Заземление в подвале частного дома — возможно ли это?

При возведении частного дома на относительно небольшом участке нередко возникает проблема размещения заземления. Часто вблизи благоустроенного дома просто не найти необходимого места для создания заземляющего устройства. В то же время в подвале имеется грунт, в который можно закопать заземление.

Мало того, в подвале зачастую влажно, и земля там не замерзает. Это позволяет относительно недорогим способом обеспечить надёжное заземление круглый год, не углубляясь до слоёв грунта, которые не промерзают. К тому же из подвала проще провести провод к щитку, расположенному на первом этаже.

В общем, на первый взгляд размещение заземления в подвале — со всех сторон удачное решение. Настолько удачное, что начинаешь сомневаться — а нет ли здесь подвоха? Допустимо ли такое расположение заземления с точки зрения действующих норм безопасности? И, если да, то какие существуют ограничения?

Классический вариант обустройства заземления — контур вокруг дома, образованный соединёнными друг с другом заземляющими штырями определённой длины. Контур отстоит от стен дома примерно на 1,5 м.

При этом заземление электрооборудования в доме и молниезащиту, как правило, объединяют, и данная схема позволяет это сделать. Но чрезвычайно плотная застройка пригородов крупных мегаполисов заставляет пересмотреть такой неэкономичный вариант.

Что говорит ПУЭ о заземление в подвале частного дома?

Электроснабжение частных домов, осуществляется напряжением менее 1000 В переменного тока, применяется глухозаземленная нейтраль. Для такого варианта ПУЭ не нормирует расстояние между контуром заземления и стенами. Для однофазной сети 220 В или трехфазной с линейным напряжением 380 В нормируется разве что сопротивление заземления, которое не должно превышать 30 Ом в течение всего года (в случае отсутствия газового водонагревательного котла и источников тока). Подробнее о необходимом значении сопротивления заземляющего устройства можно почитать на специальной странице нашего сайта.

Отсюда, в свою очередь, вытекает, возможность, не нарушая правил ПУЭ, разместить контур заземления внутри периметра здания. А это как раз и есть размещение заземления в подвале. Такое заземление делают, когда в подвале ещё нет стяжки. При этом подвал должен быть предварительно полностью очищен от строительного мусора. Ещё более удобный способ монтажа — закладывать заземление ещё на этапе строительства здания.

Здесь, следует отметить первый недостаток заземления в подвале — сложность обслуживания. Для любых ремонтных работ придется вскрывать бетон. Впрочем, если бетонную стяжку не делать, а использовать иные способы покрытия пола в подвале, обеспечивающие его легкую разборку и сборку, то этот недостаток несущественен. Другой путь решения проблемы — использование модульных систем заземления из стойких к коррозии материалов. Такие системы собираются, как конструктор, из готовых элементов, изготовленных на заводе, служат долго и, как правило, не требуют обслуживания долгие годы. Примером такого заземления является модульная система ZANDZ. Ее отличительной особенностью является медное покрытие стальных деталей, нанесенное не простым химическим способом, а способом электролитического осаждения. При правильной установке такое заземление прослужит порядка 100 лет. Также высокой надёжностью характеризуются безмуфтовые стержни Galmar. Эти стержни так же изготовлены из стали, покрытой медью электролитическим способом, но при их изготовлении применяется ковка. На стыке устанавливается специальная втулка из нержавеющей стали, которая в процессе забивания стержня в землю плотно садится на кованые концы стержней. В итоге обеспечивается надёжное соединение элементов заземления.

Противоречия с СО 153-34.21.122-2003

Вопросы молниезащиты зданий в России регулируются документом СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Согласно этому документу, заземление электроустановок и заземление молниезащиты здания должны быть совмещены. При этом для заземления системы молниезащиты устанавливаются строгие требования — контур заземления должен быть внешним и отстоять от стен здания не менее, чем на 1 м. Это нужно, чтобы избежать появления внутри здания опасного шагового напряжения при ударе молнии.

При невозможности совмещения заземлений для электроустановок и молниезащиты, они должны быть соединены системой уравнивания потенциалов. Но при этом заземление для молниезащиты все равно должно быть размещено вне здания, как того требует инструкция. Таким образом, придется, в дополнение к заземлению в подвале, делать ещё и заземление по периметру. А это сводит на нет экономическую выгоду от размещения заземления в подвале.

Но все же есть способ ограничиться только заземлением в подвале. Для частного дома небольшой высоты расположенного в непосредственной близости от естественных молниеотводов (таковыми могут являться вышки сотовой связи, высокие линии электропередач и т.п.) собственный громоотвод может не требоваться, и, соответственно, для электроустановок можно использовать заземление, установленное в подвале. Безусловно, для больших особняков такой подход неприемлем, но применительно к ним он не нужен — бюджет стройки там совсем иной и нерационально экономить на обустройстве заземления.

