Как определить ноль и землю: Как определить фазу, ноль и землю: инструкция с видео

Содержание

Как определить фазу, ноль и землю: инструкция с видео

Необходимость решения такой задачи может возникнуть при установке розетки, когда к ней подходят немаркированные проводники. В этом случае, перед монтажом розетки должно быть выполнено определение, какой из проводов за что отвечает. Рассмотрим, как определить фазу, ноль и землю индикаторной отверткой, мультиметром, а также подручными средствами.

Использование индикаторной отвертки

Последовательность действий зависит от того, какая система проводки смонтирована в помещении. Рассмотрим правила определения фазного и нулевого провода в разных случаях.

Двухпроводная сеть

Этот вариант электропроводки встречается в старых домах. По современной терминологии данная система обозначается TN-C. Суть ее заключается в том, что нулевой рабочий провод, заземленный на питающей подстанции, совмещает роль защитного заземляющего (PEN). В системе IT также присутствует только фазный и рабочий нулевой проводник, но в обычных жилых и производственных помещениях она не применяется.

В двухпроводной сети отдельный заземляющий провод просто отсутствует, то есть, имеется только фаза и ноль. Определить их очень просто: прикасаемся индикатором последовательно к каждой из токоведущих жил, фаза вызывает зажигание индикаторной лампы, как показано на фото ниже:

Система является устаревшей. На вилке любого современного электроприбора имеется три клеммы. Проводка должна выполняться трехпроводной, исключение — группа освещения.

Трехпроводная сеть

В этом варианте, в дом или квартиру заходит три провода. Такие сети имеют несколько разновидностей. В системе TN-S рабочий ноль и защитное заземление раздельно идут от питающей подстанции, где оба соединены с рабочим заземлением. При таком типе проводки, определение назначения проводов можно осуществить следующим образом:

  • в щитке или в распределительной коробке индикатором определить провод, на котором присутствует фаза;
  • два оставшихся – это рабочий и защитный ноль (земля), отсоединяем на щитке один провод из них;
  • если отсоединить рабочий ноль, все электрооборудование в квартире перестанет работать, значит, оставшийся проводник – это земля, или защитное заземление.

Теперь остается определить в розетке среди трех проводов, на котором из них фаза, ноль и земля. Если не удается найти по цвету изоляции, определение их функций может быть выполнено подручными средствами, без приборов. Для этого нужно взять патрон с вкрученной лампой и выведенными наружу проводами. Определение проводим следующим образом. Одним проводником от патрона прикасаемся к фазному проводу (фаза уже найдена с помощью индикатора), вторым поочередно прикасаемся к двум оставшимся. Если на щитке отключен рабочий ноль, лампа зажжется только при соединении с защитным заземлением, и наоборот.

На видео ниже наглядно показывается, как определить фазу, ноль и землю индикаторной отверткой:

Другой разновидностью системы TN является разводка TN-C-S. В этом случае нулевой провод расщепляется на рабочий ноль и защитное заземление на вводе в дом. Здесь, чтобы определить назначение проводников, можно применить последовательность действий, описанную для системы TN-S. Добавляется дополнительная возможность, обследовав место разделения PEN, определить, где рабочий и защитный ноль (земля) по сечению жилы в проводе.

В случае, если заземление выполнено по системе TT, объект (частный дом) имеет собственное заземляющее устройство, от которого выполнена разводка защитного заземления. В этих условиях, как правило, определить фазу, ноль и землю можно путем отслеживания заземляющего проводника по трассе его прокладки.

Определение мультиметром или тестером

Начнем с того, что определить фазу лучше всего с помощью отвертки, совмещенной с индикатором. Будем исходить из того, что если в хозяйстве есть мультиметр, индикатор найдется наверняка. В крайнем случае, можно сделать следующее. В некоторых случаях может помочь определение с помощью мультиметра напряжения между проводом и трубой отопления или водоснабжения. К сожалению, результат здесь не всегда предсказуем. Чаще всего, напряжение между фазой и системой отопления близко к 220 В, во всяком случае, оно должно быть выше, чем между тем же отоплением и нулем. Картина может измениться, например, если вороватый сосед использует трубы отопления как рабочее заземление.

В трехпроводных схемах мультиметр покажет рабочее напряжение между проводником, на который подана фаза и любым из двух других. Определение, какой ноль рабочий, а какой – земля, можно проводить по методике, изложенной выше, то есть, отсоединив на щитке один из приходящих нулей и воспользовавшись контрольной лампой.

О чем еще важно знать?

Иногда определение назначения токоведущих жил может быть облегчено благодаря знанию их общепринятой цветовой маркировки:

  • Ноль может маркироваться латинской буквой N. Общепринятый цвет изоляции – голубой или синий. Другой вариант окраски изоляции – белая полоса на синем фоне.
  • Земля маркируется латиницей PE. В системе заземления, объединяющей функции защитного и рабочего нуля, обозначается PEN. Цвет применяемой изоляции – желтый, имеющий одну или две полосы ярко – зеленого оттенка.
  • Фаза может обозначаться латинской буквой L или маркироваться как фаза трехфазной электрической сети, то есть A, B или C. Цвет изоляции может быть произвольный, но не повторяющий тех, которыми обозначается земля (защитное заземление) или нулевой проводник. В большинстве случаев, это красный, коричневый или черный цвет.

Полезно знать и правила монтажа электропроводки. Это также может помочь определить, где фаза, ноль и земля. Фаза всегда должна приходить в распределительный щиток на автоматический выключатель или плавкий предохранитель. Нулевая жила может крепиться на шине специальной конструкции, которая имеет несколько клемм. В металлических щитках и клеммных ящиках старого типа, ноль или земля крепились под гайку болтом, приваренным к корпусу ящика. Эти правила могут облегчить определение функций приходящих проводников. Узнать больше о том, как определить фазу и ноль без приборов, вы можете из нашей отдельной статьи.

Теперь вы знаете, как определить фазу, ноль и землю мультиметром или же индикаторной отверткой. Надеемся, предоставленные рекомендации помогли вам решить вопрос самостоятельно!

Наверняка вы не знаете:

от простого до сложного метода

Монтаж нового оборудования с частичной заменой электрической проводки или без нее обязательно включает четкое определение проводов с фазой, «нулем» и заземлением. С поиском фазы вопросов нет: воспользуйтесь отверткой со встроенным индикатором. Если на объекте применяется проводка с двумя жилами, то автоматически понятно — первая является «фазой», вторая — «нулем». Сложности возникают при работе с системами, состоящими из трех токоведущих кабелей, поэтому ниже рассказано о том, как отличить «ноль» от заземления.

Проблемы связаны с фактически одинаковыми электрическими параметрами двух проводников. Именно поэтому не пытайтесь отличить «ноль» от «земли», используя обычную лампочку: светиться она будет в обоих случаях. Приблизительно идентичными будут значения напряжения при замере с помощью мультиметра на парах фаза-ноль и фаза-земля (около 220 В). Впрочем, данный метод все же актуален для определенных ситуаций.

Контрольная лампа на 220В

Определяем фазу

Чтобы найти «фазу», достаточно воспользоваться индикаторной отверткой — простым инструментом, который должен быть у любого хозяина. Прикоснитесь жалом к каждому проводнику, одновременно удерживая палец на верхней, металлической части рукоятки отвертки. Когда световой индикатор внутри отвертки загорится, значит, вы коснулись фазного провода. Однако помните, что при выполнении соответствующих операций электрическая сеть не обесточивается.

Поиск фазного провода индикаторной отверткой

Методы определения

Существует несколько способов, позволяющих отличить «ноль» от «земли».

Цветовая маркировка проводов

Профессиональные и добросовестные электрики никогда не будут монтировать проводку без соблюдения цветовой маркировки. При условии, что монтаж осуществлялся с соблюдением основных правил ПУЭ, каждый проводник имеет определенный цвет в зависимости от выполняемой функции:

  1. Синяя/голубая оболочка используется для маркировки нулевого проводника.
  2. Желто-зеленая оболочка (полосками) применяется для обозначения заземляющей жилы.
  3. С фазным проводом сложнее, поскольку он может иметь оболочку белого, черного, красного, оранжевого и других цветов. Независимо от выбранного цвета «фазы» такой монтаж будет правильным.
Синим маркируется ноль, зелено-желтым – земля, красным – фаза

Помните: даже если были обнаружены жилы соответствующих цветов, по которым можно определить «фазу», «ноль» и «землю», не стоит спешить с выводами. Быть полностью уверенным в правильности монтажа можно исключительно при условии, что вы выполнили его самостоятельно.

В остальных ситуациях подобный метод поиска «ноля» и «земли» будет некорректным. Поэтому переходите к остальным способам.

Дифференциальный ток

Намного проще отличить «ноль» от «земли», если на обслуживаемом участке имеется устройство защитного отключения (УЗО) либо дифференциальный автомат. Воспользуйтесь лампой с проводами, подключите прибор к фазе и одному из двух проводников. Если защита не сработала, то лампочка подключена правильно — к паре фаза-ноль. Если сработало УЗО и ветка оказалась обесточенной, то была задействована пара фаза-земля.

Если УЗО не сработало в обоих случаях, то возможны проблемы с функциональностью оборудования. О работоспособности устройства дифференциальной защиты можно судить по проведенному испытанию. На любом подобном оборудовании есть кнопка «Тест». Нажмите на нее.

Примечание. Защитное устройство может не сработать по другой причине: если протекающий через лампу ток ниже номинального дифференциального значения (при котором оборудование должно выполнять обесточивание цепи). К примеру, лампа накаливания пропускает ток около 20-40 мА. Если используется УЗО на 100 мА, то логично, что прибор не сработает.

Заземляющие контакты на розетках

Этот способ подходит для любого объекта, на котором используются двухполюсный вводный автомат и заземляющие розетки. Отключите автомат, что гарантирует отсутствие связи между «нолем» и «землей». Сделайте аналогичное со всеми бытовыми приборами. Возьмите мультиметр, активируйте режим «Прозвонка» и выполните процедуру между заземляющим контактом на розетке и двумя неизвестными проводами.

Когда заземляющий контакт розетки будет соединен с «нолем», на мультиметре будет показано огромное сопротивление, с «землей» — приближенное к нулевому значению. Данный метод поможет убедиться в правильности подключения заземляющих розеток.

Использование мультиметра

Перед проверкой токоведущих жил с помощью мультиметра следует зачистить проводку. Не забывайте о мерах предосторожности и обязательно выполните обесточивание электрической сети на обслуживаемом объекте.

Если электрическая проводка не имеет цветовой/символьной маркировки либо монтаж выполнялся неизвестным мастером, тогда воспользуйтесь мультиметром. Однако сперва при помощи индикаторной отвертки определите «фазу». Настройте мультиметр, выбрав диапазон замера переменного напряжения более 220 В. Можно взять измерительный прибор любого типа. Не имеет значения конкретный размер диапазона: главное — выставить его выше 220 В.

На паре фаза-земля напряжение будет меньше

Соедините через мультиметр «фазу» с одним, а затем — другим проводником. На паре фаза-ноль значение напряжения будет ненамного выше, чем на паре фаза-земля. Это позволит отличить «ноль» от «земли».

Примечание. Определение «земли» при помощи мультиметра актуально для более старых электрических сетей, построенных по конфигурации ТТ. Для современных топологий TN-C-S метод неактуален. Во втором случае нулевой и заземляющий проводники разделяются уже внутри здания, поэтому электрически являются идентичными и связанными между собой. У них одинаковое сопротивление, а, значит, при использовании мультиметра на обеих парах будет равная разница потенциалов.

Не подходит мультиметр для поиска заземляющего проводника в электрической сети TN-S. «Ноль» и «земля» разделены от источника энергии до потребителя. Из-за разной длины проводов будет совершенно иное сопротивление, которое обуславливает полученную разницу в напряжении. Может оказаться, что разница потенциалов на паре фаза-земля будет выше, нежели на паре фаза-ноль.

Отключение нулевого провода (электрический щиток)

Убедитесь, что электрические приборы были отключены от сети, благодаря чему ток гарантированно не будет поступать на нулевой проводник. Загляните в распределительный щиток, расположение которого регламентируется правилами ПУЭ, отсоедините нулевой провод (открутите зажимы, вытащите кабель из вводного автомата и заизолируйте). Либо удалите проводник с нулевой шины, которая используется для дальнейшего разветвления нейтрали. В квартире или частном доме останутся два работающих проводника — заземляющий и фазный.

Вновь возьмите в руки мультиметр, измерьте напряжение между фазой (определяется индикаторной отверткой) и двумя другими проводниками. Напряжение появится исключительно между «фазой» и «землей», поскольку нулевой провод отключен от щитка.

Примечание. Существует такое понятие, как «наведенное напряжение». Не вдаваясь в подробности, отметим, что вследствие него при измерении пары фаза-ноль мультиметр покажет вольтаж, отличный от «0» (обычно не более 10 В).

Метод прозвонки

Прозвонка — один из самых популярных методов, использующихся мастерами для поиска мест обрыва электропроводки. Он подходит для определения «ноля» и «земли». Данный способ актуален при условии, что вы знаете расположение нулевого и заземляющего проводников на одном из концов. Например, когда прозвонка осуществляется от распределительного щитка, но по какой-то причине на другом конце провода имеют другую цветовую маркировку (либо одинакового цвета).

Произведите полное обесточивание. Прозвонка может выполняться профессиональными приборами (на любых моделях мультиметра имеется соответствующая функция) или обычной схемой из лампочки, батарейки и проводов.

Если длина измеряемых проводников небольшая, то воспользуйтесь куском кабеля, подсоединив отрезок к концам участка. Если требуется прозвонить проводник, идущий от распределительного щитка до розетки в дальней комнате, то лучше воспользоваться известной жилой: до обесточивания индикаторной отверткой определите и промаркируйте «фазу» (на обоих концах).

