Как измерить контур заземления: Страница не найдена – EvoSnab

Согласно данной схеме замеры сопротивлений заземлений сводятся к снятию показаний напряжения и тока и к последующему вычислению искомой величины по закону Ома R=U/I . Подобный способ испытаний оптимально подходит для загородных и частных домов. Для получения требуемого тока в измерительной цепи можно воспользоваться любым подходящим по мощности трансформаторным устройством. Как вариант, подойдут некоторые модели сварочных агрегатов.

Использование специализированных приборов

Как уже отмечалось, измерять сопротивление заземления простым тестером не представляется возможным (показать реально, сколько Ом составляет сопротивление заземлителя, он не способен). Это относится и к рассмотренной выше схеме с зондом и токовым электродом. Для работы с ними должны использоваться специальные аналоговые приборы следующих типов:

• Ф4103-М1
• ИСЗ-2016
• М-416 (измеритель многофункциональный)
• ИС-10 (микропроцессорный измеритель)
• ИС-20/1 (более усовершенствованный прибор)
• MRU-101 (профессиональный прибор

Для примера можно проследить, как измеряется сопротивление заземления посредством прибора М-416. При работе с ним необходимо действовать по следующему плану:

1. Сначала следует убедиться в том, что в отсеке прибора имеются элементы питания (3 штуки по 1,5 Вольта, в сумме дающие питающее напряжение 4,5 Вольта).
2. Затем приготовленный к работе прибор нужно расположить строго горизонтально и прокалибровать его.
3. Для этого следует установить ручку с указателем в положение «контроль» и, надежно удерживая в нажатом положении кнопку красного цвета, выставить стрелочный указатель на «ноль».

Измерения сопротивления защитного заземления этим прибором осуществляются по той же схеме с двумя электродами.

После того, как колья вбиты в грунт – к ним подсоединяются провода согласно приведенной схеме (контакты прибора 1, 2, 3 и 4). Затем указатель приборного переключателя «Диапазон» устанавливается в «х1» (фото ниже).

Потом следует нажать на контрольную кнопку и поворачивать ручку «Реохорд» до того момента, пока стрелка на индикаторе не покажет «ноль». Указанную на шкале реохорда цифру нужно умножить на выбранный диапазон, что и даст в результате измеренное значение.

Обратите внимание: В ситуации, когда показания прибора превышают 10 Ом, переключатель множителя (диапазон) следует установить на более высокое значение: «X5», «X20» или «X100», а затем повторить все описанные ранее операции. Величина сопротивления в этом случае определяется путем умножения показания «Реохорд» на новый масштаб.

Для проведения измерений этим методом могут применяться и более «продвинутые» цифровые приборы, отличающиеся простотой измерений и максимальной точностью. С их помощью можно не только снимать показания, но и сохранять данные измерений во внутренней памяти.

При проведении проверок посредством мегаомметра действовать необходимо согласно инструкции (она похожа на описанные выше процедуры для М-416). Однако перед тем как проверить сопротивление заземления мегаомметром, следует знать, что погрешность снятия показаний в этом случае будет намного выше. Данный факт объясняется заметным отличием исследуемых систем от привычного сопротивления изоляции. Этот прибор больше подходит для проверки сопротивления изоляции электросетей заземляемого оборудования, надежность которой также влияет на безопасность его эксплуатации.

При нарушениях изоляции может наблюдаться неприятный эффект, который объясняется тем, что сопротивление тела человека является достаточно большим для появления на нем опасного потенциала. При случайном прикосновении к оголенному проводнику через тело потечет ток, величина которого достаточна для того, чтобы нанести ему серьезную травму.

Измерение токовыми клещами

Особенность метода замера сопротивления заземления посредством типовых измерительных клещей состоит в следующем:

• В этом случае отпадает необходимость в отключении заземляющего устройства от обслуживаемого оборудования.
• Вспомогательные электроды в данной ситуации также не нужны.
• Появляется возможность оперативно контролировать весь процесс снятия показаний.

Принцип измерения токовыми клещами следующий: протекающий по заземляющему проводнику или шине (являющимися в данном случае вторичной обмоткой) испытательный ток оценивается токовыми клещами по своей величине. После этого посредством вольтметра снимается показание действующего в цепи напряжения.

Для вычисления искомого сопротивления нужно будет разделить полученное значение напряжения в вольтах на измеренную посредством клещей величину тока в амперах.

Измерения переходного сопротивления

При измерении параметров контура заземления особое внимание уделяется так называемым «переходным» зонам, образующимся по всей площади непосредственных сочленений элементов конструкции (включая их контакт с почвой и сам грунт). Для этих участков вводится понятие «переходного сопротивления», в значительной мере влияющего на суммарное значение. Все рассмотренные выше методы измерения касались и этой части общего сопротивления системы (за исключения сопротивления материала заземляющих проводников и штырей).

По его величине можно судить о скорости стекания опасного заряда в землю, а также о тех препятствиях, которые встречаются на пути. В действующих системах эта составляющая вносит ощутимый вклад в формирование общего показателя для всего ЗК.

Как измерять переходное сопротивление

Перед тем как измерять заземление в переходных зонах потребуется приготовить специальный прибор, называемый миллиомметром. Для проведения этих испытаний сгодится любой другой прибор для измерения заземления из той же серии (иногда для этого используются универсальные аппараты М-416). Независимо от типа выбранного прибора для этих целей должна использоваться только сертифицированная измерительная техника, прошедшая государственную поверку. В противном случае проведенные на приборе измерения не будут считаться соответствующими действующим нормам и ГОСТам.

При проведении таких замеров прибор, выбранный в качестве измерительного устройства с заряженным питающим аккумулятором, подключается своими зажимными клеммами по обе стороны контролируемого соединения. Независимо от типа элементов контура переходное сопротивление между ними не должно превышать 0,05 Ома. Если проведенное таким методом измерение переходного сопротивления заземления дало неудовлетворительный результат – эксплуатацию установки прекращают до выявления причин и их устранения. Схема измерений переходной проводимости представлена на фото ниже.

Перед тем как проверить контур заземления – необходимо ознакомиться с существующими методиками его расчета. В подавляющем большинстве случаев они сводятся к простейшим вычислениям по закону Ома (путем деления измеренного напряжения на снятые в соответствующей цепи токовые показания).

Дополнительная информация: Перед расчетом удельного сопротивления заземления важно учесть все звенья цепочки стекания аварийного тока, включая контактные зоны.

Полученный в итоге результат полностью характеризует конструкцию на ее соответствие нормируемым показателям.

Как часто замеряется

Сроки проверки заземления электроустановок устанавливаются согласно следующим требованиям нормативам:

1. Визуальные осмотры – каждые полгода.
2. Поверка качества соединений металлических элементов в их стыках – раз в год.

Возможны и внеплановые проверки переходного сопротивления заземлителя, которые проводятся обычно после реставрации контура, а также при внесении в его конструкцию серьезных коррективов. Испытания также могут проводиться и при сдаче вновь запускаемой системы заземления в эксплуатацию.

При организации очередных или внеочередных проверок необходимо руководствоваться общими положениями по расчету удельного сопротивления заземления.

Сопротивление повторного заземления

 является важнейшим элементом комплексной системы защиты от поражения электрическим током. Оно устанавливается на приемной стороне питающей линии при наличии в подводке в ней нулевого провода РЕ или РЕN.

Важно! Это требование справедливо для сетей, работающих по схеме ТN с глухо заземленной нейтралью.

Как правило, в качестве повторного заземления используются как естественные, так и искусственно созданные элементы. Однако сопротивление естественных заземлителей зависят от очень многих факторов (включая климатические условия), так что с течением времени оно постоянно меняет свое значение.

В связи с этим при обустройстве этого типа заземлений предпочтение отдается искусственно созданным системам, имеющим вполне конкретные показатели.

Заземляющий провод такого устройства выводится от ЗК в сторону вводного щитка с установленной в ней главной заземляющей шиной (ГЗШ).

Необходимость в повторном заземлении своими руками монтируемом на стороне потребителя, объясняется следующими причинами:

1. Его наличие исключает опасные ситуации, возникающие в питающей сети при обрыве нейтрального или заземляющего провода, идущего от силовой подстанции (фото выше).
2. В данном случае оно может работать как самостоятельное заземление, обеспечивающее безопасные условия эксплуатации электроустановок на стороне потребителя.
3. При нем в квартире или частном доме можно обустроить электропроводку с третьей (заземляющей) жилой.

