Заземление антенны на даче

Как самостоятельно сделать заземление и молниезащиту телевизионной антенны?

Заземление антенны представляет собой создание электрического соединения между оборудованием и заземляющим устройством. Необходимость заземления вызвана характером их размещения: антенны устанавливают под открытым небом. Поэтому существует определенная вероятность попадания молнии на металлическую поверхность. Заземление позволяет уменьшить напряжение до безопасного уровня для живых существ.

Всегда ли нужно заземление

Практически все специалисты рекомендуют делать заземление антенны. Действительно, лучше перестраховаться и заземлить принимающее устройство. Однако реальная опасность попадания существует лишь в тех случаях, когда в пятиметровом радиусе от антенны отсутствуют какие-либо объекты, высота которых не превышает 1 м (например, дерево или громоотвод). В связи с этим разумнее заземлять не саму антенну, а поставить рядом с ней отводящее устройство.

Главная цель молниезащиты — встретить молнию раньше, чем она ударит по защищаемому объекту (в данном случае по антенне) и отвести разряд в землю. Она включает три компонента, объединенных в одну электрическую цепь:

  • молниеприемник;
  • токоотвод;
  • заземлительный контур (заземлитель).

Молниеприемник

Данное устройство устанавливают рядом с мачтой антенны. Молниеприемники продаются в специализированных магазинах. Также их легко соорудить своими руками, используя обычный металлический штырь.

Токоотвод

Компонент представляет собой провод, по которому молния направляется к заземлительному контуру. Он должен быть только цельным и иметь определенное сечение:

  1. Медный изолированный или оголенный — 16 кв.мм.
  2. Алюминиевый изолированный — 25 кв.мм.
  3. Стальной — 50 кв.мм.

Если антенна не оснащена грозозащитой, понадобится выполнить определенные действия, характер которых зависит от внешних факторов:

  • конструктивные особенности опоры принимающего устройства;
  • вид кровли;
  • место размещения оборудования.

В случае установки антенны на заземленной кровле из металла, для целей заземления соединяют металлическую мачту или молниеприемник с материалом крыши. Если антенна находится на деревянной опоре, токоотводом выступает провод, идущий по ней к заземлителю, установленному в грунте. По такому же принципу организуется заземление, если принимающее устройство расположено на неметаллической крыше.

Заземление на кровле из горючих материалов имеет свои особенности. К примеру, верхний участок металлической мачты соединяют с точкой нулевого потенциала антенны и с экранами коаксиальных кабелей. К нижней части мачты присоединяют токоотводящий проводник, который далее направляют вдоль стены строения. Заземляют его путем укладки его на дно траншеи, глубина которой должна быть не меньше 1 м.

Заземлитель

Для обустройства заземления копают яму глубиной 2-3 метра. В ней размещают заземлитель. В качестве заземляющего устройства подойдет металлический лист, труба, арматура или толстый провод. Оптимальный вариант — металлическая труба с толстыми стенками и длиной 1,5-2 метра. К заземлителю приваривают провод диаметром не меньше 5 мм. Конец проводника фиксируют к стене здания, чтобы затем подвести сюда токоотвод.

Нормативные требования

Квалифицированные специалисты при проведении монтажных работ руководствуются требованиями, установленными Европейским комитетом электротехнических стандартов. Основной документ, касающийся заземления антенн, называется EN 50083-1.

В данном нормативном акте расписаны необходимые действия для предотвращения разрушительных последствий попадания молнии в антенну. Требования регламентируют работы, относящиеся к защите только постоянных молниезащитных систем или устройств, установленных в кемпингах. Они не касаются любительских радиостанций, функционирующих на платформе VSAT.

К нормативным актам также относятся еще несколько документов, в том числе:

  1. ГОСТ P МЭК 62305-2-2010.
  2. ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010.
  3. Приказ Росстандарта под номером 795.

Уравнивание потенциалов

Наружные фидеры, мачты, разнообразные антенны, находящиеся полностью или фрагментарно за пределами защитной зоны, подвергаются угрозе попадания молнии. Вследствие этого выдвигается требование о наличии особой системы, позволяющей избежать опасной разности потенциалов. С этой целью предусматриваются следующие защитные барьеры:

  1. Заземление телевизионных антенн, благодаря которому соединяется заземлитель с металлической стойкой. На ней монтируется антенна.
  2. Уравнивание потенциалов. Цель достигается за счет соединения заземленной мачты и отходящих от нее кабелей. Если опора антенны находится близко к зданию, оснащенному молниезащиты, их соединяют в одно целое.

При отсутствии в строении системы защиты от молнии заземление для антенны осуществляют таким образом:

  1. Устанавливают заземление.
  2. Соединяют заземлительное устройство с антенной при помощи провода. При этом выбирают наиболее короткое расстояние между двумя точками.