Один щуп мультиметра (или самодельного прибора) подключите к отмеченному фазному проводу, другой — к одному, а затем — другому неизвестному проводнику. Переходите к противоположному концу линии. Подключите поочередно два конца неопределенных жил к промаркированному фазному кабелю. Обозначьте их.

Разница между нулем и землей

Последствия неправильной коммутации нулевого и заземляющего проводников могут быть разными:

  1. Неправильная работа приборов учета электроэнергии в меньшую или большую сторону. Соответственно в первом случае, когда компания-поставщик найдет ошибку, может быть начислен огромный штраф.
  2. Некорректная работа устройств защитного отключения и дифференциальных автоматов: при существенных перепадах напряжения будет постоянно перегорать бытовая техника.
  3. Отсутствие защиты человека от поражения током. Более того, неправильная схема может стать основной причиной удара.

В статье были рассмотрены способы, позволяющие отличить нулевой и заземляющий проводники в трехжильных системах. Расположены они в порядке возрастания сложности действий. Только правильный монтаж электрической проводки гарантирует корректную работу УЗО, дифференциальных автоматов и розеток с заземляющим контуром. Если есть малейшие сомнения, лучше обратиться за помощью к квалифицированному специалисту, предоставляющему акт о проведении ремонтных работ.

Как определить фазу, ноль и заземление

Многие электроприборы требуют соблюдения полярности. Это не только мощные потребители электроэнергии, такие как посудомоечная машина или электрическая печь, но и привычные для нас переключатели для включения/выключения света. Даже подключение переключателя с размыкаемым нулем вместо фазы может стать причиной удара током.

Стабильная и безопасная работа электроприборов возможна только при правильном подключении. Для этого нужно определить, какой из проводников является фазным, нулевым и заземляющим. В этой статье мы подробно рассмотрим способы, как это сделать безопасно с использованием доступных инструментов, а также разберем, можно ли определить фазность без приборов.

Безопасность прежде всего!

Жизнь и здоровье человека являются наибольшей ценностью. Поэтому, прежде чем приступить к работе с электрооборудованием, следует убедиться, что все инструменты исправны: корпуса без повреждений, изоляция без переломов провода и повреждений, щупы не разболтаны и их корпуса не нарушены.

Не прикасайтесь к участкам без изоляции на инструментах и проводах при работе под напряжением!

При возникновении малейших сомнений в правильности действий, прекратите работу и обратитесь к профессионалу — это убережет вас, а также окружающих людей, от возможного поражения током.

Как определить ноль и фазу индикаторной отверткой

Одним из простейших способов выявления фазы и нуля является работа с отверткой-индикатором. Такой инструмент доступен по цене и несложный в использовании. Подробно рассмотрим его устройство для понимания принципа работы.

Этот прибор состоит из рукоятки и металлического жала, большая часть которого покрыта изоляцией. Внутри прозрачной рукоятки размещен резистор и неоновая лампа, а на торцевой части имеется второй контакт.

Работая с индикаторной отверткой, её жало должно касаться исследуемого элемента, а человек — второго контакта. Емкость и сопротивление человеческого тела здесь выступают частями цепи: если в цепи присутствует напряжение, то лампочка начинает светиться.

Для определения фазы и нуля отверткой-индикатором достаточно дотронуться сначала к одному, а затем к другому не изолированному концу провода или отверстию розетки. Если в исследуемом элементе есть напряжение, то лампочка загорится. Это явление соответствует фазному проводнику. Если свечения нет, то перед нами нулевой или заземляющий кабель.

Как определить фазу и ноль мультиметром

Индикаторной отверткой мы могли определить только наличие напряжения. При помощи тестера мы можем увидеть определенные показатели, отображающиеся на мониторе. Определение рабочего, заземляющего и нулевого рабочего элемента при помощи мультиметра происходит по схожему с сценариею (как с отверткой). Но это более сложный прибор, поэтому нужно быть предельно внимательным при выставлении его режимов. Если вместо режима вольтметра будет выставлен режим амперметра, вы можете получить значительный удар током.

Итак, устанавливаем переключатель устройства в режим вольтметра переменного тока «~», а предел измерения устанавливаем выше предполагаемого напряжения в сети. Перед началом работы необходимо убедиться, что мультиметр исправен. Для этого нужно измерить напряжение переменного тока в рабочей розетке и проконтролировать полученные значения. После этого можно приступать к определению фазы в исследуемом объекте. Одним из электрощупов касаемся до исследуемого элемента, а контактную часть второго электрощупа зажимаем между двух пальцев. Если на экране отображается какое-либо значение, значительно отличающееся от нуля (близкое к номинальному напряжению в сети), то перед нами рабочий проводник, если же оно равно нулю или очень низкое (до нескольких десятков вольт), то это нулевой или заземляющий проводник.

Как определить фазу и ноль без приборов

Единственный возможный способ различить проводники без использования приборов — при помощи маркировки проводников по цветам. Желто-зеленая окраска изоляции соответствует кабелю заземления, синяя или голубая — нулевому, а рабочий кабель может быть любого цвета. К сожалению, не все придерживаются ГОСТов, а также необходимых требований. Нередко случается, что электричество подключено либо немаркированными кабелями, либо маркировка не соблюдена. Поэтому доверять такому способу нельзя.

В интернете можно найти множество способов определения фазы при помощи подручных средств — картофеля, стакана с водопроводной водой, контрольной лампочки и пр. Эти способы использовать ни в коем случае нельзя — такие опыты могут закончиться фатально не только для вас, но также для окружающих!

Отдельно отметим рекомендуемую даже некоторыми электриками контрольную лампочку, т.е. патрон с лампой, к которому подсоединены два провода. Использование такого самодельного прибора запрещено Правилами Безопасной Эксплуатации Электроустановок, т.к. может причинить серьезный ущерб и нанести травмы.

Также опасно использовать способы, в которых рекомендуется соединение электросети с заземленными предметами — трубами центрального отопления, водоснабжения, газовыми трубами и пр. — если напряжение окажется на таких предметах, то прикосновение к ним может стать смертельным.

Если вы не имеете достаточно инструментов или опыта работы с электричеством, то не рискуйте жизнью и здоровьем, а доверьте подключение электроприборов профессионалу.

Как определить заземление

Часто в новых домах можно встретить проводку из трехжильного кабеля, т.е. в нем присутствует отдельно выведенное заземление. При неправильном подключении есть риск короткого замыкания, а также поражения током. Поэтому для подключения электрооборудования важно знать не только где находится фаза, но также выявить ноль и заземление.

Определить провод заземления сложно из-за того, что по своим параметрам он схож с нулевым.

В электросистемах типа ТТ, имеющих индивидуальный заземляющий контур, можно найти кабель заземления при помощи измерений мультиметром. Для этого нужно поочередно измерить напряжение между рабочим проводником и двумя другими. Большее значение соответствует нулю, меньшее — земле.

В других конфигурациях сети этот прием не работает, поэтому мы рекомендуем предпринять следующие шаги:

  1. Отключить всех потребителей электроэнергии на исследуемом участке цепи.
  2. В щитке определить, где находится сдвоенный УЗО на ввод.
  3. Внимательно осмотрев защитное устройство, определить нахождение нулевого, а также фазного проводника.
  4. Отключить это УЗО.
  5. Аккуратно отсоединить нуль от УЗО на время исследования.
  6. Включить защитное устройство.
  7. Тестером произвести измерения исследуемых элементов поочередно подключая каждый к фазному. Нулевой проводник отключен, поэтому показания измерений будут нулевыми, сочетание фаза-земля покажет около 220 В.
  8. Промаркировать проводники по установленным данным.
  9. Произвести повторное подключение нуля к УЗО.

Помните: неосторожное или неумелое обращение с электричеством может привести к непоправимым последствиям. Не рискуйте жизнью и здоровьем — доверьте дело профессиональным электрикам со стажем и необходимыми допусками.

Оцените новость:

Как отличить ноль от заземления в электропроводке: 6 способов

Современная электропроводка выполняется при помощи трёх проводов — фазного, нулевого и заземления и при проведении монтажных или ремонтных важно не перепутать эти проводники.

Несмотря на то, что большинство электроприборов работают одинаково при подключении по схемам фаза-ноль и фаза-земля, во многих ситуациях это имеет решающее значение, поэтому важно знать, как отличить ноль от заземления.

Если фазный провод легко определить фазоуказателем или индикаторной отвёрткой, то нейтраль и заземление по отношению к фазе идентичны и для определения назначения проводов необходимо использовать специальные методы.

Чем отличается ноль от заземления по предназначению

Электропроводка в современных домах выполняется по трёхпроводной схеме, в которой имеются два проводника с нулевым потенциалом по отношению к заземлённым конструкциям и 220В по отношению к фазе. Поэтому создаётся впечатление, что они являются взаимозаменяемыми, но это не так.

Главное, чем отличается ноль от заземления — это функцией этих проводников:

  • Нейтраль (ноль). На схемах обозначается «N» и обеспечивает наличие напряжения в розетках и клеммах электроприборов.
  • Заземление (земля). Обозначается «РЕ» и необходим для подключения металлических деталей аппаратов к контуру заземления.
Информация! В кабелях большого сечения, например вводных, заземляющий проводник имеет меньшее сечение, чем нулевой и фазный.

Можно ли использовать ноль вместо заземления

В современных домах используется система электроснабжения TN. По этой схеме заземляется нейтраль питающего трансформатора и по нулевому проводу текут уравнительные токи. Поэтому между нулём в электропроводке и заземлёнными элементами конструкции, например, водопроводом, всегда есть какой-то потенциал.

Как правило, он составляет всего несколько вольт, но в сельской местности при большой протяжённости линий электропередач этот потенциал может достигать 30-40 В, что достаточно чувствительно при прикосновении, а в сырых помещениях опасно для здоровья и жизни.

Ещё более опасной является ситуация обрыва нейтрального проводника на участке между зданием и питающим трансформатором. При этом на нулевой клемме и подключённой к ней заземляющим

  • Питание жилых домов осуществляется по четырёхпроводной (пятипроводной с заземлением) схеме. В этой системе электроснабжения нейтральный провод N (PEN) за счёт уравнительных токов обеспечивает постоянное напряжение в розетке. При его обрыве напряжение в розетке может колебаться в диапазоне 0-380В, а на нейтральной клемме повышаться до 220В.
  • Для питания электроприборов они должны быть подключены сразу к двум клеммам — нулевой и фазной. При обрыве нейтрали соответствующий контакт в розетке и присоединённый к нему участок электропроводки через включённый аппарат окажется подключённым к фазному проводу.

Поэтому на вопрос «можно ли заземление кинуть на ноль» ответ однозначный — НЕЛЬЗЯ. Такое подключение защитит от поражения электрическим током при повреждении изоляции электроприбора, но является опасным для жизни в случае обрыва нейтрали.

Информация! Использовать заземляющий проводник вместо нулевого допускается только в схеме электропитания TN-C, в которой разделение провода PEN на PE и N происходит в электрощите. В настоящее время эта схема не используется из-за повышенной опасности.

Способы отличить нулевой провод от заземляющего

Существуют разные способы отличить нейтраль от заземления. Некоторые из них являются простыми, другие более сложные, поэтому метод определения выбирается в зависимости от конкретной ситуации.

1. Цветовая маркировка проводов

Цвет оболочки проводов кабеле выбирается не произвольно, а согласно определённым правилам, указанным в ГОСТе 31947-2012 п.5.2.1.6. При уверенности, что при монтаже были соблюдены эти правила, самым простым способом узнать назначение проводника является определение его по цвету изоляции:

Этот способ применим для электропроводки, выполненной после 2012 года.

2. С помощью мультиметра

Более сложным является метод поиска заземляющего проводника при помощи мультиметра. Он основан на том, что по нейтральному проводу протекает уравнительный ток и поэтому на нулевой клемме имеется небольшой потенциал относительно заземления.

Для поиска нулевого провода мультиметром необходимо иметь доступ к электрощитку или правильно подключённой розетке:

  1. 1. при помощи индикаторной отвёртки в электрощитке определяется фазная клемма;
  2. 2. мультиметром измеряется напряжение между клеммами фаза-ноль и фаза-земля, полученные значения записываются;
  3. 3. операции повторяются в переходной или монтажной коробке;
  4. 4. полученные значения сравниваются с записанными.

Этот способ, как отличить ноль от заземления, можно использовать в новой пятипроводной системе электроснабжения TN-S. В более старых четырёхпроводных схемах заземления TN-C-S здание с нейтралью трансформатора соединяется проводом PEN, разделение которого на РЕ и N производится вводном щитке в доме, поэтому показания мультиметра будут одинаковыми в обоих случаях.

3. Отсоединение проводов в щите

Этот метод можно использовать в любых схемах электроснабжения, а для его реализации достаточно индикатора напряжения с двумя щупами, даже старого советского ПИН-90:

  1. 1. отключается вводной автомат в электрощитке;
  2. 2. от заземляющей шины отсоединяются провода;
  3. 3. включается автоматический выключатель;
  4. 4. в распределительной или монтажной коробке индикатором производится поиск двух проводников, напряжение между которыми составит 220В.

Оставшийся проводник является заземляющим.

4. Дифференциальный ток (УЗО, дифавтомат)

Ещё один вариант, как отличить ноль от заземления, предполагает наличие в щите дифференциальной защиты с уставкой 10-30 мА. Эти приборы производят сравнение силы тока, протекающего по нулевому и фазному проводам и отключаются при нарушении равенства.

