжильную проводку на трехжильную.

Если у вас новый дом — трехпроводные сети
В современных системах заземления присутствуют те же ноль, фаза, а также кабель с третьим проводом — защитным проводником PE c желто-зеленой маркировкой. В новых домах используются системы подключения заземления TN-S, TNC-S. В чем разница?

INT2architecture

Сразу отметим, что для частных потребителей она непринципиальна. В первом случае дополнительный провод «земля» идет непосредственно с трансформаторной подстанции. Такое подключение практикуют при масштабном новом строительстве: на протяжении сети проводов пять (три фазовых, рабочий ноль и «земля»).

Во втором — от подстанции, как и в советских домах, идут четыре провода (три фазовых, и совмещенный с защитным проводником ноль). Но через распределительные щиты на этажах проходят те же пять проводов.

Откуда взялся пятый? На входе в дом нулевой провод разветвляется на два. Один бежит дальше, через счетчики, к нулевым контактам розеток. Второй подсоединяется к коллективному заземляющему контуру, и дальше (обходя счетчики и автоматы) к контактам «земля» в тех же розетках.

То есть, система TNC-S — это компромиссный вариант, позволяющий коммунальщикам модернизировать сети с относительно небольшими затратами, без прокладки дополнительных кабелей.

Ретро электрика Salvador

Таким образом, если ваш дом построен или модернизировался в нашем веке, то заземление у вас, скорее всего, уже есть. Но проверить его работоспособность не помешает.

Чего делать категорически нельзя
Вот типичная ситуация. Вы делаете ремонт кухни в хрущевке или «сталинке» и приглашаете электрика из соседнего подъезда, чтобы он установил силовые розетки с заземлением для стиралки и посудомойки. Спец сделал разводку трехпроводным кабелем и установил трехконтактные розетки. Но на щитке со счетчиком третий провод (желтый) просто некуда прикрутить: шины для подключения желтого провода PE здесь нет.

Далее возможны как минимум четыре неправильных варианта и один правильный.

Как делать нельзя
1. Ничего не делать. Подключить стиральную машинку в обычную розетку без заземления — самый опасный вариант: прикоснулись одной рукой к корпусу, а другой к заземленному прибору или естественному заземлителю (например, водопроводному крану) / наступили ногой в лужу на полу — получите опасный удар.

2. Установить трехконтактные розетки для подключения силовой техники (стиральная и посудомоечная машины, электроплита, бойлер), сделать разводку трехжильным проводом, но провод PE никуда не подключать, а оставить до лучших времен.

В этом случае при пробое хотя бы на одном из подключенных к линии приборов вы получите опасное напряжение на других, подключенных к той же линии — это еще хуже. То есть, если «заболеет» стиральная машинка, «кусаться» начнут и микроволновка, и посудомойка, и струя воды из бойлера. А это уже совсем ни в какие рамки.

3. Подсоединять защитный проводник к естественным заземлителям (например, к трубам, или батареям отопления). Раньше так делали, и довольно часто. Но это тоже нарушение, причем критичное. Постоянный контакт трубопроводов с землей не гарантирован. Во-первых, из-за их коррозии (а блуждающие токи ускоряют коррозию). Во-вторых, из-за возможного наличия в них вставок из материалов, не проводящих электричество (например, полиэтиленовых и полипропиленовых труб). Поэтому, подключившись к батареям, вы рискуете убить не только себя, но и соседей.

4. Сделать зануление, соединив перемычку между нулем и «землей» в самой розетке или подключив желтый провод к нулевой шине непосредственно на щитке. Так «самисебеэлектрики» тоже делают сплошь и рядом (по принципу «лучше такая защита, чем никакой»). Но это запрещено.

Работать такое «заземление» будет, однако вероятность фатальной осечки слишком велика, чтобы расслабляться. Если вы воткнете вилку в розетку вверх ногами, в сети (вне дома) отгорел защитный ноль или при очередном ремонте где-то в недрах сети горе-электрики поменяли местами ноль и фазу (бывает, дело житейское) — рискуете получить опасные 220 V на корпусах приборов.

Электро21Век

Правильный вариант: поставить УЗО
Даже если вы считаете, что ремонт в квартире подождет, а капитальный — еще не скоро, не откладывайте замену старого квартирного щитка и установку устройства защитного отключения (УЗО). Вот прямо завтра же посмотрите, есть оно у вас или нет. Если нет — вызовите электрика и поставьте.

Важно: Вне зависимости от того, есть у вас заземление или нет, вся электротехника в кухне и санузлах должна подключаться через УЗО.

УЗО — это автомат, который монтируется на din-рейку на отходящей от счетчика линии, перед обычными автоматическими предохранителями. Выглядит так же, как обычный «двойной» автомат. Основное отличие — наличие кнопки «тест» на корпусе. Через УЗО проходят фазный и нулевой провода.

Екатерина Нестеренко

Схема с сайта orenburgelectro.ru

Какой УЗО выбрать
Сколько линий и приборов вешать на одно защитное устройство, вам должен подсказать электрик. Если вкратце, основные характеристики УЗО: номинальный ток (например, у ведущих производителей это 16, 25, 40, 63 А) и номинальный отключающий ток (значение утечки, при котором УЗО срабатывает — 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА). Например, УЗО с номинальным током 16 или 25 А ставят на исходящие линии, коммутируя их с автоматами на одну «ступеньку» ниже (соответственно, 10 или 16 А).

Екатерина Нестеренко

Фото с сайта master-ptz. ucoz.ru

• Для защиты от поражения электротоком во влажных помещениях (та же стиральная машина в ванной, подключенная к отдельной исходящей линии) выбирают УЗО с отключающим током 10 мА. Это логично, ведь в противном случае при неисправности машинки будет вырубать всю квартиру.

• Для защиты стандартной группы розеток (например, в комнате) — УЗО на 30 мА (маркировка I∆n 0,03 А на корпусе — на фото выше). УЗО с большими значениями тока срабатывания устанавливаются на вводе в квартиру, но их задача — противопожарная защита, от поражения током могут не спасти.

Фотограф Rozonova

Важно: При наличии в сети УЗО следует полностью исключить в линии зануление — контакт между нулем и «землей»: в этом случае при прикосновении к корпусам приборов ложные срабатывания УЗО будут постоянными. Если так и происходит — вызывайте электрика. Пусть проверит, что нет зануления.

Если все сделано правильно, то при опасных утечках через сотые доли секунды сеть, защищенная УЗО, будет обесточена. Да, удар током вы, вероятно, ощутите. Но ваши мышцы не успеет парализовать, вы не потеряете сознание, «уснув» с проводом в руках, и ваша жизнь будет вне опасности.

Да, если подключенный к УЗО прибор неисправен и «бьет» на корпус, отключения также будут постоянными. Но это тот случай, когда дыма без огня не бывает: вашей стиральной машине, посудомойке, или плите нужен ремонт.

Важный момент: УЗО — не альтернатива заземлению, а очень надежная подстраховка при его отсутствии или неисправности. Если у вас или управляющей компании руки наконец-таки дойдут до правильного заземления, ложные срабатывания УЗО перестанут давать о себе знать. Но если через какой-то момент УЗО снова начало систематически срабатывать — значит, с заземлением что-то не так.

Электро21Век

Ремонт в старом доме: три шага до заземления
1. Вне зависимости от того, затеяли ли вы полный или выборочный ремонт (например, только в кухне, ванной или отдельно взятой комнате) — начинайте с переборки квартирного щитка со счетчиком и установкой УЗО (делать это может только квалифицированный электрик).

2. Замените проводку в ремонтируемых помещениях. Причем всю новую разводку делайте только трехжильным проводом, а розетки используйте только трехконтактные — с заземлением. Все линии доводите до квартирного щитка с блоком автоматов, защитные проводники (желтые провода PE) — оставляйте неподключенными.

Электро21Век

Совет: Если вы делаете комплексный ремонт во всей квартире, начинайте с проекта электропроводки. Но запомните важные моменты:

• все блоки розеток (не только в кухне, но и в комнатах) должны быть с заземлением;
• разводка — только трехжильным проводом;
• УЗО — обязательно;
• пока заземления не сделано, защитные проводники оставляем неподключенными.

3. Если все сделано правильно, у вас остается два варианта: ждать, когда региональные операторы капремонта многоквартирных домов (ТСЖ, управляющие компании) дойдут до плановой модернизации электросетей в вашем доме, либо попытаться ускорить решение этого вопроса.

Екатерина Нестеренко

Где узнать, когда будет капремонт?
Адресные программы опубликованы на официальных сайтах операторов и муниципальных администраций. Например, в Москве — repair.mos.ru, в Санкт-Петербурге — gilkom-complex.ru. Обычно достаточно просто ввести в соответствующие поля адрес дома и посмотреть, на какой год запланирован капремонт внутридомовых электросетей. Но иногда на официальных сайтах случаются поломки, поэтому придется гуглить. К тому же сроки ремонта не всегда близкие. Например, в моем доме в Петербурге замена электропроводки запланирована на 2038 год.

Как ускорить установку заземления?
Обратиться в управляющую компанию, администрацию ТСЖ с требованием включить установку контура заземления в бюджет текущего ремонта. В свою очередь, администрация должна обратиться для расчета стоимости и производства работ непосредственно к электроснабжающей организации.

Екатерина Нестеренко

Фото с сайта res.cloudinary.com

Как проверить, все ли в порядке с заземлением?
Такая необходимость возникает при покупке квартиры, приемке ее от строителей или после ремонта с заменой электропроводки. Но сделаем оговорку: мы принципиально не даем рекомендаций, как ремонтировать проверять или чинить проводку своими руками. Без соответствующих допусков это запрещено. Поэтому возможны два варианта.

1. Пригласить соседа-электрика с тестером (мультиметром), чтобы он замерил напряжение в розетках —между фазой и нулем, затем между фазой и «землей». Если эти значения лежат в пределах 220 V и почти не отличаются — скорее всего, все в порядке. Или не совсем в порядке: вместо заземления у вас зануление (см. выше).

Екатерина Нестеренко

Фото с сайта res. cloudinary.com

2. Воспользоваться бытовым тестером для проверки евророзеток (можно самостоятельно). Он почти никогда не ошибается и покажет все возможные ошибки (отсутствие контакта, перепутанные ноль и фазу, неработающее заземление). Если вы часто ремонтируете или меняете жилье, такой прибор в домашнем арсенале будет весьма кстати.

Помните: исправная электропроводка и правильно сделанное заземление не просто снизят вероятность бытовых электротравм, а сведут их к нулю. Поэтому экономить на модернизации сетей или вызове электрика точно не стоит!

ВАША ОЧЕРЕДЬ…
Если вы жили или живете в доме без заземления, расскажите, каким образом решали эту проблему. Удалось ли вам установить контур заземления еще до капитального ремонта дома?

Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1) / Хабр

Мой рассказ будет состоять из трёх частей.

1 часть. Заземление

(общая информация, термины и определения)

2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств

(описание, расчёт, монтаж)

3 часть.

Современные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)

В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.

Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.

Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.

Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.

Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.

Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.

---

1 часть. Заземление

В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.

А. Термины и определения

Б. Назначение (виды) заземления

Б1. Рабочее (функциональное) заземление

Б2. Защитное заземление

Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты

Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети

В.

Качество заземления. Сопротивление заземления.

В1. Факторы, влияющие на качество заземления

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом

В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)

В2. Существующие нормы сопротивления заземления

В3. Расчёт сопротивления заземления

А. Термины и определения

Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.
Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).

И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).

Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток.

Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).

Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.

На рисунке оно показано толстыми красными линиями:

Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).

Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.

На рисунке он показан толстыми красными линиями:

Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).

Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.
Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).

Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571. 21-2000 п. 3.21)

Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

На рисунке они показаны толстыми красными линиями:

Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.