Наличие повторного заземления специально оговаривается в ПУЭ, отдельные положения которых предписывают его обязательную установку и испытание.

Какая периодичность измерений

Перед тем как замерить сопротивление заземления тем или иным способом – важно учесть требования ПУЭ в части периодичности проведения этих испытаний. Согласно основным положениям этого документа они могут проводиться в следующих формах:

• плановые обследования;
• внеочередные проверки;
• пусковые испытания.

Периодичность каждой из этих разновидностей проверок определяется теми целями, которые они перед собой ставят. Периодичность проверок сопротивления изоляции станционного оборудования обычно согласуется с обследованием самого ЗК. Рассмотрим различные их виды более подробно.

Плановые проверки

Сроки проведения плановых мероприятий оговариваются инструкцией РД-34.22.121-87, а также требованиями ПУЭ. Из этих документов можно узнать, какова периодичность визуального осмотра видимых частей устройств заземления, которая согласно им организуется не реже одного раза в полгода. Помимо этого из этих же нормативов следует, что не реже чем раз в 12 лет должны проводиться обследования конструкции со вскрытием грунта вокруг нее. Измерение сопротивления контуров заземления согласно тем же документам должно проводиться не реже раза в 6 лет.

Ответственными за проведение таких проверок являются лица, уполномоченные на это соответствующими органами. Владелец частного дома должен заранее оформить заявку на их проведение с последующей оплатой. По завершении испытаний он обязан предоставить в местную энергетическую службу протокол измерений сопротивлений контактов между элементами ЗК.

Внеочередные

Внеочередные измерения параметров контура должны проводиться в следующих внештатных ситуациях:

• После внесения в конструкцию изменений, не предусмотренных проектом, но влияющих на сопротивление растеканию току (измерение заземления в частном доме должно проводиться при переносе его на другое место).
• После аварийного разрушения и последующего восстановления ЗК.
• По завершении ремонтных работ.

Периодичность их проведения по понятным причинам не регламентируются.

Пусковые или вводные

Пусковые или вводные проверки заземления и измерения сопротивления организуются сразу же по окончании монтажа защитного контура (то есть накануне сдачи его представителю местной энергетической службы). Для этого потребуется пригласить специалиста от электрической лаборатории или другой организации, имеющей лицензию на право проведения таких испытаний.

По итогам проверки оформляется акт приемки, являющийся основанием для последующего пуска устройства в эксплуатацию и подтверждением того, что все питающие линии в частных домах заземлены.

Условия проведения испытаний

При организации мероприятий по проверке заземления важно обратить внимание на те условия, в которых предполагается их проведение. Они должны учитываться еще на стадии подготовки испытаний, а по их окончании вноситься в особый журнал. Согласно требованиям действующих нормативов (ПУЭ, в частности) для этого желательно выбирать летнюю пору с солнечной сухой погодой, позволяющей получить наиболее близкие к реальности результаты. Это объясняется тем, что в такое время грунт поддерживается в достаточно сухом состоянии, соответствующем реальным условиям эксплуатации защитного сооружения.

При проведении контрольных замеров допустимых сопротивлений в осеннюю сырую погоду, например, полученные результаты будут в значительной степени искажены. Это объясняется тем, что пропитанный влагой грунт существенно увеличивает показатель проводимости почвы. Для того чтобы избежать всех этих сложностей и получить значение близкое к реальной величине – проще всего воспользоваться услугами профессионалов. Для этого необходимо обратиться в специальную электротехническую лабораторию, имеющую лицензию на проведение соответствующих работ.

Специалисты по прибытию на место выявят все факторы и организуют испытания защитного оборудования в соответствие с требованиями действующих нормативов. По завершении всего испытательного цикла ими же будет оформлен протокол измерения сопротивления заземления образец которого представлен ниже.

Итоги

Подводя итог всему описанному в предыдущих главах, необходимо отметить следующие основные моменты:

1. Систематические проверки заземляющих контуров позволяют убедиться в их полной работоспособности.
2. При решении проблемы касающейся того, каким прибором следует снимать показания – предпочтение отдается специальным многофункциональным устройствам, обеспечивающим высокую точность измерений.
3. В процессе их проведения важно придерживаться общепринятых методик определения точных значений измеряемых величин.
4. С полной формулой определения суммарного сопротивления всей заземляющей конструкции можно ознакомиться в соответствующих разделах ПУЭ.

В дополнение к статье предлагаем для просмотра видео материалы, в которых показывают как измеряется сопротивление заземления с помощью различных многофункциональных приборов.

В заключительной части обзора отметим, что для более подробного ознакомления со всеми рассмотренными вопросами следует обратиться к многочисленным источникам, широко представленным в сети. Там же можно найти большое количество тематических подборок и видео обзоров, позволяющих узнать о том, как проверить и точно измерить сопротивление заземляющих конструкций самого различного типа и класса.

Как проверить сопротивление заземления – ElectrikTop.ru

Безопасность любого помещения и здания в целом зависит от мер, которые предприняты для его защиты. Установка заземления — один из важнейших способов защиты здания от поражающего действия тока при повреждениях или неисправностях электрического оборудования.

Обустроить систему заземления и зануления можно при помощи соответствующих специализированных организации, а можно решить данный вопрос самостоятельно. Для того, чтобы своими руками произвести необходимые работы, нужно знать некоторые тонкости электрических сетей. По завершении мероприятий сбора структуры, потребуется провести замеры сопротивления.

Как замерить сопротивление заземления, все этапы процесса, сроки и рекомендации рассмотрим далее.

Заземление — защита дома

В случае возникновения непредвиденной ситуации, когда в слое изоляции электрического провода случился пробой, на корпусе сломавшегося электрического прибора возникает опасное напряжение. Именно через заземляющий контур в грунт уводят возникшую угрозу электрического заряда. В таком случае величина опасного заряда снижается до безопасного состояния, которое не причинит вреда человеческому организму. Поэтому важно постоянно проводить замер сопротивления контура заземления.

Если проводник или структура заземления нарушены, то нет пути стекания возникшего напряжения, и тогда ток будет идти через человека, который находится между землей и неисправным оборудованием. Важно следить за состоянием контура заземления, периодически производить с определенным интервалом испытания сопротивления и осуществлять контроль за внешним состоянием устройства. Как проверить заземление, рассмотрим более детально.

Методики и способы измерения показателей

Существует несколько способов, как проверить заземление. Существуют специальные приборы для измерения параметров сопротивления заземления. Рассмотрим основные из методов замера при помощи электрооборудования:

• токовые клещи;
• амперметр-вольтметр;
• специализированные приборы.

Возможно измерение сопротивления токовыми клещами. При их использовании нет надобности производить отключение самого устройства и применения дополнительных электродов. Процесс того как можно измерить заземление оперативный и достаточно точный. Принцип работы токовых клещей рассмотрим подробнее.

Через вторичную обмотку проходит переменный ток. Чтобы произвести расчет, нужно полученное значение ЭДС проводника разделить на численное определение тока. При измерении в домашних условиях используются клещи С.А 6412, С.А 6415, С.А 6410.

Рассмотрим, как проверить контур заземления при помощи амперметра-вольтметра. Понадобится собрать электроцепь. В ней ток будет двигаться сквозь проверяемый заземлитель и дополнительный электрод. Необходимо в цепь добавить потенциальный электрод. Предназначение его заключается в фиксации скачков напряжения. Расстояние от потенциального электрода до токового электрода и заземлителя одинаково, он находится в диапазоне безвредного потенциала и влияет на заземление. Для получения значения сопротивления нужно воспользоваться законом Ома произвести расчет по формуле R=U/I.

Для испытания  и проверки параметров сопротивления в домашних условиях многофункциональный мультиметр не будет удобным. В данном случае лучше использовать следующие измерители сопротивления:

1. ИСЗ-2016;
2. МС-08;
3. Ф4103-М1;
4. М-416.

Как измерить сопротивление заземления на примере прибора М-416 рассмотрим более подробно.

Методики измерения

Рассмотрим, как измерить сопротивление контура заземления. Первоначальным этапом всех проверок электричества станут подготовительные работы. К ним отнесем следующие операции:

• визуальный осмотр устройств заземления на целостность;
• проверка сварочных швов;
• измерение расстояние от здания;
• осмотр крепежей;
• подтверждение отсутствия утечек тока с шин.