Для поиска заземляющего проводника необходимо к проверяемому кабелю подключается электроприбор, например, лампа, мощностью более 10 Вт. Если при включении происходит срабатывание защиты, значит, вместо нулевого провода используется заземление.

Важно! Перед началом работ необходимо проверить исправность УЗО нажатием кнопки «ТЕСТ».

5. Заземляющий контакт в розетке

При наличии доступа к внутренней части щитка, заведомо правильно подключённой розетке или заземлённым конструкциям (в том числе к водопроводным трубам) можно воспользоваться методом измерения сопротивления:

  • 1. Отключить автоматический выключатель, разрывающий оба провода — фазный и нулевой. Если линия отключается однополюсным автоматом, то необходимо выключить вышестоящий разъединитель.
  • 2. Омметром последовательно измерить сопротивление между заземлёнными элементами и проверяемым кабелем. Оно будет незначительным при подключении к заземляющему проводнику и не менее 1мОм при соединении с нулевым или фазным проводом.

Важно! Результаты измерения будут корректными только при исправной изоляции всех включённых в сеть электроприборов.

6. Токоизмерительные клещи

Если все приборы подключены правильно, а необходимо найти заземляющий провод в распаечной коробке, например, для присоединения дополнительной линии, можно воспользоваться токоизмерительными клещами. Этот прибор позволяет измерять силу тока, протекающего по проводу, не разрезая его.

Для этого необходимо включить электроприборы, подключенные после коробки и измерить ток в проводах. Так как питание осуществляется по нулевому и фазному проводникам, в заземляющем проводе ток будет отсутствовать.

Что будет если перепутать ноль и «землю»

Некоторые неопытные электромонтёры спрашивают — что будет, если перепутать ноль с землёй? Напряжение в розетке не поменяется, может быть, подключение этих проводов не имеет значения?

Это не совсем так, неправильное подключение может привести к ряду негативных последствий:

  • Ошибочное срабатывание УЗО и дифавтоматов. Для корректной работы этих устройств необходимо протекание электрического тока по нулевому и фазному проводнику. При подключении вместо нуля заземления ток через защитное устройство пройдёт только по фазному проводу, что приведёт к срабатыванию защиты.
  • Вместо защитного заземления электроприборов будет использоваться защитное зануление. Такая схема предохраняет от поражения электрическим током до тех пор, пока исправен кабель, соединяющий приборы с заземлённой нейтралью питающего трансформатора. При его обрыве корпус электроприборов окажется под напряжением, что станет причиной электротравмы.
  • При отсутствии соединения заземления с трансформаторной подстанцией и монтажом отдельного контура заземления использование его в качестве нулевого проводника приведёт к быстрому выходу контура из строя из-за электрокоррозии.
  • Будет нарушена цветовая маркировка проводов, что затруднит в дальнейшем ремонт и модернизацию электропроводки.

Вывод

Все вышеперечисленные способы можно использовать только при отсутствии в распределительной коробке подключения светильников. Они усложняют схему соединения проводов и к трём проводам добавляются дополнительные, поэтому перед началом работ их необходимо найти, пометить и не учитывать при поиске нулевого и заземляющего проводников.

В любом случае эту работу необходимо выполнить из-за того, что неправильное соединение ноля и заземления может привести к негативным последствиям и выходу из строя электропроводки.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Как определить фазу ноль и землю

Как найти фазу ноль и землю по цветам проводов

Самый простой метод определения фазы нуля и земли возможен по расцветке проводов. Этот вариант применим только для построек, где используется стандарт IFC c нормативом используемых цветов для электропроводки.

По этим нормам провода электропроводки в домах должны иметь цвета:
– рабочий нулевой проводник обозначается синим или сине – белым цветом:
– защитное заземление должно иметь желто – зеленый цвет изоляции провода:
– цвет изоляции фазы может иметь несколько разных это белый, серый, коричневый и далее.

По этой цветной маркировке проводов достаточно легко определить назначение проводника. Однако от разветкоробки до выключателя, светильника, розеток иногда используется провода другого цвета в основном белого. Как в этом варианте найти фазу ноль и землю.

Цвета трехпроводной электропроводки

Для нахождения фазы нуля и земли в таком варианте нужно отключить электросеть квартиры вводным автоматом, открыть разветкоробку, разъединить провода. Прозванивать провода нужно тестером, мультиметром в режиме минимального сопротивления или батарейкой с лампочкой или со светодиодом.

Определение фазы нуля и земли индикатором напряжения

Индикатором напряжения можно найти только фазу, ноль и землю придется вызванивать, как описано выше. Перед использованием индикатора напряжения его нужно проверять на работоспособность. Индикатор напряжения с неоновой лампой годен для нахождения фазы, если на нулевом и заземляющем проводе отсутствует наводимое напряжение.

Индикаторная отвертка с неоновой лампой

К наводкам неоновая лампа очень чувствительна, так как она загорается при очень маленьком токе. Для электропроводки в квартире или доме наводки на проводах при отключенной сети довольно редкое явление. Но если рядом с электропроводкой находится посторонняя электросеть или дом расположен вблизи высоковольтной линией электропередач, тогда для определения фазы лучше использовать контрольную лампу.

В 7 издании ПУЭ для проверки наличия или отсутствия напряжения использование контрольной лампы не разрешается. Этот запрет основан на том, что индикаторы напряжения с низким сопротивлением не чувствительны к наведенным напряжениям, какие могут создать угрозу жизни человеку.

Этот пункт, скорее всего, применим к кабелям большой длины и большого сечения и проходящим рядом с другими кабелями, находящимися под напряжением. Эти кабеля могут скапливать большой и опасный для жизни заряд, благодаря большой емкости кабеля. Тогда конечно пользоваться контрольной лампой для определения отсутствия напряжения нельзя, она не покажет опасное наведенное напряжение.

Этот пункт касается промышленных предприятий. В домашней электропроводке провода имеют (если имеют) очень малую емкость, что явно недостаточно для опасного наведенного напряжения. Единственно, что пользоваться контрольной лампой нужно очень осторожно, так как имеются открытые не изолированные концы.

Определение фазы ноля и земли индикаторной отверткой

Для нахождения фазы контрольной лампой находим два провода, при присоединении к которым лампа горит. В этом варианте мы нашли фазу и ноль.

Теперь один конец контрольки соединяем со свободным проводом. Лампа не горит. Тогда свободный проводник это фаза, а замкнутые через контрольную лампу провода – это ноль и земля. В этом случае может сработать УЗО (если оно имеется).

Теперь берем фазный провод и один из двух оставшихся. Если лампа загорелась и УЗО не отключается, тогда мы нашли ноль, а свободный провод будет землей. Теперь проверяем землю (при установленном УЗО). Соединяем через контрольку фазу и предполагаемую землю. Если лампа моргнет, и УЗО отключит сеть, тогда мы нашли землю.

Без УЗО нужно в подъездном электрощите откинуть заземление. Соединяя фазу и один из двух оставшихся проводников, находим провод, при котором лампа не горит, этот проводник будет земляным. Использовать водопроводные, канализационные, газовые трубы для нахождения фазы контрольной лампой категорически запрещается, так как вы подвергаете риску поражения током соседей или возникновение пожара.

Как мультиметром найти фазу ноль и землю

Определить назначение проводников в трехпроводной схеме электропроводки мультиметром нетрудно. Для этого зачищаем пятачок металлической батареи или стальной трубы отопления, водопровода и прикасаемся одним концом щупа мультиметра к трубе, а вторым щупом подключаемся к одному из трех проводов поочередно, пока на дисплее не покажется напряжение 220 В.

Мультиметр

Мультиметр должен быть включен в положении измерения напряжения 220 В. Найденный провод будет фазой. Теперь относительно фазы подсоединяем щуп прибора по очереди к оставшимся проводам. Провод, при котором тестер покажет полные 220 В будет нулем, а второй соответственно землей.

При измерении напряжения фаза – земля, мультиметр покажет напряжения меньше, чем 220 В – этот проводник будет землей. Однако, если в старой постройке с системой энергоснабжения TN – C и повторным заземлением рядом с домом, то тестер покажет одинаковое напряжение фаза – ноль и фаза – земля.

В этом случае нужно отключить в подъездном щитке заземление и найти провода фаза – ноль на которых будет 220 В, оставшийся земляной проводник с фазой не покажет наличие напряжения.

Помните, что работая с напряжением сети нужно предпринимать все защитные меры по электробезопасности (защитные перчатки изолированный инструмент). Если вы не уверены в своих силах, тогда определение фазы ноля и земли доверьте опытному электрику.

Как определить фазу, ноль и заземление

Как узнать в домашних условиях, где фаза, ноль и заземление?
В наших инструкциях есть схемы подключения электроприборов к сети в домашних условиях, для чего и нужно знать, где у Вас фазный провод, рабочий ноль и заземление.
Безопасным методом определить заземление, фазу и ноль, можно с помощью цветов электрических проводов в соответствии с принятым стандартом IEC 60446 2004 года. Где синий, бело-синий провод означает рабочий ноль, зелено-желтый провод – защитный ноль (заземление). Другие цвета обозначают фазу.

 

Определяем, какой из проводов будет фазой возможно с использованием мультиметра.

 

С помощью индикаторной отвертки можно определить фазный провод. При прикосновении концом этой отвертки проводника под напряжением к контакту, на задней ее стороне, загорится индикаторная лампа и показывает напряжение. Таким способом определяется провод с фазой.
В отвертке индикаторной встроены лампа и резистор, при замыкании цепи загорится лампочка. Недостаток этого метода заключается в вероятности срабатывания отвертки, реагируя на наводки, определяя ток в том месте, где его нет.

 

Использование контрольной лампы.
Можно использовать устройство контрольная лампа. Используется патрон, в который вкручена лампочка, а в клемму патрона нужно прикрепить провода без изоляции на концах.
Как из двух проводов определить фазу и ноль.

 

Распознать с использованием контрольной лампы провод фазный из двух проводов можно только узнать есть ли фаза или нет. Подключив один конец, идущий от контрольной лампы, к уже определенному нулю, при прикосновении со вторым концом фазного провода, лампа загорится. Ноль соответствует последнему проводу.
Как определить из трех проводов фазу и ноль.

 

Нужно поочередно соединить контакты, которые идут от контрольно лампы к жилам кабеля. Исключения определяем положение, когда лампа загорается. Один провод фаза, а другой ноль. Изменяем положение контактов. Лампа загорается — свободный провод фаза, а остальные значит ноль и земля.
 

Если при изменении положения лампа ненадолго засверкает, а при реагировании УЗО или дифференциального автомата, значит оставшийся провод ноль, а проверяемые являются фазой и заземлением.
 

При загорании лампочки в двух положениях, а линия без защиты УЗО или дифференциального автомата, тогда определить какой провод рабочий ноль, а какой является заземлением, нужно отключив в щитке электричества вводный кабель от клеммы заземления. Проверяем контрольной лампой жилы и методом исключения определяем заземление, распознаем проводник заземления.

Как определить провод земля или ноль

Здесь Вы можете задать любой интересующий Вас вопрос, который касается электрики, электромонтажа и пр. Чаще всего задаются одни и те же вопросы – сначала загляните в раздел «Часто задаваемые вопросы». Если Вы не желаете, чтобы вопрос был виден, то вполне можно написать мне лично или задать вопрос в моей группе ВКонтакте.

Чтобы задать вопрос Вам потребуется регистрация на сайте или авторизация для уже зарегистрированных пользователей.

Чтобы получить точный и правильный ответ нужно грамотно задать вопрос!

Задавая вопрос – не спешите! Тщательно его обдумайте. При качественной формулировке вопроса Вы получите более полный ответ, а значит, не придется многократно переспрашивать и уточнять. В тело вопроса Вы можете вставить изображение (это чаще касается эл.щита, схем на бирках электропечей, разводки и пр.).

И, пожалуйста, не забудьте представиться. Подробностей не нужно, назовитесь как-нибудь, ведь всегда приятно общаться не с пробелом 🙂 Не забывайте и о знаках препинания в предложениях, не пишите сплошным текстом, я не телепат!

После заполнения предложенных форм, Ваш вопрос поступит мне на модерацию. После изучения вопроса и дальнейшего ответа, Вам на электронный адрес придет уведомление о положительном результате.

Всегда на связи, Александр

Где ноль, а где земля?

ВОПРОС:
Попросили меня поставить розетки и выключатели в новом, частном доме. Где-то общим количеством около 60-ти штук.Походил, посмотрел, начал делать. Все шло ровненько, пока в одной из комнат у меня не изменился цвет проводов. Был стандартный набор: белый, синий, желто-зеленый, а тут совершенно другие цвета. С определением фазного провода проблем не было. А вот где земля, а где ноль? Померив прибором напряжение между фазой и проводами, обнаружил 230 и 190 вольт соответственно. Ну и решил, что там где 230 это ноль, а где 190 это земля. А как все-таки определить, если можно так сказать, более научно, где ноль, а где земля? Возможности прозвонить у меня тогда не было, ввиду отсутствия каких-либо проводов. Устанавливал соответственно своему решению. Вопрос. Совершил я ошибку или нет? Если да, то в чем она заключается? И возможные последствия этой ошибки.