Обратите внимание! Если проложить провод со значительными изгибами вокруг препятствий, неизбежно возникновение серьезной разницы потенциалов. В этом случае вследствие разрядов молнии в проводниках будет возникать индуктивность. В связи с этим возможно искрение, что небезопасно с пожарной точки зрения.

В качестве защиты антенны от молнии рекомендуется использовать устройства с максимальной степенью соприкосновения с грунтом. К таким заземлителям относится, например, модель ZANDZ ZZ-000-015.

Все токоотводы от молниеприемников (тросовых и стержневых) соединяют с заземлителем. Последний включает не меньше двух расположенных по вертикали электродов. Длина каждого из них составляет не меньше 3 м. Вертикальные электроды соединяют между собой горизонтальными (его длина — от 5 м). Рекомендуемое поперечное сечение для медного электрода составляет от 16 до 50 мм, а стального — от 50 до 80 мм.

Рекомендации по установке антенны

Выбор места фиксации телевизионной антенны и ее ориентация в пространстве зависит от множества факторов, среди которых:

  • разновидность антенны;
  • расположение участка земли;
  • характер рельефа местности;
  • интенсивность внешних помех;
  • помехи, вызванные показателями электропитания, типом АФУ.

При установке ТВ-антенны на крыше, основанием чаще всего выступает мачта. В качестве нее подойдет стальная труба диаметром приблизительно 35-40 мм.

Альтернативой металлическому изделию может стать деревянное – из бруса (50 на 50 мм). Такую мачту фиксируют на стропильных балках. Принимающее устройство должно возвышаться над кровлей по крайней мере на 2 м. Если выбран деревянный брус, по нему прокладывают толстый медный провод или шину. Второй конец контура соединяют с заземляющим устройством, в качестве которого выступает либо шина, либо закопанные в грунт заземлители.

Что делать нельзя:

  1. Прикреплять мачту антенны к каналам вентиляции или дымоходным трубам, к объектам электрической инфраструктуры, стойкам с проводами связи, слуховым окнам.
  2. Фиксировать растяжки принимающего устройства так, чтобы они располагались возле вибраторов, электрической проводки, водопроводных труб или подоконников.

Разновидности молниезащиты

Существует две классические схемы защиты от молнии:

  1. Пассивная. В комплектацию системы включают токоотводы, молниеприемники, заземлительные устройства. Все эти компоненты объединяют в сеть. Молниеприемниками обычно выступают стержни или сетчатые структуры.
  2. Внутренняя. В данное понятие входит весь перечень действий по защите находящихся внутри здания элементов электрической проводки и оборудования от частичных токов и наводок. Нередко от этих воздействий не спасают внешние защитные системы.

В соответствии с общепринятой концепцией выделяют три зоны молниезащиты. По границам каждой из них монтируют особые устройства (УЗИП). Такие элементы также подразделяют на три класса.

Заземление антенны на даче

Заземление наружной антенны — ответственная и непростая процедура. Чтобы тв-антенна работала исправно, необходимо тщательно разобраться в процессе подключения заземления.

Зачем нужно заземлять антенну

Наружные антенны ловят сигнал лучше по сравнению с комнатными. Последние работают хорошо только в тех местах, где наблюдается достаточный уровень сигнала. Поэтому многие владельцы дач и загородных домов предпочитают устанавливать эти виды антенн. Но требуются большие умения, чтобы сначала установить тв-антенну, а затем заземлить ее.

Споры о том, обязательно ли делать заземление на даче, достаточно актуальны. Большинство специалистов утверждает, что заземление необходимо, чтобы снизить электрическое напряжение до безопасного для человека уровня.

При заземлении токоотводы соединяются с заземляющим устройством (оно состоит из заземляющего проводника и заземлителя), чтобы перенаправить разряд молнии в землю. Таким образом, вероятность возгорания от электрического разряда существенно снижается.

Делать заземление нужно для того, чтобы уберечь антенну и оборудование от атмосферных разрядов. Это необходимо, чтобы во время грозы молния не ударила в антенну, не повредила телевизор, а также не представляла опасности для жильцов дома. Кроме того, при заземленной тв-антенне улучшается качество изображения, помех становится меньше.

Что нужно знать перед началом работ

Выполнять заземление можно только на специальный заземляющий контур. На крышах многоэтажек контур заземления обнаружить легко: к нему подключают мачты коллективных телевизионных антенн. Сделать заземление на даче сложнее – для этого придется самому монтировать заземляющий контур и тщательно изучать строительные нормы и правила, касающиеся устройства электроустановок.