Контур заземления

— “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.

На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,
а контур заземления — толстыми красными линиями:

Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности
прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Б. Назначение (виды) заземления

Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.

Б1. Рабочее (функциональное) заземление

Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).

Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.

Б2. Защитное заземление

Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29).

Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.

Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:

• в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
• в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
• в составе электросети объекта

Б2.1. Заземление в составе молниезащиты

Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.

Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).
При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.

Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).

Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.

Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.

Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)

УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.

Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).
Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.

Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник (wiki), рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.

При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд 🙂 между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).

Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.

Б2.3. Заземление в составе электросети

Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.

Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.

Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.

Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.

Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.
Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).

В1. Факторы, влияющие на качество заземления

Сопротивление в основном зависит от двух условий:

• площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
• электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.

Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт).

Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.

(Пример оказался неграмотным. Спасибо SVlad — комментарий: habrahabr.ru/post/144464/#comment_4854521)

Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.

В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)

Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.

Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.

(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов, используемых в расчётах заземляющих устройств).

Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.

В2. Существующие нормы сопротивления заземления

Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.

Для ориентирования приведу следующие значения:

• для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
• при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
• для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
• у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1. 7.101)
• у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
• для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
  
  • при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
  • при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)

В3. Расчёт сопротивления заземления

Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.

Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.

Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:

Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.

В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.

Строительство заземлителей

При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.

В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т. п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.

Подробнее о строительстве — в следующих частях.

Продолжение:

• Вторая часть
• Третья часть

---

Алексей Рожанков, специалист технического центра “ZANDZ.ru”

При подготовке данной части использовались следующие материалы:

• Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
• Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
• ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)
  Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить)
• Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34. 21.122-87 (гуглить)
• Собственный опыт и знания

как выглядит и где наносится в картинках

Заземление выполненное по всем правилам, надежно соединяет корпуса электроустановок и оборудования с контуром, обеспечивая безопасную эксплуатацию. В каждом распределительном щите имеется шина, к которой подключаются провода, окрашенные в желто-зеленый цвет. В соответствии с правилами, каждая точка подключения маркируется. Для этих целей применяется знак заземления, изготовленный в соответствии с ГОСТом.

Содержание

В каких местах наносится знак заземления

Знаки, обозначающие заземление, используются и в чертежах при составлении проектной документации. Они наносятся отдельно, наряду с коммутационной аппаратурой, системами управления и линиями, связывающими их между собой.

Специальные знаки – бирки размещаются непосредственно на корпусах электрооборудования, рядом с главными заземляющими шинами подстанций и электростанций, на дверцах распределительных щитов возле контакта с закрепленным проводом заземления и местом подключения к заземляющему проводнику.

Основная функция систем заземления заключается в обеспечении безопасности электроустановок. В свою очередь, знак заземления предназначен для указания точного места соединения оборудования и контура. Специальная символика наносится непосредственно на место подключения защитного проводника к заземляющей шине, а также рядом с клеммами или шпильками, через которые провод соединяется с корпусом распределительного щита.

Знак заземления может наноситься любыми способами, обеспечивающими его устойчивость к стиранию в процессе эксплуатации. Вся площадь, с которой будет контактировать заземляющий проводник, необходимо очистить от коррозии, а с подключаемого наконечника проводника удаляется вся краска.

Как обозначается заземление

Существует специальный норматив, который определяет знак заземления, это ГОСТ 21130-75, в котором определяются его размеры и способы нанесения. Символы, имеющие собственный стандарт, располагаются на ярком фоне желтого цвета и по периметру окантовываются черной каймой.

На свои места они могут наноситься разными способами:

• Пластины из металла. Устанавливаются сразу же заводом-изготовителем на изделия. Представляют собой вдавленный или выпуклый логотип, наносимый на поверхность заготовки. Готовая пластина приваривается точечной сваркой или прикручивается с помощью винтов.
• Клейкие знаки. Изготавливаются в виде стикеров с клейкой основой, защищенной пленкой. Перед тем как выполнять наклеивание, пленка снимается, а наклейка – знак заземления прижимается в нужном месте. Поверхность под значок должна быть чистой, а сама табличка после наклеивания проглаживается чистой ветошью, чтобы выгнать из-под знака воздушные пузырьки. Каждый такой мини- плакат изготавливается с применением высококачественных материалов, обладающих устойчивостью к влажности, вибрации и прочим воздействиям агрессивной среды.
• Отливка изображений. Осуществляется одновременно с изготовлением корпуса электротехнического устройства. В результате, на корпусе оборудования получается рельефный значок заземления в виде оттиска. Окраска выполняется вручную. Для этой цели применяется желтая и черная эмаль, которая в процессе эксплуатации периодически обновляется. Точно так же оформляются не только металлические, но и пластмассовые изделия.
• Штамповка. Широко применяется при нанесении на корпуса, изготавливаемые из цветных металлов. Деталировка штамповки и весь знак заземления имеет размеры отличающиеся от литья своими параметрами – диаметром круга, длиной и толщиной линий, углами и другими показателями.

Обозначение на электрических схемах

При разработке проектной документации вычерчивается большое количество электрических схем. Все детали обозначаются специальными символами, в том числе и системы заземления.

Нормативными документами определено несколько видов изображений, из которых четыре типа используются на схемах чаще всего:

• В первом рисунке содержится одна вертикальная и три горизонтальные черты. Данный знак является основным во многих электрических схемах, применяется с прошлых лет и до настоящего времени. Обозначает соединение контура с заземлительным проводником.
• Второй символ заземления похож на предыдущий. Однако, в отличие от первого, он располагается в окружности и обладает укороченным рисунком. Наносится на отдельно установленное оборудование, исключенное из общей системы защиты других электроустановок. По сути, означает индивидуальное подключение к заземляющему контуру и соединение с землей.
• Знак № 3 немного похож на грабли и соответствует заземлению, выполненному через корпус устройства. Обеспечивает лишь частичную защиту от поражения током.
• Четвертое обозначение заземления применяется редко и означает защитное соединение с токоведущими частями, которые не находятся под напряжением.

Плакаты и знаки электробезопасности

Провод заземления: сечение, маркировка и расцветка

Шина заземления

Что такое заземление

Зануление и заземление электроустановок

Системы заземления TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT

Как сделать заземление в розетке и проверить заземление розеток?

Для безопасности эксплуатации бытовой техники в доме или в квартире (холодильника,бойлера,стиральной машины,утюга)и защиты человека от поражения электрическим током, необходимо чтобы розетки были с заземлением.

В квартирах и домах новой постройки заводят кабельные линии которые связаны через электрощит с контуром заземления согласно требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В домах и квартирах старой постройки контур заземления как правило отсутствует.Как проверить наличие заземлена ли розетка?Давайте начнем.

Для того чтобы проверить есть ли заземление в розетках необходимо взглянуть на розетку.На розетке с заземлением должны быть заземляющие контакты которые через вилку при включении-заземляют электроприбор.Розетки которые без заземления не имеют заземляющих контактов.

Наличие в розетке заземляющих контактов не гарантирует наличие заземления.Далее необходимо открыть розетку с тыльной стороны и посмотреть сколько проводов подходит к розетке.Если к розетке подведен двухжильный провод то это означает что на 99.9% в розетках заземление отсутствует.В случае если к розетке подключен трехжильный кабель,необходимо проверить есть ли заземление в розетке.Для проверки заземляющего провода можно использовать тестер с помощью которого проверяется связь между заземляющими контактами в розетке и электрическим щитком в котором выполнено защитное заземление или защитное зануление (выполняется при отсутствии шины заземления в электрощите).

Если Вам необходимо сделать заземление в розетках в квартире или в доме в котором электропроводка выполнена двухжильными проводами,то без замены всей электропроводки к сожалению в таком случае не обойтись.Теоретически к каждой розетке можно подвести провод который соединен с шиной заземления,но выглядеть такая проводка как минимум не эстетично.

Категорически запрещается соединять заземляющий контакт с нулевым проводом непосредственно в розетке.Это опасно для  жизни человека в случае обрыва нулевого провода.При обрыве нулевого провода на заземляющем контакте розетки появляется опасное напряжение.Это можно увидеть на рисунке ниже.

Если Вам необходимо сделать контур заземления в доме,Вы можете сделать монтаж контура заземления своими руками или силами наших специалистов.

Если Вам необходимо заземление дома или дачи,интернет-магазин Энергомаг предлагает готовые комплекты заземления для заземления дома своими руками.

Заказать модульное заземление Вы можете через онлайн форму или по телефонам указанным на нашем сайте www. energomag.net (095)235-49-95,(096)262-98-48, (063)103-80-04,(044)362-92-50

Доставка комплектов заземления в любую точку Украины Новой почтой по предоплате или наложенным платежом.

Если Вы сомневаетесь в выборе или не знаете как выбрать комплект заземления,мы будем рады Вам помочь.

Звоните, пишите мы Вам подскажем.

Статьи по категории “Заземление для дома”

Аккумулятор для ИБП,гелевый,AGM или мультигелевый,разница?

Аккумуляторные батареи для котла отопления или насоса

Вода из крана бьется током,в чем причина,как устранить?

Гальмар заземление инструкция по монтажу

Гибридный инвертор,как работает,как выбрать?

Заземление дома или дачи своими руками,как сделать

Заземление дома своими руками в доме правильно

Заземление зарядной станции для электромобиля

Заземление МРТ или медицинского оборудования

Заземление своими руками,уголком или модульное заземление?

ИБП для дома,генератор или солнечная станция что лучше?

Измерение сопротивления заземления,проверка контура заземления

Как выбрать бесперебойник?Советы бывалых

Как выбрать заземление правильно

Как выбрать солнечный инвертор для дома?

Как выгодно купить твердотопливный котел?

Как заземлить бойлер правильно

Как заземлить дом

Как заработать на солнечной энергии?

Как защитить розетки от перегрузки?Решение есть!!!

Как настроить регулятор тяги котла твердотопливного Огонек

Как получить зеленый тариф в Украине,порядок оформления

Как проверить контур заземления самому,метод электрочайника

Как сделать заземление в розетке и проверить заземление розеток?

Какие колосиники бывают,котлы с охлаждамыми колосниками

Какой генератор лучше синхронный или асинхронный?

Комплект ИБП+аккумулятор для газового котла

Котел длительного горения Огонек ДГ модернизированный

Можно ли фундамент использовать для заземления дома?

Молниезащита дома своими руками,монтаж молниезащиты дома

Молниезащита дома,цена,или от чего зависит стоимость?

Пиролизные котлы,как они работают?

С праздником пасхи,получите подарок

Система уравнивания потенциалов для борьбы с блуждающими токами

Системи заземлення, типи,TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT

Солнечная станция для дома,выгодно или нет?

Солнечные инверторы SAJ выставка SOLAR Ukraine 2018

Солнечные инверторы для дома,как выбрать

Солнечные станции для дома,зеленый тариф

Твердотопливные котлы Огонек с электротенами

Твердотопливный котел для отопления дома,выгодно или нет?

Термическая сварка Galmar weld,для монтажа заземления

Требования к заземлению

УЗО без заземления работает или нет?

Чем забивать модульное заземление на глубину

Что такое сетевой солнечный инвертор?

Электромонтажные работы в квартире,офисе,доме в Киеве,расценки

Что такое заземление и зачем это нам нужно?

Как выбрать твердотопливный котел

Молниезащита внутренняя,зачем она нужна?

Как выбрать электрогенератор для дома правильно?

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения

Объяснение электрического заземления | Основные понятия

В этой статье мы обсудим широко используемый, но часто неправильно понимаемый термин «Земля». Надлежащее электрическое заземление является важной мерой безопасности во всех электрических системах и установках.