Проверка заземления — последовательный и несложный процесс. Чтобы провести все вышеперечисленные операции самостоятельно в домашних условиях, применяют измеритель сопротивления заземления и зануления. Все данные, которые будут получены в процессе замеров параметров заземления, должны соответствовать правилам. Все данные по заземлению регулируют нормы ПУЭ.

Рассмотрим поэтапно измерение заземления:

1. Проверяем напряжение. В случае его отсутствия устанавливаем группу питательных элементов (батарейки, аккумуляторы). Необходимо, чтобы они были с габаритами 1,5х3 и с правильным соотношением  полярности.
2. Прибор необходимо взять в руки и установить на ровную горизонтальную поверхность. Необходимо строго проследить, чтобы все углы аппарата были на одном уровне.
3. Затем последует процедура калибровки измерительного аппарата. Находим переключатель диапазона на панели инструментов устройства. Устанавливаем его в положение “контроль”. Нажав красную кнопку, воспользовавшись вращающейся ручкой, устанавливаем стрелку табло в положение ноля. В случае измерения заземления аппаратом М416 шкала на этом этапе покажет 5 (с отклонением в «+» или «-» 0,3). Если данные не соответствуют норме, прибор необходимо отдать в ремонт.
4. Выбираем более удобное расположение и определяемся со схемой, по которой следует работать аппарату.
5. Производим расчёт. Если необходимо получить укрупненные данные, соединяем первый и второй выводы с перемычкой. Аппарат М416 переключаем в схему трех зажимов.
6. В случае необходимости измерений по четырехзажимной схеме, ориентируемся на порядок действий, представленный на приборе.
7. Вбиваем в грунтовые массы стержень зонта и электрод, выполняющий вспомогательную функцию. Важно учитывать, что минимально допустимая глубина проникновения зонда и электрода — 0,5 м.
8. В процессе вбивания зонда в грунт производим только плавные удары, которые позволят снизить сопротивление заземляющего контура.
9. Провода, идущие к заземлению необходимо тщательно очистить от различных примесей, пыльного налета и красок. Лучше всего применять для этих целей напильник, к которому с другого конца прикрепляется кабель с сечением 2,5 мм.кв.
10. Когда все вышеперечисленные мероприятия предприняты, определена схема, откорректировано местоположение аппарата, можно приступать к расчету.
11. Фиксируем переключатель на отметке “х1”, производим вращение ручки и устанавливаем стрелку на нулевое значение.
12. Полученное значение умножается на соответствующее число. К примеру, если рычаг указывает на отметку “х10”, умножаем значение на 10.
13. Результаты измерения заносятся в акт проверки заземления (его еще называют протоколом проверки заземления).

Как часто производить измерения

Измерения на предприятиях лучше всего проводить с определенной периодичностью осмотра, не реже, чем раз в 12 лет. В домашних условиях периодичность проверки контура заземления равняется одному разу в полтора года. Необходимо визуально осматривать элементы цепи, измерять сопротивление защитного заземления, при надобности раскапывать грунт.

Точный анализ можно получить в сухую теплую погоду, поскольку сухая почва и аппаратура покажут наиболее корректные цифры. Искажение результатов измерений сложно избежать в мокрую погоду.

В случае получения данных специалистами клиент в день приемки работ получит официальный протокол измерения сопротивления заземления, образец протокола проверки сопротивления представлен ниже. В бланке будут содержаться следующие данные: место выполненных работ, поправочный коэффициент в зависимости от сезона, назначение заземляющего контура и расстояние между электродами.

Неисправность заземляющего устройства

В исправном контуре электроток при аварии по проводящему элементу поступает на электроды, отводящие его. Таким образом потоки опасного напряжения вступают в контакт с грунтом и уходят на сопротивление земли.

По причине долгого нахождения в грунтовых массах металлическое составляющее токоотвода окисляется, покрываясь пленкой. Возникший коррозионный процесс препятствует прохождению тока, повышая электросопротивление всего конструктива.

Образованная коррозия отходит от металла, таким образом прекращая электрический контакт местного уровня. Количество таких зон со временем увеличивается, вследствие чего возрастает и сопротивление контура. Заземляющее устройство приходит в негодность, теряет электропроводимость. Для того, чтобы определить критический момент заземление необходимо проверить.

Как измерить контур заземления • Energy-Systems

Как измерить контур заземления правильно?

Для того, ч

Чтобы знать, как измерить контур заземления, необходимо уметь пользоваться имеющейся техникой – прежде всего, проводится ее калибровка, и только затем снимаются показатели. Периодичность такого исследования для жилых, коммерческих и производственных сооружений составляет не менее одного раза в год. Такой же показатель установлен и для высоковольтных линий.

Пример технического отчета

Назад

Вперед

Как измеряют контур заземления – основные условия снятия показателей

Если установленная дата исследования приходится на теплое время года, то исследование проводится в период достижения высшей температуры, когда сопротивление грунта будет максимальным.

Приборы для измерения сопротивления заземления должны быть закрыты от прямого воздействия солнечных лучей – в противном случае повышение температуры оборудования может привести к возникновению серьезных погрешностей. Для зимы используется точка наиболее глубокого промерзания земли, при которой содержание жидкости в ней будет минимальным. Кроме того, необходимо соблюдать определенные правила в размещении электродов – они должны быть утоплены в поверхность земли не менее чем на 0,5 метра, чтобы обеспечить нормальный прием напряжения. Также стоит подготовить место их установки – когда проверяется электроснабжение коттеджа, необходимо снять плодородный слой почвы и убрать расположенные рядом препятствия – например, камни, ветки, корни растений.

Ели рядом расположены крупные электроприборы, их следует временно отключить – это касается и генерирующих установок. Конечное максимальное значение должно колебаться в пределах от 0 до 2-8 Ом в зависимости от количества фаз и значения напряжения.

Как измеряется сопротивление заземления и к кому обратиться за подобной услугой?

Выше уже было сказано, что периодичность проведения проверки составляет 1 год. Однако на практике это требование соблюдается редко. Если вы знаете, как измерить контур заземления, то вы можете сделать это самостоятельно, без специалистов из надзорной организации. В противном случае вам придется воспользоваться услугами электрической лаборатории. Обратившись к нам, вы получите максимально быстро и качественно проведенное исследование, которое не потребует от вас значительных расходов.

При этом, затраты будут полностью оправданы, ведь вам не придется покупать дорогостоящие приборы для измерения сопротивления заземления, а также изучать сложный процесс, требующий максимальной внимательности. При этом результатом снятия показателей будет обеспечение требуемого уровня безопасности и надежности установки, которое непосредственно оказывает влияние на каждого человека, находящегося в здании.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

шум – Контуры заземления в физической лаборатории

Контуры заземления определенно сложно определить, но по существу причина того, что вы получаете шум на контурах заземления, заключается в том, что сами заземляющие соединения имеют сопротивление. Идеальное заземление будет иметь сопротивление 0 Ом без реактивной составляющей (то есть без емкости и индуктивности), а земля будет иметь потенциал напряжения точно 0 по отношению ко всем источникам напряжения в системе. Поскольку вы не используете сверхпроводники для подключения к земле, и где бы вы ни подключались, потенциал будет немного отличаться (поскольку с точки зрения физики разные точки «на земле» имеют немного другой заряд), вам нужно управлять провода и заземляющие соединения.Итак, давайте сначала посмотрим на это с точки зрения постоянного тока, а затем переменного тока:

Давайте рассматривать серию проводов как резисторы с некоторым низким сопротивлением, а любое заземление – как источник напряжения. У вас есть резистор, соединяющий землю 1 с клеммой заземления на измеряемом устройстве, резистор между этой клеммой и клеммой заземления на измерительном устройстве и резистор между этой клеммой и заземлением 2.

^{смоделировать эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Как можно видеть, при выполнении либо дифференциала или ссылаются измерения на источнике сигнала, вы уже имеете ошибку, потому что две отдельных наземные соединения «инъекционные» постоянный ток смещения ( «положительная» сторона измерения опущена для ясности ).Причина в том, что подключение к двум разным точкам заземления фактически означает подключение к двум разным источникам заряда. Об этом свидетельствуют такие вещи, как способность волочиться ногами по земле и собирать достаточно заряда, чтобы вас ударило током от дверной ручки.

