Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT
При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.
Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается.
Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.
Виды систем искусственного заземления
Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК).
- T — заземление.
- N — подключение к нейтрали.
- I — изолирование.
- C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
- S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.
В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.
1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)
Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:
- N — функциональный «ноль»;
- PE — защитный «ноль»;
- PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.
Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется.
Система заземления TN-C
Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..
Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют.
Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.
В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.
Система TN-S
Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века.
При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.
В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.
Система TN-C-S
С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C.
Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.
Система заземления TT
При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN.
Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.
Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.
2. Системы с изолированной нейтралью
Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков.
Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.
Система IT
Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.
Надежное заземление — гарантия безопасности
Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.
Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное — жизнь человека.
Смотрите также:
Смотрите также:
Заземление и зануление электроустановок: виды, достоинства и недостатки
Любая электроустановка состоит не только из проводников электрического тока. Они помещаются в корпуса и оболочки, закрыты кожухами. Между токоведущими частями корпусами, в которых они находятся или на которых расположены, размещаются изоляционные материалы.
Все изоляторы подвержены способности повреждаться. При этом они теряют свои свойства и начинают проводить электрический ток. Потенциал рабочих частей электроустановки, находящихся под напряжением, проникает через место повреждения на токопроводящие корпуса и оболочки. При прикосновении к ним человека последний получает опасный для жизни удар электрическим током.
Способы защиты от опасных потенциалов
Ситуацию с повреждением междуфазной изоляции электрооборудования мгновенно пресекают защитные устройства: автоматические выключатели или предохранители.
Но она лишь косвенно представляет опасность для человека.
Опаснее для людей как раз однофазное замыкание, в результате которого корпуса электродвигателей, электрошкафов, кабельных конструкций оказываются под напряжением.
Чтобы исключить риск поражения электротоком, нужно, чтобы при попадании напряжения на корпус произошло гарантированное короткое замыкание и потенциал на корпусе был максимально снижен.
Первое защитное действие достигается созданием цепи между корпусом и заземленной нейтралью электроустановки. При замыкании возникает ток, достаточно большой для срабатывания тех же защитных аппаратов, работающих при междуфазных замыканиях. Это называется защитным отключением.
Для реализации второго метода всем потенциально опасным металлическим частям электрооборудования придают потенциал земли. Делается это преднамеренным их соединением с заземляющим устройством. Мероприятие носит название – защитное заземление.
Системы заземления электроустановок до 1000 В получили в 7-м издании ПУЭ классификацию. Рассмотрим эти системы по очереди.
Система заземления TN-C
В этой конструкции нет ничего нового. Она была такой долгие годы.
Для питания потребителей в ней используется 4 провода. Три из них – фазные, один – нулевой. По последнему протекает рабочий ток нагрузки. Но он же используется и для реализации защитных целей, соединяясь с контуром заземления нейтрали силового трансформатора, питающего электроустановки. К нему же присоединяются и корпуса электрооборудования. Называется он проводником PEN. Из-за того, что в нем сочетаются функции защиты и транспортировки рабочего тока к месту назначения, он получил название «совмещенный проводник».
В итоге реализуются обе задачи: ток замыкания на землю высок – отключение поврежденного участка происходит достаточно быстро.
К тому же при повреждении малое сопротивление PEN-проводника шунтирует тело прикоснувшегося к корпусу человека, имеющее сопротивление порядка килоома. Большая часть тока стекает в землю.
Но по PEN-проводнику протекает рабочий ток нагрузки. Контактные соединения от этого могут нарушиться, соединение – стать ненадежными или прерваться вовсе.
Так исчезает столь необходимая связь с заземляющим устройством.
Даже, если имеется повторное заземление PEN-проводника на вводе в здание.
Мало того, наличие тока в этом проводнике приводит к возникновению потенциала, увеличивающегося по мере удаления от точки связи с контуром заземления.
А при обрыве проводника PEN картина и вовсе ужасающая. Потенциал на корпусах за местом обрыва может теоретически достигнуть и 220 В.
Добавим ко всему этому технологически трудную реализацию соединения корпусов некоторых электроприемников с PEN. Как заземлить корпус электроплитки, подключаемой к сети через розетку?
Развитие бытовых электроприборов, требующих применения защитных мер по электробезопасности, привело к усовершенствованию системы TN-C.
Подробнее о системе TN-C можно почитать в отдельной статье.
Система заземления TN-S
Отличие от предыдущей рассмотренной системы заземления в том, что функции рабочего-нулевого и защитного проводника разделены в разных физических проводниках. Нулевой рабочий (N) – проводит ток нагрузки, нулевой защитный (РЕ) – подключается к контуру заземления.
В результате происходит полное избавление от потенциала на корпусах, появляющихся в «особо отдаленных районах» электрической сети, а также – при обрывах проводников. Максимум, что грозит при отсутствии целостности проводника РЕ – отсутствие защиты. Но оборваться у него шансов немного – ток-то по нему не протекает, с чего бы вдруг потеряться выполненным по всем электрическим правилам контактным соединениям?
Поскольку сечение РЕ-проводников в составе кабельных линий обычно оказывается равным сечению фазных, упростилась задача присоединить их к корпусам любого электрооборудования.
Даже к заземляющему контакту розетки. Что позволило распространить защитные меры безопасности на все бытовые электроприборы: на ту же электроплитку, в частности.
Правда, в силовые кабельные линии добавилась лишняя жила. Ну что же – за безопасность надо платить.
Все вновь монтируемые электроустановки теперь, как правило, выполняются по этой системе заземления.
Подробнеео системе TN-S можно почитать в отдельной статье.
Система заземления TN-C-S.
Существенной проблемой при реализации системы TN-S является то, что реконструкция электроустановок и строительство новых происходит зачастую без реконструкции самой трансформаторной подстанции. Обычно переделывается какая-то ее часть, начиная от распределительного щита на вводе до последнего потребителя. До этого щитка система заземления неизбежно сохраняет старую конструкцию.
Эта проблема заранее решена тем же самым пунктом ПУЭ, описывающим переходной вариант системы заземления, обозначенный, как TN-C-S.
В нем нетронутая реконструкцией часть электроустановки вполне себе официально не меняет своей структуры, оставаясь то же TN-C. А вот с некоторой точки распределительная сеть выполняется по новым правилам.
Суть в разделении проводника PEN на два: рабочий и защитный.
Выполняется это во вводном распределительном устройстве. В нем устанавливается две распределительных шинки: N и РЕ. Проводник PEN в обязательном порядке присоединяется к РЕ, а между самими шинками монтируется перемычка.
Подробнее о системе TN-C-S можно почитать в отдельной статье.
Почему к РЕ?
Если перемычка между шинами оборвется (этого нельзя исключать ни в коем случае), то при таком способе соединения нулевая рабочая шина потеряет связь с нейтралью электроустановки. При этом возможны тяжелые последствия для электрооборудования – но соединение с защитной шиной не пострадает, люди останутся в безопасности.
К тому же не заметить сей факт обрыва невозможно. Его сразу побегут искать.
При обратной же схеме коммутации обрыв перемычки заметят разве что при плановых измерениях целостности защитной цепи. А за это время люди останутся без защиты – корпуса «повиснут в воздухе». Хорошо бы, если так.
Предоставленная сама себе сеть из соединенных между собой защитных проводников таит не меньшую опасность, чем при обрыве PEN-проводника система TN-C.
Блоки питания бытовой аппаратуры (компьютеров или стиральных машин, к примеру) и полупроводниковые ПРА люминесцентных ламп при отсутствии соединения их корпусов с заземляющим устройством выдают на них потенциал порядка 110 В через конденсаторы входного помехоподавляющего фильтра блока питания. Он распространяется по всей сети, появляясь на прочих металлических частях, соединенных с РЕ-проводником.
Не стоит забывать о том, что эта система унаследовала от TN-C ее главные недостатки: потенциал на PEN-проводнике и опасные напряжения на нем при его обрыве. Главный метод борьбы с ними – собственный контур повторного заземления, вывод от которого присоединяется к шине РЕ вводного щитка.
Но есть и другие системы заземления, использующиеся в частных случаях для защиты людей.
Система заземления ТТ
В предыдущих системах все заземляющие устройства соединяются в единую цепь проводниками PEN или (и) РЕ. В системе ТТ потребитель имеет свой собственный контур заземления, не связанной с проводником PEN питающей линии. Все его электрооборудование связано с этим контуром проводниками РЕ.
Таким образом, исчезают проблемы с возможным обрывом питающего потребителя PEN- проводника. Он используется как нулевой рабочий и никак не связан с корпусами.
Защита с помощью предохранителей и автоматических выключателей у потребителя работает только на устранение междуфазных замыканий, а также – между фазой и нулевым проводником.
Мерой же для защитного отключения служит обязательная установка УЗО у потребителя.
Внедрение этого метода заземления имеет показания к применению и при большой протяженности питающих линий, когда повышенное сопротивление петли фаза-нуль не позволяет произвести защитное отключение в нормируемое время.
Подробнеео системе TT можно почитать в отдельной статье.
Система заземления IT
А здесь нулевой проводник отсутствует вовсе, так как эта система – с изолированной нейтралью. Подключение нагрузки возможно только на линейные напряжения сети.
Ничего опасного для потребителя при возникновении повреждения одной фазы на корпус не происходит. Ток замыкания на землю ничтожен и не принесет организму особого вреда.
А для ликвидации опасных по величине токов все линии защищают УЗО в обязательном порядке.
Но для фиксации замыканий на землю в таких сетях устанавливаются специальные элементы – реле утечки. При его срабатывании повреждение требуется активно поискать. А при возникновении второго замыкания участок сети с повреждением подлежит немедленному отключению.
определение, в чем разница, видео
На чтение 5 мин. Просмотров 2.
2k. Опубликовано
Любая действующая система энергоснабжения должна гарантировать высокий уровень безопасности при работе с подключённым к ней оборудованием. Для чего в её составе предусматривается специальная конструкция (она называется заземляющим устройством или ЗУ). Благодаря этому, высокий потенциал в аварийной ситуации снижается до безопасного уровня. В отсутствии условий получения эффекта от заземлителя допускается применение защитного зануления, которое может рассматриваться как заземление на ноль.
Понятие зануления
Схема подсоединения потребителя к типовой трёхфазной сетиСогласно ПУЭ оно рассматривается как преднамеренное соединение металлического корпуса электроприбора с нейтралью питающей сети для предупреждения поражения человека опасным напряжением. Чтобы лучше понять, что это такое зануление – сначала нужно разобраться со схемой подсоединения потребителя к типовой трёхфазной сети или подключения 380 вольт (фото справа).
Из неё следует, что каждая фаза подключается к нагрузке через защитное устройство (автомат А1 или предохранитель).
Принцип действия такой схемы состоит в следующем:
- При замыкании фазы «В» на корпус К1 электроустановки (из-за износа изоляции, например) за счёт соединения с рабочим нулём PEN ток Iкз короткого замыкания в цепи возрастает.
- В результате срабатывает автомат А1, отключающий эту фазу от нагрузки.
Таким образом, идея зануления с помощью провода ЗП1 состоит в том, чтобы превратить попадание одной фазы на корпус электроприбора в простейшее короткое замыкание на шину PEN или N.
Чем отличается заземление от зануления
Для того чтобы понять, чем же отличается заземление от зануления – потребуется вспомнить, что представляет собой первое из сравниваемых понятий. Известно, что
защита заземлением – это преднамеренное соединение корпуса оборудования, которое вследствие пробоя изоляции может оказаться под высоким напряжением, с простой металлической конструкцией, погруженной в землю (фото слева).
Такое сооружение называется заземляющим контуром (ЗК), наличие которого на любом объекте обеспечивает высокий уровень необходимой защиты.