Вид заземления зависит от следующих факторов:

  • конструкции опоры для установки тв-антенны
  • вида кровли
  • места, где установлена антенна

Как делать заземление тв-антенны на даче

Варианты заземления могут быть следующими:

  • устройство заземленного штекерного гнезда. В штекерное гнездо необходимо включить штекер антенного снижения. Затем мастер припаивает провод к гнезду и соединяет его с заземлением
  • устройство заземленного шлейфа. Двухпроводной шнур (или двойной изолированный провод) припаивают к жиле и оболочке кабеля снижения. Мастер очищает жилы шнура от изоляции, спаивает их и присоединяет провод заземления
  • заземление петлевой антенны. Мастер выполняет заземление нулевой точки антенны. Преимущество устройства заключается в том, что оно может быть постоянно заземленным

Мастер выбирает одну из двух схем заземления:

  • пассивная (традиционная). Относительно недорогой и простой способ — установка молниеприемников, токоотводов
  • внутренняя (все работы по защите электропроводки в помещении)

Чтобы проверить заземление, необходимо выполнить следующие действия:

  • простучать участки соединений контактов между заземлителями и заземляющими устройствами молотком (чтобы понять, есть ли разрывы в каких-то местах)
  • измерить уровень сопротивления (он должен равняться 0,05 Ом)

Как сделать монтаж заземляющего контура

Заземляющий контур должен представлять собой равносторонний треугольник. Он должен находиться не меньше чем в одном метре от дома. Контур можно разделить на два сегмента:

  • вертикально вбитые в почву заземлители (стальные уголки), соединенные между собой горизонтальными заземлителями (полосовая сталь)
  • заземляющий проводник (круглая сталь), соединяющий контур с электрощитом

Нельзя использовать арматуру — она будет покрываться ржавчиной быстрее, чем вышеуказанные материалы.

Сначала необходимо разметить территорию. Затем — выкопать траншею (глубиной примерно один метр). Сюда будут уложены горизонтальные заземлители. После этого нужно вбить вертикальные заземлители (глубина — два или три метра). Заземлители вбиваются в вершинах треугольника, но не целиком — примерно двадцать сантиметров должны находиться над землей. После того, как мастер закончил вбивать заземлители, он должен соединить их с помощью горизонтальных заземлителей, используя сварочный инвертор.

Следующий этап после сборки контура заземления — соединение контура с электрощитом. С помощью сварочного инвертора необходимо приварить заземляющий проводник к заземляющему контуру, а затем проложить проволоку или стальную полосу к электрощиту в траншее.

Чтобы на проводах не появлялась ржавчина и чтобы они служили дольше, необходимо нанести на них специальные антикоррозийные вещества. Красить заземление обычными красками нельзя.

Тв-антенна Дельта

Популярной моделью тв-антенн является Дельта с усилителем. Усилитель нужен для хорошего сигнала, поэтому такую модель часто устанавливают в местах, где сигнал от телецентра очень слабый. Необходимо учесть, что эффективность устройства зависит от многих факторов:

  • место подключения
  • высота установки
  • мощность тв-передатчика
  • уровень помех
  • удаленность от источника трансляции
  • рельеф местности

Схему подключения такой тв-антенны можно легко найти в интернете. Мастера делятся не только схемами, но и фото, а также снимают видеоролики, в которых объясняют, как правильно делать заземление, предостерегают от распространенных ошибок и дают полезные советы по подключению заземления не только на дачах, но и в квартирах.

Что нельзя делать при заземлении

Специалисты запрещают выполнять следующие действия:

  • крепить мачту тв-антенны к вентиляционному каналу, дымоходу
  • крепить растяжки тв-антенны близко от электропроводки, труб водоснабжения
  • выполнять заземление на инженерные сети: водопроводные трубы, трубы газовой сети, канализации, отопления

Можно услышать заявления о том, что в землю достаточно просто закопать ведро или другой металлический предмет и сделать заземление на него, но это небезопасные и неэффективные методы, следовать им нельзя. Необходимо организовать систему уравнивания потенциалов.

Заземление тв-антенны в квартирах

Владельцы квартир устанавливают антенны на балконах и лоджиях. Обычно в этих ситуациях дополнительное заземление не нужно, так как в домах есть автономное заземление.

Если вы не знаете, как правильно выполнить заземление, если вы не работали электриком, обратитесь к профессионалам. Заземление — очень сложный и крайне опасный процесс. Вы можете получить удар током или спровоцировать возгорание.

Лучше всего обратитесь к мастерам, компетентным в области электробезопасности. Например, присвоение группы допуска специалисту говорит о его знаниях и умениях. Кроме того, мастер несет ответственность за выполненные работы. Если вы будете выполнять заземление самостоятельно и произойдет авария, ответственность за произошедшее будет лежать только на вас.