Теперь давайте посмотрим на это с точки зрения переменного тока. Как вы, возможно, знаете, длинные пары проводов можно рассматривать как линии передачи. На заданной длине параллельные участки между проводниками увеличивают общую емкость линии с последовательным сопротивлением проводов.По этой причине провода, соединяющие сигнал со входом измерения, имеют сопротивление. Посмотрите на цепь постоянного тока на предмет заземления и подумайте об этих резисторах как об элементах импеданса. Теперь, с переменным током, у вас есть дополнительное свойство наведенных напряжений : источники переменного напряжения, которые происходят от любого количества электромагнитных излучателей, таких как фонари, электрические линии, двигатели и т. Д. Поскольку наведенные напряжения возникают по всей длине проводимости, вы можете заметить, что схема напоминает «петлю».Эта петля имеет полное сопротивление между любыми двумя точками, и в целом эта петля действует как «поглотитель» этого внешнего электромагнитного излучения с различной степенью эффективности, в зависимости от характеристик импеданса элементов петли, а также частот и амплитуд источников излучения. Для некоторых частот петля очень эффективна и может действовать как резонатор. Итак, если мы перерисуем эту цепь постоянного тока как серию элементов импеданса, вы увидите, что в любой точке для данной частоты есть более легкий путь к земле.Это могло быть связано с добавлением шума к исходному сигналу, снова создавая ошибку измерения, но на этот раз в виде синусоид.

Чтобы улучшить эту ситуацию, мы можем сделать несколько вещей. Во-первых, для длинных соединений вы хотите использовать экран, у которого есть только ОДИН путь к земле. То же самое и с оборудованием шасси. Для каждого экрана или шасси вы хотите «связать» их с землей с максимально низким импедансом и сопротивлением. Это означает использование толстой проволоки с коротким путем. Существуют разные точки зрения, с какой стороны следует подключать экран сигнального экрана, но чаще всего я слышу о подключении экрана сигнала к заземлению измерительного шасси.Причина в том, что очень часто источник сигнала “плавающий” и не имеет готового шасси или заземления. Если источник сигнала является плавающим, вы хотите привязать экран сигнального провода к шасси этого устройства, но только в том случае, если это шасси не имеет “локального” пути заземления (т. Е. Соединения с землей на этом устройство). В противном случае этот конец экрана не следует подключать. Чтобы экран не соприкасался с местным заземлением, обычно оставляют оголенным небольшой кусок провода, но это должно быть очень короткое воздействие (менее 1 дюйма или 3 см).Вы можете думать об экране как об антенне, которая поглощает внешнее электромагнитное излучение до того, как оно попадет в ваши сигнальные провода, и этот шум опускается на землю, а не на ваш измерительный вход.

Кроме того, помимо проблем с заземлением, вам также необходимо рассмотреть особое свойство измерительных устройств: подавление синфазного сигнала. В первую очередь это относится к дифференциальным измерениям. Метод дифференциальных измерений заключается в измерении разницы напряжений между двумя проводами (а не экраном).Если скрутить провода вместе так, чтобы они имели достаточно плотное и равномерное распределение скрученных оборотов, любой шум, связанный с парой, будет равномерно распределен и, следовательно, будет таким же. Поскольку измерение берется как разность между напряжением на двух проводах, шумовой сигнал эффективно подавляется, поскольку Vnoise – Vnoise = 0.

Надеюсь, что это поможет в вашем понимании. Рад все прояснить 🙂

Основы контура заземления

Что такое контур заземления?

Контур заземления возникает, когда есть более одного пути заземления между двумя единицами оборудования.В повторяющиеся наземные пути образуют эквивалент рамочной антенны, которая очень эффективно улавливает помехи токи. Преобразование сопротивления свинца эти токи превращаются в колебания напряжения. Как следствие замыкания на землю индуцированные напряжения, заземление в система больше не стабильная потенциал, поэтому сигналы движутся на шуме. Шум становится частью программы сигнал.

Контур заземления – это распространенное состояние проводки, при котором ток заземления может проходить по нескольким путям, чтобы вернуться к заземляющему электроду на СЕРВИСНОЙ ПАНЕЛИ.Все компьютеры с питанием от переменного тока подключены друг к другу через заземляющий провод в общей проводке здания. Компьютеры также могут быть соединены кабелями передачи данных. Поэтому компьютеры часто связаны друг с другом более чем одним путем. Когда существует многолучевое соединение между компьютерными цепями, результирующее устройство известно как «контур заземления». Всякий раз, когда существует контур заземления, существует вероятность повреждения из-за ВНУТРЕННИХ СИСТЕМНЫХ ЗЕМНЫХ ШУМОВ.

Контур заземления в силовом или видеосигнале возникает, когда некоторые компоненты в одна и та же система получает питание от другого заземления, чем другие компонентов или потенциал земли между двумя частями оборудования не идентичный.

Обычно разность потенциалов в заземлении вызывает протекание тока. в межсоединениях. Это, в свою очередь, модулирует вход схемы и обрабатывается как любой другой сигнал, подаваемый через нормальный входы. Вот пример ситуации, когда два заземляющего оборудования соединены между собой через заземление сигнального провода и заземляющий провод сети. В этой ситуации в проводе течет ток 1А. что вызывает разницу в напряжении 0,1 В между этими двумя устройствами. точки заземления.

Из-за разницы напряжений между электронными приборами сигнал в соединительном проводе видит, что разница добавляется к сигналу. Это можно услышать как гудение на проводе, потому что переменный ток привести к тому, что разность напряжений этих потенциалов земли также будет Напряжение переменного тока. Это одна из причин шума 50 или 60 Гц, который вы слышите. в аудиосигнале (или увидеть в видеосигнале раздражающие горизонтальные полосы).

Еще одна проблема – это ток, протекающий в заземляющем проводе сигнального кабеля.Этот ток проходит через кабель и через оборудование. Из способ, которым curren parsses не разработан, это может вызвать много шума оборудование или другие проблемы (например, зависания компьютера). Многие дизайнеры рассчитывают на то, что земля будет заземлена, и не оптимизируют их конструкция исключает их чувствительность к шумам от земли. Если вы дизайнер продукта, не забудьте позаботиться о том, чтобы контур заземления ток не вызывает проблем в вашем оборудовании, проектируя правильная схема заземления внутри оборудования.

Почему контур заземления является проблемой?

Контур заземления – распространенная проблема при подключении нескольких аудиовизуальных компоненты системы вместе, есть хорошее изменение, контуры заземления. Проблемы контура заземления – одна из самых распространенных проблем с шумом в аудиосистемах. Типичным признаком проблемы контура заземления является слышно 50 Гц или 60 Гц (в зависимости от частоты сетевого напряжения, используемой в ваша страна) шум в звуке. Наиболее частая ситуация, когда вы сталкиваетесь с проблемами контура заземления, когда ваш система включает оборудование, подключенное к заземленной розетке, и антенная сеть или оборудование, подключенное к разным заземленным розеткам по комнате.

Все подключено к единой электросети, которая обычно подключается к все контакты заземления во всех розетках в одной комнате. Тогда антенная сеть также заземлен к той же точке заземления. Обычно это нормально, поскольку заземления соединены друг с другом только звездообразным образом от центрального заземляющего провода (ведущего к реальной Земле через заземление кабель или металлическая труба) кабели заземления проходят через силовые кабели в оборудование.

Как только вы примете во внимание, что часть вашего оборудования связана с экранированный кабель вы, скорее всего, столкнетесь с некоторыми проблемами.Вполне возможно, что токи могут течь от одной части оборудования в кабель заземления, в другую часть оборудования, а затем обратно в первую часть через экранированный аудиокабель. Эта проволочная петля также может улавливать помехи от близлежащих магнитных полей и радиопередатчиков.

В результате нежелательный сигнал будет усиливаться, пока не будет слышно и явно нежелательно. Даже разница в напряжении ниже чем 1 мВ может вызвать раздражающий жужжащий звук в вашей аудиосистеме.

Проблема со слышимым шумом от вашей аудиосистемы, когда другой электронные компоненты (холодильник, кулер для воды и т. д.)) может быть результатом загрязненного заземляющего / нейтрального проводника в проводке кондиционера и контур заземления в нашей аудиосистеме. Этот может случиться при включении определенного типа устройств. Обычно их мощность расходные материалы нелинейны и выбрасывают мусор обратно на нейтраль и / или заземляющие проводники. Обычно линейные кондиционеры или устройства ИБП не подходят. все, что поможет решить эту проблему.