ОТВЕТ:
Здравствуйте!
Ну, в самые дебри ходить не стоит, ответ лежит на поверхности :fellow: Идея в чем. У Вас три провода, фаза известна. Теперь идете к эл.щиту, думаю, что линию на данную комнату Вы знаете. Проследите выход провода с АВ или УЗО до кабеля. Определите провода рабочего нуля и защитного заземления. Далее, зависит от Ваших приспособ для определения фазы. Итак, имеется:

1. Тестер/мультиметр/контролька . Отключаем АВ или УЗО на данную линию. Откидываем от общей шины уже известный «нуль» или «землю», без разницы. Включаем АВ ил УЗО. Затем идем к любой и розеток. Там уже догадались. Производим замер между фазой и любым из проводников. Если цепи нет, то значит это откинутый «нуль» или «земля».
2. Индикаторная отвертка . Отключаем АВ или УЗО на данную линию. Вытаскиваем на всякий случай все вилки из розеток в определяемом месте. Отсоединяем фазный провод с АВ или УЗО. Отсоединяем нулевой проводник с общей шины и присоединяем его к АВ или УЗО. Включаем АВ или УЗО. Идем с отверткой и касаемся или «нуля» или «земли». Где появилась фаза, там и рабочий нуль. Т.е. используем метод «прозвонки».

А так, проводники сейчас идут с разной цветовой гаммой. Иногда вообще непонятен цвет. В этой статье представлены некоторые цвета, но вот оттенки на заводах производителях могут быть достаточно креативны
С уважением,

Современные отвертки-индикаторы избавят от головной боли человека, пытающегося осмыслить, как определить фазу, ноль, землю. Замечены сложности, расскажем ниже. Для тестирования применяется сигнал, генерируемый отверткой. Понятно, внутри стоят батарейки. Старая советская отвертка-индикатор на базе единственной газоразрядной лампочки негодна. Позволит безошибочно определить фазу. Следовательно, другая цепь — ноль или земля.

Правильно определить фазу

Начнем терминами. Слова ноль русский язык лишен. Зато употреблялось обиходом за счет легкого произношения. Ноль — искаженный нуль, восходящий корнями к латинскому языку. Программист знает: под термином NULL принято подразумевать пустые, неопределенные переменные (лишенные типа). Иногда вид данных удобен для составления алгоритмов (при передаче значений функции).

Теперь попробуем найти фазу. Типичная отвертка-индикатор образована стальным щупом, вслед идет высокоомное сопротивление (к примеру, углерода), ограничивающее ток, источником света выступает газоразрядная лампочка малого размера. Мелочи, но незнающие термина контактная кнопка, определить ноль бессильны. На конце ручки отвертки-индикатора металлическая площадка. Это контактная кнопка, которую потрудитесь касаться пальцем. Иначе лампочка при прикосновении к фазе светиться откажется.

Объясним происходящее. Тело человека наделено емкостью. Не столь велика, хватает пропустить мизерный ток. Фаза начинает колебания, электроны идут в сеть и обратно. Создается небольшой ток. Размер сильно ограничен резистором, убиться, взявшись рукой за контактную площадку отвертки-индикатора, другой за трубу снабжения водой непросто. Обнаружить при помощи инструмента непосредственно землю невозможно.

Обнаружение фазы имеет основополагающее значение, напряжение не должно выходить на патрон люстры при выключенном выключателе. В противном случае обычный процесс замены лампочки может стать опасным, последним. По нормативам, фаза розетки слева. Если выключатели стоят, как принято (включается нажатием вверх), способы определения фазы вырождаются умением найти левую руку, понять, где находится низ:

    В розетке фаза занимает левое гнездо. Соответственно, правое считается нулем. Остается провод, изоляция желто-зеленая — земля (в противном случае — резервный провод питания напряжением 220 вольт).

Неверное положение нуля и фазы евророзетки

Определение положения фазы по цвету изоляции жил провода

Нулевой рабочий провод снабжен синей изоляцией, земля желто-зеленая. Соответственно, на фазу приходится красный (коричневый) цвет. Правило может грубо нарушаться. Дома старой застройки часто оснащались проводами двух жил. Цвет изоляции в каждом случае белый. Отдельные устройства, наподобие датчиков освещенности или движения, имеют другую раскладку. К примеру, нулевой провод черный. Здесь приготовьтесь смотреть руководство по эксплуатации, вариантов раскладки бесчисленное количество.

Найти нулевой провод в квартире

По правилам, корпус подъездного щитка заземлен. Выполняется при помощи солидных размеров клеммы, затянутой мощным болтом в домах старой постройки, жителям современных зданий проще ориентироваться количеством жил. Нулевая шина имеет самое большое число подключений, фазы разводятся по квартирам (добрые электрики вешают стикеры А, В, С; злые — не вешают). Легко проследим по раскладке автоматов защиты, счетчиков.

Штекер 230 вольт Великобритании

В каждом случае общий провод будет нулевым. Цвет не играет решающей роли. Хотя по нормам современные кабели снабжены разукрашенной изоляцией. Обратите внимание – если в доме обустроено заземление, жил на входе минимум 5. Корпус щитка сажается на желто-зеленую. Нулевой провод послужит отводу рабочего тока от приборов (замыкает цепь). Объединение ветвей на стороне потребителя запрещено. Вот тройка правил, помогающих разобраться в подъездном щитке (обратите внимание, по правилам, жилец туда не должен казать носу вовсе – предупредили):

  • Автомат защиты рвет фазу. Встречаются двухполюсные модели, используются сравнительно редко для помещений с особой опасностью (санузел). Поэтому по положению провода удастся сказать: это фаза. Потом стоит автомат вырубить, жилу прозвонить на стороне квартиры. Однозначно даст положение фазы.
  • Напряжение меж нулевым проводом, любой фазой составляет 230 вольт. По ключевому признаку выделим жилу, на другую дающая указанную разницу. Разброс меж фазами составляет 400 вольт. Значения процентов на 10 выше, российские сети стараются соответствовать европейским стандартам.
  • Токовыми клещами измерим значения на жилах. По каждой фазе проявится значение, сумма которых (по трем) должна течь обратно в сеть по нулевому (либо подходящему фазному). Заземление редко используется, ток здесь близкий нулевому при равномерной загрузке веток. Место, где значение больше всего, традиционно является нулевым проводником.
  • Клемма заземления распределительного щитка на виду. Признаку поможет найти нулевой провод в домах с NT-C-S. В других случаях сюда подводится заземление.

Дополнительные сведения о нахождении земли, фазы, нулевого провода

Напоминаем, рассматривались случаи, когда под рукой нет отвертки-индикатора, зато присутствуют токовые клещи, мультиметр. Затем до входа в квартиру обнаруживают землю, фазу, нулевой провод, домашняя сеть прозванивается. Жилы три, методика лежит на поверхности: меж фазой и другим проводом разность потенциалов составит 230 вольт. Обратите внимание, методика непригодна в других случаях. К примеру, разница напряжений меж двумя одинаковыми фазными жилами составляет круглый нуль. Тестером измерить и определить сложно.

Добавим другой способ — промышленностью запрещен. Лампочка в патроне с двумя оголенными проводами. При помощи инструмента находят фазу, возможно жилу замыкать на заземление. Нельзя использовать водопроводные, газовые, канализационные трубы, прочие инженерные конструкции. По правилам, оплетка кабельной антенны снабжена занулением (заземлением). Относительно нее допустимо тестером (запрещенной стандартами лампочкой в патроне) находить фазу.

Для решительных людей порекомендуем пожарные лестницы, стальные шины громоотводов. Нужно зачистить металл до блеска, звонить на участок фазу. Обратите внимание, далеко не все пожарные лестницы заземлены (хотя обязаны быть), шины громоотводов 100%. Если обнаружите столь вопиющий произвол, обратитесь в управляющие организации, при отсутствии реакции – сообщите государственным инстанциям. Указывайте нарушение правил защитного зануления зданий.

Современные отвертки-индикаторы определения фазы, нулевого провода, земли

Когда нельзя понять, какого цвета провода, полезно пользоваться отверткой-индикатором. Инструкция диковинки на батарейках говорит: удастся при помощи щупа найти землю. Спешим огорчить читателей – любой длинный проводник определяется ложно. Разорванная в области пробок фаза, нулевой провод, настоящая земля – ответ один. Не каждая отвертка-индикатор способна выполнять функции одинаково эффективно. Смысл операции следующий:

  • Активная отвертка-индикатор способна обнаружить длинный проводник путем излучения туда сигнала, ловли отклика.
  • На практике при плохом качестве контактов волна быстро затухает. Отвертка-индикатор показывает наличие земли на разомкнутой пробке фазы.
  • Для определения земли существует условие – нужно пальцем коснуться контактной площадки. В этом разница меж активной и пассивной отвертками-индикаторами. В первой возможно по этому принципу найти фазу, во второй правильное определение происходит при условии отсутствия контакта с данной областью.

Современная отвертка-индикатор на расстоянии позволит судить, течет ли по проводу ток. Существует специальный дистанционный режим. Обычно даже два: повышенной и пониженной чувствительности. Позволит отсеять неиспользуемую часть проводки. Допустим, известны случаи: строители заводили в дом две фазы вместо одной, путали местами. Пользоваться проводкой нужно с большой осторожностью.

Хочется отметить, на практике измерить сопротивление проводки, прозвонить непросто. Гораздо удобнее определять наличие фазы. Нет опасности сжечь китайский тестер (бывает временами при попытках измерить сопротивление жилы под током). Следует также знать, низкоомные цепи определяются с ошибкой. К примеру, большинство тестеров при прямом замыкании щупов не дают нуль шкалы. Зато если не получится определить землю при помощи активной отвертки-индикатора, плохие контакты – запросто. Если при выключенных пробках огонек горит с пальцем, прижатым к контактной площадке, время задуматься о покупке нового автомата распределительной коробки, скрутки замените современными колпачками.

Часто занимающимся ремонтом рекомендуем выход из положения: маркировка проводов. Лучше делать краской принтера, цвета примерно совпадают:

  1. Красный – фаза.
  2. Синий – нулевой провод.
  3. Желтый – земля.

Обычно водорастворимая краска смывается с трудом. Цвета электрических проводов допустимо проставить колерами принтеров. Приведенная выше система не одинока, часто встречается. В продаже найдем черный цвет. Можете использовать, как заблагорассудится. Обозначение проводов выполняется один раз навсегда. Смыть маркировку проще концентрированной уксусной кислотой, вещество понадобится вознамерившимся отчистить руки (не всегда просто выходит на практике). Напоследок – старайтесь не заляпать одежду.

ФАЗА, НОЛЬ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Давайте для начала разберемся что такое фаза и что такое ноль, а потом посмотрим как их найти.

В промышленных масштабах у нас производится трехфазный переменный ток. а в быту мы используем, как правило, однофазный. Это достигается за счет подключения нашей проводки к одному из трех фазовых проводов (рисунок 1), причем, какая именно фаза приходит в квартиру нам, для дальнейшего рассмотрения материала, глубоко безразлично. Поскольку этот пример очень схематичен, следует кратко рассмотреть физический смысл такого подключения (рисунок 2).

Электрический ток возникает при наличии замкнутой электрической цепи, которая состоит из обмотки (Lт) трансформатора подстанции (1), соединительной линии (2), электропроводки нашей квартиры (3). (Здесь обозначение фазы L, нуля – N).

Еще момент – чтобы по этой цепи протекал ток, в квартире должен быть включен хотя бы один потребитель электроэнергии Rн. В противном случае тока не будет, но НАПРЯЖЕНИЕ на фазе останется.

Один из концов обмотки Lт на подстанции заземлен, то есть имеет электрический контакт с грунтом (Змл). Тот провод, который идет от этой точки является нулевым, другой – фазовым.

Отсюда следует еще один очевидный практический вывод: напряжение между нулем и землей будет близко к нулевому значению (определяется сопротивлением заземления), а земля – фаза , в нашем случае 220 Вольт.

Кроме того, если гипотетически ( На практике так делать нельзя! ) заземлить нулевой провод в квартире, отключив его от подстанции (рис.3), напряжение фаза – ноль у нас будет те же 220 Вольт.

Что такое фаза и ноль разобрались. Давайте поговорим про заземление. Физический смысл его, думаю уже ясен, поэтому предлагаю взглянуть на это с практической точки зрения.

При возникновении по каким- либо причинам электрического контакта между фазой и токопроводящим (металлическим, например) корпусом электроприбора, на последнем появляется напряжение.

В описанной выше ситуации защиту от поражения электрическим током может также обеспечить устройство защитного отключения.

При касании этого корпуса может возникнуть, протекающий через тело электрический ток. Это обусловлено наличием электрического контакта между телом и землей (рис.4). Чем меньше сопротивление этого контакта (влажный или металлический пол, непосредственный контакт строительной конструкции с естественными заземлителями (батареи отопления, металлические водопроводные трубы) тем большая опасность Вам грозит.

Решение подобной проблемы состоит в заземлении корпуса (рисунок 5), при этом опасный ток уйдет по цепи заземления.

Конструктивно реализация этого способа защиты от поражения электрическим током для квартир, офисных помещений состоит в прокладке отдельного заземляющего проводника РЕ (рис.6), который впоследствии заземляется тем или иным образом.

Как это делается – тема для отдельного разговора, поскольку существуют различные варианты со своими достоинствами, недостатками, но для дальнейшего понимания этого материала они не принципиальны, поскольку предлагаю рассмотреть нескольку сугубо практических вопросов.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ФАЗУ И НОЛЬ

Где фаза, где ноль – вопрос, возникающий при подключении любого электротехнического устройства.

Для начала давайте рассмотрим как найти фазу. Проще всего это сделать индикаторной отверткой (рисунок 7).

Токопроводящим жалом индикаторной отвертки (1) касаемся контролируемого участка электрической цепи (во время работы контакт этой части отвертки с телом недопустим!), пальцем руки касаемся контактной площадки 3, свечение индикатора 2 свидетельствует о наличии фазы.

Помимо индикаторной отвертки фазу можно проверить мультиметром (тестером), правда это более трудоемко. Для этого мультиметр следует перевести в режим измерения переменного напряжения с пределом более 220 Вольт. Одним щупом мультиметра (каким – безразлично) касаемся участка измеряемой цепи, другим – естественного заземлителя (батареи отопления, металлические водопроводные трубы). При показаниях мультиметра, соответствующим напряжению сети (около 220 В) на измеряемом участке цепи присутствует фаза (схема рис.8).

