Заземление и зануление: Разница между заземлением и занулением

Содержание

Разница между заземлением и занулением

Заземление и зануление служат для предотвращения ударов электрического тока. Но между занулением и заземлением есть существенная разница, которая заключается не только в способе установки.

 Разница зануления и заземления. Суть защитных установок

Заземление и зануление отличаются друг от друга по принципу работы:

  • заземление применяется для сетей с изолированной нейтралью. Необходимо, для того чтобы снизить напряжение
  • зануление применяется там, где установлена глухозаземленная нейтраль. Это нужно для того, чтобы срабатывали автоматические выключатели при попадании тока в нетоковедущую часть устройства. Представляет собой соединенные части из металла, которые не находятся под напряжением

Чтобы лучше разобраться в работе этих защитных систем и понять разницу между ними, нужно поговорить о каждом из них отдельно.

Принцип работы заземления, виды систем заземления

Заземляющее устройство образуется заземлителем с проводником или системой проводников.

Они соединяют между собой токопроводящие участки приборов и землю. Выделяют три вида систем заземления:

  • рабочие – поддерживают установленный режим работы установок в нормальных и аварийных ситуациях
  • защитные – защищают людей и животных от удара током после повреждения фазных проводов
  • грозозащитные – с их помощью заземляют молниеотводы

Заземлители бывают естественные (трубопроводы, обсадные трубы, но ни в коем случае не отопительные и водопроводные трубы) и искусственные (специально сооруженные конструкции, к которым относится уголковая сталь, стальные стержни).

Заземления классифицируются по количеству рабочих и защитных проводников:

  • TN-C – в наше время применяется все реже и встречается только в старых постройках; предназначались для трехфазных четырехпроводных сетей. Данная система не обеспечивает нужной безопасности
  • TN-C-S – к такой системе переходят от TN-C тогда, когда в старой постройке планируется установка новой техники, в частности компьютерной. Уровень необходимой безопасности довольно высок
  • TN-S – нулевой и рабочий проводники прокладывают отдельно, соединив токопроводящие части электрической установки
  • TT – в этой системе с землей связаны открытые токоведущие участки
  • IT – в отличие от TT изолирована от земли, благодаря чему утечка тока снижается максимально

Принцип работы зануления

Если дополнительно установить к занулению УЗО, это приведет к выключению одного из элементов, действующих наиболее быстро, или одновременному срабатыванию двух устройств. Нулевой провод всегда должен находиться в исправности. В случае если этот провод оборвется, в зануленных корпусах возрастет напряжение. Поэтому монтаж выключателей в нулевой провод запрещен.

В чем разница между занулением и заземлением

Основная разница заземления и зануления – то, что в заземлении уровень безопасности обеспечивается снижением напряжения тока, которое происходит очень быстро, а в занулении – от отключения поврежденного участка электрической сети. Поэтому заземление безопаснее и надежнее зануления. Также разница между заземлением и занулением состоит в том, что монтаж зануления – более тонкая и сложная работа, в то время как для установки заземления не требуется иметь особые навыки.

Как произвести монтаж заземления или зануления, можно увидеть на видео. Также в видео более подробно рассказано о разнице между занулением и заземлением.

В чем разница между занулением и заземлением?

Занулением называют преднамеренное электрическое соединение глухозаземлённой нейтральной точки трансформатора или генератора в сетях однофазного, трехфазного, постоянного тока, с открытыми токопроводящими поверхностями электроустановок и оборудования, не находящихся под напряжением в нормальном состоянии.

Зануление выполняют для обеспечения электробезопасности электрооборудования на промышленном производстве.

В быту, согласно новым нормативам ПУЭ, указанным в 1.7.132, данный способ электротехнической защиты запрещён.

Домашняя электросеть является однофазной, поскольку питание бытовых электроприборов осуществляется из обычных розеток, где присутствует фаза и рабочий ноль, который недопустимо совмещать с защитным проводом, делая зануление корпуса.

Применение на производстве

Зануление применяется для гарантированно быстрого времени (не более 0,4с) срабатывания защитных выключателей и предохранителей на производстве, если на корпусе появится опасное для жизни напряжение.

Отличие заземления и зануления

При этом также обеспечивается пожарная безопасность – в случае применения одного только заземления, в виду его большего, чем у нулевого провода сопротивления, ток утечки может быть недостаточным, чтобы быстро сработали предохранители, рассчитанные на большие токи нагрузки.

Схема защитного заземления. 1) Электроустановка ; 2) Проводник; 3) Заземлители.

Но, этих значений тока утечки, и того промежутка времени, необходимого на срабатывание защиты, может быть достаточно, чтобы изоляция проводов внутри оборудования загорелась и вызвала пожар.

Таким образом, с помощью зануления гарантированно достигается кратковременный ток короткого замыкания, который не успевает разогреть электропроводку, но заставляет сработать защитные устройства. Нужно понимать, что в данном случае заземление и зануление используются вместе, так как оборудование заземлено общим контуром заземления предприятия, имеющего множество заземляющих устройств.

Схема защитного зануления. 1) Электроустановка; 2) Токовая защита; Ro — заземленный нулевой провод

Кроме того, подача электроэнергии на производство производится с нескольких вводов, что гарантирует сбалансированность фаз и страхует систему от обрыва ноля.

Самовольное зануление смертельно опасно!

Часто при модернизации старой электропроводки в квартире, с переходом на новую, трёхпроводную систему, с защитным проводом РЕ, некоторые «горе — специалисты» говорят, что заземление это зануление, и советуют занулять шину PE, если в многоквартирном доме эксплуатируется старая система TN-C.

Данный совет является смертельно опасным из-за ряда причин:

  • При обрыве нуля электроприборы, включённые в сеть после разрыва, питающиеся от разных фаз, будут формировать уравновешенное среднее значение напряжения на оставшемся нулевом проводе. Поскольку подключённая нагрузка не может быть случайным образом уравновешенна, то напряжение сформировавшейся нейтрали будет отличаться от ноля, соответственно возникший потенциал, оказавшийся на корпусах электроприборов из-за зануления, может быть очень опасным.

    Принцип работы лампы накаливания при неправильном заземлении

  • В случае проведения ремонтных работ в этажном электрощите вполне может случиться, что вводные провода в квартиру будут поменяны местами. В этом случае все металлические корпуса бытовой техники окажутся под фазным напряжением, и защитный автомат не сработает, потому что электроприборы не будут заземлены, а зануление РЕ провода принесёт смертельный потенциал. Не поможет даже УЗО, потому что оно не контролирует токи в РЕ проводнике.

    Принцип работы электроприбора при неправильном заземлении

  • При нормально выполненном электротехническом проекте в доме, шина РЕ соединяется с системой уравнивания потенциалов (СУП), особенно это касается ванной комнаты, где все металлические поверхности и коммуникации должны быть соединены. При самовольном занулении шины РЕ, и соединении её с СУП, получится повторное заземление нулевого провода на данную систему, что является грубым нарушением, угрожающим безопасности соседей. Если же не соединять подвергшуюся занулению шину РЕ, то СУП не сможет выполнять защитные функции, так как корпуса бойлера, стиральной машины в ванной будут подключены к нулевому проводу, а не к заземлению.
ПУЭ 7.1.13

Прогресс в электротехнике

Ранее зануление активно применялось в быту для электрической безопасности электроплит. Но в таких домах уделялось повышенное внимание нулевому проводу, в каждом этажном щитке имелось повторное заземление, поэтому зануление не являлось опасным из-за обрыва нулевого провода.

Электроснабжение в те времена осуществлялось по системе TN-C, где нулевой провод одновременно выполнял функции защитного проводника.

Система заземления TN-C

Регламентировался электромонтаж оборудования и электроустановок нормативами ПУЭ шестого издания, где вообще запрещалось эксплуатировать электрооборудование без зануления.


Но прогресс в электротехнике привел к тому, что старая система была упразднена из-за многих недостатков, часть из которых была описана выше. Система заземления TN-S

На данный момент действуют новые нормативы ПУЭ седьмого издания, где требуется, чтобы электроснабжение домов жилого фонда и организаций осуществлялось по новым системам TN-S, TN-C-S.

Система заземления TN-C-S

Применение зануления в энергоснабжении

Согласно новым нормативам ПУЭ, в системе электроснабжения TN-C-S, заземление заменяет зануление касательно бытовых электроприборов, но не исключает его из защитного процесса в глобальном масштабе, так как зануление шины защитного провода PE происходит на вводно-распределительном устройстве (ВРУ) многоквартирного здания.

В данном случае соединяют совмещённый провод PEN с главной заземляющей шиной (ГЗШ), которая имеет повторное заземление.

Хотя ноль и крепится напрямую к ГЗШ, которая одновременно является PE шиной, имеющей контакт с металлическими корпусами бытовых электроприборов посредством защитного проводника, такое зануление отличается от простого подсоединения нулевого провода PEN к заземляющей клемме электрооборудования в квартире.

Отличие состоит в том, что данном случае на ВРУ происходит повторное заземление нулевого провода, которое теоретически можно рассматривать как зануление заземляющего устройства и соединённой с ним шины РЕ. Но так не принято говорить, данный процесс называют разделением провода PEN на PE (защитный проводник) и N (рабочий ноль) в точке повторного заземления.

Альтернатива занулению

В системе TN-S зануление защитного провода РЕ происходит только в одной точке – на заземляющем контуре трансформаторной подстанции или генератора, там происходит разделение PEN провода, и после него защитный проводник и рабочий ноль нигде не пересекаются.

В описанных выше схемах энергоснабжения заземление и зануление взаимно дополняют друг друга, обеспечивая электробезопасность, но в системах с изолированной нейтралью (IT), также как и в системе TT,зануление не применяется вообще.

Электрооборудование, получающее электроснабжение по регламенту IT или ТТ, имеет заземление при помощи собственных контуров. Поскольку в режиме IT осуществляется электропитание специфического оборудования, то стоит подробней рассмотреть только систему TT, как единственную альтернативу самовольному и неправильному занулению шины PE, ведь переход на новые системы электроснабжения (TN-S, TN-C-S) является большой проблемой для множества домов, старше двадцати лет.

Электросеть, выполненная по схеме TT, сможет надёжно обеспечить электротехническую защиту от поражения, и будет намного безопасней, чем несанкционированное зануление, если она будет соответствовать нормативу ПУЭ 1.7.39.

При модернизации домашней электропроводки, данный способ обеспечения безопасности является надёжнее, чем занулять шину PE, или оставлять её вообще не подключённой, дожидаясь обновления электросети всего многоквартирного дома.

Зануление в частном доме

Не запрещается производить разделение PEN в частном доме, если выполняются нижеприведённые нормативы ПУЭ:


В данном случае для совмещённого нулевого провода выполняют повторное заземление плюс занулениедля шины защитного проводника PE.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что выполненное должным образом зануление является важным звеном для обеспечения электротехнической безопасности, и вместе с заземлением делает возможным осуществление электроснабжения по более дешёвой системе TN-C-S.

Система ТТ

Разница в цене, по сравнению с TN-S, состоит в том, разделение PEN происходит на вводе в дом, и нет необходимости тянуть провод PE к трансформаторной подстанции. Но также нужно запомнить, что игнорирование нормативов и запретов ПУЭ может привести к летальным последствиям, если самовольно производить зануление PE проводника или металлических корпусов оборудования. В

се самостоятельные электромонтажные работы должны быть согласованы в компании энергоснабжения, и ими же должны быть произведены контрольные измерения и проверки правильности выполнения работ.

Заземление и зануление электроустановок

Вся наша жизнь неотделима от всевозможных электрических приборов. Выход из строя любого электрооборудования – это частое и вполне нормальное явление, ни одно устройство не может работать вечно и без единого сбоя. Наша задача — обезопасить этих электрических помощников от короткого замыкания или возникающих в цепи перегрузок, а себя – от повреждения организма высоким напряжением. В первом случае на помощь приходят всевозможные защитные аппараты, а вот для  защиты человека применяется заземление и зануление электроустановок. Это одна из самых сложных частей электрики, но мы попробуем разобраться, в чем же различие этих работ, и в каких случаях нужно применять те или иные защитные меры.

Содержание

Если автоматы, пробки и другие защитные устройства не срабатывают на возникшую неисправность, и в результате образуется пробой внутренней изоляции, на металлическом корпусе установки возникает повышенное напряжение.   Касание человеком такого прибора может привести к параличу мышц (при силе тока 20-25 мА), препятствующему самостоятельному отрыву от контакта, аритмии, нарушениям тока крови (при 50-100 мА) и даже летальному исходу.

Если части электроустановки в силу технических особенностей должны находиться под напряжением, то их  обязательно ограждают в соответствии с общепринятой техникой безопасности, например, специальными кожухами, барьерами или сетчатыми заграждениями. Для того чтобы предотвратить случайное поражение током при повреждении изоляционных слоев, применяется защитное заземление и зануление. Чтобы понять, чем отличается заземление от зануления, нужно знать, что они собой представляют.

Часто начинающие электрики не совсем понимают, в чем же заключается отличие зануления от заземления. Заземление – это соединение электроустановки с землей с целью снижения напряжения прикосновения до минимума. Оно применяется только в сетях с изолированной нейтралью. В результате установки заземляющего оборудования большая часть тока, поступающая на корпус, должна уйти по заземляющей части, сопротивление которой должно быть меньше остальных участков цепи.

Но это не единственная функция заземления. Защитное заземление электроустановок еще и способствует увеличению аварийного тока замыкания, как бы это ни противоречило его назначению. При использовании заземлителя с высоким значением сопротивления ток замыкания может быть слишком мал для срабатывания защитных устройств, и установка в аварийной ситуации останется под напряжением, представляя огромную опасность для человека и животных.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Заземлитель с  проводниками образует заземляющее устройство, где он, по сути, и есть проводник (группа проводников), соединяющий токопроводящие части установок с землей. По назначению эти устройства разделяются на следующие группы:

  • грозозащитные, для отвода импульсного тока молнии. Применяются для заземления молниеотводов и разрядников;
  • рабочие, для поддержания необходимого режима работы электроустановок, как в нормальных, так и в аварийных ситуациях;
  • защитные, для предотвращения повреждения живых организмов электрическим током, возникающим при пробое фазного провода на металлический корпус устройства.