Заземление и молниезащита антенн

Указанный вопрос приобретает особую остроту тогда, когда речь идёт о выполнении должным образом защиты домашней антенны. Антенны классического вида чаще размещаются на крышах объектов, антенны спутниковые – чаще вывешиваются на балконах, либо наружных стенах здания. Хотя существует варианты их установки на крыше. Объясняется это тем, что заземление антенн, установленных на предприятиях, предусматриваются ещё на стадии проектирования, и требования по данному вопросу достаточно подробно сформулированы в СО 153-34.21.122-2003, для объектов сотовой связи – в РД 45.162-2001 (Ведомственные нормы технологического проектирования).

Антенны размещаются открыто, что позволяет говорить о весьма высокой вероятности попадания в них молнии. Для минимизации негативных последствий подобного события применяются специальные меры технической защиты конструкции антенны, например: комплексное проведение выравнивания потенциалов, заземление установки. Практика показывает, что эффективная защита всех подключённых устройств, которые имеют высокую чувствительность, возможно только при выполнении предварительного подключения приборов, защищающих от перенапряжения.

Заземление и молниезащита антенн

Нормативы, регламентирующие молниезащиту

На сегодняшний день подавляющее большинство работ, которые проводятся квалифицированными специалистами, обеспечивающими молниезащиту антенн, учитываются требования европейских нормативов, введённых Европейским комитетом электротехнической стандартизации CENELEC. В первую очередь, речь идёт о положениях стандарта EN 50083-1. Этим документом регламентированы основные меры защиты от последствий разряда молнии, попавшей в антенну. Важно понимать, что положения указанного норматива распространяются только на устройства постоянные, либо смонтированные в кемпингах. Они не относятся к любительским радиостанциям, работающим на платформе VSAT. Кроме вышеназванного следует обязательно учитывать положения ещё двух регламентов: ГОСТ Р МЭК 62305-2-2010 и ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. Положения настоящих документов Росстандарт ввёл своим приказом 795-ст, который датирован 30.11.10.

Заземление антенн и уравнивание потенциалов

Внешние фидеры, мачты и собственно антенны любых типов, располагающиеся полностью или частично вне зоны защиты, относятся к объектам, в которые может попасть молния. Этим обусловлено требование об исключении проникновения тока от антенны внутрь помещения с помощью специальной системы, предотвращающей возникновение между её частями разности потенциалов, предоставляющих опасность. Для чего выполняются следующие мероприятия:

  • заземление ТВ-антенн, обеспечивающее соединение заземляющей установки с выполненной из металла стойкой, на которой закреплена сама антенна. Выполняется это с помощью специального заземляющего провода;
  • уравнивание потенциалов, которое выполняется путём соединения заземлённой мачты и всех исходящих от неё коаксиальных кабелей.

Подключение заземляющего проводника к антенне

Если антенная мачта расположена в непосредственной близости от здания, имеющего молниезащиту, то она напрямую соединяется с последней.

Если молниезащиты в здании нет, первоначально монтируется заземляющее устройство, которое, далее соединяется специальным проводом по кратчайшему расстоянию непосредственно с антенной.

Важно помнить, что провод, проложенный в обход тех или иных элементов строения, может генерировать значительную разность потенциалов, обусловленную возникающей от разряда молнии индуктивности в проводах. А это, в свою очередь, может стать причиной возникновения искровых разрядов. В качестве заземлителей применяются проводящие элементы (один или несколько), имеющие максимальную поверхность соприкосновения непосредственно с землёй. Например, заземлитель на основе комплекта модульного заземления ZANDZ ZZ-000-015.

Каждый токоотвод от стержневых и тросовых молниеприемников должен быть присоединен к заземлителю, состоящему минимум из двух вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом длиной не менее 5 м. Он заглубляется минимум на 500 мм и должен иметь минимальное поперечное сечение для меди, равное 50мм 2 , а для стали – 80 мм 2 .

Рекомендации по установке ТА (телевизионной антенны)

Где будет стоять антенна на вашем участке, и каким образом следует её ориентировать, зависит от достаточно большого количества внешних факторов. Основными можно считать:

  • тип выбранной вами антенны;
  • местоположение участка;
  • состояние местности (рельеф);
  • уровни и виды внешних помех;
  • помехи, обусловленные параметрами питания, видом АФУ и т.п.

Если антенна монтируется на крыше, то, в качестве основания, используется мачта небольшой высоты из металлической трубы диаметром до 40 мм, либо мачта из деревянного бруса (50*50), закреплённая на стропильных балках. Антенна в указанных случаях поднимается над верхней точкой крыши на 2000 мм или более.

ЗАПРЕЩЕНО:

  • крепить антенну (её мачту) к вентиляционным каналам и дымоходам, к электрическим «гуськам» и телефонным стойкам, а также к слуховым окнам.
  • крепить растяжки антенны таким образом, чтобы они проходили близко от её вибраторов, либо электропроводки, к трубам системы водоснабжения или подоконникам.