Обращаю Ваше внимание – если проведенные измерения показывают отсутствие фазы утверждать что это ноль нельзя. Пример на рисунке 9.

  1. Сейчас в точке 1 фазы нет.
  2. При замыкании выключателя S она появляется.

Поэтому следует проверить все возможные варианты.

Хочу заметить, что при наличии в электропроводке провода заземления отличить его от нулевого проводника методом электрических измерений в пределах квартиры невозможно. Как правило, провод, которым выполнено заземление имеет желто зеленый цвет, но лучше убедиться в этом визуально, например снять крышку розетки и посмотреть какой провод подсоединен к заземляющим контактам.

#160 #160 *#160 #160 *#160 #160 *

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Фаза, ноль, заземление

Цветовая маркировка провода

В этой статье мы рассмотрим как определить фазу#187 и зачем это нужно? Чем отличается ноль#187 от земли#187 ? Как правильно подключать их по цвету.

Определить фазу можно одним из приборов, рассмотренных в одной из предыдущих статей. Также можно определить фазу самодельным прибором, рассмотренным в этой статье. А также можно определить прибором и попроще индикаторной отвёрткой, при прикосновении жала отвёртки к фазному#187 проводу в ней загорается огонёк, при этом вы должны прикасаться пальцем к металлическому пятачку индикатора (см. рисунок).

Если проводку делали добросовестные и квалифицированные электрики, то ноль#187 подключен к проводу в синей изоляции, земля#187 к жёлто-зелёному проводу, а фаза к чёрному или к любому цветному (зависит от конкретного кабеля). Если вы делаете проводку заново, то придерживайтесь такой же цветовой маркировки.

Ноль#187 от земли#187 отличить сложнее, индикатор тут не поможет, можно поступить следующим образом: Взять вольтметр и померить напряжение поочерёдно между фазой и одним и вторым оставшимся проводом. Где напряжение больше, там земля#187 . Для подтверждения можно померить напряжение между землёй#187 и заведомо заземлённым устройством, например корпусом электрощита или батареей центрального отопления (краску придётся зачистить) вольтметр не должен ничего показать, а вот между нулём#187 и заземлённым устройством небольшое напряжение, но есть. Также можно прозвонить#187 омметром землю#187 (по нормам сопротивление не должно превышать 0,05 Ом), но предварительно убедитесь, что между измеряемыми точками нет напряжения, иначе можно спалить#187 прибор.

Если у вас всего два провода, то земли#187 у вас нет. К сожалению этот защитный проводник раньше не прокладывали, поэтому он присутствует только в новых домах или если у вас была заменена проводка.

Ноль#187 от земли#187 отличается тем, что при подключении нагрузки по нему течёт ток, такой же величины, как и по фазному#187 проводу, а земля#187 подсоединяется к корпусу электроприбора и служит для защиты человека от поражения электрическим током в случае поломки прибора. Ток по ней не течёт.

А для чего определять фазу#187 ? При подключении электророзетки действительно не важно с какой стороны будет фаза, а вот для выключателя люстры важно, фаза#187 должна подаваться на выключатель, а ноль#187 напрямую к лампам люстры. В этом случае при замене лампы в люстре, при выключенном выключателе, человека не ударит током, даже если он случайно прикоснётся к токоведущим частям патрона люстры.

P.S. Некоторые сайты предлагают определять фазу#187 сомнительными и совсем НЕбезопасными способами, надодобие контрольки#187 , один провод которой надо подставить под струю воды, отковырять откуда-нибудь неоновую лампочку и тыкать ей в провода, или даже прикоснуться проводом с конденсатором(резистором) к батарее. Не делайте этого! Используйте только проверенные приборы, изготовленные на заводе и не прикасайтесь руками к оголённым проводам и металлическим щупам приборов. Здоровье дороже.

Как сделать собственное заземление можно почитать в этой статье .

    Ваше имя Ваш email-адрес

Как определить: фазу, ноль и землю

Для двухжильной проводки:

Важно: При определении фазы в проводке дома либо квартиры необходимо будет подать напряжение на эту самую проводку. В связи с этим последующие работы и эксперименты становятся небезопасными для жизни. Поэтому 100 раз подумайте, нужно ли вам это, может лучше вызвать профессионального электрика, у которого имеется допуск. Жизнь значительно дороже тех денег, которые он с вас возьмет.

Если вы отнеслись к моим предостережениям равнодушно, тогда идем дальше и по пунктам читаем, как из двух проводов определить, где фаза, а где ноль.

1. Выключите из розеток все приборы.

2. Обесточьте квартиру либо дом, напряжение вообще должно быть отключено.

3. Оголите те два провода, с которыми собрались «выяснять отношения». Я не имею в виду, что нужно полностью снимать изоляцию с проводов, просто их кончики должны быть слегка оголенными и зачищенными, а так же находится на расстоянии друг от друга, чтобы они случайно не соприкоснулись, и не возникло КЗ.

4. Снова подайте напряжение, в том числе и на нужные вам провода.

5. Возьмите индикаторную отвертку. Если ее у вас нет, значит нужно купить. Стоит она очень смешных денег, как буханка хлеба. Поэтому не нужно искать другие методы и говорить, что: «у меня нет никакой отвертки, может лучше лампочкой».

6. Индикаторная отвертка должна находится в правой руке. Брать ее нужно только за диэлектрическую ручку. Дотроньтесь концом отвертки поочередно до каждого из проводов. При этом указательный палец правой руки нужно класть на кончик рукоятки, который должен быть металлическим.

Тот провод, на котором загорелся индикатор и есть фаза. а второй провод, естественно – это ноль .

Вся эта инструкция очень хорошо подходит для двухжильной проводки, но провода может быть и 3, то есть ноль, фаза и земля.

Для трёхжильной проводки:

Фазу в трехжильном проводе вы определите точно так же: индикатор будет гореть. На землю и ноль индикаторная отвертка реагировать не будет.

Ноль и земля определяется в разных случаях по-разному. Некоторые определяют по цветам проводов: коричневый – фаза. синий/голубой – ноль. злёно-жёлтый/полосатый – земля. Однако в этом случае нужно полагаться на электриков, которые не должны были перепутать и использовать конкретный цвет для конкретного провода. Поэтому этот метод сразу отпадает.

Можно взять патрон с лампочкой и двумя проводами, один прикрутить к определенной вами индикатором фазе, а вторым коснуться поочередно двух оставшихся проводков: где загорится – тот провод и ноль. Однако лампочка может загореться и при соприкосновении с землей. Можно померить поочередно напряжение при помощи вольтметра. В паре фаза-ноль напряжение должно быть больше, чем в паре фаза-земля.

Советы, как узнать 0 и землю:

1. Залезть в щит и отключить защитное зануление. На оставшейся паре проводов нагрузка (лампа) будет работать. Это если вы точно знаете, где земля в щитке.

2. Замкнуть фазу на один из оставшихся проводов. Если пробки выбьет, то ноль. Если нет, то земля. При условии, что у вас есть пробки, и вы не боитесь, что вся проводка сгорит. И это довольно опасно.

3. Есть индикаторные отвёртки специальные с батарейкой, ИЭК тот же продаёт (такие жёлтые), таким землю от нуля отличать удобно. Выявляем неонкой фазу, вырубаем пакетник/вводной автомат (работает это понятно только если он двухполюсный), тыкаем оставшиеся концы, который светится – земля, который не светится – ноль.

4. Вольтметром переменного тока померять напряжение между неопределенным проводом и батареей теплоснабжения (отковырнуть краску и касаться металла). У заземляющего провода потенциал будет ноль, у нулевого провода, за счет перекоса фаз (разных нагрузок по фазам) потенциал может быть от нуля до 20-30 вольт.

5. Если у Вас трех проводная сеть то тогда должно быть УЗО, далее определяете фазный провод, предварительно отключив всю нагрузку (т.е. нигде не должна замыкаться на устройствах). После определения фазы и подключения к ней (например, лампы накаливания), второй провод соединяете с любым из оставшихся, проводов (все подключения делайте со снятием напряжения), включите УЗО, затем включите вводной автоматический выключатель, если УЗО не отключится то второй провод и является нулевым, а если произойдет отключение УЗО, то это защитное заземление.

© Энциклопедия Технологий и Методик Патлах В.В. 1993-2007 гг.

Наземные и другие контрольные точки

Мы находимся в заключительном разделе четвертой главы 4.6. Основания и другие ориентиры.

В большинстве цепей есть одна общая точка, в которой измеряются все значения цепи. Обычно эта точка называется заземлением цепи. Обычно это выглядит примерно так. Во всех случаях считается, что заземление имеет нулевое напряжение и обычно является одной из сторон источника питания схемы.

Земля

Две схемы ниже электронно одинаковы, на схеме слева показан полный контур для протекания тока.Здесь вы увидите полный цикл, который ожидается для всех электронных схем. У вас должен быть полный цикл для поддержки текущего потока.

В цепи справа удален нижний провод и заменен дополнительным заземлением. Вы заметили здесь, что провод через дно был удален, и здесь он помещен в другое заземление. Для электрических целей может быть несколько заземлений, например, обозначает одну и ту же точку. Это упрощает схематический рисунок. Обычно вы увидите схематический рисунок, а не проведете этот провод через всю страницу к единой общей точке заземления.Они просто покажут несколько оснований, но понятно, что все они представляют одну и ту же точку.

Печатные платы

обычно содержат заземляющую пластину, к которой выполняются все заземляющие соединения. Платы обычно состоят из нескольких слоев. Этот один слой часто изготавливается из сплошной меди и предназначен для заземления всех остальных слоев. Здесь мы видим заземляющий слой печатной платы.

Неосновные ссылки

В некоторых случаях напряжение измеряется относительно точки, отличной от земли.Итак, если вы измеряете точку A, точкой отсчета будет земля. Итак, если мы измерили расстояние от точки А до земли, мы получили 21 вольт. Но иногда вы хотите измерить опорное напряжение в точке, отличной от земли, поэтому иногда вы можете увидеть что-то вроде этого, VAB. В этом случае вы будете искать, например, напряжение между точкой A и точкой B; в этом случае вы будете измерять пять вольт. Вы обычно видите это так, где A — измеренная точка, а B — контрольная точка, поэтому AB будет пять вольт.

Потенциал напряжения для опорного напряжения, отличного от земли, представляет собой алгебраическую сумму двух точек. Если измерить от A до B, будет пять, от A до C будет девять и так далее.

Измерение напряжения относительно земли. Теперь у нас есть схема, которая нарисована немного иначе, чем вы могли ожидать. Обычно мы ожидаем увидеть землю в нижней части источника питания, но в этом случае земля была размещена в другой точке цепи. Для электрических целей, для снижения напряжения и для определения тока в цепи не будет никаких изменений, потому что у нас все еще есть последовательная цепь, у нас все еще есть все наши компоненты, у нас все еще есть наш источник питания, у нас все еще есть земля.Эта площадка была помещена в другую точку. Это повлияет на то, что если мы измеряем наше напряжение относительно земли, мы увидим несколько других значений.

Здесь у нас подано 20 вольт, и если я измерю от точки A до земли, я не собираюсь измерять 20 вольт. Я собираюсь измерить примерно 13 вольт отсюда до нашей точки заземления. Если я собираюсь измерить C относительно земли, я собираюсь измерить шесть вольт. Если бы мы относились к земле, и мы увидим другие значения, то мы ожидаем, что земля будет размещена здесь.

Мы определенно увидим некоторые вещи по-другому, если измерим, например, Точка D — земля. В этом случае мы фактически собираемся измерить минус 2 вольта, если у нас подключен вольтметр, так что общий зонд идет на землю, зонд напряжения идет на D, и мы бы увидели минус 2, а здесь мы увидим минус 7 вольт. После этого мы начали бы использовать верстак для электроники, мы смогли бы построить такую ​​схему, и мы смогли бы измерить эти величины и доказать, что это действительно так.

Это наш последний раздел в четвертой главе, и мы говорили о заземлении и опорных точках без заземления, и мы рассмотрели заземляющий слой на печатной плате. Мы рассмотрели тот факт, что, как правило, на принципиальных схемах возврат линии к единой точке заземления обычно исключается. Мы можем видеть много точек заземления на схеме, но тогда все они электрически являются одной и той же точкой. На этом наше обсуждение на Земле завершается.

Видеолекции, созданные Тимом Фигенбаумом в Общественном колледже Северного Сиэтла.

Диагностика проблем с питанием на розетке

Измеряя напряжение горячей нейтрали, напряжение нейтраль-земля и напряжение горячей земли, вы уже на пути к ответу на следующие вопросы:

  • Неправильно ли подключена розетка?
  • Ответвленная цепь слишком нагружена?
  • Имеют ли чувствительные электронные нагрузки необходимое напряжение?

Эти три измерения, выполненные быстро в одной розетке, дают вам четкое представление об электроснабжении здания.

Проверка трехслотовой розетки на полярность заземления

Неправильно подключенные розетки не редкость. Розетка с тремя гнездами имеет горячий гнездо (короткое), нейтральное гнездо (длинное) и гнездо заземления (U-образное). Перепутаны ли полярность горячего (черного) и нейтрального (белого) проводов? Нейтральный и заземляющий (зеленый) провода перепутаны местами или закорочены?

Эти условия могут долгое время оставаться незамеченными. Многие нагрузки не чувствительны к полярности — им все равно, поменяли ли местами горячую и нейтральную полярность.С другой стороны, чувствительные электронные нагрузки, такие как компьютерное оборудование и приборы, действительно заботятся о чистом заземлении (заземлении без напряжения и без токов холостого хода). Одна перевернутая нейтраль и земля могут поставить под угрозу всю систему заземления.