Распространенные причины проблем с компьютерной системой

Много раз, когда пользователь думает, что его система «плохая» или «испортилась» неисправность имеет электрическую или магнитную природу.Проблемы монитора очень часто вызваны близлежащими магнитными полями, гармоники нейтрального провода или наведенные / передаваемые электрические помехи. Периодические зависания компьютеров очень часто вызваны: контур заземления, электрическое явление, которое иногда проявляется когда система и ее периферийные устройства неправильно подключены к различных электрических цепей . Многие даже не знают, что их стена розетка правильно подключена и заземлена, что абсолютно необходимо для компьютера и периферийное оборудование для надежной и безопасной работы.

Вы исключили заземление в своей компьютерной системе? Контуры заземления могут вызвать проблемы с подключением к локальной сети, если не правильно подключен. Контур заземления, вызванный подключением RS-232 к другому компьютеру может вызвать зависание компьютера.

Когда контур заземления не является проблемой

Контур заземления не вызывает проблем, если все вещь верна:

• Ни один из проводов контура не пропускает ток
• Петля не подвергается воздействию внешних изменяющихся магнитных полей.
• Рядом отсутствуют радиопомехи

Если в каких-либо проводах есть ток, значит, есть потенциальная разница, которая заставляет ток течь и по другим проводам что вызывает проблемы.Петля также будет действовать как катушка и забирать ток из изменяющегося магнитного поля вокруг него. Проволочная петля также действует как антенна, принимающая радио сигналы.

О каком размере проблемы разности потенциалов земли идет речь?

В литературе говорится о синфазном шуме от 1 до 2 В в “хорошо заземленных” установках и более 20 Вольт в “слабо заземленных” установках. В литературе также говорится о токе, измеренном в сети. служебное заземление (в большом здании) в амперах.

Откуда эта разница тока и напряжения?

Утечка тока в конденсаторах между горячим и заземлением и между нейтралью и землей в течение Например, основные фильтры, вызовите ток в проводах заземления (и контурах заземления). Ток утечки обычно измеряется в миллиамперах (обычно меньше чем 1 мА в компьютерном оборудовании) на оборудование. Когда вы подводите итог, может быть, сотни такого оборудования вы легко можете получить в амперах.

Емкость между линией и землей больших нагревателей и двигателей, для Например, может быть намного больше, чем емкость конденсаторов фильтра.Токи от этого источника обычно составляют порядка 1 А (а не 0,1 А или 10 А)

Даже очень небольшое наведенное напряжение может вызвать очень большой ток в контур заземления, потому что сопротивление (и индуктивность) очень низкий. Эти токи действительно могут составлять десятки ампер. Индукция тока может быть вызвана, например, кабелями, по которым проходят большие токи. и от трансформаторов.

На что способны эти заземляющие токи и разность напряжений?

Небольшая разница в напряжении просто приводит к добавлению шума к сигналам.Это может вызвать жужжание звука, помехи для видеосигнала. и ошибки передачи в компьютерные сети.

Более высокие токи могут вызвать более серьезные проблемы, такие как искрение в соединениях, повреждает оборудование и сгорает проводка. Мой собственный опыт в этой области ограничен к искрообразующим разъемам, нагревательным кабелям и поврежденным платам последовательного порта компьютера. Я читал о сгоревших сигнальных кабелях и дымящих компьютерах из-за перепад заземления и вызванные ими большие токи.Так что будьте осторожны об этой потенциальной проблеме и не выполняйте никаких глупых установок.

Определение и уменьшение обратной связи контура заземления

A Краткое введение

Одна из наиболее распространенных проблем известна как обратная связь контура заземления – электрическое явление, часто возникающее, когда разные электрические цепи питают систему и ее периферийные устройства. Это также может быть сезонной проблемой, так как горячие и сухие температуры могут вызвать обратную связь контура заземления, поэтому специалисты по приложениям в CAS DataLoggers составили это краткое введение по этому вопросу.

Для получения более подробной информации, включая решения по устранению неисправностей электрических явлений, позвоните в CAS DataLoggers по телефону (800) 956-4437 или запросите дополнительную информацию.

Объяснение обратной связи контура заземления

Обратная связь по контуру заземления – часто встречающаяся проблема с проводкой, возникающая, когда два или более подключенных электрических устройства получают доступ к более чем одному пути к земле. Вместе пути заземления образуют петлю, по которой проходит непреднамеренный ток. В свою очередь, сопротивление преобразует эти токи в колебания напряжения, которые вызывают шум сигнала из-за нестабильности заземления системы, что искажает программные сигналы устройств.

Независимо от того, используются ли разные защитные заземления или защитное заземление и заземление, пользователи заметят эту обратную связь в виде экранных полос, гудящих / гудящих звуков, а также отключений или разрывов в компьютерах и их передаче данных – это обычно наблюдается в A / V приложений и сетевых компьютеров.Пользователи, собирающие данные, часто обнаруживают, что их показания и данные становятся неточными из-за шума сигнала.

Это может даже привести к катастрофе, поскольку многие предприятия в значительной степени полагаются на свои измерительные системы для мониторинга оборудования, качества продукции, тестирования и т. Д., Однако контуры заземления часто не исследуются при поиске и устранении неисправностей и в равной степени игнорируются как фактор во многих установках, возникающий позже, когда здания расширить и / или добавить больше заземленных соединений.

Естественно, компьютеры, регистраторы данных и системы сбора данных часто связаны друг с другом более чем одним путем: все компьютеры с питанием от переменного тока подключаются друг к другу через заземляющий провод в общей проводке здания.Компьютеры также могут быть соединены кабелями передачи данных. Все эти многолучевые соединения между компьютерными цепями образуют контуры заземления, и всякий раз, когда контур заземления существует, существует вероятность повреждения из-за межсистемного шума заземления.

В качестве примера на предприятии есть автоматический выключатель с медным экранированным кабелем, который прикреплен к стержню в земле. На этом заземляющем проводе не должно быть сопротивления и падения напряжения. Однако поблизости есть еще один автоматический выключатель с собственным заземлением, и благодаря этому новому пути на заземляющем проводе теперь есть сопротивление.Это создает падение напряжения на выходе, поскольку заземление цепей не имеет надлежащего потенциала и цепи больше не изолированы. Это вызывает обратную связь контура заземления, которую рабочие в здании заметят в виде проблем с аудио / видео, потери данных и т. Д.

Обратная связь по контуру заземления все чаще представляет угрозу для промышленных процессов, учитывая чувствительность нового электрического оборудования. Например, более современные приводы переменного тока (например, те, которые используются в двигателях переменного тока) имеют очень избирательный входной каскад, особенно при возникновении любого вида шума в линии.В этих случаях накопители могут испытывать ошибки или даже перегорать. В этих случаях пользователи могут обнаружить, что обширное заземление необходимо только для одной единицы оборудования.

Диагностика обратной связи контура заземления

Этот тип обратной связи особенно распространен, поскольку заземление необходимо в качестве меры предосторожности против поражения электрическим током, но у конечных пользователей есть дополнительная потребность в максимально возможном снижении электронного шума, используя заземление для сдерживания помех сигнала.

Это означает, что на практике хорошее заземление часто является балансирующим действием.Между каждой точкой заземления всегда существует определенное сопротивление электрическому току (на которое влияют влажность, температура, периферийные устройства и т. Д.), Поскольку ничто не заземлено идеально. Когда ток течет, это сопротивление позволяет электрическому напряжению проходить между этими точками заземления, увеличивая обратную связь.

Контуры заземления чаще всего возникают в заземляющих проводниках электрооборудования, если две или более цепи имеют общий провод или путь тока.Например, вы скорее всего столкнетесь с обратной связью контура заземления, если ваша система включает оборудование, подключенное к разным заземленным розеткам в одной комнате. Слаботочная проводка также особенно восприимчива к помехам.

Снижение шума сигнала

Для предотвращения обратной связи контура заземления необходима хорошая схема заземления. Фактически, проблемы с проводкой и заземлением составляют большую часть всех проблем с качеством электроэнергии, связанных с аудио / видео устройствами и другим электронным оборудованием.

Перед установкой оборудования важно найти любые неправильно заземленные розетки или проводку и убедиться, что они правильно заземлены. Как всегда, постарайтесь уменьшить или удалить близлежащие радиочастотные помехи.

Проблема контура заземления может возникнуть в нескольких точках системы, и каждое возникновение проблемы необходимо устранять индивидуально. Ни производитель, ни установщик системы обычно не могут предсказать, где произойдет петля, потому что только после установки можно определить, возникнет ли проблема.