Различные названия для заземления

Существует множество различных названий для заземления…

Есть земля, земля, нейтраль, общая земля, аналоговая земля, цифровая земля и инструментальная земля… несколько. А еще есть такие термины, как Ground Loops…

Что такое заземление?

Итак… что такое Земля?
Это главный вопрос, на который мы ответим в ходе нашего обсуждения.

Довольно часто Земля означает разные вещи для разных людей. Например, заземление для электрика может означать нечто иное, чем заземление для инженеров-электронщиков.

Почему мы заземляемся?

Существует множество причин для заземления.

Надлежащее заземление является важной мерой безопасности во всех электрических системах и установках.

Мы заземляем открытые части электрооборудования, чтобы сбои внутренней проводки не повышали потенциал этих открытых частей до опасного уровня.

Каждая электрическая цепь должна быть завершена для прохождения тока. Во многих приложениях заземление обеспечивает цепь обратного пути . Например, шасси вашего автомобиля является точкой соприкосновения для всего обратного тока на аккумулятор.

Итак… давайте посмотрим на некоторые из различных восприятий земли.

Земля Земля

Вероятно, можно с уверенностью сказать, что Земля и Земля Земля — это одно и то же.
Заземление — это точка отсчета в электрической цепи, которая представляет собой прямое и физическое соединение с… ну… землей. Земля Земля — это земля, по которой вы ходите.

Земля Заземление действительно равно нулю. Это истинная нулевая точка отсчета для любых дискуссий об электричестве.

Вам не нужно далеко ходить, чтобы увидеть признаки заземления.
Возможно, вы сможете обнаружить медный стержень в земле с прикрепленным к нему толстым проводом.

Этот провод заземления идет к вашей панели питания и, в конечном счете, соединяется со всеми клеммами заземления каждой розетки в вашем доме.

Что интересно, так это то, что нейтральная клемма имеет провод, который в конечном итоге также соединяется с заземлением.

Графический символ

Обратите внимание, что мы использовали электрический символ для заземления.
Этот символ, вероятно, чаще всего неправильно используется в электрических схемах.

Символы, используемые для обозначения клемм заземления, приведены в документе 9 Международной электротехнической комиссии.0008 IEC 60417 Графические символы для использования на оборудовании .

Символ 5017 является символом Земля Земля .

Общее заземление

Как мы уже говорили ранее, каждая электрическая цепь должна быть замкнутой, чтобы ток протекал. Во многих приложениях точка соприкосновения становится обратным путем. Например, шасси вашего автомобиля является общей землей для обратного тока на отрицательную клемму аккумулятора.

Иногда на электронных схемах неправильно используется символ заземления. Намерение состоит в том, чтобы символизировать Общую Основу, и она не может быть связана с Земной Землей.

Типичные примеры электрического заземления

Электронная схема

Вот типичный пример небольшой части большой электронной схемы, размещенной в металлическом корпусе. Есть четыре символа Земли, которые могут быть связаны или не связаны с Землей Земли. Но они предназначены для обозначения точки соприкосновения.

Мы знаем, что если мы измерим напряжение от точки А до любой из этих общих точек заземления, мы получим +15 вольт.

В идеале цепь должна быть подключена, как показано на рисунке ниже, со всеми обратными путями к источнику питания, подключенными к одной точке. К сожалению, обычно это непрактично.

Если точки с 1 по 4 не подключены к заземлению, а подключены к общему заземлению, более целесообразно использовать символ IEC 60417 5020 . Этот символ указывает на то, что точки подключены к терминалу рамы или шасси .

Возникает интересный вопрос…

Все ли компоненты с общим потенциалом земли подключены к одной точке рамы или шасси или они подключены к шасси в нескольких местах?

К сожалению, на схеме нет такого ответа. Схема не дает никакого представления о физических соединениях. Промышленные схематические чертежи указывают точки заземления и часто предоставляют более подробную информацию, но физические точки соединения до сих пор остаются загадкой.

Промышленные схематические чертежи

В этом примере распределения питания в шкафу управления имеется несколько символов заземления. Электрически это означает, что все эти точки предположительно находятся под одним и тем же потенциалом напряжения 0 В. По этим чертежам мы не можем определить, где физически подключаются эти заземления в шкафу управления.

Это подводит нас к термину «контур заземления».

Контуры заземления

Контур заземления — это путь прохождения нежелательного электрического тока, который может привести к поломке оборудования или систем управления технологическим процессом, создавая нежелательные электрические помехи.

Эти нежелательные контуры заземления создаются, когда две предположительно соединенные точки имеют разные электрические потенциалы. Именно тогда закон Ома вступает во владение и создает электрический ток между этими двумя точками.

В нашем примере контуров заземления можно избежать, если все три устройства заземлить вместе в одной точке. Этот тип заземления называется заземлением Star Point .

К сожалению, на крупных промышленных предприятиях многоточечное заземление — это реальность, и вероятность контуров заземления высока.

При таком большом количестве соединений, привязанных к земле на объекте, велика вероятность того, что потребуется более одной точки заземления.

Резюме

Хорошо… давайте повторим…

– Довольно часто Земля означает разные вещи для разных людей.
Надлежащее заземление является важной мерой безопасности во всех электрических системах и установках.

– Во многих приложениях заземление обеспечивает обратный путь цепи.
Земля Земля соответствует нулю. Это истинная нулевая точка отсчета для любых дискуссий об электричестве.

– Заземление – это контрольная точка в электрической цепи, которая представляет собой прямое и физическое соединение с землей.

– Контур заземления представляет собой путь прохождения нежелательного электрического тока, который может вызвать неполадки в оборудовании или системах управления технологическим процессом, создавая нежелательные электрические помехи.

– Петли заземления создаются, когда две предположительно соединенные точки имеют разный электрический потенциал.

Не стесняйтесь, дайте нам знать в комментариях, если у вас есть какие-либо вопросы об электрическом заземлении и концепциях заземления. Мы читаем каждый комментарий и отвечаем на него менее чем за 24 часа.

У вас есть друг, клиент или коллега, которым может пригодиться эта информация? Пожалуйста, поделитесь этой статьей.

Поиск:

Инженер по автоматизации

Опубликовано 3 мая 2021 г.

Автор Тед Мортенсон

Инженер по автоматизации

Опубликовано 3 мая 2021 г.

Купить сейчас

Модульная клеммная колодка заземления

В этом сообщении блога вы узнаете об образе мышления, который помог мне получить работу по программированию ПЛК без опыта. Это мой личный опыт как человека, который искал работу в этой сфере, и как работодателя, который просматривает резюме и проводит собеседования с кандидатами для различных проектов. Итак, приступим!

В этой статье мы познакомим вас с языком программирования ПЛК, который называется Sequential Function Chart, или сокращенно SFC. Стандарт программирования ПЛК IEC 61131-3 включает пять языков программирования: – Лестничная диаграмма – Схема функционального блока – Список инструкций – …

В этой статье я расскажу о лазерных датчиках. Я объясню, что такое лазерные датчики, основы их работы, различные типы лазерных датчиков и приведу несколько примеров использования лазерных датчиков в автоматизации. Что такое лазерный датчик? Лазер…

заземление: понимание основ построения фундамента электрической системы сооружения | NFPA

NFPA Today — 27 сентября 2021 г.

Вернуться на целевую страницу блогов

Заземление — это термин, с которым хорошо знакомы и часто используют электрики, инженеры-электрики или управляющие предприятиями, но что он означает? Первоначальная мысль заключается в том, что это просто подключение заземляющего проводника к земле. Проще говоря, это правильно, но это нечто большее. Во-первых, мы должны понять, что такое заземление, чтобы можно было установить правильную систему заземления.

Заземление или заземление, как определено в редакции NFPA 70® 2020 г., Национальный электротехнический кодекс ® (NEC®), арт. 100, соединяется с землей или с проводящим телом, которое расширяет соединение с землей. Итак, я уверен, что многие из вас думают, просто воткните провод в землю и назовите это хорошим, верно? Не совсем. Сначала должен быть создан эффективный путь тока замыкания на землю, чтобы обеспечить безопасную электрическую систему. В основном, это создание низкоимпедансного электропроводящего тракта, облегчающего работу устройства защиты от перегрузки по току. Этот путь должен быть способен безопасно проводить максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю. Земля сама по себе не считается эффективным путем тока замыкания на землю, поэтому недостаточно воткнуть провод в землю.

Заземление является основой электрической системы здания или сооружения. Согласно 250.20 (B) NEC 2020, системы переменного тока (AC) от 50 до 1000 вольт должны быть заземлены, что означает заземление. Это достигается за счет правильно установленной системы заземляющих электродов. Наличие надежной системы заземляющих электродов стабилизирует напряжение и помогает устранять замыкания на землю. В разделе 250.50 NEC 2020 года дается описание системы заземляющих электродов, а в разделе 250.52 перечислены утвержденные заземляющие электроды. Некоторые из наиболее эффективных заземляющих электродов для зданий и сооружений:

• Металлическая подземная водопроводная труба
• Металлические заглубленные опорные конструкции
Электрод в бетонном корпусе
• (также известный как «заземление нижнего колонтитула» или «заземление Ufer»).
• Кольцо заземления

Система заземляющих электродов представляет собой соединение с землей посредством требуемых заземляющих электродов. Затем заземляющие электроды снова подключаются к электросети здания через проводник заземляющего электрода (GEC). GEC при обслуживании здания или сооружения подключается к нулевой шине внутри электротехнического оборудования рядом с заземленным (нейтральным) проводником. Нейтральная шина соединяется (подключается) к корпусу сервисного оборудования через главную соединительную перемычку, которая, в свою очередь, создает эффективный путь тока замыкания на землю для электрической системы.

Но как только будет установлен эффективный путь тока замыкания на землю на землю, что тогда? Как будет производиться заземление электрооборудования, находящегося в зданиях и сооружениях? Это через заземляющий проводник оборудования ответвленной цепи (EGC). EGC бывают разных размеров, типов и материалов, как указано в NEC 2020, раздел 250.118. Вот некоторые из них:

• Медные, алюминиевые или покрытые медью алюминиевые проводники
• Жесткий металлический рукав (RMC)
• Промежуточный металлический трубопровод (IMC)
• Электрические металлические трубки (EMT)

Часто EGC представляют собой систему каналов, RMC, IMC или EMT. Эти типы EGC соединяются друг с другом и с корпусом оборудования с помощью ряда перечисленных установочных винтов или компрессионных муфт и соединителей. В большинстве соединителей используются стопорные гайки или соединительные втулки для соединения с электрическим оборудованием или корпусами. Там, где используются соединительные втулки, требуется дополнительный проводник, называемый перемычкой для соединения оборудования, который требуется для завершения соединения с корпусом, нейтральной шиной или шиной EGC. Это помогает завершить эффективный путь тока замыкания на землю. Использование проходного изолятора с соединительными перемычками оборудования может быть более подвержено человеческим ошибкам или механическим повреждениям, поэтому путь эффективного тока замыкания на землю может быть не таким надежным. EGC, которые представляют собой электрические проводники, такие как медные, алюминиевые или покрытые медью алюминиевые проводники, могут быть более эффективными благодаря прямому подключению к электрическому оборудованию, корпусу, нулевой шине или шине EGC. Вероятность отказа этого типа EGC меньше из-за меньшего количества точек соединения.

Как правило, при установке EGC утвержденный EGC должен располагаться в пределах того же канала, траншеи, кабеля или шнура от электрической сети или вспомогательной панели, что и проводники питающей или ответвленной цепи, которые обеспечивают питание электрического оборудования. С точки зрения электробезопасности и принимая во внимание стандарт NFPA 70E®, по электробезопасности на рабочем месте ® , раздел 120.5(8), там, где существует вероятность наведенного напряжения, все проводники и части цепей должны быть заземлены перед касаясь их. Это один из возможных шагов для создания электробезопасных условий работы (ESWC), поэтому слабый или нефункционирующий EGC затруднит или сделает невозможным создание ESWC при возникновении необходимости замены или обслуживания электрооборудования.

Чтобы узнать больше о правильном склеивании, внимательно изучите ст. 250 НЭК 2020 года. Наш новейший информационный бюллетень по заземлению и соединению также будет полезным ресурсом. Загрузите его здесь.

Отсутствие эффективного пути тока замыкания на землю через надлежащее заземление может помешать правильной работе устройств защиты от перегрузки по току и, следовательно, неэффективному устранению замыкания на землю, что может привести к поражению электрическим током, поражению электрическим током или дуговому разряду. Создавая эффективную цепь тока замыкания на землю, вы не только правильно выполняете работу, но и защищаете себя и других.

NFPA 70 Национальный электротехнический кодекс® (NEC®) теперь доступен в NFPA LiNK™ , платформе для предоставления информации ассоциации с кодами и стандартами NFPA, дополнительным контентом и наглядными пособиями по строительству, электротехнике и быту. специалистов по безопасности и практиков. Узнайте больше по телефону nfpa.org/LiNK .

Важное примечание: Любое мнение, выраженное в этой колонке (блог, статья), является мнением автора и не обязательно отражает официальную позицию NFPA или ее технических комитетов. Кроме того, эта статья не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций или услуг.

ТЕМЫ:

• Электрический

Загрузите наш информационный бюллетень по заземлению и соединению

Скачать сейчас

Дин Остин

Старший специалист по электрике

Подробнее Дин Остин

Связанные статьи

30 СЕНТЯБРЯ 2022 ГОДА

Электрическое пространство: последний рубеж, на котором инспекторы по электротехнике исследуют два из многих требований раздела 110.26 (A)

13 СЕНТЯБРЯ 2022 ГОДА

Amazon Solar Shutdown дает возможность похвалить и поразмыслить над безопасными солнечными установками

12 СЕНТЯБРЯ 2022 ГОДА

Лучшее понимание NFPA 70E: создание программы электробезопасности (часть 6 — проверки)

01 СЕНТЯБРЯ 2022 ГОДА

Теперь выпущено, мы благодарим тех, кто привел NEC 2023 года на вершину горы

25 АВГУСТА 2022

Электрические инспекторы и генераторы для существующих жилых домов

24 АВГУСТА 2022

Правильное использование лестниц на рабочих площадках может помочь работникам снизить личный риск

12 эффективных способов заземлить детей

Научить детей может быть сложно, но установить четкие правила может помочь.

Подтверждено исследованиями

MomJunction верит в то, что предоставляет вам достоверную информацию, подтвержденную исследованиями. В соответствии с нашими строгими требованиями редакционной политики мы основываем наши статьи о здоровье на ссылках (цитатах), взятых с авторитетных сайтов, международных журналов и научных исследований. Однако, если вы обнаружите какие-либо несоответствия, не стесняйтесь писать нам.

Изображение: Shutterstock

Заземление детей предполагает ограничение привилегий ребенка на определенный период, поощрение его к обдумыванию своих действий и поиск средств для их исправления. Этот метод дисциплины помогает научить детей последствиям нарушения правил и важности соответствующих ограничений и границ. В некотором смысле заземление помогает родителям следить за соблюдением правил. Однако то, как родитель использует эту технику, определяет ее эффективность.

Некоторые родители держат ребенка дома от всех занятий после уроков, в то время как другие конфискуют его телефон, отключают Wi-Fi или отказывают ребенку в общении со сверстниками в течение дня или двух. Какие бы правила вы ни установили для заземления, помните, что вы можете непреднамеренно причинить больше вреда, чем пользы, если будете наказывать детей по неясным причинам или чрезмерно.

Продолжайте читать, пока мы познакомим вас с некоторыми распространенными причинами, по которым родители заземляют своих детей, побочными эффектами, которые может иметь этот метод воспитания, и несколькими советами по эффективному заземлению детей.

Причины, по которым родители используют заземление в качестве наказания

Родители используют заземление в качестве наказания или последствия по разным причинам. Ниже приведены наиболее распространенные из них.

1. Непослушание

Если вы сказали своему ребенку вести себя определенным образом, и он намеренно проигнорировал ваши инструкции.

2. Насилие

Некоторые дети проявляют агрессию и насилие по отношению к вам или другим детям, включая братьев и сестер. Они могут запугивать кого-то или драться с ними.

3. Неуважение

Иногда дети отвечают грубым замечанием или даже презрительным выражением лица кому-то, кто имеет власть дома, в обществе или в школе, обычно со взрослыми.

4. Ложь

Дети могут лгать, чтобы выйти из сложной ситуации, избежать неприятностей или даже переложить вину на других.

5. Воровство

Еще одна проблема, с которой могут столкнуться родители, это то, что их дети воруют у них или у других, и им нужна помощь, чтобы научиться обуздывать такое поведение, чтобы оно не стало привычкой.

6. Вредные привычки

Некоторые дети приобретают различные вредные привычки помимо лжи. Эти привычки могут нанести ущерб их социальному и эмоциональному развитию.

Побочные эффекты заземления детей

Несмотря на то, что заземление детей может привести к желаемому результату на поверхности, заземление может привести к некоторым негативным побочным эффектам, если оно не выполняется правильно.

1. Они могут затаить на вас злобу

Если вы унизили их среди друзей, заземлив их, ваши дети могут воспринять это как обиду на вас. Они могут даже начать сравнивать вас с родителями своих друзей. Хотя такое поведение чаще встречается у подростков и подростков, дети младшего возраста также могут питать подобные чувства.

2. У них может развиться иррациональный страх или тревога

Если вы накажете своего ребенка без надлежащей причины или наказания за нарушение, он может усомниться или задаться вопросом о своем выборе и действиях, потому что он не будет знать, что может заработайте им заземление, и беспокойство может привести к развитию у них иррационального страха перед наказанием и может вызвать больше проблем, включая усиление эмоциональных проблем, таких как тревога.

3. Они могут стать дерзкими

В то время как младшие дети могут бояться наказания, дети старшего возраста, особенно подростки, могут стать бунтарями в результате этого. Они могут делать что-то специально, чтобы досадить вам. В общем, если вам приходится наказывать ребенка за одну и ту же ошибку более двух раз, это говорит о том, что он не учится на ней, и вам нужно рассмотреть другие варианты.

4. Они могут научиться утомлять вас

Некоторые дети обладают сверхъестественной способностью постоянно просить то, что им нужно, пока вы не уступите их просьбе. Как только ваши дети узнают, сколько времени вам нужно, чтобы сломаться или как настроить родителей друг против друга, они будут неоднократно спрашивать вас, пока это не станет почти игрой в силу, которую они надеются выиграть. Если заземление продлится только до тех пор, пока вы не продержитесь, а не до определенного периода, который вы определили в начале, это может иметь неприятные последствия и научить их своим методам работы. Обычно лучше начать с наименьшей строгости заземления, чем пойти против своего слова и сдаться.

5. Они могут запутаться

Вы должны попытаться связать следствие с поведением. Например, если они неоднократно роняют пульт от телевизора после того, как вы сказали им быть осторожными, вы можете выключить телевизор. Однако, если вы выключите телевизор при каждом признаке неподобающего поведения, они могут не понять, почему их наказывают. Со временем они могут вообще потерять интерес к просмотру телевизора или искать какую-нибудь лазейку для его просмотра, например смотреть телевизор в гостях у друга.

Что следует делать при наказании ребенка

Заземление ребенка может показаться единственным способом дисциплинировать вашего ребенка. Однако вам нужно сделать определенные вещи, чтобы сделать заземление эффективным (1) (2) (3).

1. Заранее определите условия и последствия

Вместо расплывчатых инструкций, таких как «Веди себя хорошо, или иначе», давайте ребенку четкие инструкции с последствиями. Например, вы можете сказать: «Если вы уроните пульт от телевизора, вам не разрешат смотреть телевизор в течение двух дней».

В зависимости от возраста вашего ребенка вы можете увеличить или уменьшить интенсивность и характер наказания. Вы также должны убедиться, что ваш ребенок четко понимает причину, по которой его наказывают.

Правила лучше всего записывать, повторять с детьми и привязывать к конкретным последствиям.

2. Сосредоточьтесь на краткосрочных ожиданиях

Детям может быть сложно сосредоточиться на долгосрочных целях. Таким образом, вы должны дать им инструкции, на которых они могут сосредоточиться. Вместо того чтобы говорить: «Ты должен хорошо учиться, чтобы хорошо закончить год», можно сказать: «Выполни эту домашнюю работу сегодня, и завтра ты сможешь подготовиться к тесту».

Когда ваши дети выполнят требуемое задание, подтвердите это. Положительное подкрепление — отличный способ сформировать хорошее поведение.

3. Начать разговор

Если ваш ребенок сделал что-то не так, первое, что вы должны сделать, это начать с ним разговор. Создайте среду, в которой они будут чувствовать себя в безопасности, чтобы обсуждать с вами, чтобы они чувствовали, что им разрешено учиться на ошибках, не опасаясь осуждения. Это лучший способ дать им совет относительно правильного курса действий.

Если ваш ребенок боится, что вы выйдете из себя, он замрет и не станет принимать от вас указания. Если ваш гнев вспыхивает, никогда не поздно извиниться — дети тоже учатся на ваших ошибках и исправляются!

4. Спросите вашего ребенка, что он думает

Позвольте вашему ребенку говорить и выражать свои мысли. Они, должно быть, думали определенным образом, чтобы прийти к своему окончательному решению. Это поможет вам понять, что заставило их выполнить определенное действие.

Хотя может возникнуть соблазн исправить каждую мысль, которую они рассказывают, сохраняйте спокойствие и дайте им закончить то, что они должны сказать, прежде чем давать им советы. Выражение своих мыслей вслух также может дать вашему ребенку новый взгляд на свои действия.

5. Дисциплина на основе намерения, а не действия

Если ваш ребенок сделал что-то неуместное в приступе гнева, сосредоточьтесь на намерении действия, а не на самом действии. Например, если они что-то сломали в гневе, их следует научить правильно справляться с гневом, а не сосредотачиваться на сломанном предмете.

Это учит детей тому, что хотя они и могут выговориться, они не могут разрушать вещи или причинять вред людям. Это еще один способ научить детей тому, что действия имеют последствия.

6. Не переусердствуйте

Сокращение любимых занятий ребенка — один из самых эффективных способов его заземления. Однако, если вы переусердствуете, ваш ребенок может обидеться вместо того, чтобы извлечь уроки из заземления. Часто можно просто ограничить хотя бы часть его времени любимым занятием, но не отнимать его полностью.

7. Делайте заземление коротким

Похоже, что длительное заземление приносит больше вреда, чем пользы. Дети, особенно в более старшем возрасте, находят способы обмануть или обойти наказание. Также длительные заземления не позволяют подкреплять правильное поведение.

Если ваши дети сделали что-то, что требует длительного наказания, вы можете подумать о других методах их наказания.

8. Избегайте полной изоляции от социальных сетей

Даже если вам кажется заманчивым запретить вашему ребенку пользоваться социальными сетями, это может нанести ущерб его социальному развитию. Помимо общения со своими друзьями, дети также используют социальные сети, чтобы быть в курсе своих школьных дел и быть в курсе новостей. Отбирая у них телефоны или запрещая использование социальных сетей, вы обрываете все контакты.

Это может привести к еще большему возмущению, и ваши дети могут не захотеть изменить свое поведение. Это также может привести к беспокойству. Вместо этого вы можете ограничить время доступа и установить определенные границы в течение этого времени.

9. Дайте им возможность снизить уровень заземления

Позвольте своим детям «обменять» свое заземление на хорошее поведение. Это может быть все, что вы выберете, например, попросить их сделать работу по дому или вовремя выполнить домашнюю работу. Если ваш ребенок постоянно демонстрирует хорошее поведение, вы можете сократить период заземления.

10. Дайте ребенку возможность исправить свою ошибку

Когда вы рассказали о плохом поведении вашего ребенка, предложите ему исправить проблему. Это даст вашему ребенку возможность научиться различным способам исправления своих ошибок.

Например, если они обидели друга в школе, пусть придумают способы извиниться — например, рукописную записку. Эти последствия могут помочь им научиться анализировать свои действия и обрести сочувствие к другим.

11. Будьте чуткими

Помните, что ваш ребенок всего лишь молодой человек, пытающийся ориентироваться в мире. Поставьте себя на их место и постарайтесь понять их ситуацию, а не злиться на них.

Когда вы начинаете сопереживать своим детям, вы автоматически начинаете искать способы исправить проблему вместо того, чтобы кричать на ребенка и заземлять его.

Открытое общение — ключ к здоровым отношениям между родителями и детьми. Ваш ребенок будет чувствовать себя более уверенно, рассказывая вам о различных аспектах своей жизни, и охотно придет к вам за советом.

1. В каком возрасте я должен начинать заземлять своего ребенка

Вы можете попробовать это для детей около 10 лет. Техника заземления дисциплины может хорошо работать для детей старшего возраста, поскольку им больше не нравятся идеи тайм-аутов или ласковые слова. . (4).

2. Что я могу сделать вместо заземления моего ребенка?

Для начала научитесь управлять своим гневом и постарайтесь понять эмоции ребенка, не осуждая их. Как только они узнают, что могут доверять вам, они будут чувствовать себя в безопасности, чтобы взаимодействовать с вами. Затем вы можете сосредоточиться на основной причине ненадлежащего поведения и возможных способах эффективного решения этой проблемы (5).

3. Как я могу убедиться, что мой ребенок получает удовольствие от заземления?

Если ваш ребенок находится под наказанием, вы можете попросить его пойти на прогулку, почитать книги, подумать о том, за что его наказали, написать письмо с извинениями и помочь вам по хозяйству.

Вы должны дисциплинировать своего ребенка и учить его правильным вещам, но если вы переборщите с дисциплиной, это может в конечном итоге оттолкнуть вашего ребенка от вас. Заземление детей по разным причинам, таким как непослушание, ложь или вредные привычки, может их расстроить. Но, с другой стороны, также важно, чтобы вы делали это для их блага и добивались того, чтобы они понимали свои ошибки и не держали на вас зла. Кроме того, не забывайте проявлять сочувствие к своему ребенку и предоставлять ему безопасное пространство с семьей, чтобы он знал, что вы заботитесь о его интересах.

Основные указания

• Родители обычно наказывают своих детей за непослушание, неуважительное или неподобающее поведение.
• Необоснованное заземление может быть проблематичным.
• У детей, которые часто подвергаются заземлению, может развиться тревога, бунтарское отношение или иногда они могут затаить на вас злобу.
• Если вам необходимо использовать заземление в качестве крайней меры для наказания вашего ребенка, проявите сострадание, поговорите с ним в мире и заранее сообщите ему о последствиях.

Ссылки:

Статьи MomJunction написаны на основе анализа исследовательских работ авторов-экспертов и учреждений. Наши ссылки состоят из ресурсов, установленных властями в соответствующих областях. Вы можете узнать больше о достоверности информации, которую мы представляем в нашей редакционной политике.

1. Вместо того, чтобы заземлять своего подростка, заставьте его работать; Регенты Мичиганского университета
2. Модифицированное заземление; Центр эффективного воспитания детей
3. Заземление как метод воспитания – руководство для родителей; Медицинский центр Университета Небраски
4. Дисциплина: Заземление; Медицинский центр Тафтс
5. Вместо заземления вашего ребенка: 12 шагов, чтобы преподать урок; The Family & Youth Institute

Следующие две вкладки изменяют содержание ниже.

• Рецензент
• Автор

Ниша Бхаратан — внештатный писатель с опытом написания материалов о здоровье и финансах для различных индийских и международных клиентов. После окончания инженерного факультета Университета Савитрибай Пхуле Пуна она прошла курсы контент-маркетинга, чтобы дополнить свой интерес к писательству. Ниша пишет статьи, посвященные развитию детей, их занятиям, поделкам, играм и забавным элементам, которые развлекают детей и семьи…. больше

Доктор Маргарет Энн Диксон — психолог, занимающийся частной практикой в ​​штате Невада, США. Она проводит терапию для пар и отдельных лиц – молодых и зрелых. Она имеет опыт школьной психологии и работала с родителями, детьми и школьными командами. Когда-то она была учителем английского языка и в свободное время любит редактировать статьи. Она также играет… подробнее

Упражнения от беспокойства, посттравматического стресса и прочего

Заземление — это практика, которая поможет вам избавиться от воспоминаний, нежелательных воспоминаний и отрицательных или сложных эмоций.

Техники заземления — это упражнения, которые могут помочь вам снова сосредоточиться на настоящем моменте, чтобы отвлечься от тревожных чувств.

Вы можете использовать техники заземления, чтобы освободить пространство от неприятных ощущений практически в любой ситуации, но они особенно полезны для улучшения: травматическое стрессовое расстройство (ПТСР)

диссоциация

Эти техники используют ваши пять чувств или осязаемые объекты — вещи, к которым вы можете прикоснуться, — чтобы помочь вам справиться с бедствием.

1. Опустите руки в воду

Обратите внимание на температуру воды и ее ощущения на кончиках пальцев, ладонях и тыльной стороне ладоней. Ощущается ли оно одинаково в каждой части вашей руки?

Сначала используйте теплую воду, затем холодную. Затем попробуйте сначала холодную воду, а затем теплую. Есть ли разница между переключением с холодной на теплую воду и с теплой на холодную?

2. Поднимите или коснитесь предметов рядом с вами

Вещи, к которым вы прикасаетесь, мягкие или твердые? Тяжелый или легкий? Теплый или прохладный? Сосредоточьтесь на текстуре и цвете каждого предмета. Заставьте себя думать о конкретных цветах, таких как малиновый, бордовый, индиго или бирюзовый, а не просто о красном или синем.

3. Дышите глубоко

Медленно вдохните, затем выдохните. Если это поможет, вы можете говорить или думать «вдох» и «выдох» с каждым вдохом. Почувствуйте, как каждый вдох наполняет ваши легкие, и отметьте, каково это, когда вы выталкиваете его обратно.

4. Насладитесь едой или напитком

Откусывайте небольшими кусочками или глотками любимую еду или напиток, позволяя себе полностью ощутить вкус каждого кусочка. Подумайте о его вкусе и запахе, а также об ароматах, которые остаются на вашем языке.

5. Совершите короткую прогулку

Сконцентрируйтесь на своих шагах — вы даже можете их сосчитать. Обратите внимание на ритм своих шагов и на то, каково это поставить ногу на землю, а затем снова поднять ее.

6. Держите кусочек льда

На что это похоже вначале? Сколько времени нужно, чтобы начать таять? Как меняется ощущение, когда лед начинает таять?

7.

Насладитесь ароматом

Есть ли аромат, который вам нравится? Это может быть чашка чая, трава или специя, любимое мыло или ароматическая свеча. Медленно и глубоко вдохните аромат и постарайтесь отметить его качества (сладкий, пряный, цитрусовый и т. д.).

8. Двигайтесь

Сделайте несколько упражнений или растяжек. Вы можете попробовать:

• прыжки на гантелях
• прыжки вверх и вниз
• прыжки со скакалкой
• бег на месте
• растяжку разных групп мышц одну за другой

Обратите внимание на то, что чувствует ваше тело при каждом движении и когда ваши руки или ноги касаются пола или двигаются по воздуху.

Как пол ощущается вашими ногами и руками? Если вы прыгаете через скакалку, прислушайтесь к звуку скакалки в воздухе и когда она падает на землю.

9. Прислушайтесь к своему окружению

Уделите несколько минут тому, чтобы прислушаться к окружающим вас звукам. Ты слышишь птиц? Лай собак? Машины или трафик? Если вы слышите, как люди разговаривают, что они говорят? Вы узнаете язык?

Позвольте звукам окутать вас и напомнить, где вы находитесь.

10. Почувствуйте свое тело

Вы можете делать это сидя или стоя. Сосредоточьтесь на том, как ощущается ваше тело с головы до ног, отмечая каждую часть. Подумайте:

• ваши волосы на плечах или на лбу
• тяжесть вашей рубашки на плечах
• чувствуете ли вы расслабленность или жесткость рук по бокам
• ваше сердцебиение, и является ли оно учащенным или устойчивым
• ваш желудок чувствует себя сытым или голодным
• независимо от того, скрещены ли ваши ноги или стоят ли они на полу

Согните пальцы и пошевелите пальцами ног. Вы босиком или в обуви? Как пол ощущается вашими ногами?

11. Попробуйте метод 5-4-3-2-1

Работая в обратном направлении от 5, используйте свои чувства, чтобы составить список вещей, которые вы замечаете вокруг себя. Например, вы можете начать с перечисления:

• пять вещей, которые вы слышите
• четыре вещи, которые вы видите
• три вещи, к которым вы можете прикоснуться с того места, где вы сидите
• две вещи, которые можно почувствовать по запаху
• одну вещь, которую можно попробовать на вкус

Постарайтесь замечать мелочи, на которые вы, возможно, не всегда обращаете внимание, такие как цвет пятен на ковре или шум вашего компьютера.

В этих упражнениях на заземление используются ментальные отвлекающие факторы, помогающие перенаправить ваши мысли от неприятных чувств к настоящему.

12. Поиграйте в игру на развитие памяти

Посмотрите на детальную фотографию или картинку (например, городской пейзаж или другую «живую» сцену) в течение 5–10 секунд. Затем переверните фотографию лицевой стороной вниз и воссоздайте ее в своем воображении как можно подробнее. Или вы можете мысленно перечислить все, что вы помните по картинке.

13. Думайте категориями

Выберите одну или две широкие категории, например, «музыкальные инструменты», «ароматы мороженого» или «бейсбольные команды». Потратьте минуту или около того, чтобы мысленно перечислить как можно больше вещей из каждой категории.

14. Используйте математику и числа

Даже если вы не разбираетесь в математике, числа могут помочь вам сосредоточиться.

Попробуйте:

• прокрутите в уме таблицу умножения.
• считать в обратном порядке от 100
• выбирать число и думать о пяти способах его образования (6 + 11 = 17, 20 – 3 = 17, 8 × 2 + 1 = 17 и т. д.)

15. Расскажите что-нибудь

Вспомните стихотворение, песню или отрывок из книги, который вы знаете наизусть. Прочитайте его тихо про себя или про себя.

Если вы произносите слова вслух, сосредоточьтесь на форме каждого слова на ваших губах и во рту. Если вы произносите слова в уме, визуализируйте каждое слово так, как вы видите его на странице.

16. Рассмеши себя

Придумай глупую шутку — такую, какую можно найти на обертке от конфет или на палочке от эскимо.

Вы также можете посмотреть свое любимое забавное видео с животными, отрывок из комедии или телешоу, которое вам нравится, или что-нибудь еще, что, как вы знаете, заставит вас смеяться.

17. Используйте якорную фразу

Это может быть что-то вроде: «Я полное имя. Мне Х лет. Я живу в городе, штат. Сегодня пятница, 3 июня. 10:04 утра. Я сижу за своим столом на работе. В комнате больше никого нет».

Вы можете расширить фразу, добавляя детали, пока не почувствуете себя спокойно, например: «Идет небольшой дождь, но я все еще вижу солнце. Это мое время перерыва. Я хочу пить, поэтому я собираюсь сделать чашку чая».

18. Визуализируйте ежедневное задание, которое вам нравится или которое вы не против выполнить

Например, если вам нравится стирать белье, подумайте, как бы вы складывали готовую одежду.

«Одежда выходит из сушилки теплой. Они мягкие и в то же время немного жесткие. Они чувствуют себя легкими в корзине, даже если они переливаются через верх. Я раскладываю их над кроватью, чтобы они не помялись. Я сначала складываю полотенца, встряхиваю их, прежде чем сложить пополам, потом на треть», и так далее.

19. Опишите обычное задание

Подумайте о том, что вы делаете часто или можете делать очень хорошо, например, готовите кофе, запираете свой офис или настраиваете гитару. Выполняйте процесс шаг за шагом, как будто вы даете кому-то инструкции о том, как это сделать.

20. Представьте, что вы оставляете болезненные ощущения позади

Визуализируйте:

• собираете эмоции, комкаете их и складываете в коробку
• гуляете, плаваете, катаетесь на велосипеде или бегаете трусцой от болезненных ощущений
• ваши мысли как песня или телепередача, которые вам не нравятся, переключая канал или уменьшая громкость — они все еще там, но вам не нужно их слушать.

21. Опишите, что вас окружает

Потратьте несколько минут на то, чтобы осмотреть свое окружение и отметить то, что вы видите. Используйте все пять чувств, чтобы представить как можно больше деталей.

«Эта скамейка красная, а вот скамейка зеленая. Под моими джинсами тепло, потому что я на солнце. На ощупь шероховатый, но осколков нет. Воздух пахнет дымом. Я слышу детский смех и лай собак».

Вы можете использовать эти техники, чтобы утешить себя во время эмоционального стресса. Эти упражнения могут помочь вызвать хорошие чувства, которые могут помочь исчезнуть негативным чувствам или казаться менее подавляющими.

22. Представьте себе голос или лицо того, кого вы любите

Если вы расстроены или расстроены, визуализируйте кого-то позитивного в своей жизни. Представьте себе их лицо или подумайте, как звучит их голос. Представьте, что они говорят вам, что момент трудный, но вы справитесь.

23. Проявляйте доброту к себе

Повторяйте про себя добрые, сочувствующие фразы:

• «У тебя тяжелые времена, но ты справишься».
• «Ты сильный, и ты можешь пройти через эту боль».
• «Ты очень стараешься и делаешь все возможное».

Произнесите это вслух или про себя столько раз, сколько вам нужно.

24. Посидите с домашним животным

Если вы дома и у вас есть домашнее животное, потратьте несколько минут, просто посидев с ним. Если они пушистые, погладьте их, обращая внимание на то, как выглядит их шерсть. Рассмотрите их маркировку или уникальные характеристики. Если у вас есть питомец меньшего размера, которого вы можете держать, сконцентрируйтесь на том, как он ощущается в вашей руке.

Не дома? Подумайте о том, что вам больше всего нравится в вашем питомце, или о том, как бы он утешил вас, если бы был рядом.

25. List favorites

List three favorite things in several different categories, such as:

• foods
• trees
• songs
• movies
• books
• places

26. Visualize your favorite place

Подумайте о своем любимом месте, будь то дом любимого человека или чужая страна. Используя каждое из своих чувств, представьте звуки, которые вы слышите, объекты, которые вы видите, и запахи, которые вы чувствуете.

Попытайтесь вспомнить, когда вы в последний раз были там. Подумайте о том, что вы там делали и что вы чувствовали в то время.

27. Запланируйте занятие

Это может быть то, что вы делаете в одиночку или с другом или любимым человеком. Подумайте, что вы будете делать и когда. Может быть, вы поужинаете, прогуляетесь по пляжу, посмотрите фильм, который давно ждали, или посетите музей.

Сосредоточьтесь на деталях, например, что вы будете носить, когда вы пойдете и как вы туда доберетесь.

28. Прикоснитесь к чему-нибудь утешительному

Это может быть ваше любимое одеяло, любимая многими футболка, гладкий камень или что-то, к чему приятно прикасаться. Подумайте о том, как он ощущается под вашими пальцами или в руке.

Если у вас есть любимый свитер, шарф или пара носков, наденьте их и задумайтесь о ощущении ткани на коже.

29. Перечислите положительные вещи

Напишите или мысленно перечислите четыре или пять вещей в вашей жизни, которые приносят вам радость, кратко визуализируя каждую из них.

30. Слушайте музыку

Включите свою любимую песню, но притворитесь, что слушаете ее в первый раз. Сосредоточьтесь на мелодии и текстах (если они есть).

Песня вызывает у вас мурашки или другие физические ощущения? Обратите внимание на части, которые больше всего выделяются для вас.

Несмотря на то, что исследований, объясняющих, как работают методы заземления, немного, эти методы представляют собой общую стратегию управления посттравматическим стрессовым расстройством и тревогой.

Методы заземления используют такие инструменты, как визуализация и чувства, включая зрение, слух и обоняние, чтобы отвлечь вас от множества возможных чувств и мыслей.

Во время панической атаки или травмирующего воспоминания ваши эмоции могут взять верх над вашими мыслями и физическими реакциями. Сосредоточение внимания на настоящем с помощью техник заземления может помочь прервать реакцию вашего тела и вернуть ваш мозг и чувства в безопасное место.

Используйте методы заземления, чтобы помочь вам справиться с такими чувствами, как:

• дистресс
• травматические воспоминания
• ночные кошмары
• болезненные эмоции, такие как гнев
• тревога

Лучше всего попробовать выполнить упражнение на заземление, когда вы впервые почувствуете себя плохо. Не ждите, пока дистресс достигнет уровня, с которым будет труднее справиться. Если техника сначала не сработает, попробуйте немного поработать с ней, прежде чем переходить к другой.

Заземлить себя не всегда легко. Может потребоваться некоторое время, чтобы найти методы, которые лучше всего подходят для вас в различных ситуациях.

Вот несколько дополнительных советов, которые помогут вам максимально эффективно использовать эти методы:

• Практика. Практика заземления может помочь, даже если вы не диссоциируете и не испытываете стресса. Если вы привыкнете к упражнению до того, как вам понадобится его использовать, может потребоваться меньше усилий, когда вы захотите использовать его, чтобы справиться с ситуацией в данный момент.
• Избегайте присвоения значений. Например, если вы заземляете себя, описывая свое окружение, сосредоточьтесь на его основах, а не на том, как вы к ним относитесь.
• Проверьте себя. До и после упражнения на заземление оцените свой дистресс по шкале от 1 до 10. Каков уровень вашего дистресса в начале? Насколько он уменьшился после тренировки? Это может помочь вам лучше понять, работает ли конкретная техника для вас.

Техники заземления могут стать мощным инструментом, помогающим справиться с тревожными мыслями в данный момент. Если у вас возникли проблемы с использованием методов заземления, вам может помочь терапевт.

Также важно обратиться за помощью к терапевту, чтобы вы могли устранить первопричину своих страданий. Если у вас его еще нет, ознакомьтесь с нашим руководством по доступной терапии.

Введение в заземление для обеспечения электромагнитной совместимости

Надлежащее заземление является важным аспектом проектирования электронных систем как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости. Заземление играет решающую роль в определении того, что произойдет в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Надлежащие стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучения.

С другой стороны, неправильное заземление может поставить под угрозу безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы. За последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной отказов систем, связанных с электромагнитной совместимостью.

Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Таким образом, может возникнуть вопрос, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием, током возврата. Тот факт, что проводники обратного тока в цифровой электронике часто обозначаются как заземление или GND, может сбивать с толку. Когда проводники обратного тока рассматриваются как заземляющие проводники (или когда заземляющие проводники используются для обратного тока), результатом часто является конструкция со значительными проблемами ЭМС.

Определение заземления

Хорошая стратегия заземления начинается с четкого понимания цели заземления. Прежде всего, земля служит опорным нулевым напряжением цепи или системы. Это хорошо понимали несколько десятилетий назад. В 1992 г. Американский национальный институт стандартов (ANSI) определил заземление следующим образом [1]:

4.152 – заземление. (1) Соединение корпуса оборудования, рамы или шасси с объектом или конструкцией транспортного средства для обеспечения общего потенциала. (2) Соединение электрической цепи или оборудования с землей или с каким-либо проводящим телом относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.

Было хорошо известно, что земля является опорным потенциалом и что заземляющие проводники обычно не являются токоведущими проводниками.

Рис. 1. Розетка на 110 В в США

В США заземленные розетки на 110 В имеют три клеммы, как показано на Рис. подает ток питания. Нейтральная клемма имеет номинальный потенциал 0 Vrms и действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 В (среднеквадратичное значение), но при нормальных условиях ток не проходит. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, которые идут обратно к одной и той же точке в распределительной коробке (точке, которая электрически соединена с землей снаружи здания).

Поскольку нулевой и заземляющий провода проходят в одном месте, они электрически взаимозаменяемы. На самом деле, если бы они были электрически закорочены в розетке с одним проводом, подсоединенным обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать ему быть надежным опорным потенциалом.

Пожалуй, самое важное, что нужно сделать для заземления с точки зрения безопасности и ЭМС, это то, что заземление не является обратным током. Земля и текущая отдача — очень важные понятия, но это не одно и то же. Земля НЕ является путем возврата токов к их источнику. Земля по существу является эталоном нулевого напряжения для цепей и систем изделия. Концепция заземления играет решающую роль в проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

Важность заземления для безопасности

Важной частью проектирования безопасных электрических изделий и систем является знание того, где и когда могут появиться небезопасные напряжения на различных проводящих поверхностях. С точки зрения безопасности заземление является эталоном нулевого напряжения, а напряжение на каждом другом проводнике представляет собой разницу между его напряжением и заземлением. Для зданий эталоном земли обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все крупные металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко соединяются или привязываются к земле.

Площадка под зданием обычно представляет собой металлические стержни, вбитые в грязь рядом с входом в энергосистему. Эти стержни соединены с коробкой выключателя, от которой заземление распределяется на все розетки по нетоковедущим проводам. Они также связаны с любым металлом, который распределяется по всему зданию, например, водопроводными трубами или строительной сталью.

Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью, как правило, должны заземлять металл на заземляющий провод, чтобы гарантировать, что он не может достичь небезопасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании. Если возникает неисправность, вызывающая короткое замыкание между силовым проводником и оголенным металлом, заземляющее соединение с коробкой выключателя обеспечивает потребление большого количества тока. Это приводит к размыканию автоматического выключателя и обесточиванию прибора.

Рисунок 2. Диаграмма, иллюстрирующая основные операции GFCI.

Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов зависит от надежного соединения заземления сетевой розетки с коробкой выключателя. В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильной проводкой может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы исключить короткое замыкание силового соединения на оголенный металл, либо за счет исключения оголенного металла, либо за счет обеспечения срабатывания автоматического выключателя в случае любого короткого замыкания.

Также растет число электротехнических изделий со встроенными прерывателями цепи замыкания на землю (GFCI). GFCI работают, обнаруживая дисбаланс тока между проводами питания и возврата питания. При первых признаках дисбаланса тока, превышающего безопасный порог, GFCI отключает питание.

Защитное заземление может совпадать или не совпадать с заземлением ЭМС, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании с учетом ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных устройствах управления заземление схемы часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности. Это представляет собой уникальную задачу проектирования для инженеров по электромагнитной совместимости, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты хорошо связанными на высоких частотах.