Итак, что вы нашли?

Горячая нейтраль — это напряжение нагрузки. Напряжение должно быть около 120 В (обычно от 115 до 125 В). Вы измеряете точно 118,5 В.

  • Нейтральное заземление — это падение напряжения (также называемое ИК-падением), вызванное током нагрузки, протекающим через полное сопротивление белого провода.Допустим, вы измеряете 1,5 В.
  • Горячую землю можно рассматривать как источник напряжения на розетке. Вы читаете 120,0 В. Вы заметили, что горячая земля выше, чем горячая нейтраль. Фактически, горячее заземление равно сумме напряжений между горячей нейтралью и нейтралью-землей.

Нормальные ли эти показания? Правильно ли подключена розетка?

Как обнаружить розетки с неправильным подключением

Чаще всего неправильное подключение происходит, если переключаются горячая и нейтральная проводка или если нейтраль и земля переключаются или закорочены.Как вы определяете эти условия?

  1. Измерение горячей нейтрали само по себе не говорит вам, были ли они переключены. Вы должны измерить нейтральную или горячую землю. Если напряжение между нейтралью и землей составляет около 120 В, а напряжение горячего заземления составляет несколько вольт или меньше, значит, переключение между фазой и нейтралью поменялось местами.
  2. В условиях нагрузки должно быть некоторое напряжение нейтраль-земля — ​​обычно 2 В или чуть меньше. Если напряжение нейтраль-земля равно 0 В — опять же при условии наличия нагрузки в цепи — проверьте, есть ли случайное или преднамеренное соединение нейтраль-земля в розетке.
  3. Чтобы проверить, переключены ли нейтраль и земля, измерьте горячую нейтраль и горячую землю под нагрузкой. Горячая земля должна быть больше, чем горячая нейтраль. Чем больше нагрузка, тем больше разница. Если напряжение горячей нейтрали, измеренное с нагрузкой в ​​цепи, больше, чем напряжение горячей земли, то нейтраль и земля переключаются. Это потенциальная угроза безопасности, и состояние следует немедленно устранить.

Показание горячего заземления должно быть наивысшим из трех. В цепи заземления в нормальных, нормальных условиях не должно быть тока и, следовательно, на ней не должно падать ИК-излучение.Вы можете думать о заземлении как о проводе, идущем обратно к источнику (главной панели или трансформатору), где он подключается к нейтрали. На конце цепи заземления, где производится измерение, заземление не подключено к какому-либо источнику напряжения (опять же, при условии, что неисправности нет). Таким образом, заземляющий провод похож на длинный тестовый провод, ведущий к источнику напряжения. Когда нагрузка подключена, напряжение источника розетки с горячей землей должно быть суммой напряжения горячей нейтрали (напряжения на нагрузке) и напряжения нейтрали-земли (падение напряжения на нейтрали на всем пути обратно к ее значению). подключение к цепи заземления).

Связанные ресурсы

Введение в заземление для обеспечения электромагнитной совместимости

Правильное заземление — важный аспект проектирования электронной системы как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости. Земля играет решающую роль в определении того, что происходит в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Правильные стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучаемые излучения.

С другой стороны, неправильное заземление может подорвать безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы.В последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной сбоев системы, связанных с электромагнитной совместимостью.

Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Итак, можно задаться вопросом, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием — текущей отдачей. Тот факт, что возвратные токопроводы в цифровой электронике часто обозначаются как заземление или GND, может сбивать с толку. Когда токопроводящие обратные токопроводы рассматриваются как заземляющие (или когда заземляющие проводники используются для обратных токов), результатом часто становится конструкция со значительными проблемами ЭМС.

Определение земли

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

4.152 — заземление. (1) Крепление корпуса оборудования, рамы или шасси к объекту или конструкции транспортного средства для обеспечения общего потенциала.(2) Подключение электрической цепи или оборудования к земле или к некоторому проводящему телу относительно большой протяженности, который служит вместо земли.

Было хорошо известно, что заземление является опорным потенциалом, а заземляющие проводники обычно не токоведущие.

Рисунок 1. Розетка на 110 В в США

В США розетки с заземлением на 110 В имеют три клеммы, как показано на рисунке 1. Горячий вывод имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания.Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадр. И действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 Vrms, но не пропускает ток при нормальных условиях. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, идущим обратно к одной и той же точке в электрической сервисной коробке (точке, которая электрически соединена с землей вне здания).

Поскольку нейтральный и заземляющий провода идут в одно и то же место, они электрически взаимозаменяемы.Фактически, если бы они были электрически закорочены в розетке с однопроводным подключением обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем же прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать тому, чтобы он был надежным опорным потенциалом.

Возможно, наиболее важным моментом, который следует учитывать при заземлении в целях безопасности и ЭМС, является то, что заземление не является током возврата.Земля и ток — это очень важные концепции, но это не одно и то же. Земля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ путем для возврата токов к их источнику. Земля — ​​это, по сути, эталон нулевого напряжения для цепей и систем продукта. Концепция заземления играет решающую роль при проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

Важность заземления для безопасности

Важной частью разработки безопасных электрических продуктов и систем является знание того, где и когда небезопасные напряжения могут появляться на различных проводящих поверхностях.С точки зрения безопасности заземление является опорным нулевым напряжением, а напряжение на каждом другом проводе — это разница между его напряжением и землей. Для зданий ориентиром на землю обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все крупные металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко подключаются к заземлению или привязаны к нему.

Строительная площадка — это обычно металлические прутья, вбитые в землю возле входа в электроснабжение.Эти стержни подключены к коробке выключателя, от которой заземление распределяется на все электрические розетки через нетоковедущие провода. Они также соединяются с любым металлом, который распространяется по всему зданию, например с водопроводными трубами или строительной сталью.

Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью обычно требуются для заземления металла на провод заземления, чтобы гарантировать, что он не может достичь опасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании.Если происходит неисправность, которая вызывает короткое замыкание между силовым проводом и оголенным металлом, заземление коробки выключателя обеспечивает протекание большого количества тока. Это заставляет выключатель размыкаться и обесточивает прибор.

Рисунок 2. Схема, иллюстрирующая базовую работу GFCI.

Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов основан на хорошем соединении заземления розетки с блоком выключателя.В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильной проводкой может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы гарантировать, что соединение питания не может закоротить на оголенный металл, за счет исключения оголенного металла и / или обеспечения срабатывания автоматического выключателя в случае короткого замыкания.

Также растет количество электротехнической продукции со встроенными устройствами прерывания цепи замыкания на землю (GFCI).GFCI работают, обнаруживая дисбаланс тока между проводами подачи и возврата питания. При первом признаке того, что дисбаланс тока превышает безопасный порог, GFCI отключает питание.

Заземление безопасности может совпадать с заземлением ЭМС, а может и не совпадать, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании с учетом ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепи часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности.Это представляет собой уникальную конструктивную проблему для инженеров EMC, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты, хорошо соединенные на высоких частотах.

Важность заземления для EMC

Проблемы ЭМС часто возникают из-за того, что два больших металлических объекта находятся под разным потенциалом. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к превышению допустимого уровня излучаемого излучения. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

Заземление — это, по сути, искусство определения нулевого опорного напряжения и соединения металлических предметов или цепей с этим опорным сигналом посредством низкоомного нетоковедущего соединения. Правильная стратегия заземления ЭМС гарантирует, что большие металлические конструкции не могут двигаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным излучениям или проблемам с помехоустойчивостью. Склеивание металлических предметов для поддержания на них одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же нулевому заземлению — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

Наземные конструкции

Практически все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это заземляющие провода, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлический каркас или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и / или корпус.

Конструкция заземления служит местной опорной точкой нулевого напряжения. Нельзя допускать, чтобы что-либо крупное и металлическое приобретало потенциал, значительно отличающийся от потенциала земли.Обычно это достигается путем прикрепления всех крупных металлических объектов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Это также может быть достигнуто путем достаточной изоляции больших металлических предметов и обеспечения отсутствия возможных источников, которые могут вызвать развитие потенциала между ними.

Рисунок 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

Например, рассмотрим спутник, показанный на рисунке 3. Его наземная структура представляет собой металлический корпус, в котором находится большая часть электроники.Чтобы передать значительную электромагнитную мощность на спутник или из него, необходимо установить напряжение между наземной структурой и чем-то еще значительного электрического размера. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме конструкции заземления) являются две группы солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти массивы с цепями внутри спутника.

Прикрепление массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что между большими проводниками не возникнет значительного напряжения, которое может служить непреднамеренно передающими или принимающими антеннами для шума.Соединительные провода также необходимо прикрепить к заземляющей конструкции. Обычно это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на частотах шума, в то же время позволяя токам мощности и сигнала течь без ослабления.

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

Эта стратегия заземления важна не только для удовлетворения требований к излучению и помехоустойчивости, она также играет ключевую роль в соблюдении требований к кондуктивным помехам и помехоустойчивости, когда конструкция заземления является как опорным нулевым напряжением, так и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

Три важных момента в отношении наземных сооружений:

  1. Конструкция заземления должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но не должна быть электрически малогабаритной. Иногда вы можете услышать, как кто-то утверждает, что земли не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на расстоянии четверти длины волны на поверхности неодинаков. Этот аргумент необоснован, потому что наземные конструкции не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле.Фактически, вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

    Земля служит защитным заземлением для большинства систем распределения электроэнергии, даже если земля определенно не является электрически малой при 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал Земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Наземные конструкции служат в качестве местных источников нулевого напряжения. Они не должны быть электрически маленькими.

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

  3. Конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, с интересующими амплитудами и частотами). Токи, протекающие по проводнику или внутри него, заставляют магнитный поток наматывать проводник. Магнитный поток, охватывающий проводник, индуцирует на нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может управлять одной частью конструкции заземления относительно другой части.

Наземные конструкции могут проводить токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность как наземные конструкции. Например, в большинстве автомобилей рама используется в качестве пути обратного тока для огней и некритичных датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить заземляющей структурой на более высоких частотах.

Важно отметить, что, хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи индуцированного шума.Фактически, правильное использование конструкции заземления зависит от ее способности переносить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом, чтобы контролировать непреднамеренные напряжения.

Заземляющие провода

Заземляющие проводники — это соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые крепят большие металлические предметы к заземляющей конструкции. Подобно наземным сооружениям, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция — поддерживать напряжение между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. Е. Сопротивление плюс индуктивное реактивное сопротивление), чтобы их полное сопротивление, умноженное на максимальный ток, который они могут нести, ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары проводов подключен к заземляющей конструкции через 1-сантиметровый контактный разъем, как показано на рисунке 4. Витая пара проводов передает псевдодифференциальный сигнал 100 Мбит / с с синфазным шумом. ток 0.3 мА при 100 МГц. Напряжение, управляющее экраном кабеля относительно платы, приблизительно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет приблизительно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и потребуется предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

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

Гальваническая коррозия

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

Потенциал гальванической коррозии — это мера того, насколько быстро разнородные металлы будут корродировать при контакте.Коррозия зависит от наличия электролита, например воды; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

На диаграмме на Рисунке 5 указаны анодные индексы нескольких распространенных металлов рядом с их названиями. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое возникает между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные индексы вычитаются, как указано в таблице.В зависимости от окружающей среды соединения между материалами с разницей напряжений более 0,95 В обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

Земля в зависимости от возврата тока

Как указано в начале этой главы, заземление и возврат тока — это две очень разные функции. К сожалению, в реальных изделиях многие токопроводы имеют маркировку «заземление». Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам и наоборот.

Например, схематическая часть платы на рисунке 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих заземлений. Маловероятно, что разработчик этой схемы хотел четыре разных источника нулевого напряжения. Фактически, четыре заземления соединены перемычками, что указывает на то, что разработчик намеревался иметь одну опорную цепь нулевого напряжения.

Рисунок 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

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

Рисунок 7. Один слой разводки платы с двумя заземлениями.

В двух приведенных выше примерах причина того, что «наземные» сети были изолированы, заключается в том, что они на самом деле не были заземлением. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов.Разработчикам не нужны были изолированные источники нулевого напряжения. Они изолировали проводники обратного тока, пытаясь избежать связи по общему сопротивлению.

Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан с аудиосхемами, если они используют одни и те же возвратные проводники. . Например, рассмотрим простую доску, показанную на рисунке 8a.Он имеет два цифровых компонента: цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователь и усилитель для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует землю в качестве обратного пути. На частотах килогерц и ниже возвратный по плоскости ток распространяется с распределением, примерно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся от усилителя к цифро-аналоговому преобразователю, следует по пути, примерно представленному синими линиями на рисунке 8b.

Рис. 8. Простая плата смешанного сигнала слева (а) и примерное распределение обратного тока на заземляющем слое (b).

В текущем распределении явно много совпадений. Это приводит к общему сопротивлению, поскольку токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземляющей поверхности с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющей поверхности было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то индуцированное напряжение в аналоговых цепях было бы порядка 100 мкВ.

Пятьдесят лет назад инженеры, проектирующие аудиосхемы, заметили, что напряжения, наведенные в аудиосхемах из-за связи общего импеданса с цифровыми схемами, часто были неприемлемыми. В акустическом сигнале люди слышали цифровой шум.

Очевидным решением было изолировать обратные токи цифрового сигнала от обратных токов аналогового сигнала. Платы с более чем двумя слоями не были распространены в то время, поэтому популярным подходом было разделение текущей возвратной плоскости.Пример этого показан на рисунке 9.

Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости обратного тока слева (a) и приблизительным распределением обратного тока на плоскости заземления (b).