Хотя это правда, что заземление никогда не бывает полностью свободным от шума, проблемы с контуром заземления можно исправить и избежать; однако это может быть многоэтапное мероприятие. Контур заземления не создаст заметной обратной связи, если провода в контуре не пропускают ток, хотя это может быть невозможно при данной схеме. Если в данном проводе течет ток, он будет течь по другим проводам, и ток может попасть в контур из соседних флуктуирующих магнитных полей, поэтому следует избегать их.Ток также может протекать через сами электронные устройства через их кабели.

Предотвращение замыкания на землю

Вы можете предотвратить образование контуров заземления, отправив все сигнальные заземления в одну и ту же точку. Если необходимо использовать более одной точки заземления, сигнал должен быть изолирован с одной стороны и заземлен от своего соседа (ов). Экранированные кабели можно использовать для малых токов.

Что касается вашего оборудования, многие производители устройств разработали свои системы для использования с хорошим заземлением, поэтому их системы не работают так хорошо с входящим током и сопутствующим шумом, как в противном случае.Поэтому пользователи могут столкнуться с помехами и / или отключениями оборудования, хотя дифференциальные сигналы будут менее подвержены шумам. Если у вас есть устройства с высокими требованиями к мощности, устанавливайте их рядом с источником питания. При работе с приложениями системы сбора данных / сбора данных полезно выбрать регистратор данных с гальванически изолированными входами, которые менее уязвимы для улавливания шума земли.

Сводка

Как установщики, так и конечные пользователи должны учитывать обратную связь контура заземления во время установки и эксплуатации, чтобы предотвратить шум сигнала и последующее устранение неисправностей.Хотя этот источник обратной связи является распространенным и трудноразрешимым, его можно устранить, используя хорошо спроектированную систему, правильное заземление / проводку и расположение объекта. Пользователи, принимающие эти меры предосторожности, должны обнаружить, что их системы улавливают гораздо меньше шума и собирают более точные данные с более плавной передачей.

Для получения дополнительной информации о решениях по устранению неполадок обратной связи контура заземления или для поиска решения для конкретных задач, обратитесь к специалисту по приложениям CAS DataLoggers по телефону (800) 956-4437 или запросите дополнительную информацию.

Найдите и устраните контуры заземления

В моем домашнем развлекательном центре все было хорошо – включая телевизор, усилитель объемного звука, AM / FM-тюнер, ROKU и проигрыватель CD / DVD / BlueRay – пока я не подключил свой рабочий стол ПК, на одном из жестких дисков которого хранятся многие мои музыкальные и видеофайлы. При подключенном ПК динамики издают раздражающий низкий уровень шума 60 Гц – явное указание на контур заземления. Все мои аудио- и видеоустройства являются относительно новыми, качественными, фирменными продуктами, оснащенными двухконтактными шнурами питания, поэтому даже если у ПК есть трехконтактная вилка, не должно быть многократных возвратов сигнала, вызывающих замыкание на землю. .В этой статье описывается подход к устранению контуров заземления в аналоговых AV-системах.

КОНТУРЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

По определению, контуры заземления вызывают нежелательные токи, протекающие через два или более обратных пути сигнала. Таким образом формируются индукционные катушки, обычно только с одним витком. Эти петли улавливают сигналы помех из окружающей среды. Поскольку каждый проводник имеет конечный импеданс, между двумя подключенными точками возврата сигнала возникает потенциал напряжения – Vi = Ig (R1 + R2).Это напряжение является источником помех: гул, шипение, шум, воспринимаемый высокочастотными сигналами (например, местная AM-станция) и т. Д. Упрощенный пример показан на рисунке 1.

Источник аудиосигнала VS на рисунке 1 – например, звуковая карта внутри ПК – подключен к усилителю через экранированный кабель. Экран заземлен с обоих концов на шасси обоих устройств. Трехконтактные вилки питания соединяют шасси обоих AV-компонентов с заземляющим проводом распределения питания в доме.Считаем заземление усилителя точкой отсчета. (Неважно, какую точку в петле мы выберем.) Петля, состоящая из экрана кабеля и заземляющего провода распределения питания, улавливает все виды сигналов, вызывая протекание петлевого тока Ig и, как следствие, напряжение Vi помехи. генерируется.

Vi добавляется к сигналу звуковой карты. Ток Ig, индуцируемый в петле, исходит от многих потенциальных источников. Это может быть вызвано в заземляющем проводе током, протекающим в горячем проводе 120 В переменного тока и его обратном нейтральном проводе, действующем как трансформатор.Могут быть утечки, индукция магнитными полями, емкостная связь или индукция электромагнитных помех (EMI) в контуре. После добавления Vi к сигналу его, как правило, невозможно отфильтровать.

Для большей части электрического оборудования требуется третий контакт питания для безопасности. Он подключается к шасси, а электрическая распределительная панель – к нейтрали (белый провод) и местной земле – обычно это металлический стержень, закопанный в землю. Заземление предназначено для рассеивания ударов молнии, но не влияет на контуры заземления, которые мы обсуждаем.
Основное назначение заземляющего провода – безопасность, а также отвод переходных процессов и молнии на землю. В нормальных условиях по этому проводу не должен протекать ток. Если внутренняя неисправность в устройстве подключает нейтральный (белый) или горячий (черный или красный) провод к шасси, зеленый провод шунтирует шасси на землю. Прерыватели замыкания на землю (GFI) сравнивают ток через горячий провод с обратным током через нейтраль. Если не идентичны, GFI отключается.

Производители звукового оборудования знают, что заземление чувствительного оборудования в разных местах вдоль провода заземления приводит к множественным возвратным сигналам, вызывающим контуры заземления.Это способствует проникновению помехового шума в систему. С точки зрения электробезопасности малыми токами, индуцированными в контуре заземления, можно пренебречь. К сожалению, они достаточно велики, чтобы нанести ущерб чувствительной электронике. Самое простое решение этой дилеммы – избежать создания контуров заземления, не заземляя AV-оборудование. Таким образом, в таком оборудовании использовались вилки с двумя контактами. Для удовлетворения требований безопасности оборудование спроектировано с двойной изоляцией, а это означает, что даже в случае внутренней неисправности человек не может прикоснуться к металлической части под напряжением, коснувшись любой части поверхности оборудования.

Мой компьютер, как и большинство настольных компьютеров, оснащен трехконтактной вилкой. На рисунке 2 показано расположение. ПК заземлен через шнур питания. К сожалению, кабельное телевидение (CATV) предусматривает второе заземление через коаксиальный разъем. Я измерил сопротивление между экраном коаксиального кабеля, когда он входит в дом, и проводом заземления распределения питания дома. Сопротивление составляло 340 мОм, что указывало на жесткое соединение между экраном коаксиального кабеля и землей дома, что является причиной образования контура заземления. Мне не удалось установить, где была эта связь, но она не через землю.

Может быть несколько контуров заземления вокруг компьютерной системы, если у вас есть жестко подключенные периферийные устройства с трехконтактными вилками, такие как некоторые принтеры, сканеры и т. Д. Цифровые схемы гораздо менее чувствительны к контурам заземления, чем аналоговые, но рекомендуется минимизировать потенциальные петли, подключив все периферийные устройства, кроме беспроводных, к одной панели питания.

Контуры заземления также могут образовываться при использовании длинных экранированных кабелей для сопряжения ПК и домашнего кинотеатра.Два экранированных кабеля, необходимые для стерео, представляют собой два возвратных сигнала, создающих собственную цепь заземления. А еще есть видеокабели. Еще одна петля. К счастью, разъемы на задней панели ПК и AV-оборудования расположены очень близко друг к другу, что означает минимальную разницу потенциалов между ними на низких частотах. Стереокабели сохраняют небольшой размер петли. Чтобы свести к минимуму все области контуров для захвата помех, я связал интерфейсные кабели очень близко друг к другу пластиковыми стяжками. В тяжелых ситуациях может потребоваться изменение маршрута кабелей, использование металлического кабелепровода или беспроводных интерфейсов, чтобы устранить помехи.

ИСПРАВЛЕНИЯ

После отключения кабеля кабельного телевидения от телевизора гул пропал. Кроме того, временная замена ПК на ноутбук, который не имеет заземления, также устранила проблему. Так как еще мы можем исправить те, которые нарушают многократный возврат?