Все заземлители делятся на естественные и искусственные.

  1. Естественные – это трубопроводы, металлоконструкции железобетонных сооружений, обсадные трубы и другие.
  2. Искусственные заземлители – это конструкции, сооружаемые специально  для этой цели, то есть стальные стержни и полосы, уголковая сталь, некондиционные трубы и другое.

Важно: для использования в качестве естественного заземления не подходят трубопроводы горючих жидкостей и газов, трубы, покрытые антикоррозийной изоляцией, алюминиевые проводники и оболочки кабелей. Категорически запрещается использовать в качестве заземляющих проводников в жилых помещениях водопроводные и отопительные трубы.

В зависимости от схемы соединения и количества нулевых защитных и рабочих проводником можно выделяются следующие системы заземления электроустановок:

Первая буква в названии системы говорит о типе заземления источника питания:

  • I – токоведущие части полностью изолированы от земли;
  • T – нейтраль источника питания соединяется с землей.

По второй букве можно определить, каким образом заземлены открытые проводящие части электроустановки:

  • N – непосредственная связь с точкой заземления источника питания;
  • T – непосредственная связь с землей.

Буквы, стоящие сразу за N, через дефис, говорят о способе устройства защитного PE и рабочего N нулевых проводников:

  • C – функции проводников обеспечиваются одним проводником PEN;
  • S – функции проводников обеспечиваются разными проводниками.

Устаревшая система TN-C ↑

Такое заземление электроустановок используется в трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных сетях, которые преобладают в зданиях старого образца. К сожалению, эта система, несмотря на свою простоту и доступность, не позволяет достичь высокого уровня электробезопасности и на вновь строящихся зданиях не применяется.

Для модернизации старых домов TN-C-S ↑

Защитное заземление электроустановок такого типа используется преимущественно в реконструируемых сетях, где рабочий и защитный проводники объединены во вводном устройстве схемы. Другими словами, эта система используется в том случае, если в старом здании, где эксплуатируется заземление типа TN-C, планируется расположить компьютерную технику или другие телекоммуникации, то есть для осуществления перехода к системе TN-S. Эта относительно недорогая схема отличается высоким уровнем безопасности.

Система TN-C-S позволяет перейти от устаревшей TN-C к TN-S

Специфика системы TN-S ↑

Такая система отличается расположением нулевого и рабочего проводников. Здесь они прокладываются отдельно, причем нулевой защитный проводник PE соединяет сразу все токопроводящие части электроустановки. Чтобы избежать повторного заземления, достаточно устроить трансформаторную подстанцию, имеющую основное заземление. К тому же такая подстанция позволяет добиться минимальной длины проводника от входа кабеля в электроустановку до заземляющего устройства.

Система TN-S:
1. Заземлитель;
2. Токопроводящие части установки.

Система TT, особенности ↑

Система, где все токоведущие открытые части непосредственно связаны с землей, причем заземлители электроустановки не имеют электрической зависимости от заземлителя нейтрали подстанции, получила название TT.

Система заземления TT отличается наличием заземлителей на каждую токопроводящую часть установки

Характерные отличия системы IT ↑

Отличием этой системы является изоляция нейтрали источника питания от земли или ее заземление через устройства с большим сопротивлением. Такой способ позволяет максимально снизить ток утечки на корпус или в землю, поэтому его лучше использовать в зданиях, где установлены жесткие требования по электробезопасности.

Система IT:
1. Сопротивление заземления нейтрали источника питания.
2. Заземлитель.
3. Открытые токопроводящие части.
4. Заземляющее устройство.

Зануление – это соединение металлических частей, не находящихся под напряжением, либо с заземленной нейтралью понижающего источника трехфазного тока, либо с заземленным выводом генератора однофазного тока. Используется для того, чтобы при пробое изоляции и попадании тока на любую нетоковедущую часть устройства, происходило короткое замыкание, приводящее к быстрому срабатыванию автоматического выключателя, перегоранию плавких предохранителей или реакции прочих систем защиты. В основном применяется в электроустановках с глухозаземленной нейтралью.

Принципиальная схема зануления электроустановок

Дополнительная установка УЗО в линию приведет к его срабатыванию в результате разности сил тока в фазном и нулевом рабочем проводе. Если будут установлены и УЗО, и автоматический выключатель, то пробой приведет к срабатыванию либо обоих устройств, либо к включению более быстродействующего элемента.

Важно: При установке зануления необходимо учитывать, что ток короткого замыкания обязательно должен достигать значения плавления вставки предохранителя или отключения автоматического выключателя, иначе свободное протекание тока замыкания по цепи приведет к возникновению напряжения на всех зануленных корпусах, а не только на поврежденном участке. Причем значение этого напряжения будет равно произведению сопротивления нулевого проводника на ток замыкания, а значит  чрезвычайно опасным для человеческой жизни.

За исправностью нулевого провода необходимо следить самым тщательным образом. Его обрыв приводит к появлению напряжения на всех зануленных корпусах, так как они автоматически оказываются подключенными к фазе. Именно поэтому категорически запрещается монтаж в нулевой провод любых средств защиты (выключателей или предохранителей), образующих его разрыв при срабатывании.

Для того чтобы уменьшить вероятность повреждения током при обрыве нулевого провода, через каждые 200 м линии выполняются повторные заземления. Такие же меры принимаются на концевых и вводных опорах. Сопротивление каждого повторного заземлителя не должно превышать 30 Ом, а общее сопротивление всех таких заземлений – 10 Ом.

Главная разница между занулением и заземлением заключается в том, что при заземлении безопасность обеспечивается быстрым снижением напряжения тока, а при занулении – отключением участка цепи, в котором случился пробой тока на корпус или любую другую часть электроустановки, при этом в промежуток времени между замыканием и прекращением подачи питания происходит снижение потенциала корпуса электроустановки, в противном случае через тело человека пройдет разряд электрического тока.

Электрическая схема заземления и зануления

Во всех электроустановках, где нейтраль изолирована, обязательно выполняется защитное заземление, а также должна предусматриваться возможность быстрого поиска замыканий на землю.

Если устройство имеет глухозаземленную нейтраль, а его напряжение менее 1000 В, то можно применять только  зануление. При оснащении такой электроустановки разделяющим трансформатором, вторичное напряжение должно быть не более 380 В, понижающим – не более 42 В. При этом от разделяющего трансформатора разрешается питать только один электроприемник с номинальным током защитного устройства не более 15 А. В этом случае запрещается заземление или зануление вторичной обмотки.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Если нейтраль трехфазной сети до 1000 В изолирована, то такие электроустановки должны иметь защиту от пробоя в результате повреждения изоляции между обмотками трансформатора и пробивной предохранитель, который монтируется в нейтраль или фазу со стороны нижнего напряжения.

Защитное заземление и зануление электроустановок необходимо проводить в следующих случаях:

  1. При переменном номинальном напряжении свыше 42 В и постоянном номинальном свыше 110 В особо опасных и наружных установках.
  2. При переменном напряжении свыше 380 В и постоянном свыше 440 В в любых электроустановках.

Заземляются корпуса электроустановок, приводы аппаратов, каркасы и металлические конструкции распределительных шкафов и щитов, вторичные обмотки трансформаторов, металлические оболочки кабелей и проводов, кабельные  конструкции, шинопроводы, короба, тросы, стальные трубы электропроводки и электрооборудование, расположенное на движущихся частях механизмов.

В жилых и общественных зданиях обязательно подлежат занулению (заземлению) электроприборы мощностью свыше 1300 Вт. Если подвесные потолки выполнены из металла, то необходимо заземлить все металлические корпуса осветительных приборов. Ванны и душевые поддоны, выполненные из металла, должны соединяться с водопроводными трубами металлическими проводниками. Делается это для выравнивания электрических потенциалов. Для заземления корпусов кондиционеров воздуха, электроплит и других электроприборов, мощность которых превышает 1300 Вт, применяется отдельный проводник, присоединяемый к нулевому проводнику сети питания. Его сечение и сечение фазного провода, проложенного от распределительного щита, должны быть равными.

Для выравнивания электрических потенциалов ванну следует обязательно замкнуть на водопроводные трубы

С полным перечнем оборудования, требующего заземления или зануления, а также устройств, где наоборот, допускается пренебречь этими защитными мероприятиями, можно ознакомиться в ПУЭ (Правилах устройства электроустановок). Здесь же можно найти все основные правила заземления электроустановок.

Устройство заземления и зануления  — это весьма ответственная работа. Малейшая ошибка в расчетах или пренебрежение, казалось бы, одним незначительным требованием может привести к большой трагедии. Выполнять заземление обязаны только люди, имеющие необходимые знания и опыт работы.

Что такое зануление?

 

1. Описание

Сегодня нашу жизнь трудно представить без ежедневной эксплуатации всевозможных электрических приборов. Однако, практическое использование тока небезопасно без защитных систем. Возможны случаи, когда защитные устройства (пробки, автоматы и др.) могут не сработать, в результате чего происходит повреждение внутренней изоляции и возникает повышенное напряжение на металлическом корпусе оборудования. Для защиты человека от возможного поражения электрическим током в процессе эксплуатации электроприборов и бытовой техники, разработаны всевозможные защитные мероприятия, к числу которых относится и зануление. Данная статья написана с целью объяснить читателю, в чём заключается особенность зануления, как способа защиты электросетей, в каких случаях применятся и чем отличается от защитного заземления.

Зануление используют для обеспечения электробезопасности систем с PEN, PE или N проводниками. К ним относят сети с глухозаземленной нейтралью: TN-C, TN-S и TN-C-S. Основное различие в организации зануления для указанных систем состоит в схеме соединения нулевых защитных и рабочих проводников.

Система зануления TN-C

Система зануления TN-C на сегодняшний день относится к устаревшей, так как преобладает в зданиях старого жилого фонда. Для нее характерно наличие совмещенного по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводника PEN. Используется для электроснабжения в трехфазных сетях. Запрещена для групповых и распределительных однофазных сетей. Данная система достаточно проста в организации, однако не обеспечивает достаточного уровня электробезопасности, что делает невозможным ее применение при строительстве новых зданий.

Система зануления TN-C-S

Представляет собой улучшенный вариант системы зануления TN-C для обеспечения электробезопасности в однофазных сетях. В точке разветвления трёхфазной линии на однофазные совмещенный PEN-проводник разделяют на PE- и N-проводники, подводя их к однофазным потребителям. Данная система зануления, при относительно небольшом удорожании, отличается более высоким уровнем безопасности.

Система зануления TN-S

Считается наиболее совершенной и безопасной схемой зануления. Принцип действия основан на разделении по всей длине нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. К нулевому защитному проводнику PE присоединяют все металлические элементы электроустановки. Во избежание повторного заземления устраивают трансформаторную подстанцию, имеющую основное заземление.

Электробезопасность при занулении

Используя схему защитного зануления важно учитывать, что ток при коротком замыкании должен достигать значения, достаточного для срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя или плавления вставки предохранителя. В противном случае ток замыкания свободно будет протекать по электрической цепи, что приведет к увеличению падения напряжения на каждом элементе электрической цепи и на всех зануленных элементах электроустановки до величины, при которой вероятность поражения током от корпуса прибора многократно возрастет. Получается, что надежность системы зануления определяется по большей части надежностью используемого нулевого защитного проводника, к которому соответственно предъявляют повышенные требования см. пункты 1.7.121 – 1.7.126 ПУЭ-7. Тщательно проложенный нулевой провод должен отличаться окраской в виде желтых полос по зеленому фону. Кроме того, необходимо постоянно осуществлять контроль за исправностью его состояния. К нулевому проводу запрещается монтировать средства защиты электроустановок, которые при срабатывании могут привести к его повреждению. Соединения нулевых проводов между собой и с металлическими элементами электроустановки, доступными для прикосновения пользователям, должны гарантировать надежный контакт и иметь возможность для осмотра см. пункт 1.7.39, 1.7.40 ПУЭ-7. Значение сопротивления в болтовом соединении с частями электроустановки не должно превышать 0,1 Ом. Контроль за сопротивлением петли “фаза-нуль» осуществляют на этапе приемо-сдаточных работ, при капитальном ремонте и реконструкции сети, а так же в установленные в нормативно-технической документации сроки. Измерения в отключенной электроустановке проводят с помощью вольтметра-амперметра. Кроме того, постоянному контролю подлежит значение сопротивления заземления нейтрали и повторных заземлителей, зависимость времени действия автоматических устройств защиты от тока короткого замыкания.

Для уменьшения удара током, в случае обрыва нулевого провода, рекомендуют выполнять повторные заземления сопротивлением не более 30 Ом через каждые 200 м линии и опор, для чего преимущественно используют естественные заземлители.

2. Нормирование зануления

Технические требования к организации систем защитного зануления определены следующими документами:

  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ), глава 1.7,
  • ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (пункт 543),
  • ГОСТ 12.1.030-81 (пункт 7).

Механизм зануления основан на автоматическом отключении поврежденного участка сети, время которого не должно превышать значений согласно пункту 1.7.79 ПУЭ-7.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение Uo, В Время отключения, с
127 0,8
220 0,4
380 0,2
более 380 0,1

 

Нулевой рабочий и защитный проводники должны обладать сопротивлением, достаточным для срабатывания защиты. Активные и индуктивные сопротивления проводников образуют полное сопротивление петли «фаза-ноль». Активные сопротивления проводников зависят от их длины, удельного сопротивления материала и сечения. Индуктивные сопротивления различают для проводников из меди и стали. В стальном проводе они находятся в обратной зависимости от плотности тока и отношения периметра к площади сечения проводника. Индуктивные сопротивления стальных проводников выше, чем медных. В пункте 1.7.126 ПУЭ-7 установлены наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников для случаев, когда они изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм2 Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S ≤ 16 S
16 < S ≤ 35 16
S > 35 S/2

 

Двухпроводная линия, состоящая из рабочего и защитного проводников, образует один большой виток, сопротивление взаимоиндукции которого (рекомендуемое значение для расчётов — 0,6 Ом/км) зависит от длины линии, диаметра проводов и расстояния между ними. Сопротивление заземления нейтрали источника питания не должно превышать 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока см. пункт 1.7.101 ПУЭ-7. Увеличение тока короткого замыкания достигают путем понижения сопротивления трансформатора и петли, для чего используют схему треугольник-звезда. Обмотки мощных трансформаторов и так имеют не большое сопротивление. Меньшее сопротивление линий зануления достигают выполняя их короткими и простыми, увеличивая сечение проводников, заменяя стальные проводники на изготовленные из цветных металлов с малым индуктивным сопротивлением. Наибольшее сопротивление нулевого защитного провода не должно превышать удвоенного сопротивления фазного провода. Сокращая расстояние между ними, снижают внешнее индуктивное сопротивление. Уменьшение сопротивления повторных заземлителей и приближение их к узлам нагрузки, способствует понижению силы тока на зануленных частях оборудования. Соединение с нулевым проводником всех заземленных металлические конструкций здания повышает потенциал поверхности пола, на котором стоит человек, и тем самым значительно снижает напряжение его прикосновения до величины, примерно равной от 0,1 до 0,01 Uз.