Поскольку низкочастотные токи не могут проходить через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном для аналоговых токов, и значительно снижает связь по общему сопротивлению.

На относительно простых двухслойных платах 1960-х и 1970-х годов зазор между аналоговыми и цифровыми схемами часто был эффективным способом устранения неприемлемых перекрестных помех из-за связи общего импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что люди в конце концов пришли к мысли, что между цифровыми и аналоговыми цепями всегда должен быть промежуток между заземляющими плоскостями. Так родилось правило дизайна, и дизайнеры досок любят правила дизайна. Пятьдесят лет спустя многие дизайнеры плат по-прежнему придерживаются этого правила дизайна, хотя оно больше не имеет смысла.Фактически, лучшее правило проектирования современных плат — никогда не допускать зазоров между аналоговыми и цифровыми схемами заземления.

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

Рис. 10. Ужасно смешанная компоновка сигнальной платы слева (а) и гораздо лучшая альтернативная компоновка справа (b).

График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, проиллюстрирует отличную развязку между цифровым и аналоговым обратным токами. Но предыдущие графики обратного тока не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что есть четыре цифровых дорожки, соединяющих цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Для этих сигналов также требуются обратные токи. Эти токи должны поступать от контакта заземления ЦАП на контакт заземления цифрового компонента.Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь зазор заставляет эти токи делить ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот пробел потенциально усугубляет ситуацию.

Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой цепями имеет решающее значение. Пятьдесят лет назад часто было трудно определить правильное место для разрыва. В современных платах с высокой плотностью зазоры между плоскостями, как правило, нереально и совершенно ненужно для решения несуществующей проблемы.

Существует как минимум три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

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

  2. Даже на частотах кГц и ниже сопротивление заземляющих поверхностей печатной платы составляет менее 1 мОм / квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на заземляющую пластину, способны вызывать только милливольты (наихудший случай) напряжения в других схемах, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может стать проблемой.

  3. В тех ситуациях, когда миллиом соединения недопустимы, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое .Например, лучшим решением проблемы сцепления в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостью. На рисунке 10b показано, как возврат аналогового тока с помощью дорожки на верхнем слое полностью позволяет избежать общей проблемы связи импеданса. В платах, которые имеют много аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно будет необходимо соединить их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы излучаемого излучения. Маршрутизация изолированных возвратных сигналов на соседних слоях значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

Обратите внимание, что аналоговая линия возврата тока на рис. 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления ЦАП. Переходное отверстие не несет аналоговых или цифровых обратных токов. Его единственная функция — гарантировать, что аналоговая и цифровая схемы имеют одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводом, тогда как плоскость и дорожка являются токопроводящими проводниками.

Одноточечное и многоточечное заземление

Предположим, что аналоговая трасса возврата тока на рисунке 10b имеет два сквозных соединения с цифровой плоскостью возврата тока, как показано на рисунке 11.Теперь аналоговый обратный ток имеет два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться в самолете. Ток будет разделен в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться в плоскость. Аналогичным образом, некоторый цифровой ток будет течь по аналоговой обратной линии тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему импедансу.

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

Вообще говоря, два пути возврата тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Сквозное соединение на рисунке 10b является примером одноточечного заземления. Одноточечное заземление является важным понятием в ЭМС, хотя его часто неправильно понимают проектировщики, не проводившие должного различия между проводниками с возвратным током и заземляющими проводниками.

Рисунок 12. Одноточечное заземление.

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

Рис. 13. Еще одна реализация с одноточечным заземлением.

Хотя одноточечное заземление является важной концепцией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения, оно не работает, если по заземляющим проводам проходят сигнальные или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь имеют возможность вернуться через намеченный синий провод или пройти по дополнительному соединению в правую цепь и обратно в среднюю цепь через «одноточечную» землю.

Рисунок 14. Это НЕ одноточечное заземление.

Путь на Рисунке 14 от одноточечного соединения к средней цепи к правой цепи и обратно к одноточечному соединению иногда называют контуром заземления.Контуры заземления часто считаются несовместимыми с одноточечным заземлением и часто упоминаются как источник связи общего сопротивления; но это неверно. На рисунке 13 показан контур заземления, и он по-прежнему является хорошей реализацией одноточечного заземления. Контур заземления на Рисунке 14 включает в себя сегмент, который вообще не заземлен. Синий провод в средней цепи может называться «землей» на схеме платы, но это проводник обратного тока.

Как правило, с контурами заземления все в порядке, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления.Если один или несколько проводников в петле являются проводниками с обратным током низкой частоты, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему сопротивлению.

На рисунке 15 показан еще один пример неправильного применения концепции единой точки заземления. Этот пример взят из инструкции производителя по применению, в которой покупателям рассказывается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея заключалась в том, чтобы гарантировать, что все три фазы имеют такое же опорное напряжение нулевого напряжения, что и двигатель.Реализация призвала вернуть все токи переключения и ток двигателя в одну и ту же точку.

Рисунок 15. Одноточечный возврат тока (плохая идея).

Конечно, это не одноточечное заземление. Это одноточечный текущий возврат. Хотя все проводники обозначены как заземление на схеме и на плате, они не являются заземлением. Это токопроводы с обратным током.

Отправка всех коммутируемых токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем в противном случае.Это обеспечивает высокий общий импеданс, а также взаимную индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигателя не будет иметь одинакового опорного нулевого напряжения.

По сути, важно помнить, что одноточечное заземление является важной стратегией для обеспечения того, чтобы изолированные цепи и устройства имели одинаковое опорное напряжение нулевого напряжения. С другой стороны, одноточечные возвратные токи часто являются основной причиной серьезных проблем электромагнитной связи.

Рисунок 16.Многоточечная земля.

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

Обычно системы, использующие структуру заземления, подключают цепи и модули, которые не изолированы от конструкции заземления более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

Рис. 17. Гибридная стратегия заземления.

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

Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму автомобиля, чтобы соответствовать требованиям по излучению и эмиссии на высоких частотах, но ни один модуль не позволяет токам высокой частоты возвращаться на раму. Таким образом, на высоких частотах рама представляет собой многоточечную наземную структуру.

На более низких частотах критически важная связь будет осуществляться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы токи сигналов не попадали в кадр (и токи кадра не попадали в сигналы).Тем не менее, основания власти не обязательно будут изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по 12-вольтовым проводам питания, возвращаются к батарее по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток — кГц) рама не является наземной структурой, это структура с током возврата. Силовой ток, протекающий по корпусу от одного модуля, может вызвать сотню милливольт на заземляющих соединениях других модулей, но большинство модулей не будут подвержены влиянию сотен милливольт на очень низких частотах.

Предположим, что схема слева на рисунке 17 представляет распределение мощности на стартер для двигателя внутреннего сгорания. Эта схема может потреблять сотни ампер тока при запуске двигателя. Если позволить этим токам вернуться на раму транспортного средства, это может привести к недопустимому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае можно было бы принять решение изолировать возврат от стартера и подключить его к раме в одной точке.

Стратегии заземления

Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для электромагнитной совместимости или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь его. Проблемы обычно возникают, когда с заземляющим проводником обращаются как с токоотводящим проводом или с токоотводящими проводниками как с заземляющими проводниками.

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

Правильные стратегии заземления направлены на определение и защиту нулевого опорного напряжения для каждой цепи и системы.

Один из способов отследить, выполняют ли проводники в первую очередь функцию заземления или функцию возврата тока, — это соответствующим образом пометить их. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основная функция которой — возврат цифровых токов. к их источнику.Половина успеха в разработке хорошей стратегии заземления — это правильное признание и сохранение целостности истинных оснований.

Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение конструкции грунта. На уровне системы наземная конструкция всегда представляет собой металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата подключается к раме, то заземление платы должно быть там, где это соединение происходит. Если рамы нет или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто вход питания 0 В).

Вообще говоря, все большие металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. Д.) Должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительного нежелательного сцепления. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между корпусом или шасси и любыми токоведущими цепями. К сожалению, для близлежащих высокочастотных цепей относительно легко навести в этих структурах ток в микроамперах, которого достаточно, чтобы вызвать проблемы излучаемого излучения.Предотвращение этого без привязки к корпусу обычно требует ограничения полосы пропускания схемы, экранирования схемы и / или увеличения расстояния между схемой и корпусом.

Список литературы

[1] Американский национальный стандартный словарь технологий электромагнитной совместимости (EMC), электромагнитного импульса (EMP) и электростатического разряда (ESD), ANSI C63.14-1992.

Как использовать осциллограф: полное руководство по установке

Методы измерения осциллографов

Два основных осциллографических измерения, которые вы можете выполнить:

  • Измерения напряжения
  • Измерение времени

Практически любое другое измерение основано на одном из этих двух фундаментальных методов.

В этом разделе обсуждаются методы использования осциллографа для визуального выполнения измерений с помощью экрана осциллографа. Это распространенный метод с аналоговыми приборами, который также может быть полезен для «быстрой» интерпретации изображений цифровых осциллографов.

Обратите внимание, что большинство цифровых осциллографов включают в себя автоматизированные измерительные инструменты, которые упрощают и ускоряют общие задачи анализа, повышая надежность и достоверность ваших измерений. Однако знание того, как производить измерения вручную, как описано здесь, поможет вам понять и проверить автоматические измерения.

Измерения напряжения

Напряжение — это величина электрического потенциала, выраженная в вольтах, между двумя точками в цепи. Обычно одна из этих точек заземляется (ноль вольт), но не всегда. Напряжения также можно измерять от пика до пика. То есть от точки максимума сигнала до точки минимума. Будьте внимательны, чтобы указать, какое напряжение вы имеете в виду. Осциллограф — прибор для измерения напряжения. После того, как вы измерили напряжение, другие величины можно будет просто вычислить.Например, закон Ома гласит, что напряжение между двумя точками в цепи равно току, умноженному на сопротивление. Из любых двух из этих величин вы можете вычислить третье, используя формулу, показанную ниже.

Напряжение = ток x сопротивление

Еще одна удобная формула — это степенной закон, который гласит, что мощность сигнала постоянного тока равна напряжению, умноженному на ток. Вычисления для сигналов переменного тока более сложны, но суть в том, что измерение напряжения — это первый шаг к вычислению других величин.На рисунке 66 показано напряжение одного пика (V p ) и размах напряжения (V p – p ).

Рисунок 66 : Пиковое напряжение (V p ) и размах напряжения (V p-p ).

Самый простой метод измерения напряжения — это подсчет количества делений, которые охватывает осциллограмма на вертикальной шкале осциллографа. Регулировка сигнала для покрытия большей части дисплея по вертикали обеспечивает наилучшие измерения напряжения, как показано на рисунке 67.Чем большую площадь дисплея вы используете, тем точнее вы сможете прочитать результат измерения.

Рисунок 67 : Измерьте напряжение на центральной вертикальной линии координатной сетки.

Многие осциллографы оснащены курсорами, которые позволяют автоматически выполнять измерения формы сигнала без необходимости считать отметки на сетке. Курсор — это просто линия, которую можно перемещать по дисплею. Две горизонтальные линии курсора можно перемещать вверх и вниз, чтобы ограничить амплитуду сигнала для измерения напряжения, а две вертикальные линии перемещаются вправо и влево для измерения времени.Показания показывают напряжение или время в их положениях.

Измерения времени и частоты

Вы можете измерять время, используя горизонтальную шкалу осциллографа. Измерения времени включают измерение периода и ширины импульсов. Частота — это величина, обратная периоду, поэтому, если вы знаете период, частота делится на единицу и период. Как и измерения напряжения, измерения времени становятся более точными, если вы настраиваете часть измеряемого сигнала, чтобы покрыть большую площадь дисплея, как показано на рисунке 68.

Рисунок 68 : Измерьте время по центральной горизонтальной линии координатной сетки.

Измерение длительности импульса и времени нарастания

Во многих приложениях важны детали формы импульса. Импульсы могут искажаться и вызывать сбои в работе цифровой схемы, а синхронизация импульсов в последовательности импульсов часто бывает значительной.

Стандартными измерениями импульсов являются время нарастания и ширина импульса. Время нарастания — это время, необходимое импульсу для перехода от низкого к высокому напряжению.Обычно время нарастания измеряется от 10% до 90% полного напряжения импульса. Это устраняет любые неровности на переходных углах импульса.

Ширина импульса — это время, которое требуется импульсу для перехода от низкого уровня к высокому и обратно к низкому уровню. Обычно ширина импульса измеряется при 50% от полного напряжения. Рисунок 69 иллюстрирует эти точки измерения.

Рисунок 69 : Точки измерения времени нарастания и ширины импульса.

Импульсные измерения часто требуют точной настройки запуска.Чтобы стать экспертом в захвате импульсов, вы должны научиться использовать задержку запуска и как настроить цифровой осциллограф на сбор данных до запуска, как описано в главе 4 — Системы осциллографа и элементы управления. Горизонтальное увеличение — еще одна полезная функция для измерения импульсов, поскольку она позволяет видеть мелкие детали быстрого импульса.

Узнайте больше об использовании осциллографа в Центре обучения осциллографов и загрузите наш плакат «Основы осциллографа» с пошаговыми инструкциями по настройке осциллографа, чтобы повесить его в своей лаборатории.Если вы не покупали осциллограф или хотите обновить его для выполнения более сложных тестов, приобретите осциллографы Tektronix сегодня.