Виды существующей молниезащиты

Заземление спутниковых тарелок и антенн классических типов осуществляется по одной из двух базовых классических схем:

  • Традиционная молниезащита (пассивная).
    При минимальных финансовых вложениях, относительно простых технологиях монтажа и последующего обслуживания позволяет достаточно надёжно выполнить защиту антенн от молний.
    В состав подобной системы защиты входят токоотводы, молниеприёмники,заземлители, которые сведены в единую электрическую цепь. В качестве молниеприёмников чаще всего используют стержневые и сетчатые молниеприёмники.
  • Внутренняя молниезащита.
    Данное определение включает весь комплекс работ по защите расположенных внутри помещения элементов электропроводки и оборудования от частичных токов и/или наводок, которые, преодолев внешние системы защиты, могли проникнуть через существующие системы коммуникации. При этом возможность возникновения негативных воздействий подразделяют на следующие группы: o разряд молнии непосредственное воздействовал на электроаппаратуру (попадание через линии питания, кабели связи, заземление и т.п.); o электромагнитные наводки, имеющие разнообразную природу.

Согласно существующей в настоящее время зонной концепцией, к рассматриваемой группе молниезащиты относят три зоны защиты. На границах зон устанавливаются специальные УЗИП (защитные устройства), которые подразделяются на УЗИП 1,2 и 3 классов.

Требования по молниезащите

Если антенна «А» установлена вне зоны, защищённой громоотводом, то потребуется выполнить ряд мероприятий защитного характера, для выполнения молниезащиты ТВ-антенн и спутниковых тарелок.

Перечень указанных мероприятий прямо зависит от ряда внешних факторов:

  • конструкции опоры для монтажа антенны;
  • типа кровли жилища;
  • места, где данное оборудование размещено.

Если «А» смонтирована на кровле со штатным заземлением (металл), то мачта крепления «А», просто соединяется с кровлей, что обеспечивает заземление антенн на даче. Многие антенны имеют в качестве УСС вибратор петлевой.

Основными элементами системы молниезащиты антенн, общими практически для любых конструкций, являются заземляющее устройство и токоотвод. Эти элементы не должны оказывать негативного влияния на работу антенны. Для этого токоотвод подключается обязательно к месту «нулевого потенциала», которое может находиться в различных местах конструкции антенны.

Если точка с «0» потенциалом отсутствует, в электросхему установленной «А» вводится дроссель (Д) с большим показателем индуктивности, который подключается к специальным клеммам антенны. Середина отвода (Д) является искомой точкой.

На мачте из деревянного бруса, предварительно прокладывается толстый металлический (лучше медный) провод для отведения токов, диаметр которого не может быть менее 5 мм, либо медную шину аналогичного сечения. 2-ой конец заземляющего контура подключается к заземлителям. Роль таковых может выполнять сама шина, либо вкопанные в землю элементы заземляющего устройства.

Антенна на горючей кровле имеет свою специфику заземления. Например: верхняя часть мачты из металлической трубы соединяется с точкой упоминавшегося ранее «0»-го потенциала «А» и с экранами коаксиальных кабелей. А к её нижней части подсоединяется провод токоотведения, который затем прокладывается вдоль стены здания, и заземляется, посредством укладки его по дну траншей, заглубленных на 1000 мм.

Как самостоятельно сделать заземление и молниезащиту телевизионной антенны?

Замыкание антенны по постоянному току

Если антенна изначально не является короткозамкнутой по постоянному току (квадрат, треугольник, разрезной петлевой вибратор), то для её замыкания можно использовать:

3.5. Методы экранирования и заземления

Техника заземления в системах промышленной автоматизациисильно различается для гальванически связанных и гальванически развязанныхцепей. Большинство методов, описанных в литературе, относится к гальваническисвязанным цепям, доля которых в последнее время существенно уменьшилась в связис резким падением цен на изолирующие DC-DC преобразователи.

3.5.1. Гальванически связанные цепи

Мы рекомендуем избегать применения гальванически связанныхцепей, а если другого варианта нет, то желательно, чтобы размер этих цепей былпо возможности малым и чтобы они располагались в пределах одного шкафа.

Примером гальванически связанной цепи является соединениеисточника и приемника стандартного сигнала 0…5 В (рис. 3.95, рис. 3.96). Чтобы пояснить, какправильно выполнить заземление, рассмотрим вариант неправильного (рис. 3.95) иправильного (рис. 3.96, монтажа. На рис. 3.95 допущены следующие ошибки:

Перечисленные ошибки приводят к тому, что напряжение навходе приемника равно сумменапряжения сигала и напряжения помехи .Для устранения этого недостатка в качестве проводника заземления можноиспользовать медную шину большого сечения, однако лучше выполнить заземлениетак, как показано на рис. 3.96, а именно:

Общим правилом ослабления связи через общий проводзаземления является деление земель на аналоговую, цифровую, силовую и защитнуюс последующим их соединением только в одной точке. При разделении заземленийгальванически связанных цепей используется общий принцип: цепи заземления сбольшим уровнем помех должны выполняться отдельно от цепей с малым уровнемпомех, а соединяться они должны только в одной общей точке. Точек заземленияможет быть несколько, если топология такой цепи не приводит к появлениюучастков “грязной” земли в контуре, включающем источник и приемниксигнала, а также если в цепи заземления не образуются замкнутые контуры, покоторым циркулирует ток, наведенный электромагнитной помехой.

