Контур заземления образуется, когда между клеммами «заземления» двух или более единиц оборудования имеется более одного токопроводящего пути. Проводящая петля образует большую рамочную антенну, которая легко улавливает токи помех.

Чем больше петля, тем больше помех; если вы используете стальной каркас здания в качестве земли, петля может быть такой же большой, как и все здание. Сопротивление в проводах заземления превращает токи помех в колебания напряжения в системе заземления. Земля больше не стабильна; поэтому сигналы, которые вы пытаетесь измерить и которые относятся к этой земле, также нестабильны и неточны. 

Наземная мифология

Универсальная концепция, которой преподают в технических школах и инженерных колледжах, состоит в том, что «земля» всегда имеет нулевое напряжение, может бесконечно поглощать электрический ток и мгновенно безвредно рассеивать ток. Однако идеальная почва - это лабораторная абстракция, которой не существует в реальном мире.

Настоящие заземления - это проводники, поэтому между всеми точками заземления существует определенное сопротивление электрическому току. Это сопротивление может изменяться в зависимости от влажности, температуры, подключенного оборудования и многих других переменных. Сопротивление всегда может позволить электрическому напряжению существовать на нем. Сильные токи, протекающие через землю, вызовут падение напряжения в заземляющих проводниках, и потребуется время, чтобы рассеяться.

Кафедра сельскохозяйственной инженерии Мичиганского государственного университета измерила сопротивление заземления на входах в электрические сети и обнаружила, что на территории здания может изменяться напряжение до 2 вольт. Фактически, Национальный электротехнический кодекс (NEC) позволяет заземлению изменяться на 2,5% от напряжения параллельной цепи или на 3 вольта RMS для цепи 120 В переменного тока (более подробную информацию об исследовании штата Мичиган и NEC см. В разделе «Ссылки» ниже. код).

Понимание того, что идеального заземления не существует в реальном мире, является первым шагом к устранению помех контура заземления, когда они возникают. Если вы помните, что каждое заземление в здании имеет разный и произвольный «нулевой» потенциал, то вы можете разработать надлежащие системы заземления. Обращайтесь за помощью, если вас интересует монтаж контура заземления в Харькове.

Если основания настолько ошибочны, зачем вообще заземление?

Основание необходимо по двум причинам: безопасность и безопасность.

Статья 250 NEC определяет, что изолированные вторичные обмотки понижающих распределительных трансформаторов должны быть заземлены на входе в здание. Земля представляет собой медный стержень, вбитый как минимум на 8 футов в землю. NEC требует, чтобы стальной каркас, водопроводные трубы и другие крупные металлические предметы были соединены с землей входа в здание. Если изоляция провода выходит из строя или провод непреднамеренно отсоединяется и соприкасается с металлическим предметом, большие токи короткого замыкания текут от распределительного трансформатора на землю. Эти чрезмерные токи размыкают предохранители и автоматические выключатели, предотвращая нахождение оборудования под более высоким потенциалом, чем у ближайшей раковины или строительной конструкции. Если заземление в распределительном щитке по какой-либо причине отключается, то заземление входа питания здания на трансформаторе гарантирует протекание чрезмерного тока короткого замыкания, размыкая предохранители и автоматические выключатели. Защита здания от огня и находящихся в нем людей от поражения электрическим током является основной функцией системы заземления распределения электроэнергии.

Вторая проблема безопасности - поддерживать оборудование в нормальном рабочем диапазоне напряжения. Большинство современных прямых цифровых контроллеров (DDC) будут работать правильно без заземления где-либо. Единственная загвоздка в том, что незаземленное оборудование может накапливать большие статические заряды из-за утечки изоляции. Первый человек, который подходит и касается оборудования, испытывает ужасный шок. Если статический заряд становится достаточно высоким, он разряжается до ближайшего проводника с более низким потенциалом. Мгновенные токи разряда могут достигать нескольких тысяч ампер и разрушать электронные компоненты системы. Заземление системы позволяет зарядам рассеиваться без повреждений.

Помехи сигналам от контуров заземления

Контуры заземления позволяют электрическим и магнитным помехам создавать источники напряжения шума. Эти источники напряжения добавляют к измеряемому сигналу и неотличимы от правильного сигнала. Контроллер, не зная, что он считывает неправильное значение, выполняет неправильное управляющее действие. Это может создать неудобные условия для пассажиров. Он также может приводить в движение механическое оборудование, вызывая преждевременный износ оборудования.