3. Применение зануления

Зануление выполняют на промышленных объектах, часто с расположенным в здании источником питания (генератором или трансформатором), для обеспечения безопасности эксплуатации электроустановок различного назначения и повышения помехоустойчивости при их работе. Согласно требованиям пункта 1.7.101 ПЭУ-7 зануление электроустановок следует выполнять: — при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех электроустановках; — при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках. Все электрооборудование промышленных объектов выводят на общий контур заземления и соединяют между собой металлической заземляющей шиной. Полный перечень частей, подлежащих занулению, представлен в главе 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ-7). Там же приведен список электрооборудования, преднамеренное зануление которого не требуется. Для электрозащиты объектов жилого фонда зануления практически не применяют. В новостройках заземление организованно централизованно. Современные электроприборы имеют вилку с тремя контактами. Один из контактов подключен к корпусу. Заземление для отдельно взятой квартиры состоит в присоединении к заземлителям корпусов и частей бытовых приборов. Потребность в занулении в таком случае отпадает. Дома старого жилого фонда, как правило, подключенные по системе TNC, могут и вовсе не иметь заземления. Модернизацией электросетей подобных домов должна заниматься специализированная электротехническая компания. Однако, зачастую сами жильцы таких домов прибегают к обустройству запрещенного в данном случае зануления, что является совсем не безопасным способом электрозащиты для жилого сектора. Требования к организации системы защитного зануления, как уже говорилось, определены в нормативных документах. Однако в процессе реализации данного способа защиты электросетей, нередко допускаются ошибки, препятствующие его прямому назначению. Ошибочно мнение о том, что лучше выполнять заземление на отдельный от нулевого проводника контур, ввиду отсутствия сопротивление длинного PEN-проводника от электроприбора до заземлителя подстанции. Однако на деле, сопротивление заземления оказывается гораздо большим, чем у длинного провода. При попадании фазы на заземлённый указанным способом корпус установки, ток замыкания может быть недостаточным для срабатывания автоматических средств защиты электросети. В данном случае напряжение на корпусе достигает опасной для пользователя величины. Даже при применении автоматического выключателя небольшого номинала, не удается обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения повреждённой линии от сети.

4. Отличие зануления от заземления

По своему назначению заземление и зануление во многом похожи – обеспечивают защиту пользователя электроустановки от поражения электрическим током. Однако способы и принцип организации такой защиты различны. Обеспечение электробезопасности сетей с использованием системы зануления подробно рассмотрено в предыдущих разделах статьи. Действие защитного заземления основано на принудительном соединении электроустановок с землей с целью снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Избыточный ток, поступающий на корпус электроустановки, отводится напрямую в землю (по заземляющей части). В качестве заземлителя устанавливают заземляющий контур треугольной конфигурации, сопротивление которого должно быть меньше, чем на остальных участках цепи. Отличие зануления от заземления состоит в следующем:

  • в способе обеспечения защиты электрических сетей: заземление -снижает напряжение прикосновения, зануление — отключает поврежденную электроустановку от сети, что практически исключает удар током и, с этой точки зрения, является более эффективным средством защиты для использования на промышленных предприятиях. Однако, если говорить о надежности защиты в процессе эксплуатации, то зануление уступает заземлению по причине большей вероятности повреждения целостности нулевого провода и возможного изменения сопротивления петли «фаза-нуль».
  • системами применения: заземление используют исключительно для защиты сетей с изолированной нейтралью (системы TT и IT), зануление — в сетях с глухо заземленной нейтралью TN-C, TN-S и TN-C-S, где присутствует PEN, PE или N проводники.
  • по типу обустройства: с точки зрения простоты и доступности обустройства, зануление представляет собой более сложный и трудоемкий способ защиты, требующий технических знаний и навыков для правильного определения способа и средней точки зануления. В случае защитного заземления соединяют отдельные детали токоприемника с землей, для чего достаточно применение инструкций к электроприборам.

5. Заключение

Роль зануления при работе с электроустановками на промышленных предприятиях трудно переоценить. Отключая поврежденную установку от сети в случае пробоя изоляции, зануление выступает надежным способом защиты человека от возможного поражения электрическим током. Для эффективного обеспечения электробезопасности, необходимо строгое соответствие конструкции элементов системы зануления рассмотренным нормативам, а так же тщательный и постоянный контроль за их состоянием. Использование зануления или заземления зависит от необходимого способа обеспечения защиты различных систем электрических сетей.


Смотрите также:


Смотрите также:

Зануление и заземление / ПУЭ 7 / Библиотека / Элек.ру

7.3.132. На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются приведенные в 1.7.38 требования о допустимости применения в электроустановках до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя.

7.3.133. Во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа и B-II рекомендуется применять защитное отключение (см. гл. 1.7). Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов согласно 1.7.47.

7.3.134. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также:

а) во изменение 1. 7.33 — электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока;

б) электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которые в соответствии с 1.7.48, п. 1 в невзрывоопасных зонах разрешается не занулять (не заземлять). Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов.

В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели.

7.3.135. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться:

а) в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса отдельной жилой кабеля или провода;

б) в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, — на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки — отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке;

в) в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I — отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка;

г) на участке сети от РУ и ТП, находящихся вне взрывоопасной зоны, до щита, сборки, распределительного пункта и т. п., также находящихся вне взрывоопасной зоны, от которых осуществляется питание электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах любого класса, допускается в качестве нулевого защитного проводника использовать алюминиевую оболочку питающих кабелей.

7.3.136. Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками.

7.3.137. В электроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью заземляющие проводники допускается прокладывать как в общей оболочке с фазными, так и отдельно от них.

Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения.

7.3.138. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие.

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79.

7.3.140. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться для всех электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-I и B-II, и выборочно (но не менее 10% общего количества) для электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-Iа, B-Iб, B-Iг и ВIIа и имеющих наибольшее сопротивление петли фаза-нуль.

7.3.141. Проходы специально проложенных нулевых защитных (заземляющих) проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами должны производиться в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами. Соединение нулевых защитных (заземляющих) проводников в местах проходов не допускается.

Заземление и зануление электроустановок: виды, достоинства и недостатки

Любая электроустановка состоит не только из проводников электрического тока. Они помещаются в корпуса и оболочки, закрыты кожухами. Между токоведущими частями корпусами, в которых они находятся или на которых расположены, размещаются изоляционные материалы.

Все изоляторы подвержены способности повреждаться. При этом они теряют свои свойства и начинают проводить электрический ток. Потенциал рабочих частей электроустановки, находящихся под напряжением, проникает через место повреждения на токопроводящие корпуса и оболочки. При прикосновении к ним человека последний получает опасный для жизни удар электрическим током.

Способы защиты от опасных потенциалов

Ситуацию с повреждением междуфазной изоляции электрооборудования мгновенно пресекают защитные устройства: автоматические выключатели или предохранители. Но она лишь косвенно представляет опасность для человека.

Опаснее для людей как раз однофазное замыкание, в результате которого корпуса электродвигателей, электрошкафов, кабельных конструкций оказываются под напряжением.

Чтобы исключить риск поражения электротоком, нужно, чтобы при попадании напряжения на корпус произошло гарантированное короткое замыкание и потенциал на корпусе был максимально снижен.

Первое защитное действие достигается созданием цепи между корпусом и заземленной нейтралью электроустановки. При замыкании возникает ток, достаточно большой для срабатывания тех же защитных аппаратов, работающих при междуфазных замыканиях. Это называется защитным отключением.

Для реализации второго метода всем потенциально опасным металлическим частям электрооборудования придают потенциал земли. Делается это преднамеренным их соединением с заземляющим устройством. Мероприятие носит название – защитное заземление.

Системы заземления электроустановок до 1000 В получили в 7-м издании ПУЭ классификацию. Рассмотрим эти системы по очереди.

Система заземления TN-C

В этой конструкции нет ничего нового. Она была такой долгие годы.

Для питания потребителей в ней используется 4 провода. Три из них – фазные, один – нулевой. По последнему протекает рабочий ток нагрузки. Но он же используется и для реализации защитных целей, соединяясь с контуром заземления нейтрали силового трансформатора, питающего электроустановки. К нему же присоединяются и корпуса электрооборудования. Называется он проводником PEN. Из-за того, что в нем сочетаются функции защиты и транспортировки рабочего тока к месту назначения, он получил название «совмещенный проводник».

В итоге реализуются обе задачи: ток замыкания на землю высок – отключение поврежденного участка происходит достаточно быстро. К тому же при повреждении малое сопротивление PEN-проводника шунтирует тело прикоснувшегося к корпусу человека, имеющее сопротивление порядка килоома. Большая часть тока стекает в землю.

Но по PEN-проводнику протекает рабочий ток нагрузки. Контактные соединения от этого могут нарушиться, соединение – стать ненадежными или прерваться вовсе.

Так исчезает столь необходимая связь с заземляющим устройством.

Даже, если имеется повторное заземление PEN-проводника на вводе в здание.

Мало того, наличие тока в этом проводнике приводит к возникновению потенциала, увеличивающегося по мере удаления от точки связи с контуром заземления.

А при обрыве проводника PEN картина и вовсе ужасающая. Потенциал на корпусах за местом обрыва может теоретически достигнуть и 220 В.

Добавим ко всему этому технологически трудную реализацию соединения корпусов некоторых электроприемников с PEN. Как заземлить корпус электроплитки, подключаемой к сети через розетку?

Развитие бытовых электроприборов, требующих применения защитных мер по электробезопасности, привело к усовершенствованию системы TN-C. Подробнее о системе TN-C можно почитать в отдельной статье.

Система заземления TN-S

Отличие от предыдущей рассмотренной системы заземления в том, что функции рабочего-нулевого и защитного проводника разделены в разных физических проводниках. Нулевой рабочий (N) – проводит ток нагрузки, нулевой защитный (РЕ) – подключается к контуру заземления.

В результате происходит полное избавление от потенциала на корпусах, появляющихся в «особо отдаленных районах» электрической сети, а также – при обрывах проводников. Максимум, что грозит при отсутствии целостности проводника РЕ – отсутствие защиты. Но оборваться у него шансов немного – ток-то по нему не протекает, с чего бы вдруг потеряться выполненным по всем электрическим правилам контактным соединениям?

Поскольку сечение РЕ-проводников в составе кабельных линий обычно оказывается равным сечению фазных, упростилась задача присоединить их к корпусам любого электрооборудования.

Даже к заземляющему контакту розетки. Что позволило распространить защитные меры безопасности на все бытовые электроприборы: на ту же электроплитку, в частности.

Правда, в силовые кабельные линии добавилась лишняя жила. Ну что же – за безопасность надо платить.

Все вновь монтируемые электроустановки теперь, как правило, выполняются по этой системе заземления.

Подробнеео системе TN-S можно почитать в отдельной статье.

Система заземления TN-C-S.

Существенной проблемой при реализации системы TN-S является то, что реконструкция электроустановок и строительство новых происходит зачастую без реконструкции самой трансформаторной подстанции. Обычно переделывается какая-то ее часть, начиная от распределительного щита на вводе до последнего потребителя. До этого щитка система заземления неизбежно сохраняет старую конструкцию.

Эта проблема заранее решена тем же самым пунктом ПУЭ, описывающим переходной вариант системы заземления, обозначенный, как TN-C-S. В нем нетронутая реконструкцией часть электроустановки вполне себе официально не меняет своей структуры, оставаясь то же TN-C. А вот с некоторой точки распределительная сеть выполняется по новым правилам.

Суть в разделении проводника PEN на два: рабочий и защитный.

Выполняется это во вводном распределительном устройстве. В нем устанавливается две распределительных шинки: N и РЕ. Проводник PEN в обязательном порядке присоединяется к РЕ, а между самими шинками монтируется перемычка.

Подробнее о системе TN-C-S можно почитать в отдельной статье.

Почему к РЕ?

Если перемычка между шинами оборвется (этого нельзя исключать ни в коем случае), то при таком способе соединения нулевая рабочая шина потеряет связь с нейтралью электроустановки. При этом возможны тяжелые последствия для электрооборудования – но соединение с защитной шиной не пострадает, люди останутся в безопасности.

К тому же не заметить сей факт обрыва невозможно. Его сразу побегут искать.

При обратной же схеме коммутации обрыв перемычки заметят разве что при плановых измерениях целостности защитной цепи. А за это время люди останутся без защиты – корпуса «повиснут в воздухе». Хорошо бы, если так.

Предоставленная сама себе сеть из соединенных между собой защитных проводников таит не меньшую опасность, чем при обрыве PEN-проводника система TN-C.

Блоки питания бытовой аппаратуры (компьютеров или стиральных машин, к примеру) и полупроводниковые ПРА люминесцентных ламп при отсутствии соединения их корпусов с заземляющим устройством выдают на них потенциал порядка 110 В через конденсаторы входного помехоподавляющего фильтра блока питания. Он распространяется по всей сети, появляясь на прочих металлических частях, соединенных с РЕ-проводником.

Не стоит забывать о том, что эта система унаследовала от TN-C ее главные недостатки: потенциал на PEN-проводнике и опасные напряжения на нем при его обрыве. Главный метод борьбы с ними – собственный контур повторного заземления, вывод от которого присоединяется к шине РЕ вводного щитка.