Рис. 3.95. Пример неправильного заземления

Недостатком метода разделения проводников заземленияявляется низкая эффективность на высоких частотах, когда большую роль играетвзаимная индуктивность между рядом идущими проводниками заземления, котораятолько заменяет гальванические связи на индуктивные, не решая проблемы в целом.

Большая длина проводников приводит также к увеличениюсопротивления заземления, что важно на высоких частотах. Поэтому заземление водной точке используется на частотах до 1 МГц, свыше 10 МГц заземлять лучше внескольких точках, в промежуточном диапазоне от 1 до 10 МГц следуетиспользовать одноточечную схему, если наиболее длинный проводник в цепизаземления меньше 1/20 от длины волны помехи. В противном случае используетсямноготочечная схема [Барнс].

Заземление в одной точке часто используется в военных икосмических устройствах [Барнс].

Рис. 3.96. Пример решения проблемы, указанной на рис. 3.95

3.5.2. Экранирование сигнальных кабелей

Рис. 3.97. Пример неправильного заземления экрана кабеля на низких частотах (с двух сторон)

Рис. 3.98. Пример неправильного заземления экрана кабеля – со стороны приемника сигнала

Методыэкранирования сигнального кабеля непосредственно следуют из изложенного вышематериала о путях прохождения помехи. Для устранения паразитной емкостной связии электростатических зарядов используют электростатический экран в видепроводящей трубки (чулка), охватывающей экранируемые провода, а для защиты отмагнитного поля используют экран из материала с высокой магнитнойпроницаемостью.

Рассмотрим заземление экранов при передаче сигнала по витойэкранированной паре, поскольку этот случай наиболее типичен для систем промышленнойавтоматизации.

Если частота помехи не превышает 1 МГц, то кабель нужнозаземлять с одной стороны. Если его заземлить с двух сторон (рис. 3.97), тообразуется замкнутый контур, который будет работать как антенна, принимаяэлектромагнитную помеху (на рис. 3.97 путь тока помехи показан штриховой линией).Ток, протекающий по экрану, является источником индуктивных наводок на соседнихпроводах и проводах, находящихся внутри экрана. Хотя магнитное поле токаоплетки внутри экрана теоретически равно нулю, но вследствие технологическогоразброса при изготовлении кабеля, а также ненулевого сопротивления оплеткинаводка на провода внутри экрана может быть значительной. Поэтому экран нужнозаземлять только с одной стороны, причем со стороны источника сигнала.

Если точки заземления концов кабеля разнесены на большоерасстояние, между ними может существовать разность потенциалов, вызваннаяблуждающими токами в земле или помехами в шине заземления. Блуждающие токинаводятся электрифицированным транспортом, (трамваями,поездами метрополитена и железных дорог), сварочнымиагрегатами, устройствами электрохимической защиты, естественнымиэлектрическими полями, вызванными фильтрацией вод в горных породах, диффузиейводных растворов и др.). Особенно большие токи возникают при ударе молнии.Блуждающие токи вызывают разность потенциалов междуконцами оплетки кабеля и паразитный ток, который также наводит в центральныхжилах помеху вследствие взаимной индукции.

Рис. 3.99. Правильное заземление экрана. Конденсатор используется для ослабления высокочастотных помех

Рис. 3.100. Заземление экрана длинного кабеля на высоких частотах

Оплетку кабеля надо заземлять со стороны источника сигнала.Если заземление сделать со стороны приемника (рис. 3.98), тоток помехи будет протекать по пути, показанному на рис. 3.98штриховой линией, т.е. через емкость между жилами кабеля, создавая на ней и,следовательно, между дифференциальными входами, напряжение помехи. Поэтомузаземлять оплетку надо со стороны источника сигнала (рис. 3.99).В этом случае путь для прохождения тока помехи отсутствует. Обратите внимание, что на этих схемах изображен дифференциальный приемник сигнала, т.е. оба его входа имеют бесконечно большое сопротивление относительно земли.

Если источник сигнала не заземлен (например, термопара), тозаземлять экран можно с любой стороны, т.к. в этом случае замкнутый контур длятока помехи не образуется.

На частотах более 1 МГц увеличивается индуктивноесопротивление экрана и токи емкостной наводки создают на нем большое падениенапряжения, которое может передаваться на внутренние жилы через емкость междуоплеткой и жилами. Кроме того, при длине кабеля, сравнимом с длиной волныпомехи (длина волны помехи при частоте 1 МГц равна 300 м, на частоте 10 МГц -30 м) возрастает сопротивление оплетки (см. раздел Модель «земли» ), что резко повышаетнапряжение помехи на оплетке. Поэтому на высоких частотах оплетку кабеля надозаземлять не только с обеих сторон, но и в нескольких точках между ними (рис. 3.100). Этиточки выбирают на расстоянии 1/10 длины волны помехи одна от другой. При этомпо оплетке кабеля будет протекать часть тока , передающегопомеху в центральную жилу через взаимную индуктивность. Емкостной ток также будетпротекать по пути, показанному на рис. 3.98, однако высокочастотная компонентапомехи будет ослаблена. Выбор количества точек заземления кабеля зависит отразницы напряжений помехи на концах экрана, частоты помехи, требований к защитеот ударов молнии или от величины токов, протекающих через экран в случае егозаземления.

В качестве промежуточного варианта можно использовать второезаземление экрана через емкость (рис. 3.99). При этом по высокой частотеэкран получается заземленным с двух сторон, по низкой частоте – с одной. Этоимеет смысл в том случае, когда частота помехи превышает 1 МГц, а длинакабеля в 10…20 раз меньше длины волны помехи, т.е. когда еще не нужно выполнятьзаземление в нескольких промежуточных точках. Величину емкости можно рассчитатьпо формуле , где -верхняя частота границы спектра помехи, – емкостноесопротивление заземляющего конденсатора (доли Ома). Например, на частоте 1 МГцконденсатор емкостью 0,1 мкФ имеет сопротивление 1,6 Ом. Конденсатор долженбыть высокочастотным, с малой собственной индуктивностью.

Рис. 3.101. Двойное экранирование длинного кабеля

Для качественного экранирования в широком спектре частотиспользуют двойной экран (рис. 3.101) [Zipse]. Внутренний экран заземляют содной стороны, со стороны источника сигнала, чтобы исключить прохождениеемкостной помехи по механизму, показанному на рис. 3.98, авнешний экран уменьшает высокочастотный наводки.

Во всех случаях экран должен быть изолирован, чтобыпредотвратить случайные его контакты с металлическими предметами и землей.

Напомним, что частота помехи – это частота, которую могутвоспринимать чувствительные входы средств автоматизации. В частности, если навходе аналогового модуля имеется фильтр, то максимальная частота помехи,которую надо учитывать при экранировании и заземлении, определяется верхнейграничной частотой полосы пропускания фильтра.

Поскольку даже при правильном заземлении, но длинном кабелепомеха все равно проходит через экран, то для передачи сигнала на большое расстояниеили при повышенных требованиях к точности измерений сигнал лучше передавать вцифровой форме или через оптический кабель. Для этого можно использовать,например, модули аналогового ввода RealLab! серии NL с цифровым интерфейсом RS-485 илиоптоволоконные преобразователи интерфейса RS-485,например типа SN-OFC-ST-62.5/125 фирмы RealLab!.

Нами было проведеноэкспериментальное сравнение различных способов подключения источника сигнала(терморезистора сопротивлением 20 КОм) через экранированную витую пару (0,5витка на сантиметр) длиной 3,5м. Был использован инструментальный усилитель RL-4DA200 с системой сбора данных RL-40AI фирмы RealLab!. Коэффициентусиления канала усиления был равен 390, полоса пропускания 1 КГц. Вид помехидля схемы рис. 3.102-а представлен на рис. 3.103.

Какследует из рис. 3.102, отказ от экранирования увеличиваетвеличину помехи в 4 раза (рис. 3.102-б, переход к одиночномувключению вместо дифференциального (рис. 3.102-в увеличивает помеху в5 раз, а если еще и отказаться от экрана, то помеха увеличивается в 230 раз(рис. 3.102-г. На рисунках приведеносреднеквадратичное значение напряжения помехи в полосе частот 0,01…5 Гц,полученное на выходе приемника сигнала.

Тема: Заземление в квартире

Обратные ссылки
  • URL обратной ссылки
  • Подробнее про обратные ссылки
  • Закладки & Поделиться
  • Отправить тему форума в Digg!
  • Добавить тему форума в del.icio.us
  • Разместить в Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!
  • Опции темы
    • Версия для печати

    • Категорически запрещено использовать трубы отопления, водопровода и газовые в качестве любого заземления. Последствия могут быть самыми тяжкими.