Очевидный ответ – разорвать цикл. Я настоятельно рекомендую вам не отсоединять ПК от земли, используя переходник с двумя штырями или просто отрезая заземляющий штырь. Это сделает вашу систему небезопасной. Вам нужен изолятор заземления.Например, компания Jensen Transformers продает изоляторы, такие как VRD-IFF или PC-2XR, для разрыва заземления, но вы можете построить их за небольшую часть покупной цены. На рисунках 3 и 4 показано, как это сделать.

Чтобы разорвать контур заземления, вызванный кабелем CATV, вы можете сделать небольшую штуковину, показанную на рисунке 3. J1 и J2 – широко распространенные розетки кабельного телевидения. Конденсаторы C1 и C2, помещенные между ними, должны быть примерно по 0,01 мкФ каждый. Для сборки не требуется печатная плата.Вы можете поместить его в крошечную коробку или просто спаять все вместе, обернуть изолентой и положить куда-нибудь в сторону. Помните, что рабочее напряжение конденсаторов должно как минимум вдвое превышать напряжение распределения питания. Это 250 В в Северной Америке и более 500 В в других странах мира.

На рисунке 4 показано, как отключать заземление таких устройств, как ПК, с помощью трехконтактных вилок. Вы можете встроить эту схему в компьютер или другое устройство, но я считаю, что лучше построить ее как независимую коммутационную коробку.Диоды обеспечивают разомкнутый контур для сигналов примерно до 1,3 Впик. Гул обычно имеет существенно меньшую амплитуду. C1, 0,01 мкФ, обеспечивает обход высокочастотных электромагнитных помех на землю. Петля будет замкнута для напряжений выше 1,3 VPP, например, из-за нарушения изоляции горячего провода к шасси. Для распределения 120 В переменного тока D1, D2 и C1 должны быть рассчитаны как минимум на 250 В. В ответвлении цепи с автоматическим выключателем или предохранителем на 15 А диоды должны быть рассчитаны минимум на 20 А, чтобы выключатель сработал до того, как диоды перегорят.Если прибор потребляет лишь часть номинального тока предохранителя, скажем 2 А, вы можете использовать диоды на 5 А и включить дополнительный предохранитель на 2 А. Для стран с питанием 230 В переменного тока компоненты должны иметь соответствующие номиналы.

Вы также можете разорвать контур заземления, используя силовой изолирующий трансформатор между силовой линией и ПК или качественные сигнальные трансформаторы на сигнальных линиях. Обратной стороной этого является то, что хорошая изоляция и сигнальные трансформаторы дороги и широко не доступны. Оборудование, питаемое от настенных бородавок, особенно с оптически связанными входами и выходами, распространенными сегодня, по своей природе непроницаемо для контура заземления.

ИСПЫТАНИЕ И ОШИБКА

В этой статье описывается подход к устранению контуров заземления в аналоговых AV-системах. Хотя вам нужно понимать, как возникают контуры заземления, их обнаружение и устранение их последствий может оказаться делом разочаровывающих проб и ошибок.

Джордж Новачек – профессиональный инженер со степенью в области кибернетики и замкнутого управления. Выйдя на пенсию, он совсем недавно был президентом международного производителя встроенных систем управления для аэрокосмических приложений.Джордж написал 26 тематических статей для Circuit Cellar в период с 1999 по 2004 год. Свяжитесь с ним по [электронной почте], указав «Circuit Cellar» в теме письма.

Эта статья опубликована в Circuit Cellar 301 августа 2015 года.

Редакционная группа Circuit Cellar состоит из профессиональных инженеров, технических редакторов и специалистов по цифровым медиа. Вы можете связаться с редакционным отделом по адресу [email protected], @circuitcellar и facebook.com/circuitcellar

Когда осциллографы измеряют напряжения, не относящиеся к заземлению

Рассмотрим типичный настольный осциллограф, который подключается к розетке переменного тока.Обычно он имеет заземляющий провод для оборудования, который подключается к системе электрического заземления здания. Следовательно, опасно подключать заземляющий провод зонда зонда к печатной плате или клемме электрического оборудования или проводу, который находится над потенциалом земли и плавает над ним.

Если вы сделаете это соединение, будет дым и искры. В лучшем случае тонкий заземляющий заземляющий провод будет действовать как предохранитель и устранять неисправность до того, как осциллограф, исследуемое оборудование и пользователь будут повреждены.

Такой опасности не существует, если напряжение относительно земли не плавает над ней, что обычно имеет место. Однако важно правильно подключить наконечник пробника и заземляющий возврат. В цепи с заземлением заземляющий провод, а не наконечник пробника, должен быть надежно заземлен. Кроме того, важно, чтобы проводка в помещении, включая удлинители и штекерные соединения, не пересекалась от исследуемой цепи до распределительной коробки здания.В этом можно убедиться с помощью недорогого анализатора электрических цепей или неоновой контрольной лампы.

Некоторые благонамеренные люди пытаются устранить описанную выше опасность, отрезая заземляющий контакт кабеля питания осциллографа. Хотя это устраняет эту опасность, это создает другую, еще более опасную ситуацию: если в приборе происходит замыкание на землю, внешние металлические части будут запитаны на полную мощность.

Как насчет источника электричества, не подключенного к заземленному источнику питания? Он не подключен к заземленному источнику питания, он не включает в себя напряжение, относящееся к потенциалу земли, и плавает над ним. В этом случае нет возможности протекания сильного тока через заземляющий заземляющий провод. Примером может служить простая батарея на 9 В, которая не подключена ни к какому внешнему оборудованию. Если наконечник пробника осциллографа подключается к положительному полюсу, а заземляющий заземляющий провод подключается к отрицательному полюсу (обычное расположение), ток короткого замыкания не будет, и дисплей осциллографа будет состоять из плоской горизонтальной линии на уровне девяти вольт выше. ось X.Если соединения поменять местами, в этом нет ничего плохого. Горизонтальная линия теперь будет на таком же расстоянии ниже оси X. В любом случае тока повреждения не будет.

Настольный осциллограф, оснащенный дифференциальным пробником, может измерять нулевое напряжение относительно земли. Эта конфигурация отображает только разность потенциалов в точках подключения. Таким образом, отклоняется синфазное напряжение.

Бывают случаи, как в приводах с частотно-регулируемым двигателем, где обе стороны цепи связаны с землей и плавают над ней.Эти напряжения выше, чем обычные напряжения электросети, поэтому ток короткого замыкания будет особенно опасным. Дифференциальный пробник, если соблюдаются ограничения по напряжению, хорошо работает в этих приложениях.

Многие инженеры-электрики и техники предпочитают использовать портативные осциллографы с батарейным питанием. Эти инструменты не подключаются к заземленному источнику питания, поэтому они не имеют заземления, и ток короткого замыкания, который мы обсуждали, не появляется.

Основные производители осциллографов предлагают портативные осциллографы с батарейным питанием.Поскольку они изолированы от заземленной сети, они безопасны для снятия показаний с заземляющими проводами, подключенными к плавающим напряжениям относительно земли. Некоторые портативные осциллографы с батарейным питанием имеют провода заземления от отдельных аналоговых входных каналов, которые изолированы и изолированы друг от друга, в то время как другие этого не делают. Вы можете ознакомиться с документацией производителя и / или использовать омметр для проверки состояния заземляющих проводов.

Поскольку портативные осциллографы по необходимости меньше и более компактны, чем настольные модели, читаемость дисплея может быть ограничена.А их компактный размер не позволяет этим прицелам нести некоторые из передовых функций, присущих более крупным и дорогим настольным прицелам. В целом они являются удовлетворительными и пригодными к эксплуатации альтернативами с преимуществами портативности и способности без опасностей снимать показания на плаву.

Вот краткое изложение некоторых выдающихся портативных осциллографов с батарейным питанием:

Ручной осциллограф Tektronix THS3024 с батарейным питанием – Этот осциллограф необычен для портативного прибора тем, что имеет четыре канала.Технические характеристики включают впечатляющую полосу пропускания 200 МГц и частоту дискретизации 2,5 Гвыб / с.

При нажатии , захват , внизу появляется вкладка параметров осциллограмм. Сбой, получение и с усреднением (включен или выключен), но что действительно интересно, так это меню формы сигнала, которое предлагает выбор для нормальный, постоянный, математический и эталонный . Эти функции присутствуют в самых современных настольных осциллографах.

