Сопротивление грунта и заземление

 

Удельное сопротивление грунта – это главный параметр, который влияет на конструкцию заземляющего устройства: количество и длину заземляющих электродов. Физически оно равняется электрическому сопротивлению, которое грунт оказывает току при прохождении им расстояния между противоположными гранями условного куба объёмом 1 куб. м.; размерность Ом*м. Удельное сопротивление зависит от многих факторов: состава и структуры грунта, его плотности, влажности, температуры, наличия примесей – солей, кислот, щелочей. Все эти параметры изменяются в течение года, поэтому соответствующим образом меняется и сопротивление грунта. Данный факт нужно учитывать при проведении замеров, расчётов, а также при измерении сопротивления растеканию смонтированного заземляющего устройства.

Сопротивление грунта и сопротивление заземления

Чем ниже значение удельного сопротивления грунта, тем лучше электрический ток растекается в среде, и тем меньше получится сопротивление заземляющего устройства.

Низкое сопротивление заземления обеспечивает поглощение грунтом токов повреждений, токов утечки и молниевых токов, что предотвращает их нежелательное протекание по проводящим частям электроустановок и защищает контактирующих с ними людей от поражения электрическим током, а оборудование — от помех и нарушений работы. Заземляющее устройство обязательно должно быть дополнено правильно организованной системой уравнивания потенциалов.

Такие объекты, как жилой дом и линия электропередачи не требуют столь низкого сопротивления заземления, как, например, подстанции и сооружения с большим объёмом информационного и коммуникационного оборудования: ЦОД, медицинские центры и объекты связи. Более низкое сопротивление заземляющего устройства можно обеспечить растеканием тока с большего количества электродов, при том что высокое сопротивления грунта приводит к ещё большему увеличению габаритов заземлителя.

Норма сопротивления заземляющего устройства определяется ПУЭ 7 изд. раздел 1.7. – для электроустановок разных классов напряжения, пункты 2. 5.116-2.5.134 – для линий электропередачи, а также другими отраслевыми стандартами и документацией к аппаратам и приборам.

Удельное сопротивление преимущественно зависит от типа грунта. Так, «хорошие» грунты, обладающие низким сопротивлением – это глина, чернозём (80 Ом*м), суглинок (100 Ом*м). Сопротивление песка сильно зависит от содержания влаги и колеблется от 10 до 4000 Ом*м. У каменистых грунтов оно легко может достигать нескольких тысяч Ом*м: у щебенистых — 3000-5000 Ом*м, а у гранита и других горных пород — 20000 Ом*м.

Удельное сопротивление грунтов в России

Среднее удельное сопротивление часто встречающихся на территории России грунтов приведено в таблице на странице, посвященной удельному сопротивлению грунта

Принять тип грунта можно по карте почв на территории России (для просмотра карты в полном размере, щёлкните на ней).

Значения, приведённые в таблицах справочные и подходят только для ориентировочного расчёта в том случае, когда другая информация отсутствует. Для того чтобы получить точное значение удельного сопротивления, необходимо проводить изыскательные работы. Замеры грунта проводятся в полевых условиях методом амперметра-вольтметра, а также путем измерения инженерно-геологических элементов (ИГЭ), проведенных на разной глубине методом вертикально электрического зондирования (ВЭЗ). Значения, полученные этими двумя способами, могут значительно отличаться, также, как отличаются характеристики грунта незначительно удаленных точек на местности. Поэтому, чтобы исключить ошибку в расчетах необходимо брать максимальный из результатов этих двух методов при приведении к однослойной расчётной модели. Если для расчётов необходимо привести грунт к двухслойной модели, то использовать можно только метод ВЭЗ.

Сезонное изменение сопротивления грунта и его учёт

Для учёта сезонных изменений и влияния природных явлений «Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов» оперирует коэффициентом промерзания, который предписывается определенной климатической зоне России и коэффициентом влажности, учитывающим накопленную грунтом влагу и количество осадков, выпавших перед измерением. РД 153-34.0-20.525-00 при определении сопротивления заземляющего устройства подстанций использует сезонный коэффициент.

При пропитывании почвы водой, удельное сопротивление может снижаться в десятки раз, а при промерзании в разы увеличиваться. Поэтому, в зависимости от того, в какое время года были выполнены измерения, необходимо учитывать данные коэффициенты.

Это позволит предотвратить превышения нормы заземляющего устройства в результате изменений удельного сопротивления; нормируемое значение в соответствии с ПУЭ 7 изд. должно обеспечиваться при самых неблагоприятных условиях в любое время года.

При увеличении габаритов заземляющего устройства влияние сезонных изменений значительно снижается. Если заземлитель имеет горизонтальные размеры порядка 10 метров, то его сопротивление в течение года может изменяться в десятки и сотни раз, тогда как сопротивление заземлителя габаритами 100-200 метров изменяется всего лишь в 2 раза. Это связано с тем, что глубина растекания тока соизмерима с габаритами горизонтального заземлителя. Таким образом, распространенная в горизонтальном направлении конструкция действует на глубинные слои почвы, часто обладающие низким удельным сопротивлением в любое время года.

“Сложные грунты” с высоким удельным сопротивлением

Некоторые типы грунта имеют крайне высокое удельное сопротивление. Его значение для каменистых грунтов достигает нескольких тысяч Ом*м при том, что организация заземляющего устройства в такой среде связана с множеством трудностей – значительными затратами материалов и объёмами земляных работ. Из-за твердых включений практически невозможно использовать вертикальные электроды без применения бурения. Пример заземления в условиях каменистого грунта приведён на странице.

Возможно, ещё более сложный случай – это вечномерзлый грунт. При понижении температуры удельное сопротивление резко возрастает. Для суглинка при +10 С° оно составляет около 100 Ом*м, но уже при -10 С° может достигать 500 – 1000 Ом*м. Глубина промерзания вечномерзлого грунта бывает от нескольких сот метров до нескольких километров, при том что в летнее время оттаивает лишь верхний слой незначительной толщины: 1-3 м. В результате круглый год вся зона эффективного растекания тока будет иметь значительное удельное сопротивление – порядка 20000 Ом*м в вечномерзлом суглинке и 50000 Ом*м в вечномерзлом песке. Это чревато организацией заземляющего устройства на огромной площади, либо применением специальных решений, например, таких как электролитическое заземление. Для наглядного сравнения, пройдя по ссылке, можно посмотреть расчёт в вечномерзлом грунте.

Решения по достижению необходимого сопротивления

Традиционные способы

В хороших грунтах, как правило, устанавливается традиционное заземляющее устройство, состоящее из горизонтальных и вертикальных электродов.

Использование вертикальных электродов несет важное преимущество. С увеличением глубины удельное сопротивление грунта «стабилизируется». В глубинных слоях оно в меньшей степени зависит от сезонных изменений, а также, благодаря повышенному содержанию влаги, имеет более низкое сопротивление. Такая особенность очень часто позволяет значительно снизить сопротивление заземляющего устройства.

Горизонтальные электроды применяются для соединения вертикальных, также они способствуют ещё большему снижению сопротивления. Но могут использоваться и в качестве самостоятельного решения, когда монтаж вертикальных штырей сопряжен с трудностями, либо когда необходимо организовать заземляющее устройство определенного типа, например, сетку.

Нестандартные способы

В тяжелых каменистых и вечномерзлых грунтах монтаж традиционного заземления сопряжен с рядом проблем, начиная сложностью монтажа из-за специфики местности, заканчивая огромными размерами заземляющего устройства (соответственно – большими объемами строительных работ), необходимыми для соответствия его сопротивления нормам.