    • Поделиться
      • Поделиться этим сообщением через
      • Digg
      • Del.icio.us
      • Technorati
      • Разместить в ВКонтакте
      • Разместить в Facebook
      • Разместить в MySpace
      • Разместить в Twitter
      • Разместить в ЖЖ
      • Разместить в Google
      • Разместить в Yahoo
      • Разместить в Яндекс.Закладках
      • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
      • Reddit!

    Вот интересно: мини яга установлена на заземлённой мачте, на кабеле в лоджии стоит соединительный переходник, с помощью которого рву кабель перед входом в квартиру, конец от антенны просто висит в воздухе, допустим, молния нашла мою антенну (тьфу х 3) каково развитие событий? От висящего конца пойдёт дуга на арматуру в бетоне или всё уйдёт через мачту, или как будет? Ваше мнение?

    • Поделиться
      • Поделиться этим сообщением через
      • Digg
      • Del.icio.us
      • Technorati
      • Разместить в ВКонтакте
      • Разместить в Facebook
      • Разместить в MySpace
      • Разместить в Twitter
      • Разместить в ЖЖ
      • Разместить в Google
      • Разместить в Yahoo
      • Разместить в Яндекс.Закладках
      • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
      • Reddit!

    Поставьте с антенны хороший разрядник на мачту, и всё уйдет через него. Теоретически, на мачту может пробить проложенный вдоль нее кабель, но лучше не надеяться на случай.

    • Поделиться
      • Поделиться этим сообщением через
      • Digg
      • Del.icio.us
      • Technorati
      • Разместить в ВКонтакте
      • Разместить в Facebook
      • Разместить в MySpace
      • Разместить в Twitter
      • Разместить в ЖЖ
      • Разместить в Google
      • Разместить в Yahoo
      • Разместить в Яндекс.Закладках
      • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
      • Reddit!

    Разрядников много…, но мне представляется, что все они больше рассчитаны на статику – уж больно хилые. Вы про какой-то конкретный говорите, какой?

    • Поделиться
      • Поделиться этим сообщением через
      • Digg
      • Del.icio.us
      • Technorati
      • Разместить в ВКонтакте
      • Разместить в Facebook
      • Разместить в MySpace
      • Разместить в Twitter
      • Разместить в ЖЖ
      • Разместить в Google
      • Разместить в Yahoo
      • Разместить в Яндекс.Закладках
      • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
      • Reddit!

    Заземление лучше всего сделать для себя самому. И не каких прицепов к контурам дом итд,е тем более к воде или отопления.
    Внизу где окна выходят на сторону заземления прокопать соорудить заземление,и вытянуть проводом вдоль стены в окно квартиры.

    • Поделиться
      • Поделиться этим сообщением через
      • Digg
      • Del.icio.us
      • Technorati
      • Разместить в ВКонтакте
      • Разместить в Facebook
      • Разместить в MySpace
      • Разместить в Twitter
      • Разместить в ЖЖ
      • Разместить в Google
      • Разместить в Yahoo
      • Разместить в Яндекс.Закладках
      • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
      • Reddit!

    Два случая. Никаких выводов (делайте сами).
    1. Собрались положить мачту (антенну). Дюралевые трубы, литые алюминиевые стыковки, высота-то — всего ничего. метров пять. Возимся. падающая мачта. разобрались с оттяжками. все кабели отключены. начали опускание, мачту чуть-чуть разворачивает , я держу(сь) за нижнее колено, и, вдруг, получаю мощнейший удар током. Как видите — выжил, но запомнил на всю жизнь. Вся система-то была металлическая, стояла на металлической раме, а она на 4-х кольях (с полметра) забитых в землю. Думаю: окисная плёнка на алюминиевых деталях.
    2. На 9-тиэтажном доме, на лифтовой будке-(бане) стоит мачта П-10, 6+1 колено, на вершине — штырь (изолированый от мачты) на 14 Мгц.
    Вот-вот начнётся гроза. Я открутил кабель от аппаратуры, но просто бросил на стол за аппарат.
    Гремит! Смотрю.
    Грохот, как выстрел из пушки, с кабеля голубой осьминог — на трубу отопления, на стену, где розетки, на розетку радиотрансляции и на аппаратуру, естеств.
    Результат. Смотрел потом на макушке антенны : зачищенное от краски и ржавчины место вокруг изолятора антенны, сгорели предохранители сети (щиток в коридоре), сгорели резисторы в абонентской коробке р-трансляции, след от разряда на трубе. Аппаратура цела, все живы.
    Расстояния пробоя — больше полуметра.
    Наверху — станок стоял на раме, а она крепилась к закладкам блоков. С шиной по контуру здания не было соединения.
    Тоже запомнил навсегда.
    Потом, при ремонте — замене стояков отопления, на трубу приварил болт М8 прямо около аппаратуры, к нему шина, на неё всю аппаратуру.
    Мож. потому и живой ещё
    73!