При рассмотрении, в чем разница заземления и зануления необходимо учитывать следующие их особенности:
- Для того чтобы заземлить от нуля корпус оборудования потребуется специальный контур, в то время как для обустройства зануляющей цепи в нём нет необходимости.
- В системе заземления предусматривается отдельный провод, соединяющий защищаемую конструкцию с ЗУ (при этом проводник зануления пробрасывается из той же точки, но только до входной шины).
- При замыкании через ноль безопасность обеспечивается отключением данной фазы от питающей сети, тогда как при заземлении опасное напряжение снижается до минимального уровня.
В многоквартирных домах условия для обустройства надёжной «земли», как правило, отсутствуют. Именно поэтому в городских квартирах зануление – единственно возможный вариант защиты от опасного потенциала (наряду с нередко используемым УЗО).
Обратите внимание: Все эти способы защиты обеспечивают гарантированное отключение питающей цепи от нагрузки или снижения потенциала на ней.
Разница между заземлением и занулением проявляется в том, что в первом случае отключение питающей цепи происходит за счет стекания опасного тока в землю, а во втором – в результате превышения токовой уставки в автомате. В УЗО, по определению, защита срабатывает из-за появления утечек через тело человека, прикоснувшегося к корпусу неисправного оборудования.
Схема заземления и зануленияЧто надёжнее
Сравнивая заземление и зануление по надежности и ответить на вопрос что лучше, необходимо исходить из их назначения, а также из следующих соображений:
- Эффективность каждого из этих видов защиты зависит от конкретных условий их применения.
- В соответствии с требованиями ПУЭ зануление применяется лишь в тех случаях, когда нет возможности сделать качественное заземление (этим они и отличаются, по сути).
- Поскольку скорость срабатывания включенного в фазную цепь автомата или предохранителя не очень высока – зануление считается менее надежным, чем мгновенно срабатывающее УЗО или работающее постоянно заземление.
Еще одним существенным отличием заземления от зануления, заметно снижающим надежность последнего, является зависимость аварийного тока от точки пробоя изоляции на корпус устройства. Если это случается, например в самом начале обмотки электродвигателя, то ток в цепи будет максимальным и защита сработает чётко.
Схема работы системы зануления при пробое изоляции (рисунок слева). Схема поражения человека электрическим током без системы зануления и заземления (рисунок справа)В случае, когда пробой изоляции окажется ближе к нулевому рабочему проводнику – разность напряжений между точкой замыкания и проводом PEN окажется равной нулю. Вследствие этого оно может не сработать совсем. Именно поэтому защитное зануление используется чаще всего как вынужденная мера, к которой прибегают в отсутствии возможности обустроить надежное заземление (в многоквартирных домах старой застройки, например).
При рассмотрении вопроса о том, как сделать защиту в частном доме, последний решается намного проще. В данном случае все условия для обустройства полноценного заземления электроустановок и электроприборов налицо, защитный контур можно сделать под окном в огороде, например. Последующие действия сводятся к простому соединению ЗК посредством толстого медного проводника с главной заземляющей шиной вводного щитка.
В заключение отметим, что заземление и зануление – это различные подходы к одному и тому же техническому решению, обеспечивающему надежную защиту человека от поражения электрическим током. Выбор того, что лучше, зависит от целого ряда причин, определяемых условиями эксплуатации защищаемого оборудования, а также от преследуемых целей.
Предлагаем Вам ознакомиться с видео о том, чем отличается заземление от зануления.
Заземление и зануление электроустановок | Electricdom.ru
Заземление электроустановки — преднамеренное электрическое соединение ее корпуса с заземляющим устройством.
Заземление электроустановок бывает двух типов: защитное заземление и зануление, которые имеют одно и тоже назначение — защитить человека
от поражения электрическим током, если он прикоснулся к корпусу элекроустановки или других ее частей, которые оказались под напряжением.
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством с целью обеспечения электробезопасности. Предназначено для защиты человека от прикосновения к корпусу электроустаноувки или других ее частей, оказавшихся под напряжением. Чем ниже сопротивление заземляющего устройства, тем лучше. Чтобы воспользоваться преимуществами заземления, надо купить розетки с заземляющим контактом.
В случае возникновения пробоя изоляции между фазой и корпусом электроустановки корпус ее может оказаться под напряжением. Если к корпусу в это время прикоснулся человек — ток, проходящий через человека, не представляет опасности, потому что его основная часть потечет по защитному заземлению, которое обладает очень низким сопротивлением. Защитное заземление состоит из заземлителя и заземляющих проводников.
Есть два вида заземлителей – естественные и искусственные.
К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединенные с землей.
В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединенных друг с другом стальными полосами или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.
Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество искусcтвенных заземлителей.
Зануление — преднамеренное электрическое соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением с глухо заземленной нейтралью с нулевым проводом. Это приводит к тому, что замыкание любой из фаз на корпус электроустановки превращается в короткое замыкание этой фазы с нулевым проводом. Ток в этом случае возникает значительно больший, чем при использовании защитного заземления. Быстрое и полное отключение поврежденного оборудования — основное назначение зануления.
Различают нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник.
Нулевой рабочий проводник служит для питания электроустановок и имеет одинаковую с другими проводами изоляцию и достаточное сечение для прохождения рабочего тока.
Нулевой защитный проводник служит для создания кратковременного тока короткого замыкания для срабатывания защиты и быстрого отключения
поврежденной электроустановки от питающей сети. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок и нулевые провода, не имеющие предохранителей и выключателей.
Обозначения системы заземления
Cистемы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.
Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:
T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй.
I — все токоведущие части изолированы от земли.
Вторая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:
T — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй.
N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.
Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:
C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.
S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.
Основные системы заземления
1. Система заземления TN-C
К системе TN-C относятся трехфазные четырехпроводные (три фазных проводника и PEN- проводник, совмещающий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников) и однофазные двухпроводные (фазный и нулевой рабочий проводники) сети зданий старой постройки. Эта система простая и дешевая, но она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.
2. Система заземления TN-C-S
В настоящее время применение системы TN-C на вновь строящихся и реконструируемых объектах не допускается. При эксплуатации системы TN-C в
здании старой постройки, предназначенном для размещения компьютерной техники и телекоммуникаций, необходимо обеспечить переход от системы TN-C к системе TN-S (TN-C-S).
Система TN-C-S характерна для реконструируемых сетей, в которых нулевой рабочий и защитный проводники объединены только в части схемы, во вводном устройстве электроустановки (например, вводном квартирном щитке). Во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник PEN разделен на нулевой защитный проводник PE и нулевой рабочий проводник N. При этом нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми токопроводящими частями электроустановки. Система TN-C-S является перспективной для нашей страны, позволяет обеспечить высокий уровень электробезопасности при относительно небольших затратах.
3. Система заземления TN-S
В системе TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники проложены отдельно. С подстанции приходит пяти жильный кабель. Все открытые проводящие части электроустановки соединены отдельным нулевым защитным проводником PE. Такая схема исключает обратные токи в проводнике РЕ, что снижает риск возникновения электромагнитных помех. Хорошим вариантом для минимизации помех является пристроенная трансформаторная подстанция (ТП), что позволяет обеспечить минимальную длину проводника от ввода кабелей электроснабжения до главного заземляющего зажима. Система TN-S при наличии пристроенной подстанции не требует повторного заземления, так как на этой подстанции имеется основной заземлитель. Такая система широко распространена в Европе.
4. Система заземления TT
В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически не зависимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.
5. Система заземления IT
В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на корпус или на землю в будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного оборудования. Такая система используется, как правило, в электроустановках зданий, к которым предъявляются повышенные требования по безопасности.
Схема контурного заземления
1. Заземлители
2. Заземляющие проводники
3. Заземляемое оборудование
4. Производственное здание.
Пример схемы заземления дома
1. Водонагреватель
2. Заземлитель молниезащиты
3. Металлические трубы
водопровода, канализации, газа
4. Главная заземляющая шина
5. Естественный заземлитель (арматура фундамента здания)
Меры для защиты от поражения электрическим током
Для защиты человека от поражения электрическим током применяют защитные средства — резиновые перчатки, инструмент с изолированными ручками,
резиновые боты , резиновые коврики, предупредительные плакаты.
Контроль изоляции проводов
Для предупреждения несчастных случаев от поражения электрическим током необходимо контролировать состояние изоляции проводов электроустановок. Состояние изоляции проводов проверяют в новых установках, после реконструкции, модернизации, длительного перерыва в работе.
Профилактический контроль изоляции проводов проводят не реже 1 раза в 3 года. Сопротивление изоляции проводов измеряют мегаомметрами на номинальное напряжение 1000 В на участках при снятых плавких вставках и при выключенных токоприемниках между каждым фазным проводом и нулевым рабочим проводом и между каждыми двумя проводами. Сопротивление изоляции должно быть не меньше 0,5 Мом.
Заземление и зануление в чем разница между ними?
Основное требование эксплуатации бытовых приборов – безопасность. Особенно это относится к приборам, контактирующими с водой. Даже самый малый дефект в электрической проводке внутри аппаратов становится опасным. Прожог изоляции проводов, пробивка между витками электродвигателей или пробивка изоляции нагревательных элементов, все это становится причинами перехода электрического потенциала на корпусы аппаратов. Соприкасаясь с ними, человек получает удар электрическим током. Поэтому стоит позаботиться о том, чтобы в таких ситуациях бытовой прибор не представлял опасности. Для этого существует два способа: заземление и зануление – в чем разница между ними?
Заземление
Что такое заземление – это контур, который соединят бытовые приборы через розетки с землей. Это самый действенный вариант обезопасить себя от удара тока. Можно спокойно прикасаться к металлическим деталям корпуса, не получив при этом неприятных ощущений.
Самое важное, чтобы заземляющий контур имел минимальный показатель сопротивления. Вот почему его собирают из стальных или медных элементов. Меньшее сопротивление дает возможность через проводник пропустить ток большего значения. А сила тока короткого замыкания зависит от мощности прибора (зависимость прямая) и сопротивления проводника (зависимость обратная). То есть, чем больше мощность и меньше сопротивления, тем большей силы ток может пройти по заземляющему элементу.
Часть контура закапывается в грунт рядом с домом, вторая часть – это проводники, соединяющиеся между собой через распределительный щит. Обе части соединяются на улице методом сварки.
Есть еще одно отличие, которая разделяет между собой защитное заземление и зануление. Это толщина проводников, минимальный размер которых составляет 10 мм² для медного провода или 6-8 мм² для стального. При таких величинах можно не бояться появления в сети тока большой силы, который возникает при замыкании внутри агрегатов большой мощности. К примеру, в бойлере (до 6 кВт) или в стиральной машинке (до 2 кВт).
Схема подключения заземления отличается от схемы зануления. В ней присутствует три провода, которые подводятся к розетке: фаза, ноль и земля. При этом конструкция новых розеток и вилок сделана таким образом, чтобы еще до коммутации фазы и нуля в них первыми подключились контакты заземления. Они же при вынимании вилки из розетки отключаются последними. Это уже обеспечивает безопасность. Теперь перейдем конкретно к рассмотрению вопроса: разница между заземлением и занулением.
Зануление
В электрической разводке, собранной по схеме зануления, также присутствуют три провода. Но контакты земля соединены напрямую с нулевыми контактами в распределительном щите. При этом получается, что заземляющий провод и есть нулевой. В системе TN-C, которая присутствует во всех старых домах, подводка к розеткам состоит из двух проводов: фаза и ноль.
Внимание! При установке современной розетки с контактом земля, многие электрики ставят перемычку между нулевым контактом и заземляющим. Это тоже является занулением и конечно, отличается от заземления. Главное, так делать нельзя!
Все дело в том, что нейтраль трансформатора, проведенная по нулевому проводу до распределительного щита, является заземляющим проводником. Именно от названия нулевого провода и названа зануляющая система. Оптимально, если провод PE будет проведен от розетки прямо к распределительному щиту. Если делать перемычку внутри розетки, то при обрыве нулевого проводника N оборвется и заземляющая сеть. Поэтому использовать эту схему категорически запрещается.
В чем минус этого способа. В распределительном щите на фазный контур устанавливается автомат, который отключается при появлении короткого замыкания. Но все дело в том, что это устройство реагирует на силу тока, которая определяется характеристиками вставки внутри автомата. К примеру, на панели может быть указан показатель – 16 А. То есть, он будет реагировать именно на эту силу тока или большую. Все, что меньше данного значения, легко проскакивает, и автомат на это не реагирует. Он не будет разрывать цепь, к примеру, если сила тока короткого замыкания равна 10 амперам. А это величина, которая может нанести увечья человеку. При включенном автомате на металлическом корпусе бытового прибора образуется большой потенциал напряжения.
Основное отличие
Чем отличается заземление от зануления в чисто защитных действиях? Чему отдать предпочтение: занулению или заземлению?Оба варианта являются заземляющими. Но в системе зануления используется нулевой проводник, который соединяет распределительный щит в доме с контуром заземления, расположенного на подстанции. По сути, получается так, что нейтраль трансформатора подключается напрямую с землей внутри подстанции. При этом от нее отходит один провод – он же нулевой и заземляющий, поэтому имеет обозначение «PEN». В распределительный щит входят два провода: фаза и ноль PEN. Заземляющий провод (PE), проведенный до розеток, соединяется с нулевым PEN в распределительном щитке. То есть, выходящие из дома ноль (N) и земля (PE) соединяются в один проводник PEN, который тянется до трансформатора.
В системе заземления к заземляющей конструкции в подстанции подводится два проводника: ноль (N) и земля (PE). То есть, до распределительного щита идет три провода: фаза, ноль и земля. Этим же количеством они входят в дом и доводятся до розеток. При такой схеме происходит выравнивание потенциалов напряжения между фазой и заземляющим проводником, когда появляется короткое замыкание.
Если сказать короче, то заземление и зануление отличаются между собой так:
- защита человека от напряжения на металлическом корпусе бытового прибора при зануляющей схеме спасает автомат, который разрывает питающую цепь;
- заземляющая схема – это защита с помощью снижения потенциала напряжения на корпусе прибора, за счет отвода тока в грунт.
И хотя задачи обе системы выполняют одну – защита человека, но обеспечивают они эту защиту по-разному.
Теперь, что касается области применения той или иной защиты. В электроустановках, которые работают от напряжения до 1000 вольт, используются пять заземляющих систем: TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT. Зануление используется в трех первых. Заземление в двух последних.
То есть, зануление соединяется с нейтралью трансформатора или отдельным проводником, или совмещенным с нулевым. Заземляющая разводка сооружается, как отдельно собранная конструкция рядом с домом, она носит аббревиатуру TT. При этом проводник PE никак не связан с проводником PEN.
Разводка IT – это схема с изолированной нейтралью. То есть, в трансформаторной подстанции нейтраль не соединена с заземляющим контуром. От нее отходит нулевой проводник N, который протягивается до распределительного щита в доме. А вот с заземлением напрямую соединяется заземляющий проводник PE, который соединяет этот контур с распределительным ящиком. В этом случае, как и при системе TT, можно установить заземляющую конструкцию около дома, собрав его своими руками. Что даст возможность не тянуть далеко проводник PE. На сегодняшний день это самый идеальный вариант.
Итак, подводя итог разбора: заземление или зануление, отметим, что первую схему лучше всего использовать в частных домах путем установки заземляющей конструкции, вторую в городских квартирах. Тем более, при строительстве многоквартирного дома раньше использовалась схема TN-C, сегодня TN-C-S.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Что такое защитное зануление — схема и принцип работы
Зануление представляет собой специальное подключение открытых металлических частей электрооборудования (электроустановок) к нейтрали. Это относится к металлическим не токоведущим частям оборудования, которые в нормальном (рабочем) режиме не находятся (и не должны находиться) под напряжением. Нейтраль, с которой происходит соединение, должна быть глухо заземлена.
В трёхфазных электрических сетях – это нейтраль генератора или силового трансформатора, в однофазной сети – это глухозаземлённый вывод источника питания.
Нулевым защитным проводником (не путать с нулевым рабочим проводником) является такой проводник, который соединяет металлические занулённые части электрооборудования с глухозаземлённой нейтралью, идущей от генератора или питающего силового трансформатора.
Цель защитного зануления – обеспечить электрическую безопасность в случае короткого замыкания на металлический корпус электрооборудования или электроустановки.
Принцип зануления
Защитное зануление работает следующим образом. Если при поданном электрическом питании происходит попадание фазы (случайное попадание или пробой изоляции фазного проводника) на металлический корпус с занулением, то возникает короткое замыкание, резко увеличивается значение электрического тока и срабатывает аппарат защиты (автоматический выключатель) или перегорает плавкая вставка защитного предохранителя, тем самым обесточивая электрооборудование или электроустановку.
Сопротивление защитного нулевого проводника должно быть очень низким. Это необходимо для того, чтобы обеспечить уровень тока короткого замыкания, достаточный для действия защиты. Т.е. значение тока к.з. должно быть достаточным для того, чтобы сработал защитный аппарат.
Если электрооборудование просто заземлить, то, например, в случае пробоя фазы на корпус ток короткого замыкания может быть недостаточным для того, чтобы сработал автоматический выключатель или перегорела плавкая вставка предохранителя.
Ввиду того, что нейтраль заземлена на генераторе или трансформаторе, благодаря защитному занулению обеспечивается достаточно малое напряжение прикосновения на корпусе. Т.е. защитное зануление можно считать своего рода разновидностью заземления.
Видео — Зануление и заземление — в чем разница?
Схемы защитного зануления
Существует несколько схем, по которым выполняется защитное зануление.
Система TN-C
Достаточно простая система, по которой выполняется защитное зануление. В ней нулевой проводник N и защитный проводник PE по всей длине объединены в один общий проводник PEN. Для реализации защитного зануления по системе TN-C необходимо соблюдать очень высокие требования к системе уравнивания потенциалов, а также к размеру поперечного сечения совмещённого PEN-проводника.
Зануление по системе TN-C применяется в трёхфазных электрических сетях, а в однофазных сетях такое зануление категорически запрещено.
Система TN-C-S
Данная система представляет собой соединённые N и PE проводники в части сети, начиная от электрического источника питания. По данной системе допускается зануление электрооборудования в однофазных сетях.
Область применения защитного зануления
Защитное зануление применяется в однофазных и трёхфазных сетях переменного тока до 1кВ. Сеть должна быть с глухозаземлённой нейтралью.
Проверка эффективности защитного зануления
Суть защитного зануления заключается в том, чтобы в случае короткого замыкания фазы на корпус электрооборудования произошло автоматическое отключение повреждённого участка цепи. Для того чтобы проверить на сколько эффективно выполнено защитное зануление, необходимо измерить сопротивление петли фаза-ноль в самой удалённой от источника питания точке. Это позволит определить, сработает ли аппарат защиты в случае однофазного к.з. на корпус.
Сопротивление петли фаза-ноль измеряется при помощи специальных измерительных приборов. Приборы для измерения петли фаза-ноль имеют два щупа. При измерении один щуп подключается к действующей фазе, а второй – к занулённой части электрооборудования.
В результате замера выясняется значение сопротивления петли фаза-ноль. Зная величину измеренного сопротивления и значение питающего напряжения, по формуле закона Ома для участка цепи можно рассчитать ток однофазного короткого замыкания, расчётное значение которого должно быть больше (или равно) тока срабатывания защитного устройства.
Допустим, для защиты цепи от токовых перегрузок и от коротких замыканий установлен автоматический выключатель, ток мгновенного срабатывания которого равен 100А. Измеренное значение сопротивления петли фаза-ноль равно 2 Ом, фазное напряжение в сети равно стандартному значению 220В.
Рассчитываем значение тока однофазного короткого замыкания. По закону Ома I = U/R = 220В/2Ом = 110А.
Т.к. расчётный ток к.з. больше чем ток мгновенного срабатывания (отсечки) автоматического выключателя, то защитное зануление будет эффективным. Если бы расчетный ток к.з. получился меньше тока мгновенного срабатывания автомата, то для эффективности защитного зануления пришлось бы или менять автоматический выключатель на устройство с меньшим током срабатывания, или искать решение по уменьшению сопротивления петли фаза-ноль.
Очень часто в расчётах ток срабатывания автоматического выключателя умножается на так называемый коэффициент надёжности Кн или коэффициент запаса. Дело в том, что отсечка автомата не всегда соответствует указанному значению, т.е. может быть некоторая погрешность, для этого и вводится в расчёты указанный коэффициент. Для старых автоматов Кн может равняться, например, 1,25 или 1,4. Для новых современных автоматов он может быть равен 1,1. Это связано с тем, что новые аппараты защиты работают более точно.
Защитное зануление. Работа и устройство. Применение и особенности
Во всем мире используется защита, основанная на соединении нетоковедущих проводящих частей оборудования с землей и заземленной нейтралью источника. В России эта система называется защитное зануление. Защитное действие этой системы основано на принципе достижения нулевого напряжения на корпусе прибора, за счет многократного заземления и соединения нетоковедущих частей с нейтралью источника.
Несмотря на ряд недостатков, зануление продолжает служить основным электрозащитным средством во всем мире. Открытые части установки соединяют отдельным нулевым защитным проводником.
Зануление – соединение металлических частей электрооборудования с нулевым защитным проводом. Зануление служит мерой защиты от случайного попадания под напряжение.
Защитное зануление рассчитано на случай короткого замыкания. Распределение нагрузки на предприятии осуществляется равномерно, нулевой провод исполняет функции защиты. Ноль соединяется с корпусом электродвигателя. Когда происходит короткое замыкание, то возникает напряжение на корпусе электродвигателя.
При этом происходит срабатывание автоматического выключателя. При применении заземляющей шины промышленные электроустановки соединяются.
Принцип действия
Замыкание случается при касании подключенного к напряжению фазного провода на корпус прибора, который соединен с нулем. Возникает большая сила тока, срабатывают аппараты защиты, отключающие питание неисправного прибора.
Время срабатывания защиты и отключения неисправной линии по правилам не должно быть более 0,4 секунды. Для зануления можно применить третью неиспользуемую жилу в кабеле для 1-фазной сети питания.
Фаза и ноль должны быть с небольшой величиной сопротивления. Только тогда аппарат защиты отключит напряжение в установленное время. Чтобы было хорошее зануление необходимо обеспечить качественные контакты соединений.
Защитное зануление дает возможность создать быстрое выключение от сети неисправного питания. Вероятность удара током человека практически исчезает. Зануление считается одним из видов заземления.
Порядок зануленияЗануление для защиты в доме начинается с нейтрали, соединенной с заземленной нейтралью трансформатора.
Нейтраль с 3-фазной линией приходит в здание дома в шкаф ввода. Далее, она разветвляется по щиткам на разных этажах. От нее используется рабочий ноль, образующий 1-фазное напряжение. Ноль имеет название рабочего, так как он применяется для работы.
Зануление для защиты создается отдельным нулем в щитке. Ноль соединен с заземленной нейтралью. Нужно знать, что в схеме соединения ноля с нейтралью не должно быть аппаратов коммутации (рубильников, автоматов).
Как известно в цепях трехфазного переменного напряжения обмотка трансформатора может соединяться в треугольник и в звезду. Рассмотрим звезду. Звезда имеет нулевую точку, или нейтраль. Это та точка, в которой сумма всех трех напряжений сети будет равна нулю.
При такой схеме трансформатора могут быть две возможные схемы. Схема с изолированной нейтралью показана на нашем рисунке. Такая схема обычно используется при работе трехфазных систем, а также однофазных систем, но используется именно изолированная нейтраль.
Также есть еще глухозаземленная нейтраль.
Нейтраль трансформатора соединяется с землей. Эта схема может быть использована не только для работы в трехфазной или однофазной системе, но также для защитного зануления.
Схема состоит из переменного источника напряжения 220 В, его датчика напряжения, нагрузки, сопротивления, которое в нормальном состоянии отключено. Но когда возникает пробой изоляции при выполнении неправильного монтажа, на корпусе появляется напряжение. Измерим напряжение на нагрузке относительно земли. Рассмотрим схему на базе однофазного источника напряжения.
Мы заземляем нулевую точку. Делаем имитацию пробоя изоляции на корпус. На корпусе установилось напряжение, которое будет равно напряжению источника. При таком состоянии если прикоснуться к корпусу, то человека ударит током. Как избежать этой ситуации? Все очень просто. Используют схему защитного зануления, а именно, корпус соединяют с глухозаземленной нейтралью трансформатора. Напряжение на корпусе становится равным нулю.
Почему опасно защитное зануление в квартиреЕго используют для защиты людей и животных от поражения электрическим током, а также для срабатывания защитной аппаратуры в случае возникновения утечки тока на землю. Возникает вопрос: если мы используем глухозаземленную нейтраль, то можно соединить точку защитного заземления с нейтралью?
Этого делать нельзя. По правилам это запрещено. Если при выполнении монтажных работ будут перепутаны местами фаза и ноль, а мы поставим перемычку для соединения заземления с нейтралью, получим следующую неприятную ситуацию. При подключении устройства к сети, корпус оказывается под напряжением относительно земли. Как гласит ПУЭ использование нулевого рабочего проводника в качестве защитного зануления категорически запрещено.
Для защитного зануления отводится специальная шина, которая будет соединена с заземляющим устройством или с глухозаземленной нейтралью. Все заземляющие провода подключаются к этой шине параллельно. Поэтому, не нужно ставить перемычки. А перед тем, как реализовывать защитное заземление или зануление нужно ознакомиться с правилами.
Некоторые специалисты делают заземление приборов перемычкой клеммы ноля в розетке на контакт защиты.
Такой способ запрещен.На входе в квартиру устанавливают аппарат, служащий для подключения питания сети. Это может быть пакетный выключатель или автомат. Опасность самодельного заземления с помощью перемычки в том, что корпус устройства, подключенного к этой розетке, в случае повреждения изоляции нуля станет доступным напряжению фазы. А если оборвется провод нуля, то работа прибора прекратится. Возникнет ложная видимость провода, как обесточенного. Это опасно для жизни.
Такая розетка сделает много неприятностей, если в нее запитать стиральную машину. Если отгорит ноль, то стиральная машина может убить человека в случае прикосновения к ней.
Если человек принимает душ из электрического водонагревателя, а в это время нулевой провод в розетке отсоединится, то человека ударит током. Такое зануление очень опасно выполнять в квартире.
Применение зануленияПрименяется в электроустановках до 1 кВ в:
- Сетях постоянного тока со средней точкой заземления.
- 1-фазных сетях с заземленным выводом.
- 3-фазных сетях с заземленным нулем.
Защитное зануление служит для защиты от удара током. Если внутри электроприбора повредилась изоляция и корпус прибора оказался под током, то отреагирует защита и отключит сеть питания.
Образование тока КЗ возникает, если произошло замыкание нулевого и фазного провода на зануленный корпус. Для скорейшего отключения устройства применяют автоматы, предохранители, магнитные пускатели с защитой от перегрева, контакторы с реле.
Похожие темы:
Учебное пособие по физике: Заземление — снятие заряда
В предыдущих трех разделах Урока 2 обсуждались три распространенных метода зарядки — заряд трением, заряд индукцией и заряд проводимостью. Обсуждение зарядки было бы неполным без обсуждения разряда . У объектов с избыточным зарядом — положительным или отрицательным — этот заряд можно удалить с помощью процесса, известного как заземление. Заземление — это процесс удаления избыточного заряда с объекта посредством передачи электронов между ним и другим объектом значительного размера.Когда заряженный объект заземлен, избыточный заряд уравновешивается переносом электронов между заряженным объектом и землей. Земля — это просто объект, который служит, казалось бы, бесконечным резервуаром электронов; Земля способна передавать электроны заряженному объекту или принимать электроны от заряженного объекта, чтобы нейтрализовать этот объект. В этом последнем разделе Урока 2 будет обсуждаться процесс заземления.
Заземление отрицательно заряженного объектаЧтобы начать обсуждение заземления, мы рассмотрим заземление отрицательно заряженного электроскопа.Любой отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов. Если нужно удалить заряд, ему придется потерять лишние электроны. Как только лишние электроны удалены из объекта, в объекте будет равное количество протонов и электронов, и он будет иметь баланс заряда. Чтобы удалить избыток электронов из отрицательно заряженного электроскопа, электроскоп должен быть подключен проводящим путем к другому объекту, который способен принимать эти электроны.Другой объект — земля. В типичных электростатических экспериментах и демонстрациях это делается простым прикосновением к электроскопу рукой. При контакте избыточные электроны покидают электроскоп и попадают в человека, который его касается. Эти избыточные электроны впоследствии распространяются по поверхности человека.
Этот процесс заземления работает, потому что избыточные электроны отталкивают друг друга. Как всегда, отталкивающее воздействие между одноименно заряженными электронами заставляет их искать средства пространственного разделения друг от друга.Это пространственное разделение достигается за счет перемещения к более крупному объекту, который дает большую площадь поверхности для распространения. Из-за относительного размера человека по сравнению с типичным электроскопом избыточные электроны (почти все они) способны уменьшить силы отталкивания, перемещаясь в человека (то есть на землю). Как и контактная зарядка, о которой говорилось ранее, заземление — это просто еще один пример разделения заряда между двумя объектами. Степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Таким образом, эффективная земля — это просто объект с достаточно значительным размером, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного заряда.
Заземление положительно заряженного объектаПредыдущее обсуждение описывает заземление отрицательно заряженного электроскопа. Электроны переносились с электроскопа на землю. Но что, если электроскоп заряжен положительно? Как перенос электрона позволяет нейтрализовать объект с избытком протонов? Чтобы исследовать эти вопросы, мы рассмотрим заземление положительно заряженного электроскопа.Положительно заряженный электроскоп должен получать электроны, чтобы получить равное количество протонов и электронов. Собирая электроны от земли , электроскоп будет иметь баланс заряда и, следовательно, будет нейтральным. Таким образом, заземление положительно заряженного электроскопа включает передачу электронов от земли в электроскоп. Этот процесс работает, потому что избыточный положительный заряд на электроскопе притягивает электроны от земли (в данном случае от человека).Хотя это может нарушить любой баланс заряда, присутствующий на человеке, значительно больший размер человека позволяет избыточному заряду отдаляться друг от друга. Как и в случае заземления отрицательно заряженного электроскопа, заземление положительно заряженного электроскопа включает разделение заряда. Избыточный положительный заряд распределяется между электроскопом и землей. И еще раз: степень, в которой объект готов разделить избыточный заряд, пропорциональна его размеру.Человек — эффективная почва, потому что у него достаточно размера, чтобы разделить подавляющее большинство избыточного положительного заряда.
Необходимость проведения путиЛюбой объект может быть заземлен при условии, что заряженные атомы этого объекта имеют проводящий путь между атомами и землей. Обычно в лаборатории приклеивают две соломинки к заряженной алюминиевой пластине. Одна соломка покрыта алюминиевой фольгой, а другая — голым пластиком.При прикосновении к соломке с алюминиевым покрытием алюминиевая пластина теряет заряд. Он заземлен за счет движения электронов от земли к алюминиевой пластине. При прикосновении к пластиковой соломке заземления не происходит. Пластик служит изолятором и предотвращает попадание электронов от земли к алюминиевой пластине. Заземление требует наличия проводящего пути между землей и заземляемым объектом. Электроны будут двигаться по этому пути.
Урок 2 этого раздела Класса физики был посвящен методам зарядки и разрядки объектов.Один из принципов, который постоянно возникал, заключался в соотношении силы и расстояния. Эта взаимосвязь будет исследована в Уроке 3.
Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы.По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.
1. Человек, стоящий на земле, касается положительно заряженной консервной банки. После этого поп может стать нейтральным. Поп может стать нейтральным во время этого процесса, потому что ______.
а. электроны переходят от баночки к человеку (земле)
г. электроны переходят от человека (земли) к банке
г. протоны переходят от баллончика к человеку (земле)
г.протоны переходят от человека (земли) к банке с взрывчаткой
2. Студент-физик, стоя на земле, касается разряженной пластиковой бейсбольной битой отрицательно заряженным электроскопом. Это вызовет ___.
а. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны вытекают из электроскопа.
г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку электроны попадают в электроскоп.
г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны выходят из электроскопа.
г. Электроскоп должен быть заземлен, поскольку протоны попадают в электроскоп.
e. бейсбольной битой, чтобы получить избыток протонов.
ф. абсолютно ничего (или очень мало) произойдет, так как пластиковая бита не проводит.
3. ИСТИНА или ЛОЖЬ :
Объект, который становится заземленным, получает нейтроны во время процесса заземления.
Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экология или экономия энергии
курсов.
Russell Bailey, P.E.
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.
, чтобы познакомить меня с новыми источниками
информации.»
Стивен Дедак, P.E.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были
.очень быстро отвечает на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова . Спасибо. «
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.
проеду по вашей компании
имя другим на работе. «
Roy Pfleiderer, P.E.
Нью-Йорк
«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с
с подробной информацией о Канзасе
Городская авария Хаятт.»
Майкл Морган, P.E.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
.информативно и полезно
на моей работе »
Вильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы
— лучшее, что я нашел ».
Russell Smith, P.E.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр
материал «.
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле
человек узнает больше
от отказов »
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.
способ обучения »
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя
студент для ознакомления с курсом
материалов до оплаты и
получает викторину «
Арвин Свангер, П.Е.
Вирджиния
«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и
получил много удовольствия «.
Мехди Рахими, П.Е.
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.
в режиме онлайн
курса.»
Уильям Валериоти, P.E.
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о
«.обсуждаемых тем ».
Майкл Райан, P.E.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую
всем инженерам »
Джеймс Шурелл, П.Е.
Огайо
«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и
не на основании каких-то неясных раздел
законов, которые не применяются
— «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.
организация.
Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,
а онлайн-формат был очень
доступный и простой
использовать. Большое спасибо ».
Патрисия Адамс, P.E.
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»
Joseph Frissora, P.E.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время
обзор текстового материала. Я
также оценил просмотр
фактических случаев предоставлено.
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.
испытание потребовало исследований в
документ но ответы были
в наличии »
Гарольд Катлер, П.Е.
Массачусетс
«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.
в транспортной инженерии, что мне нужно
для выполнения требований
Сертификат ВОМ.»
Джозеф Гилрой, P.E.
Иллинойс
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».
Ричард Роудс, P.E.
Мэриленд
«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
курса со скидкой.»
Кристина Николас, П.Е.
Нью-Йорк
«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще
курса. Процесс прост, и
намного эффективнее, чем
вынуждены путешествовать «.
Деннис Мейер, P.E.
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов
Инженеры получат блоки PDH
в любое время.Очень удобно »
Пол Абелла, P.E.
Аризона
«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало
время исследовать где к
получить мои кредиты от.
Кристен Фаррелл, P.E.
Висконсин
«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями
и графики; определенно делает это
проще поглотить все
теории.
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по
.мой собственный темп во время моего утро
метро
на работу.»
Клиффорд Гринблатт, П.Е.
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и сдать
викторина. Я бы очень рекомендовал
вам на любой PE, требующий
CE единиц. «
Марк Хардкасл, П.Е.
Миссури
«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»
Randall Dreiling, P.E.
Миссури
«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь
по ваш промо-адрес электронной почты который
пониженная цена
на 40%.
Конрадо Казем, П.E.
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».
Charles Fleischer, P.E.
Нью-Йорк
«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику.
кодов и Нью-Мексико
правил. «
Брун Гильберт, П.E.
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».
Дэвид Рейнольдс, P.E.
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng
при необходимости дополнительно
аттестат. «
Томас Каппеллин, П.E.
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали
мне то, за что я заплатил — много
оценено! «
Джефф Ханслик, P.E.
Оклахома
«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.
для инженера »
Майк Зайдл, П.E.
Небраска
«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими, а
хорошо организовано.
Glen Schwartz, P.E.
Нью-Джерси
«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —
.хороший справочный материал
для деревянного дизайна.
Брайан Адамс, П.E.
Миннесота
«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»
Роберт Велнер, P.E.
Нью-Йорк
«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование
Building курс и
очень рекомендую .»
Денис Солано, P.E.
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими.
хорошо подготовлены. «
Юджин Брэкбилл, P.E.
Коннектикут
«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на
.обзор везде и
всякий раз, когда.»
Тим Чиддикс, P.E.
Колорадо
«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, P.E.
Вирджиния
«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».
Тайрон Бааш, П.E.
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание
материала. Тщательно
и комплексное.
Майкл Тобин, P.E.
Аризона
«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс
поможет по моей линии
работ.»
Рики Хефлин, P.E.
Оклахома
«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».
Анджела Уотсон, P.E.
Монтана
«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».
Кеннет Пейдж, П.E.
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный
и отличное освежение ».
Luan Mane, P.E.
Conneticut
«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем
Вернись, чтобы пройти викторину «
Алекс Млсна, П.E.
Индиана
«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю
это вся информация, которую я могу
использование в реальных жизненных ситуациях .
Натали Дерингер, P.E.
Южная Дакота
«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог сделать
успешно завершено
курс.»
Ира Бродская, П.Е.
Нью-Джерси
«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а потом вернуться
и пройдите викторину. Очень
удобно а на моем
собственный график «
Майкл Глэдд, P.E.
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, П.Е.
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH
Сертификат . Спасибо за создание
процесс простой ».
Фред Шейбе, P.E.
Висконсин
«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил
один час PDH в
один час. «
Стив Торкильдсон, P.E.
Южная Каролина
«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания
и пригодность, до
имея для оплаты
материал .»
Ричард Вимеленберг, P.E.
Мэриленд
«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».
Дуглас Стаффорд, П.Е.
Техас
«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем
.процесс, которому требуется
улучшение.»
Thomas Stalcup, P.E.
Арканзас
«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу
сертификат. «
Марлен Делани, П.Е.
Иллинойс
«Учебные модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по
много разные технические зоны за пределами
по своей специализации без
приходится путешествовать.»
Гектор Герреро, П.Е.
Грузия
EOS / ESD: основы, часть 3 | Ассоциация EOS / ESD, Inc.
Сделать выбор Часть 1: Введение в ESD Часть 2: Принципы защиты от электростатического разряда Часть 3: Основные процедуры и материалы по борьбе с электростатическим разрядом Часть 4: Обучение и аудит Часть 5: Чувствительность устройства и тестирование Часть 6: Стандарты ESD
Основы электростатического разряда
Часть третья — Основные процедуры и материалы для защиты от электростатического разряда
© 2020, ESD Association, Рим, Нью-Йорк
Во второй части, Принципы контроля ESD — Программа контроля ESD Development, мы представили шесть принципов статического контроля и шесть ключевых элементов разработки и реализации программы ESD.В третьей части мы рассмотрим основные процедуры контроля статического электричества и материалы, которые станут частью вашей программы контроля электростатического разряда. Сначала мы рассмотрим принципы.
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СТАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Мы предложили сосредоточиться всего на шести основных принципах при разработке и внедрении эффективных программ управления ESD: эффекты электростатического разряда.
На уровне предприятия наши усилия по борьбе с электростатическим разрядом сосредоточены на последних пяти принципах. Здесь, в третьей части, мы сконцентрируемся на первичных материалах и процедурах, которые уменьшают образование электростатического заряда, удаляют заряды на землю и нейтрализуют заряды для защиты предметов ESDS.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОБЛЕМ И УРОВНЯ КОНТРОЛЯ
Один из первых вопросов, на который нам нужно ответить: «Насколько чувствительны к электростатическому разряду детали и / или узлы, которые мы производим или обрабатываем?» Эта информация поможет вам определить различные процедуры и материалы, необходимые для контроля электростатического разряда в вашей среде.
Как вы определяете чувствительность ваших деталей и узлов или где можете получить информацию об их классификации ESD или выдерживаемом напряжении? Первым источником может быть производитель или поставщик самого компонента или использование спецификации детали, связанной с этим компонентом. Очень важно, чтобы вы получили оценки как модели человеческого тела (HBM), так и модели заряженного устройства (CDM). Вы также можете обнаружить, что вам необходимо протестировать свое конкретное устройство на чувствительность к электростатическому разряду с помощью ANSI / ESDA / JEDEC JS-001 (HBM) и ANSI / ESDA / JEDEC JS-002 (CDM).Однако имейте в виду, что корреляция между напряжениями, используемыми для аттестации устройства, и статическими напряжениями, измеренными в полевых условиях, является слабой.
Второй вопрос, на который вам нужно ответить: «Какие области нашего предприятия нуждаются в защите от электростатического разряда?» Это позволит вам определить ваши конкретные зоны защиты от статического электричества (EPA), зоны, в которых вы будете работать с чувствительными частями, и зоны, в которых вам необходимо будет реализовать принципы контроля ESD. Часто вы обнаруживаете, что существует больше областей, требующих защиты, чем вы изначально думали, обычно там, где обрабатываются открытые предметы ESDS.Типичные области, требующие защиты от электростатического разряда, показаны в таблице 1.
ЗАЗЕМЛЕНИЕ
Заземление особенно важно для эффективного контроля электростатического разряда. Он должен быть четко определен и регулярно оцениваться.
Заземляющий провод оборудования обеспечивает подведение материалов и персонала для защиты от электростатического разряда к одинаковому электрическому потенциалу. Все проводники и рассеивающие материалы в окружающей среде, включая персонал, должны быть соединены или электрически подключены к известному заземлению, либо должны обеспечивать уравновешивание потенциалов между всеми предметами и персоналом.Защита от электростатического разряда может поддерживаться на уровне заряда или потенциала выше опорного заземления «нулевой» напряжения до тех пор, как все элементы в системе находятся на том же потенциале. Важно отметить, что изоляторы, по определению непроводящие, не могут потерять свой электростатический заряд при подключении к земле.
Стандарт ассоциации ESD ANSI / ESD S6.1- Заземление рекомендует двухэтапную процедуру заземления элементов управления ESD в EPA.
Первым делом необходимо заземлить все компоненты рабочей станции и персонал (рабочие поверхности, оборудование и т. Д.).) к одной и той же точке электрического заземления, называемой «общей точкой заземления». Эта общая точка заземления определяется как «система или метод подключения двух или более заземляющих проводов к одному и тому же электрическому потенциалу».
Эта общая точка заземления ESD должна быть правильно идентифицирована. Стандарт ассоциации ESD ANSI / ESD S8.1 — Символы рекомендует использовать символ на рисунке 1 для обозначения общей точки заземления.
Второй шаг — подключить общую точку заземления к заземляющему проводу оборудования (заземление переменного тока) или третьему проводу (обычно зеленому) к электрическому заземлению.Это предпочтительное заземление, потому что все электрическое оборудование на рабочей станции уже подключено к этому заземлению. Подключение материалов или оборудования для защиты от электростатического разряда к заземлению оборудования приводит все компоненты рабочей станции к одинаковому электрическому потенциалу. Если паяльник, используемый для ремонта элемента ESDS, был подключен к электрическому заземлению, а поверхность, содержащая элемент ESDS, была подключена к вспомогательному заземлению, между утюгом и элементом ESDS могла существовать разница в электрическом потенциале.Эта разница потенциалов может привести к повреждению объекта.
Любое вспомогательное заземление (водопровод, каркас здания, опора заземления), имеющееся и используемое на рабочей станции, должно быть связано с заземляющим проводом оборудования, чтобы минимизировать разницу потенциалов между двумя заземлениями. Подробную информацию о заземлении ESD можно найти в стандарте ESD Association ANSI / ESD S6.1, «Заземление», а также в Руководстве пользователя ESD ESD TR20.20 и / или CLC / TR 61340-5-2.
УПРАВЛЕНИЕ СТАТИЧЕСКИМ ЗАРЯДОМ НА ПЕРСОНАЛЕ И ДВИЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ
Люди могут быть одним из основных генераторов статического электричества.Простая прогулка или движения, необходимые для ремонта печатной платы, могут вызвать электростатический заряд в несколько тысяч вольт на теле человека. Если не контролировать должным образом, этот статический заряд может легко разрядиться в предмет ESDS — типичный разряд HBM. Кроме того, человек может передать заряд на печатную плату или другой элемент, что сделает его уязвимым для событий CDM в последующем процессе.
Даже в высокоавтоматизированных процессах сборки и тестирования люди по-прежнему работают с изделиями ESDS, включая, но не ограничиваясь: на складе, в ремонте, в лаборатории, в транспорте.По этой причине в программах контроля электростатических разрядов большое внимание уделяется контролю электростатического заряда персонала. Точно так же перемещение мобильного оборудования (например, тележек или тележек) и другого колесного оборудования через объект также может генерировать значительные статические заряды, которые могут передаваться на продукты, транспортируемые на этом оборудовании.
ЗАПЯСТЬЯ
Обычно наручные ремни являются основным средством заземления персонала, а также могут обеспечивать выравнивание потенциалов при ремонте в полевых условиях.При правильном ношении и подключении к земле или точке уравнивания потенциалов браслет удерживает человека, носящего его, под потенциалом земли или таким же потенциалом, что и объект, когда заземление не может быть достигнуто. Поскольку человек и другие заземленные объекты в рабочей зоне имеют одинаковый потенциал, между ними не может быть опасного разряда. Кроме того, статические заряды снимаются с человека на землю и не накапливаются. Когда персонал сидит и обращается с открытыми предметами ESDS, он должен быть заземлен с помощью браслета.
Ремешки на запястье состоят из двух основных компонентов: браслета, который охватывает запястье человека, и кабеля заземления, соединяющего браслет с общей точкой заземления.
Большинство браслетов имеют токоограничивающий резистор, встроенный в шнур заземления на конце, который соединяется с браслетом. По закону Ома ток равен напряжению, деленному на сопротивление; поэтому добавление сопротивления к «цепи» оператора к земле ограничит количество тока, протекающего через шнур браслета.Этот резистор обычно составляет один мегом, номинал не менее 1/4 ватта с номинальным рабочим напряжением 250 вольт. В целях безопасности персонала, если оператор будет подвергаться воздействию электрических цепей с напряжением 250 В или выше, нельзя использовать браслеты.
Ремешки на запястье имеют несколько механизмов выхода из строя, поэтому их следует регулярно проверять. Рекомендуется либо ежедневное тестирование на определенных испытательных станциях, либо использование постоянного монитора на рабочем месте.
ПОЛ, КОВРИКИ, ОТДЕЛКА ПОЛА
Второй метод заземления персонала — это система напольных покрытий / обуви, достигаемая за счет использования систем полов с защитой от электростатического разряда в сочетании с обувью с защитой от электростатического разряда.Эта комбинация проводящих или рассеивающих материалов пола и обуви обеспечивает безопасный путь заземления для рассеивания электростатического заряда, тем самым уменьшая накопление заряда у персонала. Помимо рассеивания заряда, некоторые материалы для пола (и отделка пола) также уменьшают трибоэлектрический заряд. Использование системы напольных покрытий / обуви особенно уместно в тех областях, где необходима повышенная мобильность персонала. Кроме того, материалы для пола могут минимизировать накопление заряда на стульях, мобильном оборудовании (например, тележках и тележках), погрузчиках и других объектах, перемещающихся по полу.Однако для этих предметов требуются рассеивающие или токопроводящие ролики или колеса для электрического контакта с полом, а компоненты должны быть электрически соединены. При использовании в качестве системы заземления персонала сопротивление заземления, включая человека, обувь и пол, должно быть меньше 1,0 x 10 9 (ANSI / ESD STM97.1), а напряжение аккумулируемого тела при стандартном испытании на напряжение при ходьбе (ANSI / ESD STM97.2) должно быть меньше 100 вольт. Обратите внимание, что должны быть соблюдены оба ограничения.
ОБУВЬ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭСР, КОЛЕСА
Используемая в сочетании с системами напольных покрытий с функцией защиты от электростатических разрядов, обувь с защитой от электростатического разряда, ролики и колеса обеспечивают необходимый электрический контакт между человеком или объектом и системой напольного покрытия.При работе с незащищенными предметами ESDS следует избегать использования изолирующей обуви, роликов или колес, поскольку эти предметы предотвращают отток статических зарядов от тела или мобильного оборудования на землю через элементы управления ESD.
ОДЕЖДА
В большинстве агентств по охране окружающей среды особое внимание уделяется одежде, особенно в чистых помещениях и в очень сухих помещениях. Материалы одежды, особенно те, которые сделаны из синтетических тканей, могут генерировать электростатические заряды, которые могут разрядиться в изделиях ESDS, или они могут создавать электростатические поля, которые могут индуцировать заряды.Поскольку одежда обычно электрически изолирована или изолирована от тела, заряды на тканях одежды не обязательно передаются на кожу, а затем на землю. Одежда с защитой от статического электричества может подавлять или иным образом влиять на электрическое поле от одежды, которая находится под одеждой. Согласно ANSI / ESD S20.20 и стандарту одежды ANSI / ESD STM2.1, существует три категории одежды ESD:
- Одежда категории 1 ESD; одежду для контроля статического электричества , не прикрепленную к земле.Однако без заземления заряд может накапливаться на проводящих или рассеивающих элементах одежды, если они есть, что приводит к возникновению заряженного источника.
- Одежда ESD категории 2; Одежда для защиты от статического электричества с заземлением, при подключении к земле обеспечивает более высокий уровень подавления воздействия электрического поля от одежды, которую носят под одеждой.
- Одежда ESD категории 3; Заземляющая система защиты от статического электричества также связывает кожу человека с идентифицированной землей. Общее сопротивление системы, включая человека, одежду и заземляющий шнур, должно быть менее 35 МОм.
РАБОЧИЕ СТАНЦИИ И РАБОЧИЕ ПОВЕРХНОСТИ
Рабочее место для защиты от электростатического разряда относится к рабочей зоне отдельного человека, которая сконструирована и оснащена материалами и оборудованием для ограничения повреждений предметов ESDS. Это может быть автономная станция на складе, складе или сборочной площадке, или в полевых условиях, например, в компьютерном отсеке в коммерческом самолете.Рабочее место также может быть расположено в контролируемой зоне, такой как чистое помещение. Ключевыми элементами управления электростатическим разрядом, входящими в состав большинства рабочих станций, являются рабочая поверхность, рассеивающая статическое электричество, средство заземления персонала (обычно браслет на запястье), общая точка заземления, а также соответствующие вывески и маркировка. Типичная рабочая станция показана на рисунке 2.
Рабочая станция обеспечивает средства для подключения всех рабочих поверхностей, приспособлений, подъемно-транспортного оборудования и заземляющих устройств к общей точке заземления. Кроме того, может быть предусмотрено подключение дополнительных устройств заземления персонала, оборудования и принадлежностей, таких как постоянные или непрерывные мониторы и ионизаторы.
Рабочие поверхности для защиты от электростатических разрядов с сопротивлением заземлению от 1,0 x 10 6 до 1,0 x 10 9 обеспечивают поверхность с таким же электрическим потенциалом, что и другие элементы управления ESD на рабочей станции. Они также обеспечивают электрический путь к земле для контролируемого рассеивания любых статических зарядов на материалах, контактирующих с поверхностью. Рабочая поверхность для защиты от электростатического разряда также помогает определить конкретную рабочую зону, в которой должны работать элементы ESDS. Защитная рабочая поверхность от электростатического разряда соединена с общей точкой заземления.
НЕПРЕРЫВНЫЕ ИЛИ ПОСТОЯННЫЕ МОНИТОРЫ
Непрерывные (или постоянные) мониторы предназначены для непрерывного тестирования системы браслета. Несмотря на то, что используется ряд технологий, цель остается неизменной: электрические соединения проверяются между точкой заземления, шнуром заземления, браслетом и телом человека, пока пользователь работает с предметами ESDS. Мониторы непрерывного действия могут также обеспечивать цепь мониторинга для защиты от электростатического разряда рабочей поверхности или другого оборудования, подключенного к заземлению.
Стандартные программы тестирования рекомендуют ежедневно проверять браслеты, которые используются ежедневно. Однако, если элементы ESDS чувствительны к значению, необходимо постоянное надежное заземление; тогда следует рассмотреть или даже потребовать непрерывный мониторинг. Ежедневное тестирование браслета можно не проводить, если используется постоянный мониторинг. Пользователи должны изучить различные типы систем непрерывного мониторинга, чувствительность их элементов ESDS и то, какая система лучше всего подойдет для их программы управления ESD.
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО СПИД
Хотя персонал может быть одним из основных генераторов электростатического заряда, автоматизированное производственное и испытательное оборудование также может создавать проблему электростатического разряда. Например, элемент ESDS может зарядиться из-за скольжения вниз по устройству подачи компонентов. Если устройство затем соприкасается с вставной головкой или другой проводящей поверхностью, происходит быстрый разряд от устройства к металлическому объекту и происходит событие CDM. Если невозможно избежать зарядки элемента ESDS — что довольно часто случается на современных сборочных линиях из-за изоляционных корпусов ИС — заряд, накопленный на упаковочных материалах, следует уменьшить с помощью ионизаторов.Кроме того, при обращении с открытыми предметами ESDS могут возникнуть проблемы с различными производственными вспомогательными средствами, такими как ручные инструменты, ленты или растворители.
Заземление является основным средством контроля статического заряда оборудования и многих вспомогательных средств производства. Согласно требованиям Национального электротехнического кодекса, большая часть электрического оборудования должна быть подключена к заземлению оборудования (зеленый провод) для проведения токов короткого замыкания. Это заземление также будет функционировать для защиты от электростатического разряда. Все электрические инструменты и оборудование, используемые для обработки или обращения с предметами ESDS, требуют трехконтактной заземленной вилки переменного тока.Ручные инструменты, которые не имеют электрического питания, например, плоскогубцы, кусачки и пинцеты, обычно заземляются через защитную рабочую поверхность от электростатического разряда и заземляют человека с помощью токопроводящих / рассеивающих инструментов. Крепежные приспособления по возможности должны быть изготовлены из проводящих материалов или материалов, рассеивающих статическое электричество; Материалы, рассеивающие статическое электричество, часто рекомендуются при работе с очень чувствительными устройствами. Отдельный провод заземления может потребоваться для токопроводящих или рассеивающих устройств, не контактирующих с антистатической рабочей поверхностью или обслуживаемых заземленным лицом.Для предметов, которые состоят из изоляционных материалов, может потребоваться использование ионизации или применение местных антистатиков для контроля образования электростатических зарядов и накопления статических зарядов.
ПЕРЧАТКИ И НАПАЛЬЧИКИ
Разумеется, заземленный персонал, работающий с предметами ESDS, не должен носить перчатки или манжеты из изоляционного материала. Если используются перчатки или манжеты для пальцев, материал должен быть рассеивающим или проводящим. ESD TR53 предоставляет процедуры тестирования для измерения электрического сопротивления перчаток или кроваток для пальцев вместе с персоналом в системе.
КОНТЕЙНЕРЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ УПАКОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Внутри EPA контейнеры для упаковки и погрузочно-разгрузочных работ должны иметь низкий заряд и быть рассеивающими или проводящими. За пределами упаковки EPA и контейнеров для погрузочно-разгрузочных работ также должна быть конструкция, обеспечивающая защиту от электростатического разряда.
Непосредственная защита предметов ESDS от электростатического разряда обеспечивается упаковочными материалами, такими как защитные пакеты, гофроящики, а также жесткие или полужесткие пластиковые пакеты.В основном эти предметы используются для защиты продукта, когда он покидает предприятие, обычно при отправке покупателю. Кроме того, контейнеры для погрузочно-разгрузочных работ, такие как сумки-контейнеры и другие контейнеры, в первую очередь обеспечивают защиту при транспортировке между объектами или внутри них.
При использовании с предметами ESDS основная функция контейнеров для упаковки и погрузочно-разгрузочных работ заключается в ограничении возможного воздействия электростатического разряда от генерации трибоэлектрического заряда, прямого разряда и, в некоторых случаях, электростатических полей.Первоначально следует учитывать, что материалы с низким зарядом должны контактировать с предметами ESDS. Например, свойство низкого заряда могло бы контролировать трибоэлектрический заряд, возникающий в результате скольжения платы или компонента в упаковку или контейнер. Второе требование — материал может быть заземлен, поэтому диапазон сопротивления должен быть проводящим или рассеивающим. Третье свойство, требуемое за пределами EPA, — это обеспечение защиты от прямых электростатических разрядов, которые могут сделать упаковку и контейнер для погрузочно-разгрузочных работ защитным экраном от разряда.
Доступно множество материалов, которые обеспечивают все три свойства: низкий уровень заряда, сопротивление и защиту от разряда. Внутренняя часть этих упаковочных материалов имеет слой с низким зарядом, но также имеет внешний слой с проводящим или рассеивающим диапазоном поверхностного сопротивления. В соответствии со стандартом упаковки ANSI / ESD S541 для упаковки или контейнеров для погрузочно-разгрузочных работ в пределах EPA требуется малозарядная, проводящая или рассеивающая упаковка. За пределами EPA упаковка или контейнеры для погрузочно-разгрузочных работ также должны иметь свойство защиты от разряда.При принятии решений по упаковке необходимо сбалансировать эффективность, стоимость и уязвимость устройства для различных механизмов (см. ANSI / ESD S541, ESD Handbook ESD TR20.20 и / или CLC / TR 61340-5-2 Руководство пользователя для более подробной информации. ).
Измерения сопротивления или удельного сопротивления помогают определить способность материала обеспечивать электростатическое экранирование или рассеивание заряда.
- Электростатическая защита ослабляет электростатические поля на поверхности упаковки, чтобы предотвратить возникновение разницы в электрическом потенциале внутри упаковки.
- Экранирование разряда обеспечивается материалами с поверхностным сопротивлением, равным или меньшим 1 × 10 3 Ом при испытании в соответствии с ANSI / ESD STM11.11, или объемным сопротивлением, равным или меньшим 1 × 10 3 Ом-см при испытании в соответствии с методами ANSI / ESD STM11.12. Кроме того, эффективное экранирование может быть обеспечено упаковочными материалами, которые обеспечивают достаточно большой воздушный зазор между упаковкой и предметами ESDS. Способность некоторых корпусов обеспечивать защиту от разряда может быть оценена с помощью ANSI / ESD STM11.31, который измеряет энергию, передаваемую внутрь упаковки.
- Диссипативные материалы обеспечивают рассеивание заряда. Эти материалы имеют поверхностное сопротивление более 1 × 10 4 Ом, но менее 1 × 10 11 Ом при испытании в соответствии с ANSI / ESD STM11.11 или объемное сопротивление более 1,0 × 10 5 Ом-см но меньше или равно 1,0 × 10 12 Ом-см при испытании в соответствии с методами ANSI / ESD STM11.12.
- Низкая зарядная способность материала не обязательно определяется его сопротивлением или удельным сопротивлением.
ИОНИЗАЦИЯ
Большинство программ контроля статического электричества также имеют дело с изолированными проводниками, которые не заземлены, или изоляционными материалами (например, наиболее распространенными пластиками), которые нельзя заземлить. Актуальные антистатики могут обеспечить временную способность рассеивать статические заряды при некоторых обстоятельствах.
Однако более часто ионизация воздуха используется для нейтрализации статического заряда на изолированных и изолированных объектах путем создания сбалансированного источника положительно и отрицательно заряженных ионов.Статический заряд, присутствующий на объектах в рабочей среде, будет уменьшен, нейтрализован за счет притягивания зарядов противоположной полярности из воздуха. Поскольку он использует только воздух, который уже присутствует в рабочей среде, ионизация воздуха может применяться даже в чистых помещениях, где химические спреи и некоторые материалы, рассеивающие статическое электричество, неприменимы.
Ионизация воздуха является одним из компонентов полной программы борьбы с электростатическим разрядом и не заменяет заземление или другие методы. Ионизаторы используются, когда невозможно все должным образом заземлить, и в качестве резервной копии для других методов статического контроля.В чистых помещениях ионизация воздуха может быть одним из немногих доступных методов контроля статического электричества.
См. Стандарт ионизации ANSI / ESD STM3.1, ANSI / ESD SP3.3 и ESD TR53 для проверки напряжения смещения (баланса) и времени разряда ионизаторов.
ЧИСТЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ
Хотя основные методы контроля статического электричества, обсуждаемые здесь, применимы в большинстве сред, производственные процессы в чистых помещениях требуют особого внимания.
Многие объекты, являющиеся неотъемлемой частью процесса производства полупроводников (кварц, стекло, пластик и керамика), по своей природе генерируют заряд.Поскольку эти материалы являются изоляторами, этот заряд нельзя удалить путем заземления. Многие материалы для контроля статического электричества содержат частицы углерода или поверхностно-активные добавки, которые иногда ограничивают их использование в чистых помещениях. Потребность в мобильности персонала и использовании одежды для чистых помещений часто затрудняет использование браслетов. В этих условиях системы напольных покрытий / обуви с защитой от электростатического разряда и ионизации становятся ключевым оружием против статического заряда.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ
Последним элементом нашей программы управления ESD является использование соответствующих символов для идентификации элементов ESDS, а также специальных продуктов, предназначенных для управления ESD.Два наиболее широко распространенных символа для обозначения элементов ESDS или защитных материалов для защиты от электростатического разряда, как определено в стандарте ассоциации ESD ANSI / ESD S8.1 — Символы осведомленности ESD.
Рисунок 3 :
|
Символ чувствительности к электростатическому разряду (рис. 3) состоит из треугольника, протягивающейся руки и косой черты, проходящей через протягивающую руку.Треугольник означает «осторожность», а косая черта в протянутой руке означает «не трогай». Из-за его широкого использования рука в треугольнике стала ассоциироваться с ESD, а этот символ буквально переводится как «ESD-чувствительные вещи, не трогайте».
Символ устойчивости к электростатическому разряду наносится непосредственно на интегральные схемы, платы и сборки, которые чувствительны к электростатическому разряду. Это означает, что обращение с этим предметом или его использование может привести к повреждению от электростатического разряда, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности. Операторы должны быть заземлены перед работой.При желании уровень чувствительности предмета может быть добавлен к этикетке.
Рисунок 4 :
|
Символ защиты от электростатического разряда (рис. 4) представляет собой протягивающую руку в треугольнике. Дуга вокруг треугольника заменяет косую черту. Этот «зонт» означает защиту.Этот символ указывает на материал для защиты от электростатического разряда. Его наносят на коврики, стулья, браслеты, одежду, упаковку и другие предметы, обеспечивающие защиту от электростатического разряда. Его также можно использовать в таком оборудовании, как ручные инструменты, конвейерные ленты или автоматизированные манипуляторы, которые специально разработаны или модифицированы для обеспечения свойств управления электростатическим разрядом (низкая зарядка, проводящее / рассеивающее сопротивление и / или защита от разряда).
РЕЗЮМЕ
Для эффективных программ борьбы с электростатическим разрядом требуются различные процедуры и материалы.Координатор ESD должен регулярно выпускать и контролировать список конкретных продуктов для борьбы с ESD, разрешенных для использования в программе управления ESD на объекте. Мы представили краткий обзор наиболее часто используемых продуктов. Дополнительное подробное обсуждение отдельных материалов и процедур можно найти в таких публикациях, как ESD Handbook (ESD TR20.20), опубликованный ESD Association, или в Руководстве пользователя CLC / TR 61340-5-2.
Ваша программа запущена и работает. Как определить, эффективен ли он? Как вы убедитесь, что ваши сотрудники следят за этим? В четвертой части мы рассмотрим темы аудита и обучения.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Стандарты ассоциации ESD
ANSI / ESD S1.1: браслеты , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM2.1: Характеристики одежды , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM3.1: Ionization , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD SP3.3: Periodic Verification of Air Ionizers , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM4.1: Измерения сопротивления рабочих поверхностей , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM4.2: ESD-защитные рабочие поверхности — характеристики рассеивания заряда , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD S6.1 : Заземление, ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM7.1: Resistive Characterization of Materials-Floor Materials , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD S8.1: Symbols-ESD Awareness , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM9.1: Сопротивление обуви , Ассоциация ESD, Рим, Нью-Йорк, 13440
ESD SP9.2: Сопротивление заземлителей обуви , Ассоциация ESD, Рим, Нью-Йорк 13440
ANSI / ESD SP10.1: Автоматическая обработка Equipment , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM11.11: Измерение поверхностного сопротивления статических рассеивающих плоских материалов , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM11.12: Измерение объемного сопротивления статических рассеивающих плоских материалов , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD STM11.13: Двухточечное измерение сопротивления , Ассоциация ESD, Рим, Нью-Йорк, 13440
ANSI / ESD STM11.31: Оценка характеристик защитных мешков от электростатического разряда , Ассоциация ESD, Рим, Нью-Йорк, 13440
ANSI / ESD STM12 .1: Измерение сопротивления посадки , ESD Association, Rome, NY 13440
ESD STM13.1: Электрический паяльный / демонтажный ручной инструмент , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD SP15.1: In -Используйте испытание на сопротивление перчаток и манжет, ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD S20.20: Стандарт для разработки программы контроля ESD , Ассоциация ESD, Рим, Нью-Йорк, 13440
ANSI / ESD STM97.1: Материалы полов и обуви — сопротивление в сочетании с человеком , Ассоциация ESD, Рим, Нью-Йорк 13440
ANSI / ESD STM97.2: Материалы для полов и обуви — Измерение напряжения в сочетании с персоналом , ESD Association, Rome, NY 13440
ANSI / ESD S541: Упаковочные материалы для предметов, подверженных электростатическому разряду, Ассоциация ESD, Рим , NY 13440
ESD ADV1.0: Глоссарий терминов, ESD Association, Rome, NY 13440
ESD ADV11.2: Тестирование накопления трибоэлектрического заряда , ESD Association, Rome, NY 13440
ESD ADV53.1: ESD Protective Workstations , ESD Association , Rome, NY 13440
ESD TR20.20: ESD Handbook , ESD Association, Rome, NY 13440
ESD TR53: Подтверждение соответствия защитного оборудования и материалов ESD , ESD Association, Rome, NY 13440
Другие ресурсы
Центр надежности системы, 201 Милл-Стрит, Рим, Нью-Йорк 13440
ANSI / IEEE STD142, IEEE Green Book , Институт инженеров по электротехнике и электронике
ANSI / NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс , национальный Ассоциация противопожарной защиты, Куинси, Массачусетс
CLC / TR 61340-5-2 Руководство пользователя, Европейский комитет по электротехнической стандартизации, Брюссель
900 13
Static Electricity 101 — Блог Ground Zero Electrostatics
Вы помните газовые пожары сотовых телефонов в начале 2000-х? Из-за пары ошибочно распространенных в Интернете слухов люди во всем мире пришли к убеждению, что использование сотовых телефонов за бензоколонкой может привести к взрывам, травмам и даже смерти!
Несмотря на то, что все слухи оказались ложными, несколько сетей заправочных станций, в том числе та, чей отчет о безопасности был неверно процитирован для создания слухов, разместили наклейки с предупреждением о недопустимости использования сотовых телефонов.В одном пригороде Чикаго даже был принят закон, запрещающий использование сотовых телефонов на заправочных станциях.
Если присмотреться, эти наклейки до сих пор есть на большинстве бензоколонок, по крайней мере, в США и Канаде. Но хотя никогда не было случаев, когда сотовые телефоны вызвали возгорание газа, это НЕ относится к статическому электричеству.
В прошлом мы много говорили об опасности, которую даже небольшой электростатический разряд (ESD) может представлять для чувствительной электроники. Но в горючей атмосфере эта крошечная искра может нанести гораздо больший ущерб, чем затраты на замену поврежденной печатной платы.
Статика везде
Ходьба по комнате, шуршание одеждой, даже простое поднятие руки, чтобы почесать нос, могут вызвать накопление достаточного статического электричества, чтобы вызвать последующий электростатический разряд, если он не рассеется. В нормальных условиях вы даже не заметите накопления, пока не почувствуете разряд высвобождающегося разряда.
Когда вы не работаете с чувствительной электроникой, вы, вероятно, даже не считаете это проблемой, особенно дома или за рулем автомобиля.Но, как и все заряды, если он не заземлен, заряд продолжает накапливаться, увеличивая напряжение. А если вы окажетесь в зоне с легковоспламеняющимися жидкостями, парами и даже пылью, статический заряд может вызвать взрывоопасные последствия.
Первым шагом к предотвращению инцидентов в любой среде, способствующей воздействию этих летучих веществ, является устранение как можно большего числа потенциальных источников воспламенения. Но часто существуют неосознанные, скрытые опасности, особенно в промышленных условиях, которые могут действовать как случайные выключатели зажигания.
Изолированные проводники = Скрытые опасности
Изолированные проводники — это токопроводящие объекты — металлические фланцы, фитинги или клапаны в системах трубопроводов, переносные барабаны — которые либо изначально, либо случайно изолированы от заземления. Из-за этого любой статический заряд, который они генерируют, становится потенциальной точкой воспламенения.
Лучший способ избежать этой проблемы — использовать соединение и заземление. Связывание — это процесс соединения двух или более объектов или контейнеров с помощью электропроводных проводов для нейтрализации потенциального заряда между ними.Заземление — это более конкретная форма соединения, при которой объект или контейнер соединяются с землей.
Существует множество способов эффективного использования соединения и заземления. Хотя OSHA не дает четких указаний о том, как заземлять, они все же определяют, когда и где должно существовать заземление, а также процедуры соединения.
Начало работы
Самый очевидный пример, на который следует указать, — это общее заземление, которое можно увидеть в каждом здании: металлический стержень прикреплен к внешней стороне здания и буквально заземлен на несколько дюймов в землю.Хотя этот метод отлично подходит для дома, размер больших промышленных помещений, таких как склады или производственные цеха, означает, что другие методы могут быть более подходящими.
Для производства или больших складских площадей есть несколько вариантов. Все они включают в себя заземляющие зажимы, подключенные к заземляющим кабелям.
Если в помещении есть доступ к основной трубе для холодной воды в здании, очень распространенным полупостоянным решением является использование бронзового хомута для труб в качестве альтернативы непосредственному заземлению здания. Зажимы C-Grounding — еще одно популярное полупостоянное решение.Конечно, в таких случаях всегда проверяйте надежность заземления.
Если вы похожи на многие промышленные комплексы, то изолированные проводники часто являются временными предметами, такими как бочки, контейнеры и сосуды, которые приходят и уходят по мере необходимости. Для этих случаев вы можете использовать различные стальные или алюминиевые зажимы, которые прикрепляются к контейнеру, соединяя его кабелем из нержавеющей стали с точкой заземления, что делает барабан или емкость безопасными.
В зависимости от окружающей среды вы также можете эффективно заземлить, используя капельный клапан смесительного бака или подключив заземляющий кабель к ранее заземленной поверхности — столу или рабочей станции, которая уже подключена к заземляющему устройству.
Какой бы метод вы ни выбрали, соединение и заземление имеют важное значение для безопасности всех, кто работает в промышленной среде, будь то сборка печатных плат, вертолетов… или бензонасосов.
Мы хотели бы быть вашим поставщиком комплексных услуг для комплексного решения ESD; Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию.
Когда заземления недостаточно для статического контроля…
Высокотехнологичные отрасли давно страдают от невидимого врага. От полупроводников до медицинских устройств производители вынуждены соглашаться с высоким уровнем брака продукции из-за загрязнения частицами или критических дефектов.Часто проблемы загрязнения и повреждения продукции в этих отраслях могут быть связаны с неконтролируемым статическим электричеством. Когда статическому электричеству позволяют накапливаться, это становится двойной угрозой для чистого помещения, увеличивая вероятность заражения, вызванного ESA, и повреждения электростатическим разрядом (ESD).
Загрязнение чистых помещений ESA
Электростатическое притяжение (ESA) — это явление, при котором пыль прилипает к стеклянному экрану старого вакуумного телевизора.Когда частицы становятся статически заряженными в результате трения или контакта с другим материалом, они прилипают к поверхностям, имеющим противоположный заряд. Хотя на примере телевизионного монитора это может показаться безобидным, полупроводниковая промышленность работает в микроскопическом масштабе, где крошечные частицы могут вызывать критические дефекты. Заряженные частицы, плавающие в воздухе, могут притягиваться к поверхности пластины, потенциально разрушая продукт.
Более того, проблема загрязнения частицами больше не ограничивается полупроводниковой промышленностью.Например, стерильность медицинских устройств всегда является главным приоритетом и должна строго контролироваться в соответствии с государственными постановлениями. Когда производственные процессы вызывают накопление статического заряда в устройстве, загрязняющие частицы в воздухе и на близлежащих поверхностях будут притягиваться к устройству, что приведет к высокому проценту отбраковки.
Полупроводники, чувствительные к электростатическим разрядам
Для производителей полупроводников пластины постоянно находятся под угрозой повреждения электростатическими разрядами.Из-за изолирующей природы материалов пластины любой контакт или разделение между поверхностями способствует накоплению статического заряда.
Существует три типа повреждений, вызываемых электростатическим разрядом:
- Катастрофический отказ
- Неисправность
- Скрытый дефект
Катастрофические отказы очевидны для производства, поскольку они легко обнаруживаются и приводят к списанию продукта. Неисправности и скрытые дефекты трудно обнаружить на заводе при первоначальном тестировании продукта.Но когда продукт попадает к покупателю, неприятные сбои вызывают сбои в программном обеспечении и хранилище данных, а скрытый дефект сокращает срок службы продукта. Использование ненадежных, дефектных продуктов приведет к увеличению затрат на замену по гарантии и нанесет ущерб репутации производителя.
Типичная антистатическая программа
Многие программы контроля статического электричества реализуют различные формы электрического заземления для предотвращения создания статического заряда персоналом и оборудованием. Заземление работает путем подключения достаточно проводящей поверхности (например, человеческого тела или нержавеющей стали) к точке заземления, которая отводит статический заряд в землю.Специально разработанный пол для защиты от электростатического разряда в сочетании с проводящей обувью предотвратит накопление статических зарядов на персонале. Аналогичную защиту обеспечат браслеты, подключенные к точке заземления.
Заземление не снимает статическое электричество с изолированных поверхностей!
В условиях чистых помещений электрическое заземление имеет свои ограничения. Что касается электропроводности, существует три категории материалов: проводники, изоляторы и материалы, рассеивающие статическое электричество.Заземление работает только с проводниками и материалами, рассеивающими статическое электричество, поскольку они обладают достаточной проводимостью, чтобы передавать статическое электричество на точку заземления. Изоляционные материалы, включая стекло и большинство пластиков, чрезвычайно устойчивы к статическому переносу. Эти материалы имеют тенденцию генерировать и удерживать огромные статические заряды, а также являются преобладающими материалами в современных чистых помещениях. Вафли и медицинские устройства обычно изготавливаются из изоляторов, фактически гарантирующих статический заряд, который усложняет производственные усилия.
Если заменить все материалы в чистом помещении на рассеивающие статическое электричество пластмассы, как это обычно бывает, невозможно или непомерно дорого, единственным эффективным вариантом остается ионизация.
Устранение статического электричества посредством ионизации
Ионизирующая штанга с датчиком статического электричества, установленная под вентилятором / фильтром.
Статические ионизаторы — это устройства, предназначенные для испускания положительно и отрицательно заряженных ионов, которые снижают статические заряды до безвредного уровня. Существует два типа ионизирующих технологий: системы ионизирующего излучения и системы коронного разряда.Системы ионизирующего излучения встречаются гораздо реже, поскольку в них используются радиоактивные изотопы, которые в США строго регулируются Комиссией по ядерному регулированию. Электрическая ионизация с использованием метода коронного разряда получила более широкое распространение благодаря своей доступности и простоте.
Электрические ионизаторы бывают трех видов:
- Стержневой
- Воздуходувка
- Ионизация в месте использования
Как работает ионизация? Молекулы в воздухе становятся заряженными ионами, когда электрический ток выходит из кончика электродного зонда.Когда эти ионы перемещаются по воздуху, они статически нейтрализуют любую противоположно заряженную поверхность, с которой они вступают в контакт. Этот механизм работает со всеми типами материалов, что является ключевым преимуществом перед традиционными методами статического контроля.
Ионизирующие стержни могут устранить статическое электричество в критических условиях
В то время как ионизатор в месте использования или с вентилятором может быть полезен для устранения статического электричества на рабочем столе или на определенной производственной площадке, ионизирующая штанга — лучший выбор для 100% -ного устранения статического электричества в чистом помещении.Хотя ионы генерируются в воздухе, окружающем электродные зонды, для достижения намеченных целей им нужна двигательная установка. Благодаря установке ионизирующих стержней под вентиляторами / фильтрами ионы рассеиваются воздушным потоком по всему чистому помещению, нейтрализуя статические заряды на частицах воздуха и рабочих поверхностях, не вызывая турбулентности. Правильно спроектированная система ионизирующих стержней предотвратит накопление статического электричества, вызванное изоляционными материалами и средой с низкой влажностью, часто встречающейся в чистых помещениях.
Хотя статические заряды являются естественным явлением, которое никогда не будет полностью устранено, ионизационные стержни являются идеальным решением для предотвращения загрязнения ESA и повреждений ESD в чистых помещениях.
Для получения дополнительной информации о статических ионизирующих стержнях посетите страницу Terra «Ионизирующие стержни » или позвоните нашей команде, чтобы обсудить ваши конкретные требования к контролю статического электричества!
Мощность заземления | Эко-возраст
Психотерапевт и руководство по благополучию на природе Клэр де Бурсак рассказывает, как ходьба босиком может облегчить хроническую боль, ПМС и стресс, улучшить цвет лица и улучшить сон.
Если вы скептически подняли бровь, глядя на этот подзаголовок, я понимаю. Звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, не так ли? Но есть масса исследований, точной науки и искренних отзывов, подтверждающих эти утверждения. Это тоже имеет смысл на интуитивном уровне, не так ли? В конце концов, это то, для чего мы были созданы.
Что такое заземление?
По сути, «заземление» означает непосредственный контакт нашей голой кожи с поверхностью земли.Возможно, вы знаете, что Земля обладает естественной способностью поглощать электрические заряды, поэтому наши приборы, такие как холодильники, телевизоры и даже электростанции, «заземлены». Это сохраняет вещи в безопасности. Наши тела проводящие, они также содержат электрический заряд, и когда мы соприкасаемся с землей, этот заряд нейтрализуется — подробнее об этом ниже.
Почему нам хорошо заземление?
В современной жизни нас весь день бомбардируют электрическими зарядами. Это создает скопление лишних свободных радикалов, которые могут нанести вред нашим клеткам.Свободным радикалам для нейтрализации нужен отрицательный электрон. К счастью, на Земле их бесконечное количество, и мы можем легко поглощать их через нашу кожу. Когда мы заземлены, электроны свободно перемещаются между землей и нашим телом, разряжая эти свободные радикалы.
Спросите свою любимую поисковую систему о заземлении, и вы, скорее всего, повалите кроличью нору из тематических исследований и отзывов людей, которые избавились от десятилетий хронической боли, вылечили оглушительный храп своего мужа за ночь и победили депрессию.Вы даже можете найти видео, на котором мужчина на Аляске настолько отчаянно пытается вылечить свои болезненные суставы, что разделся догола при температуре минус 20 градусов и залез под свою веранду, чтобы коснуться единственной земли, не покрытой несколькими метрами снега. Этот же человек был настолько впечатлен силой заземления, что экспериментировал с заземляющими стержнями в вазах с цветами, и, как вы уже догадались, заземленные держались намного дольше.
Единственный способ предотвратить повреждение от молнии
Знаете ли вы, что с постоянно меняющимся климатом и повышением температуры удары молний становятся все более частыми? Они являются самой большой причиной повреждения электрического и электронного оборудования, имущества и даже человеческих жизней.Поскольку температура в четыре раза выше, чем на солнце, неудивительно, что необходимо предотвращать повреждения от молнии.
Молния возникает во время грозы. Он постепенно накапливается в электрических полях, и когда он становится достаточно большим, возникает гигантская искра (как статическое электричество) между землей и землей. Эта искра называется ударом молнии. Это также может происходить между облаками и между облаком и воздухом. Но разрушительным является удар между облаками и землей.
Здесь основная цель электрически заряженного облака — нейтрализовать себя землей, тем самым ища путь наименьшего сопротивления.Таким образом, это может быть дерево, здание, электронное устройство, водоем или любой другой хороший проводник электричества.
Деревья!
Да, многие деревья пострадали от ударов молнии. Мы знаем, что дерево плохо проводит электричество. Но влага между корой и древесиной или влага, сконцентрированная в центре дерева, является очень хорошим проводником электричества, что делает его идеальным путем для заземления при ударе молнии. Деревья могут быть снесены ветром, окорены, а в некоторых случаях деревья не погибают, но удар молнии подвергает их воздействию насекомых и болезней.
Дом
Самое безопасное место на земле — это еще один благоприятный путь, по которому ударит молния. Газовые и водопроводные трубы, электрические линии, телефонные линии, кабели и телевидение, а также многие другие варианты доступны для удара молнии, чтобы заземлить себя или добраться до места назначения.
Урон молнией
Итак, как мы можем защитить себя?
Громоотвод — это ответ. Это самый простой и единственный известный способ защитить себя, своих близких и свою собственность от поражения молнией.Они собирают электрически заряженное облако, не позволяя ему повредить ваш объект и безопасно разряжая его на землю.
А теперь эта технология продвинулась
Lightning Eliminators and Consultants, Inc. произвела революцию в этой технологии. Они предоставляют инновационные и запатентованные продукты и услуги, работая в линиях с технологией передачи заряда.