Но есть и другие системы заземления, использующиеся в частных случаях для защиты людей.

Система заземления ТТ

В предыдущих системах все заземляющие устройства соединяются в единую цепь проводниками PEN или (и) РЕ. В системе ТТ потребитель имеет свой собственный контур заземления, не связанной с проводником PEN питающей линии. Все его электрооборудование связано с этим контуром проводниками РЕ.

Таким образом, исчезают проблемы с возможным обрывом питающего потребителя PEN- проводника. Он используется как нулевой рабочий и никак не связан с корпусами.

Защита с помощью предохранителей и автоматических выключателей у потребителя работает только на устранение междуфазных замыканий, а также – между фазой и нулевым проводником.

Мерой же для защитного отключения служит обязательная установка УЗО у потребителя.

Внедрение этого метода заземления имеет показания к применению и при большой протяженности питающих линий, когда повышенное сопротивление петли фаза-нуль не позволяет произвести защитное отключение в нормируемое время.

Подробнеео системе TT можно почитать в отдельной статье.

Система заземления IT

А здесь нулевой проводник отсутствует вовсе, так как эта система – с изолированной нейтралью. Подключение нагрузки возможно только на линейные напряжения сети.

Ничего опасного для потребителя при возникновении повреждения одной фазы на корпус не происходит. Ток замыкания на землю ничтожен и не принесет организму особого вреда.

А для ликвидации опасных по величине токов все линии защищают УЗО в обязательном порядке.

Но для фиксации замыканий на землю в таких сетях устанавливаются специальные элементы – реле утечки. При его срабатывании повреждение требуется активно поискать. А при возникновении второго замыкания участок сети с повреждением подлежит немедленному отключению.

Заземление и зануление. В чем разница?

Очень много споров и обсуждений возникает на тему заземления и зануления, а также целесообразности применения этих систем в различных установках. Как раз разницу между этими двумя системами безопасности необходимо знать и понимать для избежания в последующем опасных ситуаций. Основная проблема, как правило, заключается в том, что не все до конца понимают, чем отличается зануление от заземления, но мы попытаемся разобраться в этом.

Зануление

С ПУЭ (правила эксплуатации электроустановок) известно, что по мерам электробезопасности электроустановки (до 1000 Вольт) разделяют на системы, в которых нейтраль (нулевой проводник) глухо заземлена, и где нейтраль изолирована.

При глухо заземленной нейтрали нулевую точку трансформатора или генератора соединяют с заземляющим устройством напрямую или через очень малое сопротивление:

С изолированной нейтралью – схема не подключается к заземляющим элементам или подключается через большое сопротивление и будет иметь такой вид:

Проводник, который выполняет роль рабочего нулевого и защитного проводника обозначается на схеме PEN. Схема показана ниже:

Итак, согласно ПУЭ, занулением в электрических установках называют соединение частей этой установки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (например корпус электроприбора) с глухозаземленной нейтралью генераторов или трансформаторов в сетях трехфазных, с выводами источников однофазных токов, которые глухо заземлены, а также с средними точками в цепях постоянного напряжения, которые также глухозаземленной. В данном типе соединений запрещено последовательное соединение элементов защиты – все устройства должны подключатся к защитной шине ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Это правильное крепление защиты

Такой вариант недопустим, так как при отключении рабочего нуля 2, корпус прибора может оказаться под напряжением, относительно земли. Если произойдет обрыв «нуля», то в таком случае весь потенциал сети будет на корпусе устройства, что небезопасно.

Если соединению подлежат несколько устройств, то защитный провод каждого прибора выводится отдельно и крепится к общей нулевой шине. Также в защитной цепи не должно быть никаких коммутирующих устройств (автоматы, рубильники, разъединители и так далее).

Заземление

Согласно того же ПУЭ заземлением является соединение частей электроустановки с заземляющим устройством с целью предотвращения поражения электричеством людей и животных. Этот проводник имеет маркировку PE. Главным отличием от зануления здесь будет то, что при заземлении, как правило, используют отдельный контур заземления, а не заземленную нейтраль трансформатора (генератора):

Где 1 – фаза, 2 – нейтраль, 3 – заземление защитное. Эта система заземления полностью независима от нулевого проводника сети и часто применяется в системах с изолированной нейтралью. Такие схемы часто применяются в жилых домах для подключения защитного заземления к бытовым электроприборам

Подключение бытовых устройств к заземлению

Если ваше устройство имеет три клеммы подключения (фаза, нейтраль, заземление) как показано ниже:

Но в вашей квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то совмещение функций нулевого рабочего и защитного проводников ЗАПРЕЩЕНЫ  ПУЭ пунктом 1.7.132., то есть запрещено ставить перемычку между нулем и заземлителем:

Это обусловлено тем, что при потере соединения точки 2 с защитным нулем PEN корпус устройства окажется под потенциалом сети, а также если в случае выполнения каких-то ремонтных работ фаза и ноль будут перепутаны местами – то вы получаете гарантированное напряжение на корпусе вашего прибора, что делает его опасным для окружающих.

Провод защитного заземления имеет желто-зеленую изоляцию:

Поэтому если возникает необходимость подключить защитное заземление для однофазной цепи, то необходимо иметь отдельный защитный проводник. Если у вас его нет, то не стоит экспериментировать, а лучше позвать профессионального электрика, который сможет правильно подключить ваше электрооборудование.

Как нейтрализовать заряд объекта, который нельзя заземлить | SCS

В предыдущем посте мы узнали, что в ESD Protected Area (EPA) все поверхности, предметы, люди и ESD Sensitive Devices (ESD) сохраняют одинаковый электрический потенциал. Мы достигаем этого, используя только «заземляемые» материалы.

Но что делать, если элемент в вашем EPA важен для сборки и не может быть заземлен? Не переживайте, не вся надежда потеряна! Позвольте нам объяснить несколько вариантов, которые позволят вам использовать рассматриваемый объект, не имеющий заземления.

Проводники и изоляторы

В ESD Control мы разделяем элементы на проводников и изоляторов .

Материалы, которые легко переносят электроны, называются проводниками . Примерами проводников являются металлы, углерод и слой пота человеческого тела.

Заряженный проводник может переносить электроны, что позволяет ему быть заземленным.

Изоляторы — это материалы, которые не переносят электроны легко, по определению являются непроводниками.Некоторые хорошо известные изоляторы — это обычные пластмассы, пенополистирол и стекло.

Изоляторы, подобные этому пластиковому стакану, будут удерживать заряд и не могут быть заземлены и «отводят» заряд.

Как проводники, так и изоляторы могут заряжаться статическим электричеством и разряжаться.

Электростатические заряды можно эффективно снять с проводящих или рассеивающих проводов путем их заземления. Непроводящий изолятор будет удерживать заряд электрона и не может быть заземлен и «отводит» заряд.

Проводники и изоляторы в EPA

Первые два фундаментальных принципа ESD Control:

  1. Заземлите все проводники (включая людей).
  2. Снимите все изоляторы.

К заземлите все проводники в соответствии с первым принципом ESD Control, все поверхности, изделия и люди электрически заземлены. Соединение означает соединение или соединение, обычно через сопротивление от 1 до 10 МОм.

Ремешки для рук и коврики для рабочей поверхности — одни из наиболее распространенных устройств, используемых для снятия статического заряда:

  • Браслеты отводят заряд от операторов, а правильно заземленный коврик обеспечит заземление для открытых устройств, чувствительных к электростатическим разрядам.
  • Подвижные предметы (например, контейнеры и инструменты) скрепляются, стоя на скрепленной поверхности или удерживая их связанным человеком.

Если рассматриваемый статический заряд находится на чем-то, что нельзя заземлить, т.е.е. изолятор, то сработает №2 наших принципов управления электростатическим разрядом, и изоляторы должны быть удалены. Согласно стандарту ESD ANSI / ESD S20.20, « Все второстепенные изоляторы, такие как кофейные чашки, пищевые упаковки и личные вещи, должны быть изъяты из EPA». [Изоляторы ANSI / ESD S20.20, пункт 8.3.1]

Стандарт ESD различает эти два варианта:

  1. Если поле, измеренное на изоляторе, превышает 2000 вольт / дюйм, держите его на минимальном расстоянии 12 дюймов от ESD или
  2. Если поле, измеренное на изоляторе, превышает 125 вольт / дюйм, держите его на расстоянии не менее 1 дюйма от ESD.
Стремитесь защитить изоляторы от электростатического разряда

Изоляторы, необходимые для процесса

Ну, в жизни нет ничего чёрного по белому. Было бы легко, если бы мы всегда могли следовать приведенным выше «правилам» контроля электростатического разряда, но бывают ситуации, когда упомянутый изолятор является элементом, используемым на рабочей станции, например ручные инструменты. Это изоляторы , необходимые для процесса, — вы не можете удалить их из EPA, иначе работа не будет выполнена.

Как «удалить» эти жизненно важные изоляторы, фактически не «удаляя» их из своего EPA?

Вот четыре способа снизить риск электростатического разряда этих изоляторов:

  1. Всегда держите все изоляторы на расстоянии не менее 1 дюйма или 12 дюймов от электростатических разрядов в соответствии с рекомендациями стандарта ESD.
    Это снижает вероятность контакта изоляторов с электростатическими разрядами во время процессов на рабочей станции и сборки.
  2. Замените обычные изоляционные элементы на антистатические.
    Существует множество доступных инструментов и принадлежностей, защищенных от электростатического разряда — от обработки документов до чашек и диспенсеров, инструментов для пайки, щеток и мусорных контейнеров. Они являются проводящими или рассеивающими и заменяют стандартные изолирующие разновидности, которые обычно используются на рабочем месте.
  3. Периодически наносите Topical Antistat на поверхности без электростатического разряда.
    После нанесения Topical Antistat и высыхания поверхности остается антистатическое и защитное покрытие, рассеивающее статическое электричество. Покрытие, рассеивающее статическое электричество, позволяет заряду стекать при заземлении. Антистатические свойства снижают трибоэлектрическое напряжение до менее 200 вольт. Таким образом, он придает поверхностям электрические свойства, не подверженные электростатическому разряду, до тех пор, пока твердое покрытие не стирается.
  4. Нейтрализация с ионизацией
    Если эти три варианта неприменимы для вашего приложения, изолятор называют «необходимым для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора становится необходимой частью вашей программы контроля ESD.Это позволяет контролировать заряженные частицы, которые могут вызывать ESD-события, которые мы рассмотрим далее.

Нейтрализация

Большинство рабочих станций ESD будут иметь изоляторы или изолированных проводов , которые нельзя удалить или заменить. Их следует решать с помощью ионизации.

Примерами некоторых распространенных основных изоляторов для технологических процессов являются подложка для печатных плат, изолирующие испытательные приспособления и пластиковые корпуса изделий.

Корпуса для электроники — это изоляторы, необходимые для процесса.

Примером изолированных проводов. — это токопроводящие дорожки или компоненты, установленные на печатной плате, которые не контактируют с рабочей поверхностью ESD.

Ионизатор создает большое количество положительно и отрицательно заряженных ионов. Вентиляторы помогают ионам течь по рабочей зоне. Ионизация может нейтрализовать статические заряды на изоляторе за считанные секунды, тем самым уменьшая их способность вызывать повреждение электростатическим разрядом.

Заряженные ионы, создаваемые ионизатором, будут:

  • нейтрализует заряды на технологических изоляторах,
  • нейтрализует заряды второстепенных изоляторов,
  • нейтрализует изолированные проводники и
  • минимизирует трибоэлектрический заряд.
Изоляторы и изолированные проводники являются обычным явлением для электростатических разрядов. Ионизаторы могут помочь.

Для получения дополнительной информации об ионизаторах и о том, как выбрать правильный тип ионизатора для вашего приложения, прочтите этот пост.

Сводка

Лучший способ защитить устройства, чувствительные к статическому электричеству (ESD), — это заземлить все токопроводящие объекты и удалить изоляторы. Это не всегда возможно, потому что некоторые изоляторы являются «технологическими» и необходимы для создания или сборки устройств ESD.

Изоляторы по определению не являются проводниками и, следовательно, не могут быть заземлены, но ими можно управлять, чтобы минимизировать потенциальное повреждение от электростатического разряда.

Изоляторы можно контролировать, выполнив следующие действия в EPA:

  • Всегда держите изоляторы на минимальном расстоянии от ESDS (минимальное расстояние 1 или 12 дюймов в зависимости от измерений полевого напряжения изолятора в соответствии со стандартом ESD)
  • Заменить обычные изоляционные элементы на версии с защитой от электростатического разряда
  • Периодически наносите слой Topical Antistat
  • Нейтрализация зарядов для «технологических» изоляторов с ионизацией

Благодаря этим шагам, добавленным к процессу контроля электростатического разряда, все поверхности, предметы, люди и устройства, чувствительные к электростатическому разряду (ESD), будут иметь одинаковый электрический потенциал в зоне, защищенной от электростатического разряда (EPA), чтобы снизить риск ESD событий и повреждений ESD .

Как это:

Нравится Загрузка …

Учебное пособие по физике: Заземление — снятие заряда

В предыдущих трех разделах Урока 2 обсуждались три распространенных метода зарядки — заряд трением, заряд индукцией и заряд проводимостью. Обсуждение зарядки было бы неполным без обсуждения , разряжающего . У объектов с избыточным зарядом — положительным или отрицательным — этот заряд можно удалить с помощью процесса, известного как заземление. Заземление — это процесс удаления избыточного заряда с объекта посредством передачи электронов между ним и другим объектом значительного размера. Когда заряженный объект заземлен, избыточный заряд уравновешивается переносом электронов между заряженным объектом и землей. Земля — это просто объект, который служит, казалось бы, бесконечным резервуаром электронов; Земля способна передавать электроны заряженному объекту или принимать электроны от заряженного объекта, чтобы нейтрализовать этот объект. В этом последнем разделе Урока 2 будет обсуждаться процесс заземления.