Для выделения математических элементов полезно использовать клавиши со стрелками для прокрутки и вниз.Затем нажмите Enter. Возможные варианты функций: сложение , вычитание, умножение, режим XY и FFT (быстрое преобразование Фурье). Источник A и Источник B показаны. По умолчанию используется первый канал для S ource A и второй канал для S ource B . Их можно изменить, прокручивая страницу вверх и вниз. Внесите любые желаемые изменения и нажмите Enter.

XY-режим позволяет подавать напряжение в каналы, выбранные для Source A и Source B . Источник A Отображается , и запуск происходит в ответ на Источник B . Изображения представляют собой очень поучительные линии, круги и эллипсы, известные как фигуры Лиссажу.

Прокрутка назад и вниз до FFT , Источник B исчезает, потому что имеется только один источник. Доступные окна: auto , hamming , hanning и нет.

Когда в качестве источника используется переменное напряжение, отображается версия в частотной области.Ось Y, как всегда, масштабирована для представления амплитуды. Ось X теперь не показывает время, как при отображении обычного сигнала, а масштабируется для представления частоты. Соответственно, показаны различные гармоники несинусоидальной волны с величинами мощности, выраженными в децибелах.

Tektronix THS 3024, как и настольные модели, имеет слот USB. Он принимает флэш-накопитель, на котором можно сохранять осциллограммы, а затем отображать их на компьютере. Также есть возможность сохранять формы сигналов и вызывать их из внутренней памяти.

Fluke 190-502 ScopeMeter – еще один выдающийся портативный осциллограф с батарейным питанием. (Fluke и Tektronix в настоящее время принадлежат одной и той же материнской компании, Danaher Corp.) Этот осциллограф имеет два, а не четыре аналоговых входных канала, но их достаточно практически для любого применения, в котором может использоваться портативный прибор. Помимо количества каналов, Fluke ScopeMeter имеет достойные внимания характеристики. Полоса пропускания составляет 500 МГц с частотой дискретизации 5 Гвыб / с, что достаточно для большинства электронных работ.

Осциллограф Fluke Scopemeter имеет удивительно яркий, четкий дисплей и легко читаемый интерфейс. Передняя панель и многие функции, в частности математические, аналогичны или даже идентичны таковым у Tektronix THS3024. Этот прибор не только портативный осциллограф, но и хорошо оснащенный мультиметр. Три заметные кнопки в левой части дисплея помечены, начиная сверху: осциллограф , измеритель и регистратор .

При нажатии осциллографа на дисплее отображается стандартная настройка для показаний во временной области двух электрических сигналов, подключенных к входам аналогового канала.В этом режиме прибор работает как портативный осциллограф, как и описанный выше прибор Tektronix. Входы полностью изолированы и изолированы от электрического заземления в помещении, что позволяет проводить безопасные измерения на плаву.

При нажатии средней кнопки метр прибор становится полностью функциональным мультиметром.
На верхней панели расположены два порта, отдельно от входов осциллографа, которые принимают щупы мультиметра с красной и черной цветовой кодировкой, поставляемые с прибором.

При нажатии F1 , в настоящее время связанного с измерением, отображаются различные режимы измерителя:
• Ом
• Непрерывность (со звуковыми сигналами)
• Диод
• Температура (требуется специальный датчик)
• Вольт переменного тока
• Вольт постоянного тока
• Вольт переменного + постоянного тока
• Ампер переменного тока
• Ампер постоянного тока
• Ампер переменного тока + постоянного тока

При нажатии на записывающем устройстве кнопки появляются три пункта меню.Их можно выделить с помощью кнопки со стрелкой вниз и открыть, нажав клавишу ввода. Три пункта меню:

• Измеритель графика тренда , который строит график выбранных измерений прибора с течением времени
• График тренда , который строит график выбранных измерений осциллографа с течением времени
• Запись осциллографа , которая записывает формы осциллограмм в глубокой памяти .

Открывая последний из них, мы видим, как функцию записывающего устройства можно использовать для записи сигналов, доступ к которым осуществляется через один или оба канала, и как после остановки записи эти формы сигналов можно просматривать.

Как и Tektronix THS3024, Fluke ScopeMeter имеет USB-слот и кнопку save , поэтому осциллограммы могут быть сохранены, а затем импортированы в компьютер, где файлы могут быть сохранены, распечатаны или отправлены по электронной почте.

Устранение шума, наведенного контура заземления

По мере увеличения производительности полупроводниковых устройств, особенно для маломощных и высокоскоростных ИС, требуется тестирование низкочастотного 1 / f, RTN и фазового шума с улучшенным отношением сигнал / шум. Обнаружение и устранение нежелательного шума требуется во многих областях.Источники шума можно найти внутри зонда, вне зонда и в измерительной ячейке TestCell. Исторически сложилось так, что шум, создаваемый TestCell, не представлял серьезной проблемы, поскольку уровни сигнала устройства были высокими. Это уже не так.

Традиционное измерение на пластине TestCell определяется как подключенный набор оборудования, включая программное обеспечение для тестирования, приборы, станцию ​​для пробников, тепловую систему и соответствующие измерительные аксессуары (кабели, зонды на пластине) с целью сбора определенных типов тестов. данные.

Для типичной конфигурации TestCell, даже когда все отдельные части оборудования хорошо спроектированы (низкий уровень шума, высокое качество, хорошее экранирование EMI ​​/ RFI), после соединения вместе образуются длинные контуры заземления питания переменного тока. И когда любые общие близлежащие магнитные поля проходят через эти контуры заземления, они преобразуются в очень слабые электрические сигналы, что приводит к нежелательному частотному шуму линии электропередачи с множеством гармоник.

Это показано в следующем примере TestCell с нежелательным шумом (красная кривая) по сравнению с изолированным заземлением (зеленая кривая).Здесь измерение шума зажимного патрона выполняется с помощью осциллографа Keysight. Состояние STD_condition с контуром заземления показывает более 30 спектров шума линии электропередачи на основной частоте и гармониках. Благодаря улучшенному GRD_isolate_condition, спектр шума основной гармоники и гармоник линии питания значительно снижен. (Примечание: спектр линии электропередачи 60 Гц уменьшается только на -20 дБ (= 1/10).)

Инженеры и техники часто борются в своих лабораториях, чтобы устранить индуцированный контур заземления шум в TestCell, который используется для измерений устройств с низким уровнем шума.Для небольших приложений это легко сделать, используя простой аккумулятор, чтобы устранить нежелательные частотные помехи в линии питания. А для небольших приложений, где требуется питание переменного тока, можно использовать изолирующий трансформатор.

Однако этот метод имеет серьезные ограничения при масштабировании для поддержки размера и потребности в мощности TestCell, который включает станцию ​​пробников с полной поддержкой температуры на пластине (-60..300 ^o C) – ограничения, такие как высокая стоимость , большой физический размер, сложная кабельная разводка, проблемы безопасности и повышенная генерация магнитного поля.

Для решения этой проблемы компания FormFactor разработала новую систему управления питанием TestCell (TCPM) с использованием запатентованной технологии PureLine 3. А измерительная система CM300xi-ULN теперь является первой в мире станцией для пробников со встроенной системой управления питанием TestCell. Он не только устраняет весь шум TestCell, вызванный контуром заземления, но также имеет небольшую площадь основания и низкую эмиссию поля, обеспечивая полностью управляемое и фильтрованное питание переменного тока для всей системы, пробника и приборов.

Краткое примечание по безопасности…

Ключевой частью системы TCPM является блок стабилизации питания ULN (PCU) с расширяемыми модулями питания, обеспечивающий неограниченную поддержку приборов с полной фильтрацией мощности и управлением EMO.PCU обеспечивает единую систему управления аварийным отключением / аварийным питанием для безопасной работы всей системы и всех приборов. Он также поддерживает инструменты, не имеющие специальных возможностей EMO, через специальный модуль с выходами переменного тока, управляемыми EMO. Безопасность гарантируется посредством исчерпывающих испытаний на соответствие отраслевым стандартам и полных сертификатов безопасности, предоставляемых TUV по всему миру.

Для получения дополнительной информации о системе датчиков CM300xi-ULN посетите веб-сайт или загрузите технический паспорт здесь.

Питер Эндрюс

– Как бороться с электрическими шумами и помехами с помощью усилителя кондиционирования NEXUS (BO0464-11)

% PDF-1.6 % 307 0 объект > endobj 349 0 объект > поток 1999-01-11T15: 43: 24FrameMaker 5.5.6p1452016-06-08T08: 56: 50 + 02: 002016-06-08T08: 56: 50 + 02: 00 Acrobat Distiller 3.02application / pdf