Заземление — Энергетическое образование

Рис. 1. Концептуальная иллюстрация заземления, действующего как обратный путь. [1]

Электрическое заземление , также известное как заземление, в первую очередь обеспечивает защиту от поражения электрическим током, действуя как линия безопасности для перенаправления электрического тока в случае короткого замыкания. Для бытовых приборов это достигается с помощью трехконтактной электрической розетки со специальным заземляющим контактом. [2]

Заземление также является способом обеспечения пути возврата тока в некоторых системах электропередачи. Поскольку земля является электрически нейтральным телом, говорят, что земля или земля имеет нулевой электрический потенциал, а все другие напряжения определяются относительно этого потенциала земли. Это позволяет заземлению функционировать как протяженная нейтральная линия, замыкая электрическую цепь передачи, действуя как источник электронов для электрического генератора и как конечная точка для электронов после электрической нагрузки.Это означает, что вместо провода, который обеспечивает обратный путь тока от нагрузки обратно к источнику напряжения, как это видно в большинстве простых схем, земля действует как обратный путь. [3]

Однако такое использование заземления используется только в системе передачи с одним проводом и заземлением, которая в основном используется в некоторых сельских районах таких стран, как Канада и Австралия. [4] В большинстве современных систем передачи используется трехфазная электроэнергия, в которой заземление не используется в качестве обратного пути.

Основная проблема с использованием земли в качестве электрического проводника заключается в том, что она имеет высокое электрическое сопротивление, что делает ее очень неэффективным средством передачи энергии. Однако эта проблема частично решается путем вставки заземляющих стержней (расположенных у генератора и после нагрузки) достаточно глубоко в землю. Поскольку сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения, увеличение глубины стержней снижает общее сопротивление за счет увеличения площади, через которую проходит ток между стержнями.Для получения дополнительной информации о факторах, определяющих сопротивление, см. Сопротивление.

В жилых системах

Непрерывный путь заземления с низким сопротивлением в электрических системах жилых помещений обеспечивает стабильные уровни напряжения в проводке и делает устройства защиты от перегрузки (автоматические выключатели, предохранители) максимально эффективными. В типичной цепи заземления нейтральная линия подключается к нейтральной шине (на сервисной панели), которая подключается к зажиму заземления на водопроводных или газовых трубах.Эти трубы уходят под землю и обеспечивают прямое заземление. В качестве альтернативы, нейтральный стержень можно подключить к подземному заземляющему стержню, расположенному за пределами дома, чтобы установить прямое заземление. На линии заземления не должно быть разрывов, поэтому необходимо выполнить параллельное соединение с чем-либо, что может нарушить заземление, например счетчиком воды. [5]

В присутствии воды электрическая розетка может быть опасной, поскольку вода часто обеспечивает прямое заземление для тока, проходящего через розетку, что создает серьезную опасность поражения электрическим током.Прерыватели цепи замыкания на землю используются в качестве меры безопасности для защиты от такой возможности.

Список литературы

  1. ↑ EECS, Калифорнийский университет в Беркли. (30 июля 2015 г.). Lab Logistics [Online], доступно: http://www-inst.eecs.berkeley.edu/~ee100/su04/lab/lab1/new_intro_lab_guide_report.pdf
  2. ↑ Гиперфизика. (30 июля 2015 г.). Прерыватели и заземляющие провода [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/bregnd.html
  3. ↑ Г.Хунка. (30 июля 2015 г.). Заземление цепей и способы заземления [Online]. Доступно: http://www.ese.upenn.edu/detkin/instruments/misctutorials/Ground/grd.html
  4. ↑ П. Армстронг. (30 июля 2015 г.). Однопроводное заземление (SWER) [Online]. Доступно: http://www.stonepower.se/Images/SWER.pdf
  5. ↑ R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 8, сек. 8.1, стр.331-340.

Что такое земля? — Определение с сайта WhatIs.com

Заземление — это прямое электрическое соединение с землей, соединение с определенной точкой в ​​электрической или электронной цепи или косвенное соединение, которое работает в результате емкости между беспроводным оборудованием и землей или большая масса проводящего материала.

Электрическое заземление важно, поскольку оно обеспечивает опорный уровень напряжения (называемый нулевым потенциалом или потенциалом земли), относительно которого устанавливаются и измеряются все другие напряжения в системе.Эффективное электрическое заземление также сводит к минимуму восприимчивость оборудования к помехам, снижает риск повреждения оборудования из-за молнии, устраняет накопление электростатического заряда, которое может повредить компоненты системы, и помогает защитить персонал, который обслуживает и ремонтирует электрические, электронные и компьютерные системы. Фактически, электрическое заземление отводит любое нежелательное накопление электрического заряда. Когда точка подключена к надежному заземлению, в этой точке сохраняется постоянное напряжение, независимо от того, что происходит в другом месте цепи или системы.Земля, которая образует основную землю, обладает способностью поглощать или рассеивать неограниченное количество электрического заряда.

Заземление обычно состоит из стержня заземления (или набора стержней заземления), вбитого в почву. В море соленая вода образует хороший грунт, если с ней соприкасается коррозионно-стойкая металлическая пластина с большой площадью поверхности (например, корпус или киль). В автомобиле, грузовике, лодке в пресной воде, самолете или космическом корабле нет такой вещи, как истинная земля.Но если масса металла, составляющего транспортное средство, значительна, эта масса может достаточно хорошо имитировать земную поверхность. Заземление сводит к минимуму восприимчивость электронного оборудования к помехам от других устройств. В больших беспроводных установках базовых станций хорошее заземление также обеспечивает определенную защиту от разрушительного воздействия молнии.

Заземление шасси — это соединение с основным шасси электронного или электрического оборудования. В старых приборах и настольных компьютерах это металлическая пластина, обычно медная или алюминиевая.В некотором современном оборудовании это фольга на основной печатной плате, обычно идущая по периферии. Заземление корпуса иногда называют общим заземлением. Он обеспечивает точку, которая может считаться нулевым напряжением. Все другие напряжения цепи (положительные или отрицательные) измеряются или определяются относительно него. В идеале все заземления шасси должны вести к заземлению.

В беспроводных системах радиочастотное (RF) заземление может быть получено посредством емкостной связи между устройствами и землей.В некоторых случаях для получения хорошего радиочастотного заземления необходимо несколько проводов, называемых радиальными, параллельно и вблизи поверхности земли. На более высоких частотах радиалы не всегда необходимы. Емкость между портативным радиоприемопередатчиком или сотовым телефоном и телом пользователя, а также емкость между телом пользователя и землей могут обеспечить достаточно хорошее РЧ заземление. Некоторые типы антенн могут эффективно работать без радиочастотного заземления.

Земля, шасси и сигнальная земля

В аналоговой конструкции связь сигнала с землей имеет фундаментальное значение (а также может создавать проблемы в цифровых схемах.) Однако понятие «земля» может сбивать с толку, поскольку оно относится к трем различным ситуациям: заземление шасси, заземление сигнала или заземление. Все три указывают на подключение к точке (теоретически) нулевого напряжения , но в другом контексте: заземление шасси для устройства, сигнальное заземление для сигналов очень низкого напряжения внутри устройства и заземление для энергосистемы.

Рис. 1. Есть три различных электрических символа заземления, обозначающих контекст в схеме.Источник: Википедия.

Но земля как нулевое напряжение теоретически; только провод с нулевым сопротивлением будет иметь нулевое напряжение. В действительности, заземляющая пластина или шина обычно имеют переменные напряжения на незначительных уровнях. В необычных случаях проблемы возникают из-за того, что «нулевое» напряжение земли совсем не близко к нулю. Это наиболее вероятно, если цепь или устройство работают с высоким потреблением тока, или в случаях, когда заземляющая пластина, проводник или шина имеет высокий импеданс (т.е., «заземляющий» материал или «заземляющий провод / шина» — это , а не как хороший проводник электричества.) Закон Ома действует независимо от того, что: V = IR. Ток (I) через любой материал с сопротивлением (R) будет иметь напряжение (В), отличное от нуля. Провода и дорожки имеют сопротивление в реальном мире и влияют, например, на то, как обратный путь («земля») разыгрывается для обратных рельсов. Здравый смысл говорит, что такие соединительные провода, при которых сопротивление проводки является аддитивным (последовательно) в обратном пути для одного устройства, но не для других, создают другое напряжение на «земле» для этого одного устройства (V = IR).

Заземление шасси — это точка сбора земли, которая подключается к металлическому корпусу электрического устройства. Заземление корпуса может использоваться для экранирования и заземления во избежание поражения электрическим током. Заземление сети и (теоретически) шины питания 0 В связаны вместе и подключены к шасси в одной точке. Например, в многослойных печатных платах один или несколько проводящих слоев могут использоваться в качестве заземления шасси. Заземление шасси обычно выполняется только в одной точке.Это предотвращает обратный ток через доступные, но нежелательные средства и предотвращает циркуляцию тока через шасси. Ток, циркулирующий через шасси, может вызвать «контур заземления». Но если шасси заземлено только в одной точке, ток не может течь через шасси, и связь между магнитным потоком и электричеством не может быть реализована. Контуры заземления, которые вызывают наведенную ЭДС (шум), особенно проблематичны для чувствительных к шуму приложений, таких как приборы и аудио.

Контуры заземления часто возникают при соединении нескольких электронных устройств вместе, потому что никакие два заземления никогда не имеют одинакового потенциала, что вызывает поток. Даже очень низкая разность потенциалов (напряжения) заставляет ток течь от земли одного блока к другому блоку и обратно к первому блоку через дополнительное заземление, обеспечиваемое сетью распределения электроэнергии. Хотя полное сопротивление контура заземления составляет лишь очень небольшую долю Ом, этого достаточно, чтобы вызвать такие проблемы, как шум и помехи.Распространенным решением для контуров заземления является распределение по схеме «звезда», где выбирается произвольная точка «заземление с самым низким потенциалом напряжения». В звездообразном распределении все взаимосвязанные компоненты соединены по схеме излучения наружу от «земли». Если звездное распределение выполнено аккуратно, сигнальная проводка между оборудованием, заземленным на звезду, будет иметь нулевой потенциал, что позволит избежать контуров заземления.

Рисунок 2: В идеальном мире все точки, помеченные как «земля», имеют ровно ноль вольт. По пути будет течь электричество.Электричество и магнетизм взаимосвязаны, что хорошо, так как двигатели зависят от этого отношения для работы, но не хорошо, когда поток тока нежелателен. Источник: Питер Уилсон, компаньон проектировщика схем.

Сигнальная земля — ​​это контрольная точка, от которой измеряется сигнал. В данной цепи может быть более одного опорного заземления. Чистое сигнальное заземление или заземление без инжектируемого шума важно для электрического оборудования, которое должно точно определять очень малые уровни или перепады напряжения, например, в медицинском оборудовании.Когда есть несколько путей для прохождения электричества к земле, дублированные пути заземления улавливают токи помех и преобразуют токи в колебания напряжения. В этом случае опорный сигнал заземления в системе больше не является стабильным потенциалом, и шум становится частью сигнала.

Печатные платы

могут унаследовать проблемы с заземлением от программ автоматической компоновки. Сигнальное заземление или опорное напряжение сигнала 0 В должно быть на печатной плате, а не заземлено от печатной платы, где оно может принимать внешние помехи.

Напряжения сигналов намного меньше, чем напряжения, поступающие в систему, например, на силовых модулях точки входа (POE). Здравый смысл гласит, что сигнальная земля изолирована от шасси или заземления питания. Сигнальная земля также может быть разделена между цифровыми и аналоговыми частями системы. Сигналы могут страдать от помех, вносимых землей, когда заземление входного сигнала находится вне печатной платы, на которой находится сигнал. Однако наземные помехи можно игнорировать, если сигнал намного больше, чем вносимый шум.Заземление для обеспечения целостности сигнала на печатных платах является подробным предметом, который, однако, не может быть рассмотрен на этом мероприятии. [I]

Земляное заземление восходит к практике использования заземляющего стержня, вбитого в поверхность земли из соображений безопасности. Обычный контекст для заземления — в бытовых электрических системах, где ток покидает панель главной цепи через горячий провод и течет к розеткам и источникам света по мере того, как электричество потребляется (или иным образом отводится по жизнеспособному пути), а обратный путь обеспечивается обратно. к панели через нейтральный провод.Заземление добавляет третий провод (провод заземления), чтобы обеспечить путь для тока, который не может замкнуть цепь. Например, оголенный проводящий провод может создать ситуацию, когда ток может протекать через тело человека по пути к земле, если бы не заземляющий провод, который вместо этого безопасно рассеивает ток на землю и, как мы надеемся, срабатывает предохранитель из-за чрезмерного потребляемый ток на землю.

Особенно важно заземление при высоком напряжении.Если электрическое оборудование имеет неисправный компонент, который приводит к тому, что напряжение под напряжением вступает в контакт с проводящим шасси, например, оборудование может продолжать работать из-за внутренней изоляции систем, но первый человек, который касается шасси, становится путем к землю и понесет серьезные травмы или даже смерть. Даже если предохранитель находится на пути от источника напряжения под напряжением, ему все равно требуется микро или миллисекунды, чтобы предохранитель перегорел и размыкнул цепь, предотвращая прохождение потока. Таким образом, прерыватели заземления и защиты от короткого замыкания чаще всего присутствуют там, где присутствует высокое напряжение.

Понятно, что концепция заземления является фундаментальной для электрических концепций и на практике. Последствия различаются при работе с очень высокими напряжениями по сравнению с небольшими сигналами, контуры заземления могут сработать в любой ситуации, когда заземление имеет установленный путь, и на эту тему были написаны книги. Но только после того, как кто-то проведет поиск и устранение неисправностей в течение нескольких часов, только чтобы найти ослабленный винт (влияющий на заземление шасси) или неуместную дорожку (сигнальное заземление), можно действительно понять, как электрическое заземление считается само собой разумеющимся.

[i] Уилсон, Питер. Спутник проектировщика схем . 3-е изд. Оксфорд: Newnes, 2012. Печать.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.