Заземление отрицательно заряженного объекта

Чтобы начать обсуждение заземления, мы рассмотрим заземление отрицательно заряженного электроскопа. Любой отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов. Если нужно удалить заряд, ему придется потерять лишние электроны. Как только лишние электроны будут удалены из объекта, в объекте будет равное количество протонов и электронов, и он будет иметь баланс заряда.Чтобы удалить избыток электронов из отрицательно заряженного электроскопа, электроскоп должен быть подключен проводящим путем к другому объекту, который способен принимать эти электроны. Другой объект — земля. В типичных электростатических экспериментах и ​​демонстрациях это делается простым касанием электроскопа рукой. При контакте избыточные электроны покидают электроскоп и попадают в человека, который его касается. Эти избыточные электроны впоследствии распространяются по поверхности человека.

Этот процесс заземления работает, потому что избыточные электроны отталкивают друг друга. Как всегда, отталкивающее воздействие между одноименно заряженными электронами заставляет их искать средства пространственного разделения друг от друга. Это пространственное разделение достигается за счет перемещения к более крупному объекту, который дает большую площадь поверхности для распространения. Из-за относительного размера человека по сравнению с типичным электроскопом избыточные электроны (почти все они) способны уменьшать силы отталкивания, перемещаясь в человека (т.е., землю). Как и контактная зарядка, о которой говорилось ранее, заземление — это просто еще один пример разделения заряда между двумя объектами. Степень, в которой объект готов разделить избыточную плату, пропорциональна его размеру. Таким образом, эффективная земля — ​​это просто объект с достаточно значительным размером, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного заряда.

Заземление положительно заряженного объекта

В предыдущем обсуждении описывается заземление отрицательно заряженного электроскопа. Электроны переносились с электроскопа на землю. Но что, если электроскоп заряжен положительно? Как перенос электрона позволяет нейтрализовать объект с избытком протонов? Чтобы изучить эти вопросы, мы рассмотрим заземление положительно заряженного электроскопа. Положительно заряженный электроскоп должен получать электроны, чтобы получить равное количество протонов и электронов. Собирая электроны от к земле , электроскоп будет иметь баланс заряда и, следовательно, будет нейтральным.Таким образом, заземление положительно заряженного электроскопа включает передачу электронов от земли к электроскопу. Этот процесс работает, потому что избыточный положительный заряд на электроскопе притягивает электроны от земли (в данном случае от человека). Хотя это может нарушить любой баланс заряда, присутствующий на человеке, значительно больший размер человека позволяет избыточному заряду отдаляться друг от друга. Как и в случае заземления отрицательно заряженного электроскопа, заземление положительно заряженного электроскопа включает разделение заряда. Избыточный положительный заряд распределяется между электроскопом и землей. И еще раз: степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру. Человек — эффективная почва, потому что у него достаточно размера, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного положительного заряда.

Необходимость проведения пути

Любой объект может быть заземлен при условии, что заряженные атомы этого объекта имеют проводящий путь между атомами и землей.Обычное лабораторное занятие включает приклеивание двух соломок к заряженной алюминиевой пластине. Одна соломка покрыта алюминиевой фольгой, а другая — голым пластиком. При прикосновении к соломке с алюминиевым покрытием алюминиевая пластина теряет заряд. Он заземлен за счет движения электронов от земли к алюминиевой пластине. При прикосновении к пластиковой соломке заземления не происходит. Пластик служит изолятором и предотвращает попадание электронов от земли к алюминиевой пластине. Для заземления требуется токопроводящий путь между землей и заземляемым объектом.Электроны будут двигаться по этому пути.

Урок 2 этого раздела Класса физики был посвящен методам зарядки и разрядки объектов. Один из принципов, который постоянно возникал, заключался в соотношении силы и расстояния. Эти отношения будут исследованы в Уроке 3.


Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно.Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного зарядного устройства. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Charging Interactive — это электростатическая «игровая площадка», которая позволяет учащемуся исследовать различные концепции, связанные с зарядом, взаимодействиями зарядов, процессами зарядки и заземлением. Как только вы освоите концепцию игры, коснитесь кнопки «Играть».

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы. По окончании нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Человек, стоящий на земле, касается положительно заряженной консервной банки. После этого поп может стать нейтральным. Поп может стать нейтральным во время этого процесса, потому что ______.

а. электроны переходят от баночки к человеку (земле)

г.электроны переходят от человека (земли) к банке

г. протоны переходят от баллончика к человеку (земле)

г. протоны переходят от человека (земли) к банке

2. Студент-физик, стоя на земле, касается разряженной пластиковой бейсбольной битой отрицательно заряженным электроскопом. Это вызовет ___.

а.Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны вытекают из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны попадают в электроскоп.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны выходят из электроскопа.

г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны попадают в электроскоп.

e. бейсбольной битой, чтобы получить избыток протонов.

ф. абсолютно ничего (или очень мало) произойдет, так как пластиковая бита не проводит.

3. ИСТИНА или ЛОЖЬ :

Объект, который становится заземленным, получает нейтроны во время процесса заземления.

Веб-сайт класса физики

Заземление положительно заряженного электроскопа

Электроскоп — это устройство для обнаружения заряда, которое показывает наличие заряда на самом устройстве или на других объектах поблизости. Наличие заряда на электроскопе обозначается отклонением его иглы от ее обычного вертикального положения. Игла, имея возможность свободно вращаться вокруг своего стержня, будет отклоняться всякий раз, когда заряд в игле будет таким же, как и заряд в вертикальной опоре, на которой она балансирует. Поскольку пластина, опора и игла электроскопа соединены и сделаны из проводящего материала, любой заряд электроскопа будет распределяться по всему проводнику. Таким образом, если электроскоп приобретает общий положительный заряд, этот положительный заряд будет распространяться по всему электроскопу — пластине, опоре и игле.Поскольку одинаковые заряды отталкиваются, положительно заряженная опора и положительно заряженная игла отталкиваются друг от друга, вызывая отклонение иглы.

При прикосновении к положительно заряженному электроскопу его заряд заземляется (или нейтрализуется). Это показано на анимации ниже. Процесс заземления включает передачу электронов между заряженным электроскопом и проводящим объектом, к которому он прикасается. При прикосновении к положительно заряженному электроскопу электроны попадают в электроскоп с земли.Будучи положительно заряженным, электроскоп притягивает часть электронов проводящего материала (в данном случае человека). Отрицательно заряженные электроны попадают в электроскоп и нейтрализуют положительный заряд. Когда электроскоп теряет заряд, игла возвращается в свое естественное вертикальное положение.


Дополнительная информация о физических описаниях электростатических явлений доступна в Учебном пособии по физике. Подробная информация доступна по следующим темам:

Нейтральный vs.Заряженные предметы

Зарядные взаимодействия

Заземление — снятие заряда

Электрическое заземление с использованием нейтрализатора замыкания на землю (катушка Петерсена) Метод

Основным преимуществом использования метода незаземления на промышленных предприятиях и в коммунальных сетях является возможность поддерживать всю сеть в рабочем состоянии до устранения неисправности во время отключения для обслуживания или временных отказов.

Однако у этого метода есть недостатки, в том числе перенапряжение и феррорезонанс. Эти трудности могут быть устранены путем соединения нейтрали системы с землей через реактор с железным сердечником с высоким сопротивлением, известный как нейтрализатор замыкания на землю или катушка Петерсена, сохраняя при этом преимущество непрерывности питания с улучшенными характеристиками.

Что такое катушка Петерсена?

Нейтрализатор замыкания на землю, или катушка Петерсена, представляет собой реактор с железным сердечником с высоким импедансом, используемый в трехфазных сетях для уменьшения тока одиночного замыкания на землю, уменьшения количества срабатываний выключателя и повышения непрерывности работы.

Он был изобретен в 1916 году профессором Вальдемаром Петерсеном из Дармштадта, Германия, в результате его исследования явлений замыкания на землю. Чтобы поддержать это решение проблемы отключения электроэнергии, он представил выдающийся анализ фундаментальных фактов с всеобъемлющим и аргументированным теоретическим изложением своего изобретения.

Хотя Петерсен запатентовал свое изобретение как «Ограничение или подавление токов замыкания на землю, например, катушка Петерсена», существует некоторый недостаток последовательной и адекватной терминологии, чтобы назвать этот метод.Некоторые термины переоценивают действия, которые происходят во время замыканий на землю, вызванных пробоями в воздухе. Другие выражения указывают на то, что устройство состоит из змеевика, что влечет за собой его конструкцию как однофазный реактор. Широко используемый термин «дугогасящая катушка» не совсем удовлетворителен по обеим причинам, упомянутым выше. Также используются слова «настроенный-заземленный» и «резонансно-заземленный» из-за условий, которые мы увидим в следующих разделах.

Американский термин «нейтрализатор замыкания на землю» охватывает функцию устройства во время устойчивых замыканий на землю, а также защиту в случае сбоев в системах с большими токами зарядки.

В энергосистеме емкостной ток повреждения возвращается в систему через неисправность. Точно так же любой добавленный компонент тока повреждения, исходящий от других проводов между системой и землей, вернется через короткое замыкание. Результирующий ток короткого замыкания будет представлять собой наложение различных компонентов. Если два тока короткого замыкания одинаковой величины и противоположного знака сливаются в месте замыкания, они нейтрализуют друг друга.

Важной особенностью изобретения Петерсена является добавление индуктивного тока соответствующей величины для нейтрализации емкостного тока короткого замыкания.

Ток нейтрализации может поступать от любого источника, если через повреждение проходит правильная величина. Первый подход может заключаться в подключении трехфазного реактора параллельно емкости к земле каждого проводника (рисунок 1).


Рисунок 1. Устройство нейтрализации трехфазного замыкания на землю

Когда есть замыкание на землю в одной фазе, емкостный ток номинальной частоты, протекающий между неповрежденными фазами и землей (зарядный ток), будет по существу равен току номинальной частоты, протекающему в заземляющих реакторах. Эти компоненты будут сдвинуты по фазе на 180 ° в месте повреждения, и эффект нейтрализации будет очевиден.

Напряжение нейтрали повышается до межфазного напряжения неисправного проводника, и линейное напряжение появляется во всей системе между землей и двумя неповрежденными линиями (увеличение на 73%).

Ток через емкость:

Ic = Vph ∙ ω ∙ C

, а ток через реактор:

Ir = Vph / ω ∙ L

где:

  • Vph = среднеквадратичное значение векторного напряжения
  • ω = радианная частота
  • C = емкость
  • L = индуктивность

Удовлетворяя условию ω ∙ L = 1 / ω ∙ C, мы можем подтвердить, что токи через емкости и реактор нейтрализуют друг друга.

Трехфазный метод теоретически верен, но экономически не оправдан. Реактор, подключенный к поврежденной фазе, не работает и снижает рабочую мощность до двух третей (или менее) от общей установленной мощности. Токи через два работающих реактора сдвинуты по фазе на 60 °, и результирующий ток в 1,73 раза больше тока через один реактор (I0L).

Схема, показанная на рисунке 1, не является практическим предложением, но поучительно сравнить эту базовую форму фазового заземления с более совершенным применением того же принципа с реактором, подключенным к нейтрали, как показано на рисунке 2.Петерсен дал оба решения в своем оригинальном немецком патенте.

Рисунок 2. Емкостный и индуктивный токи


Реактор подключается к нейтрали генераторов, распределительным трансформаторам или зигзагообразным заземляющим трансформаторам.

Взаимодействие между системными проводниками и землей эквивалентно представлено тремя емкостями относительно земли, переданными нейтрали источника.Индуктивное реактивное сопротивление заземления, подключенное к нейтрали напрямую или через заземляющий трансформатор, будет отображаться параллельно передаваемым емкостям.

В этом случае полное емкостное сопротивление относительно земли составляет:

1 / Σ ω ∙ Cn

, где n = 1, 2 и 3 для трехфазной системы.

Индуктивное реактивное сопротивление, удовлетворяющее условию

ω ∙ L = 1 / Σ ω ∙ Cn

отменяет такое емкостное реактивное сопротивление. Это выражение представляет собой правило Петерсена для настройки заземляющих реакторов в соответствии с емкостью системы и согласуется с условием входа цепи в резонанс.

Система может быть настроена на 100% или не настроена. Когда он не настроен, он может быть недокомпенсирован или перекомпенсирован в зависимости от баланса между емкостью и индуктивностью.

На рис. 2 показаны величины емкостных и индуктивных токов, протекающих во время одного замыкания на землю. Показанные числа даны на единицу (о.е.), с током до повреждения 1 о.е. через естественную емкость относительно земли. Согласно действующему закону Кирхгофа, Ib + Ic + 3I0L = 0 на нейтрали.

На рис. 3 показана результирующая векторная диаграмма.


Рисунок 3. Напряжения и токи при одиночном замыкании на землю в фазе А

Исследование поведения системы методом симметричных компонент

Давайте проанализируем действие нейтрализатора замыкания на землю, расположенного в нейтрали, с использованием симметричных компонентов.

На рисунке 4 показано последовательное соединение сетей прямой, обратной и нулевой последовательности при однофазном замыкании на землю в фазе a.

Рисунок 4. Подключение цепей последовательности для одиночного замыкания на землю на фазе А

Значения X1c, X2c и Xₒc, т. Е. Распределенные емкостные реактивные сопротивления, существенны по сравнению со значениями последовательного импеданса Z1s, Z2s, ZTx, Z1line, Z2line и Z .line. Затем Z1s и ZTx закорачивают X1c в цепи прямой последовательности, а Z2s и ZTx закорачивают X2c в сети обратной последовательности.Кроме того, сумма импедансов источника, трансформатора и линии приближается к нулю по сравнению с параллелью Xₒc и 3X ւ.

Для расчета тока короткого замыкания в фазе а подойдет сеть нулевой последовательности.

На рис. 5 показано соединение цепей последовательного включения несколько по-другому, с выделением распределения тока в реакторе, трансформаторе и емкости. В этом анализе не учитывается сопротивление импеданса трансформатора.

Рисунок 5. Распределение тока в сети нулевой последовательности

Обратите внимание, что ток через реактор на рисунке 5 только в один раз превышает индуктивный компонент цепи нулевой последовательности, тогда как на рисунке 2 он был в три раза. Это обстоятельство не должно вызывать путаницу, поскольку это всего лишь алгебраический трюк, в котором число три переходит от тока к индуктивности, но их произведение, напряжение, остается прежним. Важно помнить, что реактивное сопротивление нейтрали имеет практическое значение, в три раза превышающее его реальное значение.