Важно помнить, что на вопрос требуется молниезащита или нет, могут ответить только расчёты, нельзя оценивать необходимость защиты от молний «на глазок».

Выводы

Заземление, установленное в подвале частного дома, представляет собой техническое решение, которое обходится значительно дешевле в строительстве, чем контур заземления, вынесенный за периметры дома. Такое решение будет безопасным и допустимым нормативами только в том случае, если здание не имеет собственной системы молниезащиты.

Смотрите также:

Контуры заземления – что это и как правильно выполнить

Если вы читаете эту статью значит уже знаете, что вам нужен контур заземления. Но возможно не до конца представляете, что он собой представляет, как работает и как его сделать правильно раз и навсегда, можно ли «сэкономить» и ут.д. Начнем с небольшого блока теории.

Что такое заземление и зачем оно нужно в частном доме

Мы разбираем конструкцию и схемы контуров заземления для электросетей с глухозаземленной нейтралью. Это значит, что на стороне подстанции нейтральный провод заземлен, то есть присоединен к заземляющему контуру.

Заземление – это подключение корпусов электроприборов к заземлителю. Заземлитель же – это один или несколько проводников, которые находятся в земле, в непосредственном контакте с грунтом. На рисунке изображено два контура заземления один возле подстанции, второй возле производственного помещения или частного дома где нужна защита.

Сопротивление контура заземления очень низкое (не больше 4 Ом по правилам). Это значит, что если на корпусе электроприбора окажется напряжение, например, произойдет пробой обмотки электродвигателя, то по корпусу оборудования через заземляющий проводник и контур пойдет очень большой ток. По сути пробой на заземленный корпус вызовет короткое замыкание. А ток короткого замыкания спровоцирует срабатывание автомата защиты или перегорание предохранителя.

Похожим образом работает и контур заземления подстанции. Например, при обрыве и падении фазного провода на землю возникнет короткое замыкание между фазой и заземлением, и сработает защита на подстанции.

Даже если случится так, что защита не сработает, например, произошел пробой в конце обмотки и ток утечки оказался недостаточным для срабатывания защиты, то сопротивление контура заземления намного ниже чем сопротивление человеческого тела. И если человек прикоснется к заземленному оборудованию, то или почувствует слабый удар электрическим током или не почувствует его вовсе. Электрический ток идет по пути наименьшего сопротивления, а меньшее сопротивление у контура заземления.

Если для промышленности все понятно, то зачем контур заземления в частном доме, какие тут моторы и где тут опасность? Корпуса большинства электроприборов вообще пластиковые.

И это хороший вопрос. Неужели требования что к электросети нельзя подключить новый дом без контура заземления – это просто бюрократическая фикция.

На самом деле нет. Раньше в частных домах из электроприборов были только свет да утюг, ну еще радиоприемник с телевизором. Сейчас количество и качество бытовых приборов изменилось кардинально, и пробой на корпус во многих из них может стать смертельным.

Вот некоторые из них:

1. Бойлер – под напряжением окажется не только корпус, но и вся водопроводная система. Можно получить поражение электрическим током просто открыв воду на кухне.
2. В меньшей степени, но все же это относится и к скважинному насосу.
3.  Автоматические стиральные машинки представляют похожий тип опасности с выходом через воду в любую точку, любой санузел в доме.
4. Нагревательные приборы – масляные нагреватели и электроконвекторы опасны прикосновением к корпусу.
5. Микроволновки, электродуховки и холодильники – также не нужно сбрасывать со счетов.
6.  Все приборы с импульсными блоками питания: компьютеры, современные телевизоры те же стиральные машины. Конденсаторы в этих блоках питания соединены с заземляющим выводом PE, а он в свою очередь с корпусом прибора. И на корпус того же домашнего ПК может попасть напряжение в 100-110В. Чаще всего мы этого не замечаем из-за того, что стоим на сухом полу в обуви на резиновой подошве, да и большой ток через конденсаторы и такую паразитную наводку не пройдет, но все же есть реальный риск получить удар электрическим током от незаземлённого ПК с импульсным блоком питания.

Поэтому крайне не рекомендуем делать контур заземления формально лишь бы сдать. Кроме этого настоятельно рекомендуем подключать все розетки в доме не через обычные автоматические выключатели, а через дифференциальные автоматы или комбинацию автоматического выключателя и дифференциального реле. Дифференциальная защита кроме стандартных функций защиты от к.з. и перегрузки реагирует на токи утечки. Заземляющий контур и дифференциальная защита не заменяют, а прекрасно дополняют друг друга. Ведь заземление не защитит, если ребенок сунет гвоздь в розетку, а дифавтомат успеет сработать до того, как будет причинен существенный вред здоровью.