Важность заземления для обеспечения электромагнитной совместимости

Проблемы с электромагнитной совместимостью часто возникают из-за наличия двух больших металлических предметов с разными потенциалами. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к тому, что продукт превысит пределы излучаемых помех. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

Заземление — это, по сути, искусство определения эталона с нулевым напряжением и соединения металлических объектов или цепей с этим эталоном через бестоковое соединение с низким импедансом. Надлежащая стратегия заземления ЭМС гарантирует, что большие металлические конструкции не будут перемещаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным помехам или проблемам с помехоустойчивостью. Соединение металлических предметов для поддержания их одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же заземлению с нулевым напряжением — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

Наземные конструкции

Почти все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это провода заземления, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлическая рама или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и/или корпус.

Структура заземления служит в качестве местного эталона нулевого напряжения. Нельзя позволять чему-либо крупному и металлическому приобретать потенциал, значительно отличающийся от структуры земли. Обычно это достигается путем приклеивания всех крупных металлических объектов к основанию на интересующих частотах. Это также может быть достигнуто путем достаточной изоляции крупных металлических объектов и обеспечения отсутствия возможного источника, который может вызвать возникновение потенциала между ними.

Рис. 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

Например, рассмотрим спутник, показанный на рис. 3. Его наземная конструкция представляет собой металлический корпус, в котором размещена большая часть электроники. Чтобы передать какую-либо значительную электромагнитную мощность на спутник или вывести его из него, необходимо было бы установить напряжение между наземной конструкцией и чем-то еще, имеющим значительную электрическую величину. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме наземной конструкции) являются две решетки солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти решетки с цепями внутри спутника.

Приклеивание массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что значительные напряжения не появятся между большими проводниками, которые могут непреднамеренно служить передающими или принимающими антеннами для шума. Соединительные провода также должны быть связаны с заземляющей конструкцией. Как правило, это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на шумовых частотах, позволяя токам мощности и сигнала протекать без ослабления.

Стратегия заземления, примененная к спутнику в этом примере, может использоваться практически с любым другим устройством или системой, имеющей наземную структуру. Основная философия заключается в том, что сама наземная конструкция представляет собой половину непреднамеренной антенны. Излучаемая связь может возникнуть только в том случае, если между заземляющей конструкцией и другим проводящим объектом значительного электрического размера возникает напряжение. Связывание всех объектов значительного электрического размера с наземной конструкцией предотвращает их непреднамеренное превращение в другую половину антенны.

Эта стратегия заземления важна не только для соблюдения требований к излучаемым помехам и помехоустойчивости, но также играет ключевую роль в удовлетворении требований к кондуктивным помехам и помехоустойчивости, когда заземляющая структура является как опорным нулевым напряжением, так и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов. .

Три важных момента, которые следует учитывать в отношении наземных конструкций:

1. Заземляющая конструкция должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но она не должна быть электрически малой. Иногда вы можете услышать, как кто-то выдвигает аргумент, что земля не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на поверхности, отстоящих друг от друга на четверть длины волны, не одинаков. Этот аргумент необоснован, потому что наземные структуры не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле. Фактически вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

   Земля служит в качестве защитного заземления для большинства систем распределения электроэнергии, даже несмотря на то, что земля, безусловно, не является электрически малой при частоте 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Заземляющие конструкции служат местными эталонами нулевого напряжения. Они не должны быть электрически малы.

2. Наземная конструкция не должна закрывать электронику. Наземная конструкция не является защитным ограждением. Это просто что-то большое и металлическое, которое служит локальным эталоном нулевого напряжения для всего остального большого и металлического.

3. Наземная структура не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, на интересующих нас амплитудах и частотах). Токи, протекающие по проводнику или в проводнике, вызывают обтекание проводника магнитным потоком. Магнитный поток, обволакивающий проводник, индуцирует в нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может управлять одной частью заземляющей конструкции относительно другой части.

Наземные сооружения могут пропускать токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность в качестве наземных сооружений. Например, в большинстве автомобилей рама транспортного средства используется в качестве пути обратного тока для фар и некритических датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить в качестве заземляющей конструкции на более высоких частотах.

Важно отметить, что хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи наведенного шума. Фактически правильное использование заземляющей конструкции зависит от ее способности проводить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом для контроля непреднамеренных напряжений.

Заземляющие проводники

Заземляющие проводники представляют собой соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые соединяют большие металлические предметы с заземляющей конструкцией. Как и наземные сооружения, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция заключается в удержании напряжения между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. е. сопротивление плюс индуктивное сопротивление), чтобы гарантировать, что их импеданс, умноженный на максимальный ток, который они могут пропускать, будет ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары соединен с заземляющей конструкцией через 1-сантиметровый контакт разъема, как показано на рис. 4. По витой паре передается псевдодифференциальный сигнал со скоростью 100 Мбит/с с синфазным шумом. ток 0,3 мА на частоте 100 МГц. Напряжение, воздействующее на экран кабеля относительно платы, примерно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет приблизительно 10 нГн (т. е. 1 нГн/мм), напряжение, воздействующее на экран кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и необходимо будет предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

Рис. 4. Витая пара с экраном, подключенным к заземляющей конструкции.

Гальваническая коррозия

Когда заземляющее соединение выполняется путем соединения болтами двух плоских металлических поверхностей, сопротивление соединения может быть более важным, чем индуктивность. Это особенно верно, когда интерфейс между ними подвергается коррозии.

Потенциал гальванической коррозии является мерой того, насколько быстро разнородные металлы будут подвергаться коррозии при контакте. Коррозия зависит от наличия электролита, такого как вода; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

В таблице на рис. 5 рядом с их названиями указаны анодные индексы для нескольких распространенных металлов. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое будет возникать между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные показатели вычитаются, как указано на графике. В зависимости от окружающей среды связи между материалами с разностью потенциалов более 0,95 вольт обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

Заземление и обратный ток

Как указано в начале этой главы, заземление и обратный ток — это две очень разные функции. К сожалению, многие проводники обратного тока помечены как «земля» в реальных продуктах. Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам, и наоборот.

Например, неполная схема платы на рис. 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих оснований. Очень маловероятно, что разработчику этой схемы нужны были четыре разных источника нулевого напряжения. На самом деле четыре заземления соединены перемычками, что указывает на намерение разработчика иметь один опорный нулевой вольт.

Рис. 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

Компоновка платы, показанная на рис. 7, показывает слой с двумя изолированными цепями, помеченными «GND» и «AGND». Изоляция заземления затрудняет поддержание одинакового потенциала всех крупных металлических объектов в системе. Как правило, это следует делать только тогда, когда это необходимо из соображений безопасности. Так почему же эти «основания» изолированы?

Рис. 7. Один слой макета платы с двумя заземлениями.

В двух приведенных выше примерах причина, по которой «земляные» сети были изолированы, заключается в том, что на самом деле они не были землей. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов. Дизайнерам не нужны изолированные ссылки с нулевым напряжением. Они изолировали проводники обратного тока, пытаясь избежать связи с общим импедансом.

Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан с аудиосхемами, если они имеют один и тот же ток возврата. проводники. Например, рассмотрим простую плату, показанную на рис. 8а. Он имеет два цифровых компонента, цифро-аналоговый (D/A) преобразователь и усилитель для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует заземляющий слой в качестве обратного пути. На частотах в килогерц и ниже ток, возвращающийся на плоскость, распространяется с распределением, приблизительно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся из усилителя в цифро-аналоговый преобразователь, следует по пути, примерно показанному синими линиями на рисунке 8b.

Рис. 8. Простая плата смешанных сигналов слева (а) и приблизительное распределение обратного тока на заземляющем слое (б).

Очевидно, что в текущем распределении много совпадений. Это приводит к связи с общим импедансом, потому что токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземления с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющего слоя было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то напряжение, индуцируемое в аналоговых цепях, было бы порядка 100 мкВ.

Пятьдесят лет назад инженеры, разрабатывающие звуковые схемы, заметили, что напряжения, индуцируемые в звуковых цепях из-за связи с общим сопротивлением от цифровых схем, часто были неприемлемыми. Люди могли слышать цифровой шум в акустическом сигнале.

Очевидным решением было изолировать обратные токи цифровых сигналов от обратных токов аналоговых сигналов. В то время платы с более чем двумя слоями не были распространены, поэтому популярный подход заключался в том, чтобы зазорить текущую обратную плоскость. Пример этого показан на рисунке 9..

Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости возврата тока слева (а) и примерным распределением обратного тока на плоскости заземления (б).

Поскольку низкочастотные токи не могут протекать через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном аналоговыми токами, и значительно уменьшает связь общего импеданса.

На относительно простых двухслойных платах 19В 60-х и 1970-х годах зазор между «земляной» плоскостью между аналоговыми и цифровыми цепями часто был эффективным способом устранения неприемлемых перекрестных помех из-за общей связи импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что в конце концов люди пришли к выводу, что между цифровыми и аналоговыми цепями всегда должен быть зазор между заземляющими слоями. Так родилось правило проектирования, а дизайнеры плат любят правила проектирования. Пятьдесят лет спустя многие разработчики плат по-прежнему придерживаются этого правила проектирования, хотя оно уже не имеет смысла. На самом деле, лучшим правилом проектирования современных плат является отсутствие зазоров между аналоговыми и цифровыми цепями в плоскости заземления.

Чтобы проиллюстрировать, почему это так, рассмотрите схему платы на рис. 10. Она имеет те же компоненты, что и в предыдущем примере, и, как и в предыдущем примере, имеет зазор между плоскостью заземления между аналоговой и цифровой схемой. Однако в этом случае зазор окружает аналоговую схему с трех сторон.

Рис. 10. Ужасная схема смешанной сигнальной платы слева (а) и намного лучшая альтернативная схема справа (б).

График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, иллюстрирует превосходную изоляцию между цифровыми и аналоговыми обратными токами. Но предыдущие графики обратных токов не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что имеются четыре цифровые дорожки, соединяющие цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Эти сигналы также требуют обратных токов. Эти токи должны проходить от контакта заземления цифро-аналогового компонента к контакту заземления цифрового компонента. Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь разрыв вынуждает эти токи разделять ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот разрыв потенциально может сделать ее намного хуже.

Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой схемой имеет решающее значение. Часто было трудно определить правильное место для разрыва пятьдесят лет назад. В современных платах высокой плотности зазоры между плоскостями, как правило, являются неработоспособным и совершенно ненужным решением несуществующей проблемы.

Существует как минимум три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазорах между плоскостями заземления:

1. Цифровые и аналоговые сигналы работают на гораздо более высоких частотах, чем 50 лет назад. На частотах выше примерно 100 кГц обратные токи на заземляющем слое ограничены областями непосредственно под сигнальными дорожками. Поскольку они не расходятся по плоскости, зазоры на плоскости не улучшают изоляцию между цепями.

2. Даже на частотах кГц и ниже, , сопротивление заземляющих слоев печатной платы составляет менее 1 мОм/квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на землю, способны индуцировать только милливольты (в худшем случае) напряжения в других цепях, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может быть проблемой.

3. В тех ситуациях, когда нельзя допустить миллиомную связь, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое . Например, лучшим решением проблемы соединения в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостями. На рис. 10b показано, как возврат аналогового тока с использованием трассы на верхнем слое позволяет полностью избежать распространенной проблемы связи импеданса. В платах с большим количеством аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно необходимо соединить их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы с излучаемыми помехами. Маршрутизация изолированных возвратов по соседним слоям значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

Обратите внимание, что дорожка возврата аналогового тока на рис. 10b соединена с плоскостью возврата цифрового тока одним переходным отверстием, расположенным рядом с контактом заземления ЦАП. Через переходное отверстие не проходят аналоговые или цифровые обратные токи. Его единственная функция состоит в том, чтобы гарантировать, что аналоговые и цифровые схемы имеют один и тот же опорный нулевой уровень напряжения. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводником, тогда как плоскость и дорожка являются проводниками обратного тока.