Для расчета приблизительного реального значения необходимого реактивного сопротивления нейтрали (в исправном состоянии системы) мы используем уравнение:

Xt + 3X ւ = Xₒc

и получаем:

X ւ = 1/3 (Xₒc — Xt)

Из рисунка 5:

Zₒ = j (Xt + 3X ւ) ∙ (-j Xₒc) / (j Xt + 3jX ւ — j Xₒc)

Но при резонансе:

ƖXt + 3X ւ Ɩ = ƖXₒcƖ

, затем:

Zₒ = j (Xt + 3X ւ) ∙ (-j Xₒc) / 0 = ꝏ

Это действует как разрыв цепи.

Когда одиночное замыкание линии на землю происходит в фазе a, и Z, =, напряжение нулевой последовательности при коротком замыкании будет напряжением между фазой и нейтралью перед повреждением. Это напряжение позволит емкостным и индуктивным токам течь в контуре нулевой последовательности, хотя ток не будет течь в сетях прямой и обратной последовательности.

Обратный путь через короткое замыкание несет только небольшой остаточный ток из-за компонентов потерь мощности (включая потери тока утечки изолятора и потери на коронный разряд), гармоник и несовершенной настройки.Компонент потерь мощности будет совпадать по фазе с напряжением; напряжение и ток одновременно проходят через ноль и гаснут дугу на землю без повторного зажигания.

Полезный аспект дифференциального тока состоит в том, что он помогает обнаруживать постоянные повреждения.

Кроме того, после гашения дуги резонансное состояние будет поддерживать величину напряжения на ней очень близкой к напряжению нулевой последовательности. Это состояние низкого напряжения будет дополнять небольшой остаточный ток при гашении дуги и предотвращении повторного пробоя.В компенсированной системе время восстановления напряжения намного меньше, чем в незаземленных сетях.

Ток замыкания на землю может составлять примерно 3-10% от тока в незаземленной системе. Напротив, величина циркулирующего тока в контуре, образованном реактором, и естественная емкость относительно земли могут быть значительными.

Обычно естественная емкость относительно земли в неперемещенных линиях или линиях с множеством однофазных отводов не сбалансирована равномерно (несимметричная конфигурация).Обе ситуации — обычное явление в системах распределения. В этих условиях токи нагрузки могут вызывать небольшие напряжения нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности может действовать как источник между нейтралью и землей и создавать последовательно-резонансный контур с X ւ и Xₒc.

В резонансе напряжения на емкости и заземляющем реакторе равны по величине, но противоположны по фазе. Если сопротивление цепи низкое, эти напряжения могут стать очень большими, более значительными, чем приложенное напряжение нулевой последовательности.По этой причине для всех сетей потребуется межфазная изоляция.

Предыдущие установки использовали реактор с фиксированным значением мощности, и условия настройки менялись в зависимости от устройства системы. Отводы, установленные в более новых реакторах, позволяют настраивать их вручную или автоматически. Другие устройства, такие как поршень с системой управления, предлагают надежные средства настройки системы.

Пример

Распределительная сеть 13,8 кВ имеет общую зарядную емкость относительно земли (рассчитанную по таблицам) равную 0.658 мкФ / фаза. Для номинальной частоты 60 Гц и без учета импеданса трансформатора рассчитайте:

  1. Емкостное реактивное сопротивление нулевой последовательности на фазу (X0c)
  2. Емкостной зарядный ток на фазу (I0c)
  3. Реальное значение реактивного сопротивления, подключаемого к нейтрали (XL)
  4. Ток через индуктивный элемент сети нулевой последовательности при одиночном замыкании на землю (I0L)
  5. Номинальный ток при неисправности (Если)
  6. Ток через реактор (3I0L)

Ответ:

  1. -jX0c = -j / 120 ∙ π ∙ C = -j10⁶ / 120 ∙ π ∙ 0. 658 = -j4 031,40 Ом / фаза
  2. jI0c = jVLL / √3 ∙ X0c = j13 800 / √3 ∙ 4031,40 = j1,976 A / фаза
  3. jX ւ = 1/3 (Xₒc — Xt) = j Xₒc / 3 = j4 031,40 / 3 = j1 343,80 Ом
  4. -jI0L = -jVLL / 3 ∙ √3 ∙ XL = -j13 800/3 ∙ √3 ∙ 1 343,8 = -j1,976 A / фаза
  5. Если = jI0c + (-jI0L) = j (I0c-I0L) = j (1,976 — 1,976) = 0 А
  6. 3I0L = 3 ∙ 1,976 = 5,928 ~ 6 A или VLL / √3 ∙ XL = 13 800 / √3 ∙ 1 343,80 = 5,928 ~ 6 A

Благоприятные характеристики и недостатки

Нейтрализатор замыкания на землю полезен в системах с частыми замыканиями на землю в воздухе, например в воздушных линиях электропередачи.Большинство из этих неисправностей временные. Пользователи этого метода утверждают, что частота отключений низкая, что повышает качество электросети. Нейтрализатор удерживает ток дуги ниже уровня самозатухания, устраняя переходное замыкание и деионизируя путь дуги, не отключая поврежденную линию.

Однако остаточные токи в КЗ по-прежнему представляют опасность для людей и оборудования, включая возникновение пожаров. Некоторые страны используют изолированный кабель в сетях среднего напряжения. Следовательно, нескомпенсированный остаточный ток существенно возрастает, увеличивая риски.

Для устойчивых повреждений коммунальные предприятия используют нейтрализаторы замыкания на землю вместе со схемой отключения. Типичная защитная система включает однополюсный выключатель байпаса, который замыкает реактор через заданное время, если неисправность не устранена. Замыкание байпасного выключателя надежно заземляет нейтраль, позволяя стандартным реле заземления обнаруживать и выборочно устранять неисправность. Время задержки устанавливает тепловую мощность реактора.

Другой метод — собрать резистор и однофазный силовой выключатель параллельно реактору или вспомогательной обмотке.Реактор ограничивает ток повреждения и переходное перенапряжение до безопасных значений в момент возникновения повреждения. В случае постоянной неисправности силовой автоматический выключатель замыкается через заданное время, а сопротивление обеспечивает достаточный ток замыкания на землю для срабатывания реле и подачи сигнала тревоги или отключения выключателя неисправного фидера.

Во многих странах действуют правила, устанавливающие максимально допустимое заданное время для защиты людей и имущества.

Существенным недостатком традиционного нейтрализатора замыкания на землю является его неспособность гасить повреждения твердой изоляции, такой как бумага, лакированный батист и резина.При использовании нейтрализатора замыкания на землю повреждения кабеля могут вызвать повторный пробой и вызвать короткое замыкание с током замыкания, достаточным для отключения выключателя поврежденного фидера.

К другим недостаткам нейтрализатора замыкания на землю относятся:

  • Все системы должны иметь изоляцию для линейного напряжения.
  • Перенастройка реактора необходима, чтобы справиться с изменениями в конфигурации системы.

Области применения нейтрализаторов замыканий на землю

Нейтрализатор замыкания на землю в течение многих лет использовался на больших территориях Европы для воздушных линий электропередачи, субпередач и распределительных линий, где большинство коротких замыканий являются переходными однофазными замыканиями на землю. Китай, Израиль, Бразилия и другие части мира также используют этот метод заземления.

В США нейтрализаторы замыкания на землю не так популярны и поэтому не так часто используются. Однако одно применение — заземление генераторов. Емкость системы в этом случае мала и фиксирована из-за небольшого расстояния от генератора до трансформатора, что снижает необходимость в повторной настройке. В случае замыкания на землю генератор может продолжать работать до своевременного отключения. Однако наиболее распространенным подходом для генераторов является заземление с высоким сопротивлением.

Из-за их несимметричных характеристик, обусловленных отсутствием перестановки и частыми однофазными ответвлениями, осторожно применяйте нейтрализаторы замыкания на землю в распределительных сетях. Кроме того, повторяющиеся операции переключения в распределительных системах требуют постоянной перенастройки реактора. В промышленности они рекомендуются только в критических процессах.

Когда в игру вступает силовая электроника

Силовая электроника еще раз помогает улучшить качество обслуживания электроэнергетических систем. Силовая электроника позволяет быстрее контролировать значение реактора (практически мгновенно) по сравнению с настраиваемой катушкой, настраиваясь в момент неисправности, и нет необходимости перенастраивать каждый раз, когда происходит изменение симметрии сети.

Силовая электроника также может компенсировать ток из-за составляющих потери мощности, гармоник и несовершенной настройки, вводя в сеть через реактор сдвинутый по фазе ток. Напряжение и ток при повреждении будут очень низкими независимо от полного сопротивления повреждения.

Добавленные функции силовой электроники:

  • Контроль повторного зажигания дуги в кабелях
  • Выявление неисправного питателя
  • Аннулирование высших нечетных гармоник
  • Контроль частичных разрядов и сканирование коронным разрядом
  • Управление резистором параллельного заземления нейтрали, если он установлен

Коммунальные предприятия и промышленность могут использовать нейтрализаторы замыкания на землю, управляемые силовой электроникой, для систем передачи, суб-передачи и распределения с открытым проводом или изолированным кабелем.

В наши дни силовая электроника является ключевым фактором в достижении важнейших аспектов защиты: безопасность оператора, предотвращение пожаров и сохранение оборудования.

Короче говоря, силовая электроника помогает устранить все недостатки, перечисленные для традиционного метода нейтрализации замыкания на землю. Это позволяет открытию профессора Петерсена служить на протяжении многих лет.

Обзор характеристик и использования катушки Петерсена

В воздушных линиях передачи, под-передачи и распределения большинство неисправностей являются переходными однофазными замыканиями на землю.

Нейтрализатор замыкания на землю, или катушка Петерсена, представляет собой реактор с железным сердечником с высоким импедансом, настроенный так, чтобы резонировать с естественной распределенной емкостью системы. Когда в воздушной сети происходит одиночное замыкание на землю, пробой самозатухает, и протекает только остаточный ток. Этот низкий ток, наряду с низким напряжением, уменьшит вероятность повторного пробоя.

Реактор может быть подключен непосредственно к нейтрали генератора, нейтрали трансформатора или зигзагообразному заземляющему трансформатору, когда другая нейтраль недоступна или не подходит.

Традиционный нейтрализатор замыкания на землю не может погасить повреждения твердой изоляции, такой как кабели, и наиболее вероятным результатом будет короткое замыкание со значительным током горения.

Нейтрализаторы замыкания на землю распространены в Европе и некоторых других странах, но не так часто в США.

Силовая электроника помогает преодолеть недостатки традиционных методик.

Устройства силовой электроники позволяют использовать нейтрализатор замыкания на землю в коммунальном хозяйстве и обрабатывающей промышленности, полностью компенсируя системы и устраняя остаточные токи.

ESD Journal — Заземление человеческого тела

Следующее статья, посвященная теме, которая может быть интересна нашим читатели. Эта технология не проверялась на пригодность технический персонал журнала ESD. В некоторых случаях мы можем иметь либо поддерживающее, либо отрицательное мнение. Однако мы публикуем, Вам решать.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ ТЕЛО ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА И ЭДС.

А. Клинтон Обер
[см. Биографию г-на Обера]

Вентура, Калифорния

ВВЕДЕНИЕ

С начала времен, кроме в течение последних нескольких поколений люди прожили всю свою жизнь в основном в прямом физическом контакте с землей; поэтому предполагается что люди на протяжении всей эволюции имели естественную основу.

В наше время люди изолировали сами от контакта с землей, надев синтетическую подошву обувь и проживание в домах, которые возвышают тело над землей. Следовательно, люди больше не имеют естественного заземления, и теперь тело заряжается статическим электричеством и излучает электрический поля теперь могут создавать неестественные слабые электрические токи внутри тело.[1]

Эта работа свидетельствует о том, что потеря естественного грунта позволяет постороннему электричеству мешать с нормальной биоэлектрической деятельностью организма и подчеркивают ее, что тем самым мешает естественному здоровью и сну.

Сегодня физический стресс у всех, их мускулы напряжены, боли в спине и суставах являются нормой и большинство плохо спите.Все эти состояния связаны с избыточной стимуляцией. нервной системы и / или вмешательство биоэлектрических коммуникации между ячейками.

Например, мышцы реагируют только на к биоэлектрическим коммуникациям от нервов. Когда эти сообщения Мышцы напрягаются и остаются напряженными. Эта приводит к усталости, проблемам со скелетом и болям.

В какой степени ЭМП создают аномальные электрическая активность в / или на теле? В 1995 году Национальный институт наук об окружающей среде [NIEHS] и Департамент США Министерство энергетики [DOE] заявило, что обычное воздействие электрического и магнитного поля [ЭМП] от бытовых электрических проводов теперь создают неестественные слабые электрические токи между клетками человека.Другими словами 24 часа в день, если вы живете и спите в современном доме. [1]

Эти неестественные токи в корпус являются прямым результатом изоляции тела от земли контакт. Вопрос в том, являются ли эти токи вместе со статическими электричество, создаваемое на теле из-за ковров и т. д., мешает нормальные биоэлектрические функции?

Показание есть; согласно Американский институт стресса, более 75% всех посещений начальных врачи теперь работают при состояниях здоровья, связанных со стрессом.В описание стресса; состояние постоянной тревоги и нервозности в котором мышцы становятся и остаются напряженными. Стресс теперь подтвержден быть основным виновником сердечно-сосудистых заболеваний, рака, желудочно-кишечного тракта, кожные, неврологические и эмоциональные расстройства, а также множество расстройств связаны с нарушениями иммунной системы, начиная от простуды и герпес, артрит и СПИД.[2]

В конце 1960-х, когда люди обувь на синтетической подошве, впервые диагностированная как стрессовая, ковры и тому подобное только что стали популярными, а электричество а бытовые электроприборы утроились по сравнению с предыдущим поколением.

У этих неестественных слабых электрических токи в теле тоже мешают спать?