Расчет контура заземления

Размер и глубина зависят от типа грунта. Меньше всего проблем будет если у вас:

• торфяные грунты
•  суглинки
•  влажные глинистые почвы.

Хуже если это песок тогда нужно больше проводников и забивать их нужно на большую глубину. Совсем не получится устроить контур заземления в скальных или горных грунтах.

В идеале нужно иметь геологические карты местности тогда получится сделать расчет контура заземления. Но на практике просто делают стандартный контур по общим рекомендациям, замеряют сопротивление, и, если оно недостаточно низкое, добавляют еще один или несколько электродов.

На иллюстрации ниже обычная схема контура заземления, которая сработает в 90% случаев.

Это равносторонний треугольник со стороной 1,5-3 метра, но, если площадь участка не позволяет сделать треугольник можно закопать и соединить вертикальные проводники в ряд, но так выше вероятность, что будет нужно больше вертикальных заземлителей.

Материалом для контура заземления может быть медь, оцинкованная и черная сталь. Форма и размеры не особо регламентируется, но важным является сечение и толщина элементов заземления. Вот рекомендации для черной стали:

Толщина и сечения заземляющего контура рассчитываются так, чтобы не только дать нужное сопротивление, но и обеспечить долговечность. Ведь сталь неизбежно будет ржаветь, и чтобы контур заземления прослужил как минимум 30-40 лет должен быть хороший запас по толщине и сечению стали.

Монтаж контура заземления – из чего и как сделать

Мы разберем монтаж контура заземления из классического стального проката на сварном соединении. Конечно можно купить набор специальных штырей-электродов, с наконечником которые можно завинчивать в землю перфоратором. Они состоят из нескольких секций (прутов круглого сечения) и по мере погружения добавляется следующая.

Но, во-первых, цена таких комплектов для заземления неоправданно высока. Во-вторых, муфты для соединения наборных электродов резьбовые и со временем электрических контакт сильно ухудшится. А старая добрая сварка – это монолитное соединение и прослужит столько же сколько и весь заземляющий контур.

ВАЖНО! Не нужно и даже запрещено красить элементы, из которых собирается контур заземления. Железо должно быть «голым» чтобы ничего не мешало контакту с грунтом.

А вот сварные швы нужно прокрасить нитрокраской или чем-то подобным, поскольку они наиболее подвержены коррозии, и контур может выйти из строя через 5-6 лет только потому что проржавели сварные швы.

Также обязательно нужно покрасить черной краской (это важно, краска по нормативам должна быть именно черной, даже если это ваш частный дом) полосу которая выходит из-под земли и соединяется с проводником

По сути монтаж контура заземления сводится к несложным хотя и трудоемким операциям:

1. Выкопать траншею глубиной 0,4-0,7 метра, в форме треугольника или прямую если не площадь не позволяет выкопать треугольник. Место для монтажа контура заземления нужно выбирать как можно ближе к вводному щитку. Ведь именно с заземляющей шиной вводного щитка нужно будет соединить контур заземления, и чтобы не тянуть стальную полосу или заземляющий проводник через весь дом, нужно максимально сократить это расстояние. Размер стороны треугольника в среднем 2-3 метра.
2. В углах треугольника нужно сделать углубления. Идеально подойдет мотобрур с удлиненным валом для бура. Глубина «шахты» должна быть не менее 2 метров. Если этого не сделать, забить 3-х метровую трубу или угольник в грунт будет трудно, а в случае глинистого грунта и вовсе невозможно. Легче пойдет в песчаный грунт, но скорей всего электродов понадобится больше.
3. Забить вертикальные части заземляющего контура. По мере погружения засыпать и утрамбовывать грунт в пробуренную нишу, чтобы контакт электрода с грунтом был плотным на всю глубину. Забивать нужно так, чтобы выше уровня дна траншеи осталось около 20 см уголка или трубы.
4. Соединить вместе забитые электроды заземление полосой или круглым проводником. Соединить с помощью сварки. Учтите, что полосу легче согнуть и проложить в нужном направлении.  Конец полосы вывести к фундаменту в той же части нужно проделать в стене отверстие для заземляющего проводника. Или провести его по поверхности, если вводно распределительный щит находится снаружи здания.
5. Закрепить вывод стальной полосы к фундаменту. К концу стальной полосы (шины) приварить болт или шпильку. Можно сделать отверстие и прикрутить шину или кабельный наконечник заземляющего провода болтом, но в таком варианте больше переходных сопротивлений и добиться нужного сопротивления будет сложнее. В крайнем случае делайте два отверстия рядом и прижимайте стальную шину к медной двумя болтами. Но если заземляющий проводник у вас из провода, то нужно приварить болт, а на конец провода запрессовать кабельный наконечник. Сечение заземлящего провода который идет к вводному щитку должно быть:

• не меньше 10 мм2 – для медных шин и проводов;
• не меньше 16 мм2 – для алюминиевых шин и проводов;
• если внутрь здания уходит стальная полоса или круглый проводник, то его сечение должно быть не меньше 75 мм2.

7. Проверка. Прежде чем вызывать электролабораторию можно предварительно проверить контур обычным мультиметром, причем в режиме вольтметра. Для этого нужно замерить напряжение между фазой и нулем, а потом между фазой и шиной заземления. Оно должно быть практически одинаковым, например, 221 и 216 Вольт, соответственно. Если прибор показывает, что напряжение между фазой и заземляющим контуром значительно ниже, например, 220 и 180 Вольт, нужно добавить еще один вертикальных проводник и приварить его к существующим. После этого повторить измерения. Разница уменьшится.  Если удалось получить разницу в пределах 10 Вольт, скорей всего сопротивление контура заземления находится в пределах нормативных 4 Ом, и можно вызывать специалистов местного РЭС для проверки и выдачи заключения на подключение дома к электросети.

 

Надеемся материал этой статьи был для вас полезен. До следующих публикаций.

Заземление в частном доме своими руками

Сегодня любой загородный дом оснащен всевозможными мощными бытовыми электроприборами. Естественно, есть необходимость в заземлении частного дома. Вы можете заземлиться самостоятельно

Содержание

1. Что такое заземление?
2. Из каких заземляющих элементов состоит система
3. Контур заземления
4. Какую схему заземления частного дома выбрать
5. Заземление частного дома видео

Что такое заземление?

Заземление – это преднамеренное соединение любой точки оборудования с электрическим соединением с землей. По определению заземление предназначено для обеспечения надежной защиты от опасных последствий возможности поражения электрическим током. Поэтому земля используется как проводник тока, как одно из плеч асимметричного вибратора. Заземление состоит из заземляющего проводника (контура заземления), обеспечивающего непосредственный контакт с землей, а также заземляющего проводника. Самый нежелательный вариант заземления по удельному сопротивлению – каменистые и каменистые грунты. Лучшим вариантом для расположения контура заземления являются суглинистые и глинистые почвы.

Для того, чтобы сделать заземление в частном доме, потребуется построить и установить контур заземления. Контур заземления для частного дома будет состоять из вертикальных проводников (заземлителей), вбитых в землю. Заземлители соединяются между собой горизонтальными лентами, создавая контур определенной конфигурации. Цепь подключается к электрощиту. Вот так и делается заземление.

Заземление, как и любая другая система, состоит из определенных элементов, без взаимосвязи между которыми невозможно нормальное функционирование.

Из каких заземляющих элементов состоит система

К заземляющим элементам относятся:

вертикальное заземление

заземляющие полосы или проводники.

Заземление является качественной величиной и зависит от значения сопротивления заземления. Величину заземления можно уменьшить, увеличив площадь заземляющих электродов, снизив тем самым сопротивление грунта.

Вертикальным заземлением может служить стальной уголок размерами 50х50х5 мм. для горизонтального – полоса стальная 40х4 мм. Выбор таких материалов и размеры заземлителей регламентируются официальным документом ПУЭ-7, раздел 1.7. Недопустимо использование арматуры в качестве заземлителя, так как нарушается распределение тока по раскаленному наружному слою арматуры.

Контур заземления

При заземлении частного дома создается замкнутый контур. Контур заземления представляет собой набор металлических проводников, погруженных в землю и подключенных к электроприбору. По правилам контур заземления выполнен геометрически в виде равностороннего треугольника. Все элементы (проводники и заземление) контура заземления соединяются между собой болтами и сваркой. Предпочтение отдается сварке.

Владельцев частных домов изначально интересует вопрос, какие материалы можно использовать для контура заземления частного дома.

Самый популярный материал – сталь и сталь в медной оболочке. Правда, медная оболочка, используемая для создания контура, — дорогое удовольствие. Критерием выбора при выборе электрода является параметр площади сечения. Обычно допускается использование труб, прямоугольных или угловых профилей и стержней. Причем длина электрода значительна и должна достигать 2 метров, а минимальное количество электродов 3.

Какую схему заземления частного дома выбрать

Схему заземления предполагается производить по двум системам: TN-C-S и TT.

Особенности системы TN-C-S: это система заземления, в которой две функции, а именно: нулевой защитный и рабочий проводники совмещены в одном проводнике.

Особенности системы ТТ: это система, в которой нейтраль заземлена за счет использования заземляющего устройства.

Для электроснабжения частного дома по схеме TN-C-S роль проводника выполняет провод PEN. Наибольшее распространение среди владельцев частных домов получила система ТТ. Почему? Ответ достаточно прост: при системе ТТ все токопроводящие части электроустановок напрямую соединяются с землей через заземлитель.

Этапы заземления частного дома

Заземление частного дома своими руками в несколько этапов.

  подготовительные

  земляные работы

  забивка электродов в грунт

  соединение электродов

  бурение технологических отверстий в стене

  прокладка провода заземления

  проверка работоспособности заземления.

Подготовительный этап включает в себя выбор площадки, где будет располагаться контур заземления.

Земляные работы предназначены для земляного контура, создаваемого в грунте равностороннего треугольника. Для этого копают ямы и соединительные траншеи. Глубина траншей и ям должна достигать 1,5 м. Заземляющий контур рекомендуется прокладывать на расстоянии 1 метра от фундамента частного дома. Траншеи выкапывают по отмеченному треугольнику на глубину 1 м. Ширина траншеи должна быть достаточной для последующей приварки электродов.

Электроды вбиты в землю по вершинам треугольника. Заземлители вбиваются в грунт на глубину 2-3 метра. Для удобства углы на концах заостряются. Работу по забивке кондукторов желательно проводить кувалдой. Не допускается деформация или изменение формы электродов.

Электроды соединяются с помощью резьбового соединения со стальной полосой шириной 40 мм и толщиной 4 мм и болтами М80 или М100. К краю полосы приваривается болт М80 для крепления провода к частному дому. К краю болта подсоединяется медный многожильный провод, ведущий непосредственно к распределительному щитку дома.

После завершения земляных и монтажных работ по заземлению выполняется контрольный замер контура заземления. Контрольный замер должен показать значение сопротивления заземляющего устройства. Измерение сопротивления контура заземления проводят специализированные лаборатории с помощью омметров М416.

, чтобы самостоятельно понять, что вы сами об этом и функциях цепных проводников при установке заземления, просто посмотрите предложенное видео

Самые интересные варианты по теме. заземление в частном доме своими руками.

Объяснение контуров заземления

Мало что может раздражать больше, чем гудение системы записи. Пол Уайт объясняет причины появления контуров заземления, вызывающих шум, и предлагает практические советы, как их избежать.

По отдельности ваши процессоры эффектов, микшеры, рекордеры и MIDI-инструменты могут работать отлично, но соединив их вместе, вы, скорее всего, услышите фоновый шум. Если вам повезет, это будет достаточно тихо, чтобы с этим жить, но в худшем случае это может быть настолько навязчиво, что ваша система станет непригодной для использования. Те, кому не повезло столкнуться с этой проблемой, часто начинают отсоединять кабели заземления от различных сетевых вилок в надежде, что гул исчезнет. Хотя это часто работает, это не очень хорошая идея с точки зрения безопасности. Гул обычно вызван заземлением или контурами заземления, и мгновенного лечения не существует. Однако, как только вы поймете, что их вызывает, их не так уж сложно отследить и устранить.

В большинстве домашних студий используются несбалансированные аудиосоединения, когда сигнал проходит по экранированным кабелям, каждый из которых состоит из одной изолированной жилы, окруженной экраном. Экран заземлен, чтобы предотвратить попадание внешних электрических помех на сигнал на центральном проводнике, но это не надежное устройство. Звуковой сигнал на самом деле представляет собой разницу напряжений между центральным (горячим) проводником и внешним экраном, поэтому, если экран не удерживается надежно при нуле вольт, любые напряжения звуковой частоты, попадающие на экран, в конечном итоге наложатся на экран. звуковой сигнал. А если экран заземлить, то как гул помех от сети может еще попадут в наши системы?

Все кабели имеют электрическое сопротивление, и хотя оно низкое, тем не менее оно существует. Возвращаясь на мгновение к школьной физике, если вы пропускаете электрический ток через любой материал, имеющий электрическое сопротивление, между двумя точками контакта возникает напряжение, величина которого зависит от силы тока и сопротивления проводника. материал — по закону Ома. Отсюда следует, что если вы пропускаете ток через экран кабеля, между одним концом экрана и другим будет разница в напряжении. Если на данный момент все это звучит немного академично, потерпите меня, потому что все проблемы с фоном контура заземления проистекают из этого простого факта, и те же знания могут быть использованы для решения проблемы.

Как упоминалось ранее, типичная домашняя студия включает в себя множество устройств с питанием от сети, соединенных друг с другом с помощью несбалансированных экранированных кабелей. Все экраны и сетевые заземления соединены между собой, и, поскольку кабель имеет конечное сопротивление, существует реальная опасность того, что сигналы помех вызовут протекание тока в экранах кабеля, что приведет к искажению звукового сигнала. Большинство мешающих сигналов, например, от удаленных радиопередатчиков, довольно слабы, но сетевое питание с частотой 50 Гц, питающее вашу студию, — совсем другое дело. Если бы вы поместили в студии замкнутый контур провода, вы смогли бы измерить ток частотой 50 Гц, протекающий по проводу, потому что контур действует точно так же, как трансформатор. Конечно, в реальных трансформаторах есть более одного витка провода, но принцип тот же, и очень небольшой процент тока, протекающего в сети, индуктивно связывается с нашей проволочной петлей. Поскольку звуковые сигналы измеряются в милливольтах, а не в вольтах, даже самое неэффективное подключение источника питания 240 В к нашей проводной петле будет производить ток, достаточный для генерации напряжения, которое при добавлении к типичному звуковому сигналу будет слышно как гул.

В то время как проволочная петля в нашем тестовом примере чисто гипотетическая, схема заземления в нашей студии вполне реальна. На Рисунке 1 выше четко показано, как соединения заземления и экрана между двумя частями оборудования могут образовывать замкнутый контур, на который будет влиять наведенный фон сети. На самом деле проводка в типичной студии, скорее всего, создаст множество контуров заземления, которые взаимодействуют друг с другом.

На рис. 1 цепь завершается заземлением сетевого шнура и экранами сигнального кабеля, образующими наш одновитковый трансформатор. Результирующее напряжение «гудения» эффективно последовательно с сигнальным трактом и иногда называется «последовательными помехами».

Чтобы уменьшить или устранить влияние контуров заземления, мы должны следовать одному простому правилу: у каждого элемента оборудования должен быть только один путь тока заземления между ним и остальной частью системы, к которой он подключен.

Для соблюдения этого правила необходимо локализовать контуры заземления и каким-либо образом разорвать их. И это создает дилемму; мы либо должны отключить сигнальный экран в какой-то момент, чтобы разорвать петлю, либо мы должны удалить заземление сети и оставить сигнальные экраны подключенными. Последнее обычно работает, но тогда не будет никакого защитного заземления, кроме как через сигнальные провода, которые не выдержат те виды токов, которые возникают при серьезных неисправностях. Кроме того, если сигнальный провод отсоединен, защита от заземления полностью снимается. С точки зрения безопасности удаление сетевого заземления не хорошая штука — дома не пытайтесь!

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

В профессиональных студиях, где все сбалансировано, отключение экрана на одном конце сигнального кабеля обычно устраняет любые проблемы с гулом, потому что экран не используется в качестве обратного пути для сигнала — это чисто защитный экран. В несбалансированной системе отсоединение одного конца экрана может вызвать трудности, потому что в этом случае вы полагаетесь на заземление сетевого кабеля в качестве обратного пути для аудиосигнала. Это может привести к проблемам с РЧ (радиочастотными) помехами, а если сетевой кабель также отключен, сигнал вообще не имеет обратного пути, и вас приветствует жужжание, сотрясающее монитор!

Простым уловкой является подключение небольшого резистора последовательно с экраном к одному концу кабеля, как показано на рис. 2a ниже. В типичной аудиосистеме резистор сопротивлением около 100 Ом будет достаточно высоким, чтобы значительно уменьшить любые индуцированные гудящие токи, и в то же время достаточно низким, чтобы не влиять на уровень сигнала, проходящего через кабель. Использование только резистора немного увеличивает риск радиопомех. Обычно это не проблема, но если вы испытываете высокочастотные свистки или прорывы от радиостанций, вам поможет конденсатор на 100 пф, включенный параллельно резистору. Поскольку ток, с которым мы имеем дело, очень мал, можно использовать резисторы малой мощности, а пленочный металлооксидный резистор мощностью в четверть (или даже восьмую) ватта можно без труда установить внутри большинства штекерных разъемов с пластиковым корпусом. На рис. 2b ниже показано, как подключен конденсатор, если вы решите его добавить. Теперь, если удален ключевой сигнальный провод заземления, проблем не возникает, потому что «холодный» сигнал все еще может проходить через экран и резистор.

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

Если у вас есть стол с симметричными линейными входами, но с несимметричным внешним оборудованием, вы можете пойти еще дальше, как показано на рис. 3 ниже. Сбалансированный вход «видит» только разницу между положительной и отрицательной входными линиями, поэтому, если обе несут одинаковые сигналы помех, помехи устраняются — концепция, известная как «подавление синфазного сигнала». Это можно использовать при подключении несбалансированных источников к балансным входам. Чтобы предотвратить протекание значительных токов земли в экране кабеля (что в экстремальных условиях может нарушить подавление синфазного сигнала входного каскада и привести к обратному шуму), мы вставляем резистор около 100 Ом последовательно с подключением экрана. Это более удовлетворительно, чем последовательное подключение резистора к экрану в полностью несбалансированной цепи, потому что мы не полагаемся на то, что экран действует как обратный путь сигнала — он работает исключительно как защитный экран.

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

У нас есть не только микшеры, магнитофоны, блоки эффектов, MIDI-инструменты и т. д., но и большинство систем также включают коммутационные панели. Частные или полупрофессиональные студии неизменно используют коммутационные панели с несбалансированными разъемами для подключения сигналов, и хотя это не представляет большой проблемы, следует помнить об одном или двух моментах. Чтобы избежать ненужных соединений между одной точкой заземления и другой, избегайте типа коммутационной панели, в которой все заземления разъемов соединены вместе по длине коммутационной панели — это просто напрашивается на неприятности. Если ваша коммутационная панель позволяет удалить заземляющий канал между верхней и нижней парами сокетов, делайте это везде, где коммутационная панель используется в ненормализованном приложении, например, для предоставления удаленных консольных входов или для подключения входов и выходов эффекты и процессоры в коммутационную панель.

Нормализованные коммутационные разъемы обычно питаются от точек вставки консоли, и при условии, что расстояние между консолью и коммутационным отсеком составляет менее 10 футов, вы можете обойтись без использования стереокабеля для переноса соединений отправки и возврата вставки, как показано на рисунке. на рис. 4 вверху этой страницы. Тот факт, что оба сигнала имеют общий экран, означает, что между точкой вставки и коммутационной панелью не может быть контура заземления, даже если верхняя и нижняя пары разъемов коммутационной панели соединены с землей. Однако при очень длинных кабелях передача обоих сигналов по одному и тому же кабелю может привести к перекрестным помехам, что может привести к нестабильности.

Обычно консоль можно без проблем подключить напрямую к коммутационной панели с помощью обычных кабелей; любые меры предосторожности (например, установка последовательных резисторов) применяются к кабелям, соединяющим процессоры эффектов, магнитофоны и инструменты с коммутационной панелью. Люди рассуждают о том, к какому концу кабеля должен быть подключен резистор, но на практике я обнаружил, что это не имеет большого значения или не имеет никакого значения, поэтому вы можете разместить его там, где сочтете наиболее удобным.

Даже вооружившись этими знаниями, очень сложно отследить проблемы с контуром заземления в готовой системе. Вы можете обнаружить, что если исправить одну петлю, гул становится громче; это может произойти, когда один контур заземления находится в противофазе с другим! Это может звучать как настоящая рутинная работа, но ответ заключается в том, чтобы отключить все, а затем начать проводку системы с нуля, проверяя наличие шума при подключении каждого нового элемента оборудования.

Начальными точками являются микшер и мониторный усилитель; если мониторный усилитель имеет балансные входы, используйте их. Большинство многоканальных микшеров имеют балансные мониторные выходы, но даже если у вас их нет, вы все равно можете использовать метод подключения «балансный к небалансному», описанный ранее в этой статье. Если вы довольны тем, что система не гудит, вы можете подключить двухдорожечный рекордер и повторить попытку. Поскольку у вас есть четыре кабеля (левый и правый, вход и выход), идущие к 2-контактному каналу, у вас есть условия для контура заземления, поэтому, если шум все же поднимает свою уродливую голову, используйте трюк «резисторы в кабелях». Даже если 2-дорожечный кабель имеет собственный подъем заземления (см. отдельную боковую панель по заземлению в другом месте этой статьи), вам все равно потребуется установить резисторы в три из четырех кабелей, чтобы обеспечить только один путь сигнала заземления к компьютер, но сначала попробуйте обычные кабели — возможно, вам не придется беспокоиться. Конечно, некоторое шипение и гул неизбежны, если вы включите систему мониторинга достаточно сильно, но если гул находится на более низком уровне, чем естественное фоновое шипение схемы, это, вероятно, самое лучшее, на что вы можете надеяться. На реалистичном уровне мониторинга не должно быть заметно ни шипения, ни гула, если только вы не приложите ухо прямо к динамику.

Когда дело доходит до подключения многоканального кабеля, большое количество входов и выходов снова увеличивает риск образования нескольких контуров заземления. Очень часто можно обойтись обычными кабелями, но если возникнут проблемы, придется вернуться к использованию резисторов. После того, как вы разобрались с мультитреком, самое время подключить коммутационную панель. Первый шаг — убедиться, что все спокойно, когда к коммутационной панели не подключено внешнее оборудование. Если это так, попробуйте свои внешние блоки по одному, чтобы увидеть, какие из них вызывают проблемы. Не путайте контуры заземления с цифровым шумом и гулом, создаваемым некоторыми бюджетными процессорами. Как правило, гудение контура заземления остается слышимым, даже когда главный дополнительный посыл, питающий внешнее оборудование, выключен, в то время как шум шины микширования или другие помехи от консоли будут усиливаться и уменьшаться в зависимости от соответствующего уровня дополнительного посыла или уровня входного сигнала эффектов. регулируется. Если вы проделали домашнюю работу и проверили, какие из ваших подвесных блоков подняты с земли, у вас будет представление о том, какие из них могут вызвать проблемы.

Наконец, синтезаторы и экспандеры, и снова резистор в трюке с кабелем может значительно улучшить ситуацию. Экран MIDI-кабелей также может усугубить ситуацию с контуром заземления, и в крайних случаях вам может понадобиться использовать DI-блок, чтобы полностью избавиться от шума. В моей студии мой сэмплер отказывается играть по правилам, поэтому я подаю его на запасной микрофонный вход через активный DI-бокс с фантомным питанием. Помимо полного устранения проблемы с гулом, это также обеспечивает лучшее согласование уровней за столом.

Нарисовав довольно мрачную картину контуров заземления и раздражающего шума, который они вызывают, вы, вероятно, обнаружите, что лишь несколько единиц оборудования доставляют вам настоящие проблемы. При условии, что вы тестируете свою систему по мере ее сборки, у вас не должно возникнуть трудностей с определением областей, требующих внимания, и вещей, которые вы можете оставить в покое.

Искать проблемы с гулом не так весело, как создавать музыку (хотя в некоторых случаях это может оказаться проще), но нет смысла тратить много денег на современное студийное оборудование, если оно не собирается дать все возможное. Всего пара дней обжигания пальцев, ругани и засовывания ушей в кабинки с колонками окупятся в долгосрочной перспективе — честное слово!

Если вы нарисуете схему подключения вашей системы, включая все сигнальные и сетевые кабели (только с заземлением, а не с сетевыми адаптерами), вы скоро увидите, в чем заключаются потенциальные проблемы с контуром заземления. Тем не менее, проблемы также возникают, когда путь сигнала заземления завершается другим маршрутом — например, металлическими конструкциями стоечной системы. Хорошо спроектированная часть стоечного оборудования должна быть оснащена внутренним заземляющим подъемником, который может быть либо фиксированным, либо переключаемым, и это снижает риск образования контуров заземления при использовании обычных несбалансированных соединительных кабелей. Многие части полупрофессионального оборудования не имеют подъемной силы, так как же отличить?

В поднятом с земли устройстве нет прямого пути прохождения сигнала между «холодной» или экранной стороной аудиосхемы и корпусом коробки. Вместо этого коробка заземлена, а «холодная» сторона схемы подключена к корпусу через резистор в несколько сотен Ом. Если в руководстве не указано, установлен ли наземный подъемник или нет, просто отключите устройство от сети, подключите провод и с помощью мультиметра (установленного на сопротивление) измерьте сопротивление между металлическим корпусом и корпусом разъем, как показано на схеме справа. Если сопротивление близко к нулю, заземления нет, но если оно превышает 100 Ом, заземление почти наверняка установлено.

Если подъем на землю не очевиден, у вас могут возникнуть проблемы при установке устройства в металлическую стойку; металлический каркас создает еще один путь заземления между различными частями оборудования. Единственным решением здесь является использование нейлоновых крепежных болтов и шайб, чтобы корпус был изолирован от стойки. Вам также может понадобиться оставить дополнительное пространство, чтобы гарантировать, что устройство не касается устройств над или под ним, хотя тонкая картонная прокладка обычно делает свое дело.

Здоровое звучание студии начинается с хорошего сетевого питания, поэтому ознакомьтесь с частью 1 серии «Studio Wiring» в апрельском номере SOS , а также максимально сократить длину кабеля. Кабель с фольгированным экраном лучше всего подходит для стационарной проводки, поскольку он достаточно экономичен, имеет хорошие экранирующие свойства и не слишком толстый.

Для гибкой проводки лучше всего подходят кабели с плетеным медным экраном, но кабели из токопроводящего пластика прекрасно подходят для коротких коммутационных кабелей, проводов приборов и т. д. Хотя их экранирование не так эффективно, как у кабелей с тканым экраном, их гибкость часто означает, что они все еще работают, когда другие провода развалились.

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

• Не отсоединяйте провода заземления от оборудования, предназначенного для использования с заземлением.
• Собирайте свою систему по частям, проверяя наличие шума на каждом этапе. Перед подключением дополнительного оборудования устраните все проблемы с контуром заземления. Если вы не испытываете проблем с гудением при использовании стандартных проводов, не думайте, что вам нужно использовать кабели, проложенные по земле, — переходите к следующему элементу оборудования.
• По возможности используйте симметричную проводку.
• При работе с несбалансированным оборудованием используйте заземленные провода (см. основную статью), чтобы гарантировать, что каждая часть оборудования имеет только один прямой путь заземления либо через сетевое заземление, либо через экран сигнального кабеля. В случае оборудования с 2-контактным сетевым питанием или устройств, работающих от сетевых адаптеров, относитесь к ним так же, как к оборудованию, поднимаемому с земли, и убедитесь, что только один из сигнальных кабелей обеспечивает надежное заземление.