Одноточечные и многоточечные заземления

Предположим, что аналоговая трасса обратного тока на рис. 10b имеет два сквозных соединения с плоскостью цифрового обратного тока, как показано на рис. 11. Теперь у аналогового обратного тока есть два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться на плоскости. Ток будет разделяться в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться на плоскость. Аналогично, некоторый цифровой ток будет протекать по трассе возврата аналогового тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему импедансу.

Рис. 11. Добавление второго соединения между двумя изолированными токоотводами может означать, что они больше не изолированы на низких частотах.

Вообще говоря, два пути обратного тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Переходное соединение на рисунке 10b является примером заземления в одной точке. Одноточечное заземление является важной концепцией ЭМС, хотя проектировщики часто неправильно понимают ее, поскольку не проводят должным образом различия между токоотводами и заземляющими проводниками.

Рис. 12. Заземление в одной точке.

На рис. 12 показана концепция одноточечного заземления. Изолированные цепи или системы подключаются к одной точке через нетоконесущие заземляющие проводники. На рис. 13 показана другая реализация, в которой заземляющие проводники соединяются более чем в одной точке, но все они по-прежнему относятся к одной точке. Одним из примеров этого является заземление в зданиях. Каждое заземленное устройство имеет выделенный проводной путь к электросети здания, но параллельные пути создаются сантехническими соединениями или изделиями, внешние металлические поверхности которых находятся в электрическом контакте. Подключение заземляющих проводников более чем в одной точке не снижает эффективность схемы заземления.

Рис. 13. Еще одна реализация одноточечного заземления.

Хотя одноточечное заземление является важной концепцией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи имели одинаковое опорное значение нулевого напряжения, оно не работает, если по заземляющим проводникам проходят сигнальные или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы. Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь могут возвращаться через предназначенный синий проводник или проходить по дополнительному соединению с правой цепью и обратно в среднюю цепь через «одноточечное» заземление.

Рис. 14. Это НЕ одноточечное заземление.

Путь на рис. 14 от одноточечного подключения к среднему контуру, правому контуру и обратно к одноточечному подключению иногда называют контуром заземления. Заземляющие контуры часто считаются несовместимыми с заземлением в одной точке и часто упоминаются как источник общей связи импеданса; но это неправильно. На рис. 13 показан контур заземления, и это по-прежнему хорошая реализация заземления в одной точке. Контур заземления на рис. 14 включает сегмент, который вообще не заземлен. Синий проводник в средней цепи можно назвать «землей» на схеме платы, но это проводник обратного тока.

Как правило, контуры заземления работают нормально, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления. Если один или несколько проводников в петле являются низкочастотными проводниками с обратным током, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему импедансу.

На рис. 15 показан еще один пример неправильного применения концепции заземления в одной точке. Этот пример был взят из инструкции производителя по применению, в которой клиентам рекомендуется компоновка драйвера трехфазного двигателя. Идея заключалась в том, чтобы обеспечить, чтобы все три фазы имели такое же опорное нулевое напряжение, как и двигатель. Реализация требовала вернуть все коммутационные токи и ток двигателя в одну и ту же точку.

Рис. 15. Одноточечный обратный ток (плохая идея).

Конечно, это не точечное заземление. Это текущая доходность в одной точке. Хотя все проводники помечены как заземление на схеме и на топологии платы, они не являются заземлением. Они являются проводниками обратного тока.

Направление всех коммутационных токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем в противном случае. Это гарантирует, что будет высокий общий импеданс, а также взаимная индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигатель не будут иметь одинаковое опорное нулевое напряжение.

По сути, важно помнить, что заземление в одной точке является важной стратегией обеспечения того, чтобы изолированные цепи и устройства имели одинаковый опорный нулевой уровень напряжения. С другой стороны, обратные токи в одной точке часто являются основной причиной значительных проблем электромагнитной связи.

Рис. 16. Многоточечное заземление.

Альтернативой стратегии одноточечного заземления является стратегия многоточечного заземления. Пример этого показан на рисунке 16. Вместо одной точки земля определяется локально. По сути, это концепция наземной структуры, описанная ранее.

Обычно в системах, использующих заземляющую структуру, цепи и модули, не изолированные от заземляющей конструкции, соединяются более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

Рисунок 17. Гибридная стратегия заземления.

В этом случае соединение между средней и правой цепями позволяет низкочастотным обратным токам протекать по заземляющей конструкции. На этих частотах структуру правильнее было бы описать как структуру с возвратом тока. При разработке стратегии заземления важно понимать, что проводящая конструкция может выполнять функцию заземления на одних частотах и ​​функцию обратного тока на других.

Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму транспортного средства, чтобы соответствовать требованиям по излучению и излучениям на высоких частотах, но ни один из модулей не позволяет высокочастотным токам возвращаться на раму. Так что на высоких частотах рама представляет собой многоточечную заземляющую структуру.

На более низких частотах критически важные коммуникации будут выполняться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы не допустить токов сигналов в кадр (и токов кадров в сигналы). Однако основания питания не обязательно должны быть изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по питающим 12-вольтовым проводам, возвращались бы к аккумулятору по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток – кГц) рама представляет собой не заземляющую структуру, а структуру с возвратом тока. Силовой ток в амперах, протекающий по раме из-за одного модуля, может индуцировать 100 милливольт на заземлении других модулей, но на большинство модулей не повлияют сотни милливольт на очень низких частотах.

Предположим, схема слева на рис. 17 представляет собой распределение мощности на стартер двигателя внутреннего сгорания. Эта цепь может потреблять сотни ампер тока во время запуска двигателя. Возврат этих токов на раму транспортного средства может привести к неприемлемому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае может быть принято решение изолировать обратку от стартера и соединить ее с рамой в одной точке.

Стратегии заземления

Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для ЭМС или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь такую ​​стратегию. Проблемы обычно возникают, когда заземляющий проводник рассматривается как проводник с обратным током или проводники с обратным током рассматриваются как заземляющие проводники.

Надлежащие стратегии возврата тока обычно сосредоточены на обеспечении путей с низкой индуктивностью для высокочастотных токов и поддержании контроля над путями низкочастотных токов.

Надлежащие стратегии заземления сосредоточены на определении и защите нулевого опорного напряжения для каждой цепи и системы.

Одним из методов отслеживания того, служат ли проводники в первую очередь для функции заземления или функции возврата тока, является их соответствующая маркировка. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «Шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основной функцией которой является возврат цифровых токов. к их источнику. Половина успеха в разработке хорошей стратегии заземления заключается в том, чтобы правильно распознать и сохранить целостность истинных оснований.

Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение структуры заземления. На системном уровне наземной конструкцией всегда является металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата соединяется с рамой, заземление платы должно быть там, где происходит это соединение. Если рамы нет или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто на входе питания 0 вольт).

Вообще говоря, все крупные металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. д.) должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительных нежелательных взаимодействий. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между рамой или шасси и любыми токоведущими цепями. К сожалению, близлежащие высокочастотные цепи относительно легко индуцируют ток в микроамперах в этих структурах, чего достаточно, чтобы вызвать проблемы с излучаемыми помехами. Предотвращение этого без привязки к раме обычно требует ограничения полосы пропускания схемы, экранирования схемы и/или увеличения расстояния между схемой и рамой.

Ссылки

[1]   Американский национальный словарь стандартов по технологиям электромагнитной совместимости (ЭМС), электромагнитного импульса (ЭМИ) и электростатического разряда (ЭСР), ANSI C63.14-1992.

 

Заземление электросетей: то, чего вы не знаете, может навредить вам

Электромонтажники, особенно обходчики, регулярно используют системы заземления в качестве меры защиты от поражения электрическим током. Многие работники электроэнергетики десятилетиями применяли определенные принципы заземления, но в последние годы были обнаружены некоторые более безопасные методы. Важно быть в курсе этих изменений.

Джим Вон и Дэнни Рейнс — эксперты в области электроэнергетики и опытные специалисты по безопасности. Они познакомили нас с некоторыми важными принципами заземления, включая те, которые были обновлены в последние годы. Вот краткое изложение того, что они сказали:

Что такое заземление?

Заземление с целью защиты работников имеет два основных требования:

1. Вызывать немедленное срабатывание защитных устройств в случае случайного включения линий или оборудования
2. Во избежание воздействия опасных перепадов электрического потенциала на каждого сотрудника

Важно отметить, что заземление сети отличается от постоянного заземления. Системы постоянного заземления в зданиях устанавливаются таким образом, чтобы ток не протекал, за исключением аварийных ситуаций. Однако в системах заземления коммунальных сетей ток всегда течет, даже в постоянных заземлениях.

Факты о заземлении

• Заземление оборудования может убить вас даже при отсутствии неисправности.
• Высокое напряжение по-прежнему будет появляться на заземленном проводе или неисправном оборудовании, просто оно не будет оставаться горячим так долго, потому что отключится.
• В точке «заземления» будут градиенты напряжения, простирающиеся до 15 футов или более при неисправности распределительного напряжения.
• Эквипотенциальность — это когда все проводящие объекты в пространстве имеют одинаковый уровень электрического заряда или его отсутствие. Это означает, что вы можете получить травму через землю, просто стоя рядом с заземляющим стержнем.
• Требуется около 50 вольт, чтобы разрушить электрическое сопротивление вашей кожи, и около 50 миллиампер, чтобы серьезно повредить вас от электрического воздействия.

На двух приведенных ниже пиктограммах показаны шаговые потенциалы и потенциалы прикосновения, а также уровни рассеяния напряжения в зависимости от расстояния:

Понимание неисправностей и заземления

Основная причина заземления электрической системы — обеспечить немедленную очистку путем обеспечения пути на землю для токов короткого замыкания. Может быть, люди думают, что заземление останавливает поток электричества, но в заземленной системе все еще есть поток тока и напряжения.

Распространенное заблуждение состоит в том, что заземление защищает вас от травм. Но в то время как заземление вызывает немедленное срабатывание защитного устройства цепи, его соединение защищает человека. В заземленной цепи течет ток, и в ней может появиться напряжение, а это значит, что вам все равно может быть причинен вред.

Эквипотенциальные зоны

Могут быть различия в электрическом потенциале, создаваемые различными сопротивлениями, особенно на механическом оборудовании, таком как прицепы для барабанов, съемники и натяжители. Использование подвижного заземления для соединения оборудования выравнивает все потенциальные напряжения даже на поверхностях с высоким сопротивлением, таких как подшипники и механические соединения. Распространенной ошибкой является подключение подвижного заземления к заземляющему стержню, который мало что делает для выравнивания напряжений, которые могут возникать на оборудовании.

Решение состоит в том, чтобы соединить провод с оборудованием, что создает область эквипотенциала. Соединив провод и движущееся оборудование вместе, человек, находящийся на оборудовании, не подвергается воздействию и не может пострадать. В нижней части оборудования установите эквипотенциальный коврик, чтобы исключить возможность шага или касания человека, стоящего рядом с оборудованием или взбирающегося на него.

На приведенной ниже фотографии показан один из способов соединения оборудования с помощью мата (желтого цвета) на земле под оборудованием, подключенным к подвижному заземлению.

В местах, где у вас есть несколько единиц оборудования, соединенных вместе, вы можете построить большую эквипотенциальную плоскость, взяв такие материалы, как армирующие панели, и соединив их вместе с алюминием № 4, чтобы все они были электрически соединены. Тогда вы создали эквипотенциальную плоскость, которая защитит всех внутри этой зоны, даже от неисправностей и индукции.

Заземление рабочей зоны (Эквипотенциальное заземление)

В течение многих лет считалось, что работа между землями защищает вас.