Согласно Национальному Сну Отчет Фонда «Сон-2000» [3], почти две трети американских взрослые [62%] сейчас страдают от проблем со сном.У американцев есть самые удобные кровати и самая защищенная среда для сна в мире. Тем не менее, в традиционных обществах, где большинство людей спят на шкурах животных, травяных ковриках или непосредственно на земле, проблемы со сном не существует. [4] Что касается американцев, большинство сейчас спят в пределах 12 дюймов электрических проводов, спрятанных в стене во главе их кровать и электрические провода вокруг кровати или рядом с ней.Все из которых излучать электронные поля всю ночь и создавать слабые электрические токи в теле [1].

Дело в том, что большинство людей, с лучшим здравоохранением в истории человечества теперь все больше страдают от плохого сна и проблем со здоровьем, связанных со стрессом, предполагает, что что-то, в значительной степени неизвестное медицинскому сообществу и общественности, неправильно.Резкое изменение от естественного заземления тела теперь проводить неестественные слабые электрические токи между ячейками наиболее вероятный кандидат. Предоставляются косвенные доказательства тем фактом, что люди в традиционных обществах, поддерживающие контакты с землей не испытывают обычного сна и стресса, связанного проблемы здоровья в современном мире [4]. И животные, которые живут в прямом контакте с землей.

Более убедительные доказательства сообщили NIEHS и DOE [1], что в какой-то лаборатории изучает биологические эффекты ЭМП:

-Изменения функций клеток и ткань -Ускоренный рост опухоли

-Снижение гормона мелатонина -Изменения биоритмов

-Изменения иммунной системы -Изменения активности мозга и частоты сердечных сокращений человека

Вопрос в том; путем восстановления естественного заземления к телу и тем самым нейтрализовать эти слабые электрические токи в теле и статическое электричество на теле, делают мышцы расслабиться и вернуться в нормальный сон?

В поисках ответа следующие тест был проведен.

МЕТОД И МАТЕРИАЛЫ

Для эффективного восстановления контакта с землей в течение длительного периода испытуемые спали на рассеянном угле. наматрасники из волокна, помещенные под подогнанные простыни, соединенные через заземляющий провод [защищен линейным быстродействующим током 1/100 А предохранитель], к заземляющему стержню, вбитому в землю возле их спальни окно.Заземленные наматрасники созданы, чтобы имитировать Плоскость земли в постели.

Нарушения сна наряду с хроническими мышечные и суставные боли, которые испытывали испытуемые в течение как минимум шести месяцев были записаны для установления исходной линии.

Испытание длилось 30 дней.

ВЫБОР УЧАСТНИКОВ

Реклама, распространяемая по десять салонов красоты в округе Вентура, штат Калифорния, обратились к людям, испытывающим проблемы со сном, сопровождающиеся напряжением мышц и / или хроническим суставом боль для участия в исследовании.Из респондентов шестьдесят человек принимала участие.

Возраст испытуемых был от 23 до 74 года

субъектов мужского пола = 22

Женщин = 38

Заявленные проблемы со сном = 100%

Заявленная хроническая мышца или сустав боль = 100%

Субъекты были разделены случайным образом на две группы. Первая группа из тридцати спала на углеродном волокне. наматрасники подключены к специальному заземлению снаружи окно их спальни. Вторая контрольная группа из тридцати человек спала на матрасных подушках из углеродного волокна, но не были подключены к земле земля.

Электронное поле создало заряд на их тела были записаны с помощью вольтметра переменного тока, подключенного к земле контакт с землей и телом при помощи ручного зонда или электрода ЭКГ патч.

Измерен заряд созданного электронного поля на телах испытуемых, лежащих в их кроватях, были следующие:

Испытуемые Контроль предметы

Менее 1 В 2 2

1 В или более 28 28

2 В или более * 16 15

3 В или более 8 6

4 В или более 4 3

5 вольт или более 3 2

* У всех испытуемых в среднем было 2+ вольт на их телах, когда они лежали в своих кроватях.

Измерен заряд созданного электронного поля на телах испытуемых после заземления: в среднем 10 милливольт или менее.

РЕЗУЛЬТАТЫ

испытуемых *

Субъекты управления **

Категории

То же

Улучшено

То же

Улучшено

Пора заснуть

4–15%

23 — 85%

20 — 87%

3–13%

Качество сна

2–7%

25 — 93%

20 — 87%

3–13%

Чувство отдохнувшего бодрствования

0–0%

27–100%

20 — 87%

3–13%

Жесткость и боль в мышцах

5–18%

22 — 82%

23–100%

0–0%

Хроническая спина и / или сустав боль

7 — 26%

20 — 74%

23–100%

0–0%

Общее благополучие

6 — 22%

21 — 78%

20 — 87%

3–13%

* От трех участников. ** От семи участников отчеты не поступали.

ОБСУЖДЕНИЕ

Целью данной работы было предоставить доказательства того, что когда человеческое тело заземлено, оно естественно защищен от статического электричества и излучаемых электрических полей. Это подтвердили показания счетчика заземленного предмета. В Ожидалось, что польза от заземления расслабит мышцы и улучшить сон.Это тоже подтвердилось.

Заслуживает упоминания то, что несколько участники исследования заявили, что они также испытали значительное облегчение от астматических и респираторных заболеваний, ревматоидного артрита, ПМС, апноэ во сне и гипертония, во время сна заземлены. Эти неожиданные результаты показывают, что потеря контакта с землей играет гораздо большая роль в общем состоянии здоровья, чем предполагалось вначале этого исследования.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА ЭТИМ РЕЗУЛЬТАТЫ

  • В мае 1999 г. NIEH-EMF RAPID отчет, упоминается, что сообщалось о биологических эффектах люди, подвергающиеся воздействию ЭМП, таких как изменения уровня мелатонина не может быть подтверждено исследованиями на животных. Таким образом, собственно последствия для людей неубедительны.[5]

В исследованиях на животных овцы подверглись к ЭМП от линии электропередачи, как сообщалось, не испытывали изменение уровня мелатонина. Овца, которая гуляла и спала прямо на землю были естественно заземлены во всем эксперимент. Тот факт, что уровень мелатонина у овец остается нормальным когда заземлено, подтверждает эти выводы, что когда люди заземлены их сон улучшается.

  • Личная записка Роджера Когхилла, MA Biol. MI Biol. MA Environ Mgt. кто является ведущим исследователем ученый и автор, специализирующийся в области биоэлектромагнетизма, наука, изучающая взаимодействие электричества с органическая жизнь.

Да, я готов поверить что заземление поможет рассеять любые посторонние электрические поля, которые в противном случае могли бы повлиять на собственные эндогенные поля.Мы обнаружили, что последние жизненно важны для благополучия, с побочными эффектами при нарушении. Это также может быть путь вперед для защиты от высокочастотного излучения.

Бест, Роджер Когхилл 12. 05.99

По результатам пациента, кто участвовал в Mr.Обера, я заземлил кровати 35 человек. дополнительные пациенты в течение двухмесячного периода. Измерения электронного поля кровати в этой группе колеблется от 0,3 до 47 вольт до заземления. Разнообразие пользы для здоровья произошли в это время. Многие улучшения, такие как повышенная энергия и спортивные результаты, можно отнести к улучшенному сну, о котором сообщили почти все. Однако, во многих случаях также реагировали метаболические и гормональные нарушения.Хроническая боль в спине прошла в нескольких случаях, жесткие артриты. суставы стали более гибкими, приступы астмы утихли, симптомы ПМС значительно уменьшилось. Эти указания подтверждают, что электронные поля влияют на тело.

ВЫВОДЫ

Важный результат этого исследования в том, что человеческое тело при заземлении естественно защищено от статическое электричество и слабые электрические токи, возникающие в тело излучаемыми электрическими полями.Преимущества заземления тела есть; значительно улучшается сон, расслабляются мышцы, хроническая спина и боли в суставах утихают, и общее состояние здоровья улучшается.

ОСНОВНЫЕ ССЫЛКИ

  1. Национальный институт окружающей среды Науки о здоровье и U.S. Министерство энергетики, вопросы и ответы об ЭДС, электрических и магнитных полях, связанных

с использованием электроэнергии [1995]

2. Американский институт стресса, www.stress.org/problems

3. Национальный фонд сна, www.sleepfoundation.org/pressarchives

4.Сны неизведанного ландшафта [1999] Кэрол М. Уортман, антрополог, Эмори

Университет Атланты, Джорджия

5. Национальный институт окружающей среды Быстрый отчет по медицинским наукам о EMF [май 1999 г.]

Для получения дополнительной информации об этом учеба или для сторон, заинтересованных в проведении дополнительных исследований по вопросам личного заземления и здоровья, пожалуйста, обращайтесь:

Clint Ober @ 805-844-0888 или по электронной почте Clintober @ вундеркинд.нетто

Заземление — Что такое заземление и может ли оно улучшить ваше здоровье?

Терапия заземлением основывается на интуитивном предположении, что подключение к энергии планеты полезно для нашей души и тела. И хотя существует определенная апелляция к концепции энергетической связи с Матерью-Землей, пусть и в духе Нью-Эйдж, есть также более научный подход к практике, который утверждает, что доступ к обильному запасу свободных электронов в (слегка отрицательно заряженных) Земля может помочь нейтрализовать свободные радикалы — если бы только мы сняли обувь и получили к ним доступ.Несколько человек в нашем сообществе (в том числе терапевт) клянутся заземлением — также называемым заземлением — для всего, от воспаления и артрита до бессонницы и депрессии. Ниже давний лидер движения за заземление Клинт Обер объясняет, что такое заземление, как оно работает и, что немаловажно, как сделать это самостоятельно.

Вопросы и ответы с Клинтом Обером

Q

Как вы впервые узнали о влиянии заземления на здоровье?

А

В своей первой карьере я тридцать лет проработал в индустрии кабельного телевидения, где все электрические предметы должны иметь часть цепи, подключенной к земле. Воздух и окружающая среда содержат статическое электричество, которое придает электрическим проводам потенциал, отличный от потенциала земли; вы также можете думать об этом как о другом количестве электрического заряда. Земля будет разряжать или принимать бесконечное количество электронов, поэтому, когда что-то с электрическим зарядом подключается к земле, его электрический потенциал нейтрализуется. Если электрические кабели не заземлены, статическое электричество нарушит качество и стабильность сигнала.

Обладая практическими знаниями в области заземления, я стал гораздо более осознавать тот факт, что все мы носим обувь с непроводящей (обычно резиновой) подошвой, которая изолирует наши тела от земли.В древние времена большинство людей ходили босиком или в обуви с кожаной подошвой, которая становилась проводящей, когда они были мокрыми от пота наших ног. Я спросил себя, каковы могут быть последствия того, что люди больше не будут иметь естественного заземления. Интуитивно понятно, что — как в кабельной системе — заземление нейтрализует любой заряд в теле. Заземлив себя и нескольких друзей, страдающих расстройствами здоровья артрита, я пришел к убеждению, что заземление может уменьшить хроническую боль. Итак, я провел последние семнадцать лет, пытаясь выяснить, поддерживает ли какая-либо наука мою гипотезу.

Q

Как работает заземление и почему оно такое мощное?

А

Наша врожденная иммунная система использует белые кровяные тельца (известные как нейтрофилы) для высвобождения реактивных молекул кислорода (обычно известных как свободные радикалы) для окисления и уничтожения патогенов и поврежденных клеток. Свободные радикалы имеют электронный дисбаланс, который делает их электрически заряженными — в своем стремлении найти свободный электрон и нейтрализовать, они могут прикрепиться к здоровой клетке или украсть электрон у здоровой клетки, повредив ее в процессе.Затем поврежденную клетку необходимо удалить, и иммунная система посылает другого нейтрофила для ее обработки, начиная весь цикл заново. Так начинается хроническое воспаление (которое вызывает хроническую боль и способствует развитию многих заболеваний). Вся эта реакция усугубляется тем фактом, что вещества, генерирующие свободные радикалы, присутствуют повсюду вокруг нас: в жареной пище, алкоголе, табачном дыме, пестицидах, загрязнителях воздуха и даже в солнечных лучах.

Земля имеет бесконечный запас свободных электронов, поэтому, когда человек заземлен, эти электроны естественным образом перемещаются между землей и телом, уменьшая количество свободных радикалов и устраняя любой статический электрический заряд.Причина, по которой заземление настолько мощно, заключается в том, что оно уменьшает и предотвращает возникновение воспалений в организме, что, в свою очередь, предотвращает связанные с воспалением нарушения здоровья.

Q

Какие существуют способы заземления людей?

А

Самый простой и естественный метод заземления — это выйти на улицу и положить босые ноги и руки прямо на землю — многие люди предпочитают гулять босиком в парке или на пляже. (Примечание: ходьба босиком в доме, где материалы с минимальной или меньшей проводимостью, такие как бетонный фундамент и паркетные полы, изолируют нас от электрического потенциала земли, не будет иметь такого же эффекта.Чтобы получить значительную пользу для здоровья, требуется как минимум полчаса воздействия, поэтому я рекомендую как минимум тридцать минут босиком в день на открытом воздухе, если это возможно.

Для людей, у которых нет безопасного доступа к месту для ходьбы босиком (или для которых это неудобно в течение длительного времени), есть заземленные коврики, которые позволяют людям работать на земле, поставив босые ноги на коврик. . Заземляющие коврики изготовлены из полиуретана на углеродной основе и подключаются к проводу, который можно подключить к порту заземления существующей стандартной электрической розетки — специально разработанная вилка не подключается к горячему разъему розетки, поэтому нет риска поражение электрическим током.Углерод является естественным проводником, поэтому, когда вы подключаете площадку к проводу, который соединен с землей через порт заземления, вы уравниваете электрический потенциал мата с землей, предоставляя вашему телу доступ к свободным электронам планеты. Таким образом вы можете провести большую часть дня на земле, даже если вы работаете за столом.

У заземленного сна есть основные преимущества, поэтому мы изготовили подушечки для кровати из серебра, которое также является естественным проводником: посеребренная ткань на нейлоновой основе проходит по матрасу и под простыню и вставляется в стену для доступ к заземленной электрической цепи.Результат — доступ к электрическому потенциалу земли, уменьшающему свободные радикалы, на всю ночь.

Теперь мы производим полный ассортимент продуктов для заземления: вы можете заземлить себя с помощью заземленного коврика для йоги, пластырей (особенно полезно при острой боли) и даже надев заземленную обувь, которая оснащена токопроводящей вилкой в ​​подошве.