В условиях вечномерзлого грунта также имеет место такое явление как выталкивание, в результате которого горизонтальные электроды оказываются над поверхностью уже через год.

Чтобы решить эти проблемы, специалисты часто прибегают к следующим мерам:

• Замена необходимых объёмов на грунт с низким удельным сопротивлением (несет ограниченную пользу в случае вечномерзлого грунта, т.к. грунт замены также промерзает). Объемы такого грунта часто очень велики, и не всегда приводят к ожидаемым результатам, т.к. зона действия заземлителя вглубь практически равна его горизонтальным размерам, поэтому влияние верхнего слоя может быть незначительным.
• Организация выносного заземлителя в очагах

Удельное сопротивление грунта и воды | ­Электрическая часть электростанций | Архивы

Страница 108 из 111

Основной величиной, которая вводится в расчет заземления и от которой зависят конструкции заземления, является удельное сопротивление грунта.
Удельное сопротивление грунта (в Ом. см или Ом-м) —  это сопротивление между сторонами куба с ребром 1 см (или 1 м)

где R — сопротивление указанного объема грунта, Ом; F — сечение этого объема, см² или м²; 1 — длина, см или м. При этом подразумевается, что куб находится в грунте и р не есть сопротивление вынутого из грунта куба образца.
Удельное сопротивление меди при 20 °С, равное 0,0175 X X 10“6 Ом.м, меньше удельного сопротивления осредненного грунта, равного 100 Ом-м, в 5,7.10+9 раз.
Удельное сопротивление грунта зависит от состава, однородности и структуры почвы, от климатических условий (влажность, температура) и от присутствия солей. Удельное сопротивление грунта определяется измерениями. В сложных условиях производят предпроектные изыскания для получения информации о геологическом разрезе грунта.
Для приближенных расчетов можно пользоваться следующими осредненными значениями удельного сопротивления разных грунтов (Ом- м):

Свинцовый блеск             0,01
Серный и медный колчедан         0,1
Магнитный железняк          1,0
Кокс измельченный и спрессованный         2,5
Глина     10—40
Торф     20
Чернозем, садовая земля      30—50
Пахотная земля с глиной          50
Суглинок      80
Смешанный грунт, пахотная земля с глиной, бетон во влажной почве       100
Лёсс сухой         250
Супесок речной, влажный, лед грязный . ..  300
Каменный уголь          350
Песок влажный 100—500
Песок сухой    1000—2500
Гравий, щебень          2000
Каменистые почвы, сулой бетон, балласт … 4000 Гранит, известняк, песчаник, кварцит  100 000 и более
Удельное сопротивление различных вод имеет следующие осредненные значения (Ом-м):
Морская вода       0,2—1,0
Днепр         12
Вода в торфяной земле       15—20
Сена     16
Волга         20
Рейн          20—40
Ключевая вода      40
Вода в прудах      50
Грунтовая вода          20—70
Водопровод (Москва)         70
Нева               60—100
Водопровод (Ленинград)                100
Волхоз   ;        100
Свирь                   300
Мамакан       330
Нива          550
Теребля и Рика, реки в каменистых почвах Кольского полуострова         6000—10 000
Дистиллированная вода, дождевая вода      1 000 000
Значения удельного сопротивления почвы (Ом-м) в зависимости от содержания влаги в ней W (% по массе) при температуре 17 °С таковы:

W	. 2,5	5	7,5	10	15	20	25	30
р.	. 2500	1650	1000	530	190	120	85	64

Температура (при постоянной влажности 15 %) влияет на удельное сопротивление грунта следующим образом:

t.° С …	20	10	0 (вода)	0 (лед)	—5 —15
р, Ом-м	.  72	99	138	300	790 3300

Электропроводность промерзшей грунтовой системы может изменяться за счет миграции воды, направленной к фронту промерзания.
Влияние солей (в процентах массы влаги) при постоянной влажности 15 % и температуре 17 °С на удельное электрическое сопротивление грунта таково:

Содержание солей, %		0	0,1	1	5	10	20
Значение р, Ом-м		107	18	4,6	1,9	1,3	1

Насыщение грунта солью свыше 5 % становится менее эффективным.

Ток, напряжение, сопротивление. Закон Ома.

Мы начинаем публикацию материалов новой рубрики “Основы электроники“, и в сегодняшней статье речь пойдет о фундаментальных понятиях, без которых не проходит обсуждение ни одного электронного устройства или схемы. Как вы уже догадались, я имею ввиду ток, напряжение и сопротивление 🙂 Кроме того, мы не обойдем стороной закон Ома, который определяет взаимосвязь этих величин, но не буду забегать вперед, давайте двигаться постепенно.

Итак, давайте начнем с понятия напряжения.

Напряжение.

По определению напряжение – это энергия (или работа), которая затрачивается на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом (т. е. первая точка имеет более отрицательный потенциал по сравнению со второй). Из курса физики мы помним, что потенциал электростатического поля – это скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду. Давайте рассмотрим небольшой пример:

В пространстве действует постоянное электрическое поле, напряженность которого равна E. Рассмотрим две точки, расположенные на расстоянии d друг от друга. Так вот напряжение между двумя точками представляет из себя ни что иное, как разность потенциалов в этих точках:

U = \phi_1\medspace-\medspace \phi_2

В то же время не забываем про связь напряженности электростатического поля и разности потенциалов между двумя точками:

\phi_1\medspace-\medspace \phi_2 = Ed

И в итоге получаем формулу, связывающую напряжение и напряженность:

U = Ed

В электронике, при рассмотрении различных схем, напряжение все-таки принято считать как разность потенциалов между точками. Соответственно, становится понятно, что напряжение в цепи – это понятие, связанное с двумя точками цепи. То есть говорить, к примеру, “напряжение в резисторе” – не совсем корректно. А если говорят о напряжении в какой-то точке, то подразумевают разность потенциалов между этой точкой и “землей”. Вот так плавно мы вышли к еще одному важнейшему понятию при изучении электроники, а именно к понятию “земля” 🙂 Так вот “землей” в электрических цепях чаще всего принято считать точку нулевого потенциала (то есть потенциал этой точки равен 0).

Давайте еще пару слов скажем о единицах, которые помогают охарактеризовать величину напряжения. Единицей измерения является Вольт (В). Глядя на определение понятия напряжения мы можем легко понять, что для перемещения заряда величиной 1 Кулон между точками, имеющими разность потенциалов 1 Вольт, необходимо совершить работу, равную 1 Джоулю. С этим вроде бы все понятно и можно двигаться дальше 🙂

А на очереди у нас еще одно понятие, а именно ток.

Ток, сила тока в цепи.

Что же такое электрический ток?

Давайте подумаем, что будет происходить если под действие электрического поля попадут заряженные частицы, например, электроны… Рассмотрим проводник, к которому приложено определенное напряжение:

Из направления напряженности электрического поля (E) мы можем сделать вывод о том, что \phi_1 > \phi_2 (вектор напряженности всегда направлен в сторону уменьшения потенциала). На каждый электрон начинает действовать сила:

F = Ee

где e − это заряд электрона.

И поскольку электрон является отрицательно заряженной частицей, то вектор силы будет направлен в сторону противоположную направлению вектора напряженности поля. Таким образом, под действием силы частицы наряду с хаотическим движением приобретают и направленное (вектор скорости V на рисунке). В результате и возникает электрический ток 🙂

Ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под воздействием электрического поля.

Важным нюансом является то, что принято считать, что ток протекает от точки с более положительным потенциалом к точке с более отрицательным потенциалом, несмотря на то, что электрон перемещается в противоположном направлении.

Носителями заряда могут выступать не только электроны. Например, в электролитах и ионизированных газах протекание тока в первую очередь связано с перемещением ионов, которые являются положительно заряженными частицами. Соответственно, направление вектора силы, действующей на них (а заодно и вектора скорости) будет совпадать с направлением вектора E. И в этом случае противоречия не возникнет, ведь ток будет протекать именно в том направлении, в котором движутся частицы 🙂

Для того, чтобы оценить ток в цепи придумали такую величину как сила тока. Итак, сила тока (I) – это величина, которая характеризует скорость перемещения электрического заряда в точке. Единицей измерения силы тока является Ампер. Сила тока в проводнике равна 1 Амперу, если за 1 секунду через поперечное сечение проводника проходит заряд 1 Кулон.

Мы уже рассмотрели понятия силы тока и напряжения, теперь давайте разберемся каким образом эти величины связаны. И для этого нам предстоит изучить, что же из себя представляет сопротивление проводника.

Сопротивление проводника/цепи.

Термин “сопротивление” уже говорит сам за себя 🙂

Итак, сопротивление – физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению электрического тока.

Рассмотрим медный проводник длиной l с площадью поперечного сечения, равной S:

Сопротивление проводника зависит от нескольких факторов:

• удельного сопротивления проводника \rho
• длины проводника l
• площади поперечного сечения проводника S

Удельное сопротивление – это табличная величина. Формула, с помощью которой можно вычислить сопротивление проводника выглядит следующим образом:

R = \rho\medspace \frac{l}{S}

Для нашего случая \rho будет равно 0,0175 (Ом * кв. мм / м) – удельное сопротивление меди. Пусть длина проводника составляет 0.5 м, а площадь поперечного сечения равна 0.2 кв. мм. Тогда:

R =0,0175 \cdot \frac{0.5}{0.2} = 0.04375\medspace Ом

Как вы уже поняли из примера, единицей измерения сопротивления является Ом 🙂

С сопротивлением проводника все ясно, настало время изучить взаимосвязь напряжения, силы тока и сопротивления цепи.

Закон Ома.

И тут на помощь нам приходит основополагающий закон всей электроники – закон Ома:

Сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению рассматриваемого участка цепи. 

Рассмотрим простейшую электрическую цепь:Как следует из закона Ома напряжение и сила тока в цепи связаны следующим образом:

I = \frac{U}{R}

Пусть напряжение составляет 10 В, а сопротивление цепи равно 200 Ом. Тогда сила тока в цепи вычисляется следующим образом:

I = \frac{10}{200} = 0.05 = 50\medspaceмА

Как видите, все несложно 🙂 Пожалуй на этом мы и закончим сегодняшнюю статью, спасибо за внимание и до скорых встреч!

Электрическое сопротивление участка цепи

Электрическое сопротивление для участка цепи определяется при помощи закона Ома. Для того, чтобы понять процессы, происходящие в элементах электрической цепи постоянного тока, необходимо дать общее определение закона Ома.

Закон Ома

Сила тока на участке цепи всегда прямо пропорциональна напряжению на данном участке и обратно пропорциональна сопротивлению участка.

Подобное определение будет верно также для растворов электролитов. Общий закон Ома характерен при описании однородного участка цепи, который не содержит источников тока.

При составлении формул вводятся дополнительные характеристики. Среди них коэффициент пропорциональности. Его записывают в виде $1=R$. Отсюда следует, что $I = \frac{U}{R}$.

$R$ – сопротивление проводника.

Сопротивление принято измерять в омах (Ом).

Закон Ома является главным законом в электротехнике. С помощью его:

• изучаются и рассчитываются электрические цепи;
• устанавливается логическое соотношение между сопротивлением и напряжением.

Определение 1

Вольтамперная характеристика – функциональная зависимость элемента участка цепи. Она является очень важной величиной электрических свойств элемента. Такую зависимость можно представить в виде $I = I(U)$.

Подобные характеристики в зависимости от ситуации могут приобретать различные формы и выражения. Наиболее простой вид вольтамперной характеристики выразил в формуле Георг Ом, в честь которого была названа единица сопротивления тока. Ученый подтвердил свою теорию многочисленными экспериментами, применяя опыты к металлическому проводнику.

Закон Ома необходимо понимать на теоретическом и практическом уровне, чтобы решать различные задачи. Если неправильно применять основные параметры закона, то результат приобретает неправильные черты, поэтому допускаются многочисленные ошибки.

Применение закона Ома для участка цепи

Каждый участок электрической цепи можно описать с помощью трех основных величин:

• сопротивления;
• напряжения;
• тока.

Такое сочетание также называют «треугольником Ома», поскольку величины характеризуют все процессы электротехники.

Все производимые расчеты имеют смысл только в тех случаях, когда напряжение на участке цепи выражается в вольтах (В), сопротивление – в омах (Ом), а ток – в амперах (А). При использовании иных единиц измерений или их кратных значений необходимо осуществлять дополнительный ряд действий, чтобы искомый результат полностью соответствовал задачам и целям расчетов. Для этого кратные единицы используемых величин переводят в традиционные величины.

Кратные единицы измерений:

• милливольты;
• миллиамперы;
• мегаомы.

При произведении расчетов в кратных единицах измерений величин напряжение всегда выражается в вольтах.

Для расчета сопротивления на участке цепи по закону Ома необходимо сначала определить ток на заданном участке цепи. Напряжение при этом делят на сопротивление конкретного участка цепи. Эти действия можно производить на любом участке без погрешности.

Для определения напряжения в цепи используют формулу $U = IR$.

Согласно указанной формуле, напряжение на обоих концах участка электрической цепи прямо пропорционально сопротивлению и току. Иными словами, если не стремиться все время изменять сопротивление на данном участке, то при увеличении тока применяется способ увеличения напряжения.

Значительному напряжению в цепи будет соответствовать больший ток. Эти правила действуют при постоянном сопротивлении. Для получении одинакового тока при различных сопротивлениях большее напряжение должно соответствовать большему сопротивлению.

Падение напряжения – это напряжение на определенном участке цепи. Это означает, что напряжение и падение напряжения – идентичные понятия, а слово «падение» никак не связано с потерей некоторого количества напряжения в цепи. Потерю напряжения следует различать от падения напряжения.

Расчет сопротивления

Сопротивление на участке цепи рассчитывается по классической формуле $R = \frac{U}{I}$. Для этого необходимо установить значения напряжения и тока. Сопротивление – отношение напряжения к току.

При многократном увеличении или уменьшении напряжения ток также изменяется в несколько раз в ту или иную сторону. Отношение напряжения к току, которое равно сопротивлению, всегда остается на неизменном уровне.

Сопротивление определенного проводника не зависит от напряжения и тока. Оно будет лежать в зависимости от материала проводника, его длины и площади сечения. Формула для расчета сопротивления на участке цепи очень похожа на формулу для определения тока, однако существует между ними принципиальное различие.

Оно состоит в том, что ток на конкретном участке цепи зависит от напряжения и сопротивления, поэтому изменяется таким же образом. Сопротивление на данном участке цепи – постоянная величина. Она не зависит от изменения значений тока и напряжения, однако равно отношению этих величин.

Вольтамперная характеристика

Закон Ома представляют в виде вольтамперной характеристики. Зависимость между двумя пропорциональными величинами выражается прямой линией на графике. Она проходит через начало координат. Подобную прямую пропорциональную зависимость величин также называют линейной зависимостью.

В графическом выражении закона Ома для участка цепи при отрицательных значениях напряжения и тока также рисуют прямую линию. Это означает, что ток в цепи проходит в разных направлениях одинаково. При большем сопротивлении меньшее значение имеет ток с таким же напряжением.

Вольтамперную характеристику составляют при помощи специальных приборов. Линейными называют такие приборы, у которых характеристика выражается прямой линией, и она проходит через начало координат.

Специалисты при составлении вольтамперной характеристики применяют также понятия линейные сопротивления и линейные цепи.

Определение 2

Нелинейными называют приборы, у которых сопротивление меняется при изменении тока или напряжения. Для таких случаев уже не действует закон Ома.

Закон Ома для участка цепи – определение, формула и формулировка

Основные понятия

Для быстрого запоминания формулы Ома для участка цепи необходимо разобраться с входящими в ее состав физическими величинами. Первой среди них станет сила тока. Он представляет собой направленное движение заряженных элементарных частиц — электронов. Каждый из них обладает электрозарядом (e), равным -1,60217662 x 10^-19 кулона.

В результате можно установить одну зависимость — через поверхность проводника за некоторый отрезок времени протекает электрозаряд, равный сумме зарядов всех частиц, прошедших через проводник. Силой тока называется величина, соответствующая отношению величины заряда к отрезку времени. Измеряется она в амперах (А).

Второй показатель, входящий в формулу для участка цепи, называется разностью потенциалов или напряжением. Именно благодаря ему электроны перемещаются, а в проводнике появляется электрический ток. Электропотенциал определяет способность электрополя выполнять определенную работу по перемещению зарядов из одной точки в иную.

Таким образом, напряжение представляет собой физическую величину, соответствующую по показателю работе, выполняемой электрополем для передвижения заряда. Она измеряется в вольтах (В). 1 В представляет собой напряжение, которое перемещает заряд, равный 1 Кл, выполняя для этого работу в 1 Дж. Сейчас известны две величины, входящие в состав формулы закона Ома:

• сила тока;
• напряжение.

Последней величиной, с которой необходимо познакомиться при изучении закона Ома, является сопротивление. При движении под воздействием электрополя электроны постоянно сталкиваются с атомами материала, из которого изготовлен проводник. Это приводит к его нагреву и последующим колебаниям атомов в кристаллической решетке.

В результате движение электронов еще сильнее затрудняется. Это явление и является сопротивлением. На его величину влияют следующие параметры:

• сечение провода;
• температура;
• материал проводника.

Сопротивление измеряется в омах (Ом).

Формулировка и объяснение

Человеком, который смог получить основной закон электротехники, стал ученый Георг Ом из Германии. Выведенный им постулат имеет довольно простое определение — сила тока на участке цепи обратно пропорциональна сопротивлению и прямо пропорциональна напряжению.

Выучив формулировку закона Ома для участка электрической цепи, формулу написать не составит труда: I = U / R. Зная два показателя из трех, последний можно определить математически без измерения, например, вывести формулу сопротивления участка цепи.

При этом она является самой простой и применяется для внешнего однородного участка цепи, на котором отсутствуют источники ЭДС. Говоря проще, в рассматриваемой электроцепи не должно находиться батарейки, иначе формула, выражающая закон, примет слегка измененный вид: I = E / (R + r). В ней E соответствует потенциальной энергии источника ЭДС, а r представляет собой его внутреннее сопротивление. Таким образом, появилось еще несколько новых понятий:

• однородный участок электроцепи;
• полная цепь;
• внешний и внутренний участок.

Полная электроцепь включает в себя 2 части — внутреннюю и внешнюю. Первая представляет собой источник питания, а вторая состоит из соединительных проводников, потребителей энергии и т. д. Однородным называется участок электрической цепи, на котором отсутствуют силы, способные вызвать появление ЭДС.

Зная простейшую формулу закона Ома, на экзамене можно легко дать его определение и решать несложные практические задачи. При дальнейшем изучении электротехники предстоит углубиться в тонкости этого предмета, например, познакомиться с понятиями реактивного и активного сопротивления, а также записать более сложную формулу.

Измерение сопротивления заземления (автоматический выбор диапазона от 1 до 199 Ом)
Диапазон измерения	Разрешение	Точность
от 0,010 до 0,099 Ом	0,001 Ом	± (1,5% показания + 0,01 Ом)
от 0,10 до 0,99 Ом	0,01 Ом	± (1,5% показания +0.02 Ом)
от 1 до 49,9 Ом	0,1 Ом	± (1,5% показания + 0,1 Ом)
от 50,0 до 99,5 Ом	0,5 Ом	± (2% показания + 0,5 Ом)
от 100 до 199 Ом	1 Ом	± (3% показания + 1 Ом)
от 200 до 395 Ом	5 Ом	± (5% показания + 5 Ом)
От 400 до 590 Ом	10 Ом	± (10% показания + 10 Ом)
От 600 до 1150 Ом	50 Ом	20% ок.
от 1200 до 1500 Ом	50 Ом	25% ок.
Тревога	Регулируется от 1 до 199 Ом
Выбор частоты	Выбор 50, 60, 128 или 2083 Гц для расчета импеданса
Максимальная перегрузка	Постоянный ток: 100 макс. 50/60 Гц Переходный ток: (<5 с) 200A 50/60 Гц
Диапазон измерения тока (автоматический выбор)
Диапазон измерения	Разрешение	Точность
0.От 200 до 0,999 мА	1 мкА	± (2% показания + 50 мкА)
от 1.000 до 2.990 мА	10 мкА	± (2% показания + 50 мкА)
от 3,00 до 9,99 мА	10 мкА	± (2% показания + 50 мкА)
от 10,00 до 29,99 мА	100 мкА	± (2% показания + 100 мкА)
от 30,0 до 99,9 мА	100 мкА	± (2% показания + 100 мкА)
От 100 до 299.9 мА	1 мА	± (2% показания + 1 мА)
от 0,300 до 0,990A	1 мА	± (2% показания + 1 мА)
от 1.000 до 2.999A	10 мА	± (2% показания + 10 мА)
от 3,00 до 39,99A	10 мА	± (2% показания + 10 мА)
Измерение индуктивности контура
Диапазон измерения	Разрешение	Точность
от 10 до 100 мкГн	1 мкГн	± (5% показания + 1 мкГн)
от 100 до 500 мкГн	1 мкГн	± (3% показания + 1 мкГн)
Напряжение прикосновения (напряжение прикосновения) Рассчитано
Диапазон измерения	Разрешение	Точность
0.От 1 до 4,9 В	0,1 В	± (5% показания + 0,1 В)
от 5,0 до 49,5 В	0,5 В	± (5% показания + 0,5 В)
от 50 до 75,0 В	1 В	± (10% показания + 1 В)
Общие характеристики
Дисплей	OLED, 152 сегмента 48×39 мм
Память	2000 измерений
Связь	Bluetooth , программное обеспечение DataView в комплекте
Тревога	3 отдельных сигнала тревоги (Ом, В и А)
Источник питания	4×1.Щелочные батареи 5 В LR6 (AA) или 4 NiMH батареи
Срок службы батареи	12 часов или 1440 30-секундных тестов прибл.
Открытие челюсти	1,38 дюйма (35 мм) макс.
Размеры	2,16 x 3,74 x 10,31 дюйма (55 x 95 x 262 мм)
Масса (с аккумулятором)	2,06 фунта (935 г)
Рабочая температура	от -4 до + 131 ° F (от -20 до + 55 ° C)
Температура хранения	от -22 ° до + 158 ° F (от -30 до + 70 ° C)
Относительная влажность	до 90% при 40 ° C
Степень защиты (IP)	IP 40
EMC	EN 61326-1
Соответствие требованиям безопасности	IEC 61010-1, EN 61010-2-30, EN 61010-2-32, степень загрязнения 2, 600 В CAT IV

Осуществить программируемый прерыватель междуфазного замыкания и замыкания на землю система

Simscape / Электрооборудование / Специализированные энергосистемы / Основные блоки / Элементы

Описание

Блок трехфазной неисправности реализует трехфазный автоматический выключатель, в котором размыкание и временем закрытия можно управлять либо из внешнего сигнала Simulink ^® (режим внешнего управления), либо из внутреннего таймера управления (внутренний режим управления).

Блок трехфазной неисправности использует три блока прерывателя, которые могут быть индивидуально включены и выкл. для программирования межфазных замыканий, замыканий на землю или комбинации междуфазные замыкания и замыкания на землю. Процесс гашения дуги блока Three-Phase Fault: то же, что и для блока Breaker. См. Блок выключателя для получения подробной информации о моделировании однофазных выключателей.

Сопротивление заземления Rg автоматически устанавливается на 10 ⁶ Ом, когда опция замыкания на землю не запрограммирована.Например, чтобы запрограммировать ошибку между фазами A и B вам нужно выбрать только параметры блока Phase A и Phase B . Чтобы запрограммировать сбой между фазой A и заземление необходимо выбрать параметры Phase A и Ground и указать небольшое значение для земли сопротивление.

Если блокировка трехфазной неисправности установлена ​​в режиме внешнего управления, ввод появляется в значке блока. Управляющий сигнал, подключенный к четвертому входу Simulink, должен быть либо 0 , который размыкает выключатели, либо любым положительное значение, которое замыкает выключатели.Для наглядности сигнал 1 обычно используется для включения выключателей. Если блокировка трехфазной неисправности установлена ​​в режим внутреннего контроля, время переключения и статус указываются в диалоговом окне блок.

Демпферные цепи серии RS-Cs

включены в модель. Их можно подключить по желанию к выключателям. Если блок Three-Phase Fault включен последовательно с индуктивной цепью, обрыв цепи или источник тока необходимо использовать демпферы.

Входы и выходы

Три аварийных выключателя соединены звездой между клеммами A, B и C и внутренний резистор заземления.Если блок Three-Phase Fault установлен в режим внешнего управления, Вход Simulink добавлен к блоку для управления открытием и закрытием трех внутренние прерыватели.

Информационные материалы

Заземление

Десять лет назад это было бы редко кто говорит о важности низкого резистивное заземление и соединение, кроме случаев, когда основной блок компьютерные системы, телекоммуникационное оборудование или обсуждались военные объекты.Сегодня мы жить в мире, управляемом микропроцессорами так низко резистивное заземление сейчас имеет решающее значение и является популярным тема разговора.

Система электрического заземления в большинство объектов – это электрический служебный вход земля. Раньше было нормально просто соответствовать минимальным требованиям Национальной электротехнической Код (NEC). Сегодня требования NEC должны быть только отправной точкой для систем заземления и склеивание.

Основное внимание NEC уделяется безопасность жизни и правильная эксплуатация оборудования. NEC и большинство местных кодексов требуют установки одного или двух 8-10 стержней заземления с целью заземления полное сопротивление стержней не более 25 Ом. В NEC не занимается вопросами заземления или соединения требования чувствительных сетевых систем или тестирование систем заземления. NEC не требует так называемое “электрическое заземление ».Эти спецификации чаще всего производителей оборудования, качество электроэнергии консультанты или инженеры-электрики, знакомые с требования к заземлению чувствительного оборудования.

Эволюция микропроцессоров и нетворкинг – первопричина сегодняшних интерес к заземлению. Продолжающийся рост сетевых системы и оборудование находится в центре внимания потребности в низких сопротивление заземления, а также связанная мощность проблемы с качеством.Микропроцессор произошел от транзистор в интегральные схемы с миллионами транзисторы в корпусах считаются невозможными лишь немногие много лет назад. Эти новые корпусные транзисторы широко известны поскольку компьютерные микросхемы работают от 3 или 5 вольт постоянного тока (прямое текущий) и очень чувствительны к проблемам, возникающим в результате от высокого сопротивления или плохого грунта. Проблемы связанные с землями лучше оставить другим областям этот отчет, но помните, для правильной работы сетевые микропроцессоры с низким сопротивлением требуется «чистая» земля.

Земля, большинство электрических или электронные определения, это ссылка “0”. Больше формальные определения: положение или часть электрическая цепь, имеющая нулевой потенциал относительно к земле, и, большое тело проводимости, такое как земля, используемая как возврат для электрических токов, которые произвольный нулевой потенциал.

Заземление к электрической системе должен иметь нулевой потенциал и быть высокопроводящий путь для электрической энергии.В сопротивление пути к этой ссылке “0” должен быть низким, иметь достаточную пропускную способность и способен обработка широкого частотного спектра энергии.

Сегодня наиболее распространены спецификация, в которой задействовано чувствительное оборудование, чтобы наземное поле (стержни, решетки, пластины и т. д.) было сопротивление не более 5 Ом. Многие военные и важнейшие коммуникационные сайты существенно ниже 1 Ом. Если необходимо установить чувствительное оборудование, оно очень важно, чтобы система заземления была совместим с требованиями к оборудованию.

Большинство коммерческих зданий указан с помощью NEC или другого кодового заземления, а не на низком уровне стандарты сопротивления. Сопротивление этой кодовой земли рассчитан на 25 Ом или меньше, но редко проверяется. Для проверки сопротивления земли чаще всего протестировано с приборами, использующими падение потенциала метод обученным специалистом.

В местах, подверженных ударам молнии, земля следует проверять чаще, чем большинство коммерческих установки, требующие только ежегодного тестирования.Расположение электрических щитов, заземляемого оборудования и др. факторы должны входить в расчет требуемых размер провода. Расчет сечения проводника и метод установки лучше оставить инженерам или профессионалы в области заземления.

Заземление – это основа эффективная защита всех сетевых систем. Мощность переменного тока, безопасность, безопасность жизни, компьютер, видео, спутник, телекоммуникации и др.все системы полагаются на землю для операция. Кроме того, защитные устройства, используемые для защитить эти системы, такие как системы ИБП, кондиционеры, регуляторы напряжения, ограничители перенапряжения, и т. д., будут неэффективны при подключении к неправильная проводка или неисправное заземление.

Электрораспределительные системы надежно заземлен для ограничения напряжения относительно земли во время нормального эксплуатации и для предотвращения чрезмерного напряжения из-за молния, скачки напряжения в сети или непреднамеренный контакт с линии высокого напряжения при нормальной работе.В целом случаях необходимо, чтобы система заземляющих электродов общий и прочно связанный с каждой системой согласно NEC.

Национальный Электрический кодекс (NEC) Требования к заземлению

Код

требует заземления одного токоведущий провод в системе распределения, где напряжения от 50 до 1000 вольт или где одно из служебные провода не изолированы. Заземленный проводник обозначается белым или светло-серым цвет в конечных точках и обычно упоминается как нейтральный проводник.Оборудование-заземление проводник – это нетоковедущий проводник , основная функция – безопасность . Дирижер должен иметь адекватную емкость тока и достаточно низкий импеданс, чтобы активировать устройства защиты от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители), на стороне питания цепи должен незаземленный провод может соприкасаться с открытыми металлическая часть распределительной системы или оборудования. Оба нейтральный провод и провод заземления оборудования соединены вместе в одной точке через соединительную перемычку.(Чаще всего это основное отключение или шина заземления / заземления.) точка также соединена с землей через заземляющий электрод. проводник, соединяющий систему с заземлением электродная система. Панель, на которой находится склеивание перемычка (или соединительная шина) называется главной панелью (главный распределительный щит) или может быть служебным входом главный выключатель. Все последующие панели и отключения питаемые с этого момента, называются субпанелями, распределительные панели или разъединители.

Одноточечное соединение при обслуживании вход имеет решающее значение для безопасности жизни и требуется код (NEC). Это может происходить более одного раза между сервисами вход и первая панель с отключающей такое устройство, как предохранитель или автоматический выключатель; однако это по-прежнему считается единым местом. Нейтраль и земля может быть повторно соединен только на выходах отдельно производные системы, такие как трансформаторы, генераторы и некоторые системы ИБП.Самый важный аспект сингла точка соединения заключается в том, что он удерживает ток от оборудование-заземлитель.

Электрические панели обычно поставляется с перемычкой в ​​виде винта который связывает нейтральную шину с корпусом панели. Если электрик, устанавливающий панель, не снимает винт до завершения установки, заземляющий провод на стороне питания панель будет проводить нежелательный нейтральный ток.Случайное соединение в распределительном здании или филиале электрическая схема заставит нейтральный ток течь в система заземления. Строительная сталь, водопровод и многое другое. другие металлические проводящие системы, требуемые кодексом соединение с землей также будет проводить этот ток. (Ссылка: Межсистемный шум земли)

Результаты межсистемного шума грунта от протекания тока по заземляющему проводнику. Эта земля шум возникает из-за разницы в импедансе различные компоненты грунта внутри здания.Случайное соединение нейтрали с землей также делает его невозможно предсказать и / или защититься от последствий токов, наведенных молнией внутри здания. Любые ток на земле разделится на самый низкий импеданс путь обратно к служебному входу размещение на земле разные части системы заземления при разном напряжении потенциалы. (Ссылка: Контуры заземления)

Требования к заземлению

NEC требует обратного пути к заземление от цепей, оборудования и открытого металла корпусов:

1. быть постоянным, надежным и непрерывный.
2. имеют достаточную вместимость безопасно провести любой ток короткого замыкания, который может наложено на него: и
3. имеют достаточно низкий импеданс для ограничения напряжения относительно земли и:
4. для облегчения работы цепи защитных устройств в цепи.

Все компоненты, образующие заземляющий провод для данной цепи; то есть: панели, дорожка качения, кабелепровод, провода, зажимы, фитинги, кронштейны, и т.п., должны иметь возможность проводить токи повреждения, способные отключение устройств защиты цепи (автоматические выключатели или предохранители), питающие незаземленные проводники в этой цепи не вызывая значительного нагрева ни в одном из этих составные части.

Проблемы очень часто возникают со временем со всеми вышеперечисленными требованиями. Эти потенциальные проблемы можно разделить на пять областей.

1. Материалы : Земля преемственность должна поддерживаться через то, что может быть сотни или тысячи в больших зданиях, из компоненты, которые могут быть из разных материалов.то есть: стальные кабельные каналы, электрические панели, разъединители, трансформаторы, кабелепровод, гибкий трубы, фитинги, соединители, втулки и т. д. кроме того, многие из них имеют покрытия, которые можно изготовлены из десятков разных материалов.
2. Первоначальное качество изготовления : В зависимости от качества исходный дизайн, выбор материала и изготовления проблема свободная жизнь зданий электрическая Система распространения может сильно отличаться.
3. Последующая работа или Дополнения к оборудованию : Модификации и дополнения к системе распределения электроэнергии распространены через несколько лет после того, как здание завершено. Модификации, которые не следуют рекомендации NEC и хорошее заземление принципы могут создать проблемы для должным образом установленная часть.
4. Возраст : Без профилактики обслуживание и проверка электрического система распределения ухудшится резко.Со временем компоненты изнашиваются. выход из строя, отказ, перегрев и т. д. При необходимости не предпринято корректирующих действий результат износ системы, ржавчина, коррозия, покраска, и ненадлежащее использование схемы, что все взять свое. Ремонт и ненадлежащее обслуживание внутренних систем, таких как отопление оборудование вентиляции и кондиционирования может вызвать значительную электрическую распределительную систему проблемы.то есть: если в здании нет адекватная и положительная вентиляция кондиционированных воздуха, то на металлической поверхности может образоваться конденсат. части системы распределения электроэнергии и вызывают значительную коррозию. Это приведет к в потере непрерывности и пониженной допустимой нагрузке система распределения электроэнергии.
5. Не имеет прямого отношения к NEC, тем не менее значительный, строит Применение.Обычно в здании несколько собственников или арендаторов в течение обычной жизни. Использование этих арендаторов, вероятно, будет изменено по сравнению с первоначальной конструкцией. то есть: Использование микропроцессоров сегодня по сравнению с использованием пишущие машинки и счетные машины в 1970 году. потребности и требования электрического кардинально изменилась система распределения, но была ли система обновлена ​​для удовлетворения потребностей из этих устройств? Было ли когда-нибудь заземление проверено или обновлено?

Достаточная емкость (допустимая нагрузка) банка может быть обеспечено только путем тестирования, однако нет требование в коде относительно тестирования адекватность цепи заземления после первоначального установка.Может потребоваться только одно неисправное соединение в длинная цепь, чтобы исключить возможность выключателя или предохранитель срабатывает во время повреждения. Это может занять только один удар молнии для “глазури” заземляющего стержня (ей) и сделать их неэффективными или увеличить их сопротивление значительно. Проблема безопасности в том, что неисправные соединения могут сжечь и оставить открытые части оборудования в это короткое замыкание при высоком напряжении по отношению к Земле. Этот оставляет опасность поражения электрическим током для операторов оборудования и делает бесполезными средства защиты оборудования.Помните, импеданс также будет зависеть от состава, длина различных компонентов, качество оборудование и качество сборки, техническое обслуживание вопросы в сторону.

Технология подавления перенапряжения установленный на неисправной цепи может не только не работают так, как ожидалось, но также могут перенаправлять вредную энергию в защищаемый груз. Как минимум, высокий импеданс земля отрицательно повлияет на подавление перенапряжения технологии в некоторой степени.

Заземление Электроды и заземляющие проводники

Соединение с землей с низким импедансом необходимо для предотвращения чрезмерного напряжения из-за молния. Эта связь с Землей обеспечивается система заземляющих электродов.

Если возможно, все следующие должны быть соединены вместе, чтобы сформировать заземление электродная система:

1. Металлическая труба подземного водопровода который находится в прямом контакте с землей на десять футов или больше.
2. Металлический каркас или конструкционный члены здания.
3. Электроды в бетонном корпусе. Арматурные стержни или стержни не менее 20 футов длинный и не менее дюйма в диаметре.
4. Кольцо заземления. Медь проводник, не менее меди №2 и при не менее 20 футов в длину, что погребено не менее 30 дюймов в глубину, которая окружает здание.

Когда ни один из вышеперечисленных электродов доступны, или когда доступен только водопровод, изготовленные электроды, такие как заземляющие стержни с медным покрытием, должны быть приводится в качестве дополнения к системе заземляющих электродов. Несколько электроды должны быть соединены вместе независимо от их расстояние друг от друга.

После того, как отдельные компоненты система заземляющих электродов соединена вместе, один провод заземляющего электрода служит для соединения электрическую систему на заземляющий провод (нейтраль) и провод заземления оборудования одной или нескольких служб питание здания.(Важно отметить, что нейтральный земля.) Индивидуальные услуги для одно здание не может ссылаться на разные основания. Размер и требования ко всем компонентам заземления указаны в разделах 250 и 800-820 NEC.

Распространенная ошибка как в компьютерная и телекоммуникационная промышленность отдельные заземляющие стержни в качестве точки крепления к земле для “изолированное заземление” без подключения к соединение нейтрали между входом в здание и заземлением точка.Это отсутствие связи является явным нарушением NEC и на самом деле значительно увеличивает риск повреждение из-за молнии.

Телефонные линии связи и Линии коаксиального кабеля CATV (кабельного телевидения) требуются по правилам для выполнить подключение к заземляющему электроду здания система. Телефонные системы требуют основного освещения средства защиты на служебном входе. (FCC требуется) Если для удобство при установке слива оборудование, этот стержень должен быть прикреплен к зданию электродная система с подходящим проводником.Кабель и экраны спутникового коаксиального кабеля, а также металлическая опора конструкции, также должны быть прикреплены к строительному электроду система в точке входа в здание. Очередной раз, любые отдельные заземляющие стержни, установленные для заземление этого оборудования должно быть прикреплено к зданию электродная система минимум с медным проводом №6. При определении соединения и заземления всегда обращайтесь к разделы 250 и 800-820 в НЭК.

Дополнительный Штанги заземления

Установщики оборудования имеют право код для дополнения существующей наземной системы за счет вождения дополнительные заземляющие стержни и соединение этих стержней через дополнительный провод заземляющего электрода к шасси оборудования.Это очень распространено при переключении телефона оборудование. В нескольких ссылках указано, что это можно сделать. однако для снижения шума Кодекс требует, чтобы только тогда, когда существующий контур, который питает это устройство правильно заземлено.

Причина этой надбавки в код должен предусматривать установку дополнительные стержни заземления для внешних конструкций, которые электрически подключен к источнику переменного тока здание.Хороший пример того, где дополнительная земля стержни могут помочь объекту будут огни парковки. В дополнительные заземляющие стержни рассеиваются на Землю прямым удар молнии вместо того, чтобы мигрировать в строительная площадка. Если дополнительная штанга приводится в движение часть оборудования, размещенного в здании, существующая цепь заземления служит связующим звеном между дополнительный стержень и заземляющий электрод здания система.Казалось бы, это противоречит раздел NEC, в котором говорится, что любые дополнительные стержни быть соединенным как минимум медным проводом № 6. В корпус дополнительной штанги, существующее оборудование заземляющий провод цепи служит связующим звеном между двумя наземными системами и не обязательно должен быть номером 6 медный проводник. Риск заключается в том, что дополнительная стержень может быть источником энергии молнии, а не помощь.Контуры заземления могут образовываться между разными заземлениями потенциалы. Встречая букву кода, это все еще формула катастрофы для подключенных к сети оборудование. (Ссылка: контуры заземления) Все стержни заземления должны быть правильно склеены, чтобы сформировать единую ссылку, так как вы не хотите, чтобы на здание в результате удара молнии.

Причина и необходимость склеить отдельные заземления или заземляющие электроды просто.Почва – очень плохой проводник и энергия молнии то, что проводится в него, генерирует кольца напряжения потенциально вокруг точки удара молнии Земля. Стержни заземления в разных местах могут быть тысячи вольт друг от друга. Если эти стержни не связаны прочно, этот потенциал напряжения может попытаться уравнять в части оборудования, где есть являются двумя землями или над проводниками между ними.В самая простая установка, самые распространенные примеры это повреждение телефона и модема или повреждение тюнера кабельного ТВ. В мире микропроцессоров это повреждение сетевое оборудование, подключенное к портам данных. Этот действие упоминается как разность потенциалов или контур заземления .

Сеть и кабели связи

Установочная конфигурация сетевые и коммуникационные кабели и качество качество изготовления, используемое для их установки, напрямую связано с способность подключенного оборудования выдерживать тяжелые переходные процессы.Связь между этими кабелями и земля также имеет решающее значение для выживания подключенных оборудование тоже. Различные кабельные платформы имеют разные характеристики и разные уровни невосприимчивость к помехам на земле.

1. Неэкранированная витая пара Кабель Ethernet и сетевые карты не имеют заземления соединения и изоляция 1500 вольт спецификация между любым кабельным штырем и любой частью карты.
2. Coax Ethernet не имеет физического соединение между кабелем и картой, если заземленный терминатор делает умышленное подключение. Коаксиальный кабель также имеет изоляцию на 500 вольт. спецификация между центральным штифтом и любым часть карты, которая контактирует с материнская плата компьютера.
3. Кабельная проводка Token Ring не имеет спецификация изоляции и может или не может сделать любое прямое соединение с корпусом компьютера в зависимости от того, используется ли экранированный кабель.
4. RS-232, 422, 432, AUI, последовательный и параллельные кабели имеют одно или несколько заземлений. штифты и, следовательно, не имеют изоляции между кабели и компьютеры или периферийные устройства, которые соединить.

Всегда есть риск перекрытия две параллельные цепи с заземлением на одной из них кабели. Любая значительная разница в импедансе два заземления переменного тока могут вызвать ток в сети заземление кабеля, которое, по крайней мере, потенциально может разрушить карты с обоих концов.По этой причине оптоволоконный кабели предпочтительнее, когда возможность различия в сопротивлении заземления (контур заземления) может присутствовать. Оптический изоляция часто не переносит передачу данных по линии скорость, но в установках, где это будет, оптический изоляторы – недорогое решение разницы в сопротивление заземления.

Заземление И почвенные условия

Сетки заземления устанавливаются в грунт и состав почвы (тип почвы, солесодержание и содержание влаги) повлияет на сопротивление заземляющая сетка.Кроме того, срок службы заземляющей сети будет определяться фактором pH почвы. PH почвы – это мера кислотности или щелочности почвы.

Большинство материалов сетки заземления состоит из меди, стали с медным покрытием и оцинкованной стали сталь, сталь, нержавеющая сталь или алюминий. Кислые почвы легко разъедают медь и цинк, но быть устойчивы в алкалоидных почвах. Алюминий не подвержен влиянию по кислым почвам; но он травлен алкалоидами.Очень основной тест почвы может быть выполнен с использованием некоторого количества почвы с дистиллированная вода (равные части) в водной полосе бассейна / спа pH-тестер. Это простой, но эффективный тест, и Стоимость оборудования минимальная.

Можно измерить сопротивление почвы с использованием четырехточечного падения потенциального оборудования. Этот тестирование лучше всего доверить обученному, опытному технику с калиброванным оборудованием.

Заземление Проверка и проверка правильного заземления

Нет процесса проверки требуется NEC для проверки качества заземления система во время или после установки.В лучшем случае код определяет подходящие материалы и поощряет хорошие мастерство с фразами типа «связи должны быть гаечный ключ “. Процесс проверки, связанный с получение разрешения для получения разрешения на проживание на здание обычно проводится только для визуального осмотра. Осмотр после закрытия стен может быть почти невозможно; в зависимости от материала, из которого построена наземная система.

Правильная проверка заземления Система электродов для определения сопротивления включает два этапа.В заземляющая сеть (заземляющие стержни, соединения и т. д.) проверяется на сопротивление Земле. Ответвительные цепи проверены на сопротивление на розетках.

Сетка заземления (стержни) должна быть протестировано с использованием метода падения потенциала обученным, опытный, квалифицированный техник. Используемое оборудование должно быть в текущей калибровке и изготовитель оборудования инструкции должны выполняться. Профессионал должен быть заключил контракт на выполнение этого тестирования.

Стандарты на «сетку» сопротивление заземляющей сети будет изменяться. Предпочтительный спецификация для чувствительного оборудования менее 5 Ом и чем меньше сопротивление, тем лучше. NEC призывает к Сопротивление 25 Ом, но не требует тестирования или снятия учитывая потребности чувствительного оборудования.

Проверка сопротивления параллельной цепи может быть выполнено с использованием ответвления SureTest модель анализатора ST-1D или ST-THD.Эти тестировщики также выполнить ряд других тестов для анализа способность цепи правильно нести нагрузку. Один такой тест – это проверка изолированной цепи заземления, очень часто критично для чувствительного оборудования. Преимущество этих Тестеры – это их способность тестировать цепь под напряжением. Наиболее другие испытания цепей требуют их отключения и оборудование отключено.

В старом (доп. Микропроцессор) В качестве заземляющего проводника часто использовался трубопровод зданий.Такой способ заземления совершенно неприемлем для чувствительное оборудование. Совместная работа, возраст, коррозия и десятки других факторов делают эти наземные системы неэффективен. Текущий NEC не допускает заземления кабелепровода, поскольку приемлемая практика. Использование медной проволоки в качестве провод для заземления бесконечно более желателен из-за тот факт, что заделки медного провода происходят внутри металлические или пластиковые рабочие ящики, в которых размещаются емкости и переключатели, делающие суставы доступными.

Стандарты для параллельных цепей ясны и были определены IEEE (Институтом Инженеры по электротехнике и электронике) и NEC.

Измерение Заземление

Заземление должно быть хорошим соединения и их измерения могут быть выполнены с стандартные измерители низкого диапазона. Одним из таких инструментов является Fluke. Модель 8012A с опцией 01 может измерять до.001 Ом, (один миллиом). Этот измеритель дает возможность обнулить сопротивление проводов с помощью элемента управления на передней панели.

Примечание: Сайты с телефоном системные батареи используют +48 вольт на землю, и вы можете испытывать небольшую проблему с сопротивлением измерения. Счетчик нередко прочитать отрицательные ом. Это связано с возвратом токи, вызывающие падение напряжения на земле соединение измеряется.Переворачивание выводов счетчика сделает чтение положительным. Истинное чтение алгебраическая сумма двух чтений.

Земля и частота

Истинное сопротивление земли подключение к сети переменного тока является наиболее важным измерение, но индуктивное значение пути заземления может сыграть решающую роль.Радиочастотная энергия и быстрое время нарастания удара молнии требует низкого индуктивность заземляющих путей. Сотовый телефон и радиовышки поражаются чаще, чем большинство конструкций, так как они высокий и сделанный из проводящего металла. Энергия в Удар молнии – это энергия широкого спектра. Когда высокий частотная энергия перемещается по проводнику, по которому проходит, или возле поверхности проводника. Это называется «скин-эффект» и тенденция к высокому частотная энергия должна проводиться только на или рядом с поверхность проводника.Ниже этой поверхности большая часть материала проводника не используется. Этот означает, что соединения или проводники, не имеющие большая площадь поверхности будет более индуктивной и иметь более высокую сопротивление (сопротивление) потоку высокой частоты токи.

Земля Размер и тип проводника

NEC очерчивает заземляющий провод требования для соответствия коду.Размер проводника подробно изложены, а допустимая нагрузка на проводник функция размера. Тип проводника не указывается. в НЭК. Где только возможно, когда высокая частота энергия должна обрабатываться, предпочтительно использовать многожильные проводник против твердого проводника. Площадь поверхности многожильный провод больше, чем у сплошного проводник и поэтому лучше справляется с высокими частотная энергия. Заземляющий провод не может быть слишком большим а в случае заземляющих проводов, чем больше, тем лучше.

Заземление и разнородные металлы

Использование разнородных металлов должно по возможности избегать. Где невозможно избежать их связь важно принять меры для предотвращения коррозия или электролиз между разнородными металлами.

При низком сопротивлении соединения, которые могут быть из разнородных металлов, это важно использовать совместный состав, такой как T&B Копр-щит СР-8 (для медных стыков) или Алюмашилелд (для алюминиевые соединения).Это предотвратит коррозию и должно также практиковаться, когда соединения будут подвергаться воздействию влажность.

Общий Нейтраль и заземляющий провод

Нейтраль – сток в фазу проводник так же, как фаза, как водопроводный кран подводящая труба в системе водоснабжения и слив – это сливная труба.Это означает, что нейтраль – это сила (коммунальная) земля предприятия.

Общие нейтрали в параллельных цепях соответствует требованиям NEC, но не рекомендуется для чувствительных оборудование используется. Также не рекомендуется, когда цепь питает нелинейные нагрузки. Нелинейные нагрузки являются «импульсными источниками питания», как указано в компьютеры и другая микропроцессорная продукция.

Теория использования общих нейтрали действительно только при линейных нагрузках.Линейные нагрузки имеют единичный коэффициент мощности, а нагрузки в режиме переключения – нет. Теоретически трехфазная система сбалансирована, поскольку каждая фаза напряжение на 120 градусов отстает (отстает) от фазы перед Это. Фазные токи также разделены на 120 градусов. Если каждая фаза имеет одинаковый ток (10 ампер как пример), эквивалентные токи будут гасить друг друга поскольку они объединяются в нейтрали для возврата к источнику. Результат может быть представлен математически и алгебраически. чтобы не было (0 ампер) тока нейтрали.

Реально предыдущий пример предполагает, что электрическая система питает линейные нагрузки что система резистивная по своей природе, что она работа при единичном коэффициенте мощности, и, кроме того, что Система работает в состоянии равновесия. В реальном мире, трехфазные системы никогда не находятся в этом состоянии даже хотя электрики стараются уравновесить нагрузки. Лифты, компрессоры и кондиционеры работают в цикле операция.Компьютеры, фонари, копировальные аппараты и т. Д. постоянно включается или выключается. Эти меняющиеся условия создают естественный дисбаланс в трехфазной распределительная система. Как только токи станут несбалансированное гашение нейтральных токов прекращается. В виде нейтральный ток начинает течь, физические законы вступают во владение и поток через полное сопротивление нейтрали проводник создает падение напряжения, которое можно измерить со ссылкой на землю.Амплитуда напряжения будет прямо пропорционально количеству нейтральных ток и полное сопротивление нейтрального проводника. Результат: напряжение между нейтралью и землей часто называют общим. режим напряжения.

Длина ответвленной цепи, индуцированная и наведенные напряжения все ударные напряжения нейтрали относительно земли, но наиболее частая причина описана выше. Обмен нейтрали, в которых задействованы импульсные источники питания, не рекомендуется, потому что они вносят большой вклад в дисбаланс.События нейтрали относительно земли (общий режим) могут вызвать значительные нарушения в работе микропроцессорное оборудование. Эти устройства постоянно Измерьте логическое напряжение относительно «нулевого напряжения». справка «ЗЕМЛЯ ЖИЗНИ. Микропроцессор. ожидает увидеть менее 0,5 вольт между нейтралью и земля.

Это обычная практика и соответствует NEC должна иметь общие заземляющий и нейтральный проводники в Ответвительные цепи на 120 вольт (в большинстве случаев).Это не хорошо практика иметь общих проводников по нескольким причинам. Те, которые относятся к нейтральному и заземляющему проводнику будет кратко объяснено.

Заземляющий провод (не нейтральный) это опорная точка заземления шасси оборудования и техники безопасности для стандартной (120 В) ответвленной цепи. разное оборудование использует землю как «нейтраль» или дренаж провод предназначен для ответвления на 120 вольт. Отдельная фаза (208 и 240 вольт) оборудование часто подключается; фаза (горячий), фазовый (горячий) и заземленный.Эффективность оборудование определит, сколько энергии не используется этим оборудованием. Неиспользованная энергия использует землю провод как сток. Эта результирующая энергия сбрасывалась на заземляющий провод может оказать очень негативное влияние на чувствительные оборудование, опирающееся на одну и ту же землю. Шум, случайный напряжения и другие аномалии не подходят для чувствительных сетевое оборудование.

Изолированный Цепи заземления

Приведенные ниже стандарты должны быть руководство по правильному монтажу ответвлений.