Получить заземление

Способ OG — ходить босиком по улице (сад, парк и пляж одинаково эффективны) не менее 30 минут в день.Дополнительный балл за заземление в офисе или дома с помощью заземляющего устройства:

Q

Можете ли вы заземлить себя через любую розетку?

А

Все офисные здания и дома, построенные после 1970-х годов, имеют электрические розетки с заземлением, что означает, что круглое отверстие в розетке подключено к внутреннему заземляющему проводу, который соединен с землей (многие старые дома, подвергшиеся ремонту, были обновлены с помощью заземленных электрических цепей). розетки тоже).Все продукты заземления, которые коммерчески доступны для населения от уважаемых компаний, поставляются с устройством для проверки заземления розетки и подтверждения наличия в розетке исправного заземляющего провода.

Если вы живете в старом доме без заземленных электрических розеток, вы можете установить заземляющий стержень или поработать с электриком, чтобы обновить свою электрическую систему.

Q

Каковы основные физические эффекты заземления?

А

Когда я начал заземляться, первым заметным эффектом было то, что я спал намного лучше.Первое, что случается, когда вас заземляют, — это то, что вы чувствуете разряд (когда электрический разряд с вашего тела уходит). От этого легче дышится — просто лучше. Другие эффекты, такие как спокойствие и усиление кровотока, возникают со временем, поэтому вы не почувствуете их сразу.

Одним из первых серьезных заболеваний, с которыми я столкнулся, был пациент из хосписа, страдающий паразитирующим артритом. Он не мог встать с постели, и его няне и дочери пришлось помочь мне поднять его с кровати, чтобы установить заземленную простыню.Через неделю после посещения мне позвонил пациент и сказал, что белка прогрызла его заземляющий провод. Это было важно по двум причинам. Во-первых, этот человек, который не мог ходить, теперь был достаточно активен, чтобы выйти из дома и проверить провод. Во-вторых, эффект заземления был настолько впечатляющим, что он сразу заметил, когда связь прервалась. Позже он сказал мне, что заземление уменьшило его воспаление и что жгучая боль, которую он чувствовал, наконец, утихла. Он прожил на шесть или семь лет дольше.

В конце концов я встретил доктора Стивена Синатру, кардиолога из Нью-Йорка, который хотел изучить влияние заземления на воспаление. С тех пор мы обнаружили, что заземление улучшает сон, уменьшает хроническую боль и ускоряет заживление. На самом деле, многие профессиональные спортсмены спят заземленным, поскольку он уменьшает боль и способствует более быстрому восстановлению воспаленных мышц. Другие исследования показали, что заземление увеличивает энергию, и еще раз подтвердили мои анекдотические наблюдения, что заземление улучшает сон.

Электрический заряд в кровотоке также влияет на вязкость крови, которая является основным фактором риска сердечных заболеваний. Как объясняет Синатра в своем обзоре литературы: «Поверхность красных кровяных телец несет отрицательный электрический заряд, который поддерживает расстояние между клетками в кровотоке. Чем сильнее отрицательный заряд, тем выше потенциал клеток отталкивать друг друга, тем лучше (тоньше) вязкость крови и тем лучше поток ». Заземление значительно снижает вязкость крови, особенно после упражнений, отчасти помогая противодействовать воспалению, вызванному физическими упражнениями.

У заземленных женщин обычно усиливается кровоток на лице — они становятся немного розовыми, как ребенок, который бегает летом. В результате этого эффекта мы начинаем изучать процесс старения, потому что считаем, что заземление увеличивает приток крови к капиллярам — первое исследование увеличения кровотока на лице было опубликовано в 2014 году.

Q

Есть ли эмоциональные преимущества?

А

Эмоциональное заземление — на самом деле самая важная часть этого.

Я вырос на ранчо в Монтане — представьте кролика, который ест траву, наслаждается жизнью, а койот подкрадывается к нему. Кролик слышит койота и получает выброс адреналина и кортизола, поэтому он бежит и начинает зигзагообразно пересекать пастбище. Как только койот перестанет преследовать, кролик остановится — и немедленно стряхнет его, и снова вернется к еде, как будто ничего не произошло: он может быстро выпустить этот адреналин и кортизол. Сегодня, поскольку мы больше не заземлены от природы, мы удерживаем в теле все эти естественные реакции «бей или беги», и нет способа избавиться от них; что сильно способствует стрессу и тревоге.

Заземление также влияет на эмоциональное здоровье за ​​счет уменьшения боли — если вы испытываете боль, вы подвергнетесь эмоциональному стрессу. Если уменьшить воспаление, боль прекратится, вы почувствуете себя лучше, и энергия вернется. Также были исследования, которые показывают, что заземление улучшает настроение, снижает стресс и оказывает успокаивающее действие.

Конечно, есть и примитивный эмоциональный эффект от заземления босыми ногами, воссоединения с землей, расслабления на природе.

Q

Как заземление может помочь при более серьезных хронических заболеваниях?

А

После пятнадцати лет заземления людей с серьезными долгосрочными нарушениями здоровья, связанными с воспалением, я могу сказать, что если бы любой человек с одним из этих расстройств был бы хорошо заземлен хотя бы на один час каждый день, он бы испытал заметное улучшение.Затем, пока они продолжали заземляться, они уменьшили бы воспаление, чтобы их тело могло начать заживать и вернуться к нормальному состоянию. Кардиолог из Лос-Анджелеса проводит исследование, чтобы изучить пользу для здоровья от гипертонии.

Q

Мы слышали, что заземление изначально может вызывать негативные последствия, особенно у пациентов с болезнью Лайма. Вы можете объяснить?

А

Заземление оказывает лечебное воздействие на людей с болезнью Лайма (особенно потому, что оно способствует глубокому и крепкому сну), но пациенты должны действовать осторожно.В некоторых случаях заземление может вызвать реакцию Герксхаймера, которая может временно вызвать усталость, тошноту и лихорадку — это воспалительная реакция на гибель бактерий. Одно из возможных объяснений состоит в том, что у людей с болезнью Лайма густая кровь и плохое кровообращение — спирохеты торчат в их холодных пальцах рук и ног, закрытые от кровообращения. Как только вы заземляете человеческое тело, вы уменьшаете вязкость крови, чтобы кровь могла входить и выходить из капилляров. Когда это происходит, кровь начинает очищать спирохеты, создавая первые симптомы гриппа, которые в конечном итоге проходят.

Клинтон Обер — генеральный директор EarthFX, научно-исследовательской компании, расположенной в Палм-Спрингс, Калифорния. Обер проработал десятилетия в кабельной промышленности, пока в 1995 году проблема со здоровьем не побудила его уйти на пенсию и отправиться в личное путешествие в поисках более высокой цели в жизни. За последние восемнадцать лет компания Ober поддержала множество исследований, которые в совокупности демонстрируют, что заземление уменьшает воспаление и способствует нормальному функционированию всех систем организма.

Взгляды, выраженные в этой статье, направлены на то, чтобы выделить альтернативные исследования и побудить к разговору.Они представляют собой точку зрения автора и не обязательно отражают точку зрения goop, и предназначены только для информационных целей, даже если и в той степени, в которой эта статья содержит советы врачей и практикующих врачей. Эта статья не заменяет и не предназначена для замены профессиональных медицинских рекомендаций, диагностики или лечения, и на нее никогда нельзя полагаться при получении конкретных медицинских рекомендаций.

Как нейтрализовать заряд объекта, который нельзя заземлить

В предыдущем посте мы узнали, что в зоне, защищенной от электростатического разряда (EPA), все поверхности, предметы, люди и устройства, чувствительные к электростатическому разряду (ESD), имеют одинаковый электрический потенциал.Мы достигаем этого, используя только «заземляемые» материалы или. Но что делать, если вам абсолютно необходим предмет в вашем EPA, и он не может быть заземлен? Не переживайте, не вся надежда потеряна! Есть несколько вариантов, которые позволят вам использовать рассматриваемый предмет. Поясним…

Проводники и изоляторы

В ESD Control мы различаем проводников и изоляторов . Материалы, которые легко переносят электроны, называются проводниками . Некоторыми примерами проводников являются металлы, углерод и слой пота человеческого тела.

Заряженный проводник может переносить электроны, что позволяет ему быть заземленным

Материалы, которые не переносят электроны легко, называются изоляторами и по определению являются непроводящими. Некоторые известные изоляторы — это обычные пластмассы и стекло.

Изоляторы удерживают заряд, их нельзя заземлить и «отводить» заряд.

Как проводники, так и изоляторы могут заряжаться статическим электричеством и разряжаться.Электростатические заряды можно эффективно снять с проводников, заземлив их. Однако заземленный элемент должен быть токопроводящим или рассеивающим. С другой стороны, изолятор будет удерживать заряд и не может быть заземлен и «отводит» заряд.

Проводники и изоляторы в EPA

Первые два фундаментальных принципа ESD Control:

  1. Заземлите все проводники, включая людей.
  2. Снимите все изоляторы.

Для достижения №1 все поверхности, продукты и люди связаны с землей.Связывание означает соединение, обычно через сопротивление от 1 до 10 МОм. Ремешки для запястий и коврики для рабочей поверхности — одни из самых распространенных устройств, используемых для снятия статического заряда. Браслеты отводят заряд от операторов, а правильно заземленный коврик обеспечит заземление для незащищенных устройств, чувствительных к электростатическому разряду. Подвижные предметы (например, контейнеры и инструменты) скрепляются путем нахождения на скрепленной поверхности или удерживания связанным человеком.

Однако что, если рассматриваемый статический заряд находится на чем-то, что не может быть заземлено, т.е.е. изолятор? Тогда вступит в силу № 2 наших принципов управления электростатическим разрядом. Согласно стандарту ESD «» все второстепенные изоляторы и предметы (пластмассы и бумага), такие как кофейные чашки, пищевые обертки и личные вещи, должны быть удалены с рабочей станции или любых других операция, в которой работают с незащищенными ESDS. Угроза электростатического разряда, связанная с основными изоляторами технологического процесса или источниками электростатического поля , должна быть оценена, чтобы убедиться, что:

  • электростатическое поле в месте работы с ESDS не должно превышать 5 000 В / м;

или

  • Если электростатический потенциал, измеренный на поверхности технологического изолятора, превышает 2 000 В, объект должен находиться на расстоянии не менее 30 см от ESDS; и
  • Если электростатический потенциал, измеренный на поверхности технологического изолятора, превышает 125 В, объект должен находиться на расстоянии не менее 2,5 см от ESDS.”

[IEC 61340-5-1: 2016 пункт 5.3.4.2 Изоляторы]

Всегда держите изоляторы на расстоянии не менее 31 см от предметов ESDS

Изоляторы, необходимые для процесса

Ну, все мы знаем, что в жизни нет ничего черного и белого. Было бы легко просто следовать приведенным выше «правилам», и Боб — ваш дядя, но, к сожалению, это не всегда возможно. Бывают ситуации, когда упомянутый изолятор является предметом, используемым на рабочем месте, например ручным инструментом.Они необходимы — вы не можете просто выбросить их из EPA. Если вы это сделаете, работа не будет выполнена.

Итак, возникает вопрос — как «удалить» эти жизненно важные изоляторы, фактически не «удаляя» их из своего EPA? Сначала вы должны попробовать 2 варианта:

1. Замените обычные изоляционные предметы на антистатическую версию. Имеется множество инструментов и принадлежностей, защищенных от электростатических разрядов — от обработки документов до чашек и диспенсеров, щеток и мусорных баков. Они являются проводящими или рассеивающими и заменяют стандартные изолирующие разновидности, которые обычно используются на рабочем месте.Для получения дополнительной информации об использовании ESD-безопасных инструментов и аксессуаров, проверьте этот пост.

2. Периодически наносите слой Topical Antistat. Reztore® Topical Antistat (или аналогичный раствор) предназначен для использования на поверхностях без ESD. После нанесения и высыхания поверхности остается антистатическое и защитное антистатическое покрытие. Покрытие, рассеивающее статическое электричество, позволяет заряду стекать при заземлении. Антистатические свойства снизят трибоэлектрическое напряжение до менее 200 вольт.Таким образом, он придает поверхностям электрические свойства без электростатического разряда до тех пор, пока твердое покрытие не изнашивается.

Если эти два варианта неприменимы для вашего приложения, изолятор называют «необходимым для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора должна стать необходимой частью вашей программы управления электростатическим разрядом.

Нейтрализация

На большинстве рабочих станций ESD есть изоляторы или изолированные проводники, которые нельзя удалить или заменить. Их следует решать с помощью ионизации.Примерами некоторых распространенных основных изоляторов технологического процесса являются подложка для печатной платы, изолирующие испытательные приспособления и пластиковые корпуса изделий.

Корпуса для электронных устройств — изоляторы, необходимые для производства

Примером изолированных проводников могут быть токопроводящие дорожки или компоненты, установленные на печатной плате, которые не контактируют с рабочей поверхностью ESD.

Ионизатор создает большое количество положительно и отрицательно заряженных ионов. Вентиляторы помогают ионам течь по рабочей зоне.Ионизация может нейтрализовать статические заряды на изоляторе за считанные секунды, тем самым уменьшая их способность вызывать повреждение электростатическим разрядом. Заряженные ионы, созданные ионизатором, будут:

  • нейтрализует заряды на технологических изоляторах
  • нейтрализует заряды на второстепенных изоляторах
  • нейтрализует изолированные проводники
  • минимизировать трибоэлектрический заряд

Изоляторы и изолированные проводники часто используются в устройствах, чувствительных к электростатическому разряду (ESDS) — ионизаторы могут помочь

Сводка

Изоляторы по определению не являются проводниками и поэтому не могут быть заземлены.Изоляторы можно контролировать, выполнив следующие действия в EPA:

  • Всегда держите изоляторы на расстоянии не менее 31 см от предметов ESDS или
  • Замените обычные изолирующие элементы на антистатическую версию или
  • Периодически наносите слой Topical Antistat

Когда ничего из вышеперечисленного невозможно, изолятор называют «важным для процесса», и поэтому нейтрализация с помощью ионизатора должна стать необходимой частью вашей программы управления электростатическим разрядом.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *