Современный квартирный сантехник, строитель и электрик - Андрей Кашкаров

Самая опасная ситуация возникает при обрыве нулевого провода (например, отгорел нулевой провод в щите или распределительной коробке) в случае заземления устройств через рабочий нулевой провод (рис. 3.44).

Рис. 3.44. Последствия обрыва нулевого провода

Тогда через трансформатор источника питания, или двигатель устройства (например, пылесос) на нулевой клемме прибора, а значит и на корпусе устройства, появится опасное напряжение 220 В с большой потенциальной мощностью. Это чревато очень тяжелыми поражениями электрическим током. Поэтому никогда не присоединяйте рабочий нулевой проводник к корпусу электроприбора.

Внимание, пример! Домохозяйка «А» применяла в комнате пылесос по назначению. Вдруг двигатель пылесоса перестал работать (по техническим причинам пропал контакт нулевого провода в электрическом шкафу жилого дома). Хозяйка «А» стала искать причину в пылесосе, дотронулась рукой до металлической части корпуса, а оголенной коленкой коснулась батареи отопления. В результате ее тело стало проводником электрического тока по кратчайшему пути, и она получила электрический удар. На рис. 3.45 представлено изображение пораженного электрическим током человека, которое демонстрируется в Галерее «Эрарта», Санкт-Петербург; весьма поучительно.

Рис. 3.45. Пораженный электрическим током в галерее «Эрарта»

Посмотрим на это и наверняка вернемся к правильному заземлению.

Если оба соединяемых кабелем устройства не заземлены (в случае их питания от одной фазы сети) разность потенциалов между ними будет небольшой (вызванной разбросом емкостей конденсаторов в разных фильтрах). Уравнивающий ток через общий провод соединительного кабеля будет мал и разность потенциалов между общими проводами в схемах (платах) устройств тоже будет мала. Но не следует забывать о безопасности человека.

Так, если незаземленные устройства подключены к разным фазам, разность потенциалов между их несоединенными корпусами будет порядка 190 В, при этом уравнивающий ток через кабель может достигать десятка миллиампер.

Почему выходят из строя электронные устройства?

Безопасной можно считать такую ситуацию, когда все соединения/разъединения выполняются при отключенном питании. Это правило важно как для мобильных телефонов и их зарядных устройств, так и всех электронных устройств, имеющих силовые адаптеры к напряжению осветительной сети 220 В.

И, наоборот, при коммутациях при включенном питании возможны неприятности: если контакты общего провода соединительного кабеля замыкаются позже (или разъединяются раньше) сигнальных, разность потенциалов между общими проводами в разных схемах прикладывается к сигнальным цепям, что чревато частым выходом из строя электронных устройств и целых блоков. А они могут быть весьма дорогостоящими и неремонтопригодными (ремонт не рентабелен).

Соединение заземленного устройства с незаземленным, особенно когда у последнего мощный источник питания, приводит к неминуемому выходу из строя электронных устройств.

Для устройств, источники питания которых имеют шнуры с двухполюсной вилкой (такие еще встречаются), эти проблемы также актуальны. Источники питания зачастую имеют сетевой фильтр, но с конденсаторами малой емкости (следовательно, ток короткого замыкания достаточно мал).

Весьма опасны сетевые шнуры устройств с двухполюсной вилкой, которыми подключаются источники питания с трехполюсным разъемом. Домашние пользователи, подключающие свои устройства в бытовые розетки, могут столкнуться с проблемами из-за отсутствия заземления.

Далеко не в каждой квартире сегодня установлены «евророзетки» с надежным заземлением. Еще меньше процент безопасных силовых подключений в старом фонде сельских домов.

Локально проблемы заземления решает применение сетевых фильтров типа Pilot и им подобных (рис. 3.46).

Электрическая схема фильтра представлена на рис. 3.39.

Питание от одного ФП всех устройств, соединяемых интерфейсами, решает проблему разности потенциалов. Еще лучше, когда ФП включен в розетку с заземлением. Однако заземляющие контакты розеток могут иметь плохой контакт вследствие слабой (изменяющейся со временем эксплуатации) упругости или заусениц в пластмассовом кожухе.

Рис. 3.46. Промышленный сетевой фильтр по питанию (ФП) Pilot

Кроме того, эти контакты не любят частого вынимания и вставки вилок, поэтому обратите внимание:

• обесточивание оборудования по окончании работы лучше выполнять выключателем питания фильтра (предварительно выключив устройства);

• рекомендуется отключать питание при подключении и отключении соединительных кабелей.

Почему? Небольшая разность потенциалов, которая практически исчезнет при соединении (электрическом контакте) устройств общими проводами интерфейсов, может «пробить» входные и выходные цепи сигнальных линий, если в момент присоединения разъема контакты общего провода соединятся позже сигнальных.

Внимание, пример! Пользователю ПК «В» время от времени требовалось включать сканер, который имел адаптер питания, подключаемый к сети 220 В. Чтобы не «втыкать» постоянно кабели в разъем (USB) и разъем питания, «В» соединил штатным кабелем USB разъемы сканера и системного блока и подключил сетевой адаптер к напряжению 220 В (между прочим, через фильтр по питанию). Выход сетевого адаптера оставил свободным и при необходимости вставлял разъем на проводе сетевого адаптера в гнездо, предназначенное для питания сканера. Это продолжалось 2 месяца. В один из дней при очередном некорректном включении сканер вышел из строя.

Такая же ситуация может возникнуть (и возникает!) при включении на подзарядку сотовых телефонов.

К помехам, вызванным разностью потенциалов общих проводов схем (корпусов) устройств, наиболее чувствительны параллельные порты. У последовательных портов и разъемов бытовой техники зона чувствительности к статике ниже (пороги ±3 В), еще меньшую чувствительность имеют интерфейсы локальных сетей, где обычно имеется гальваническая развязка сигнальных цепей от общего провода с допустимым напряжением изоляции порядка 100 В.

3.4.2. Заземление удаленных устройств

Проблема заземления устройств, разнесенных территориально, обостряется. Если разводка питания и заземления выполнена двухпроводным кабелем (см. рис. 3.42), разность потенциалов, обусловленная падением напряжения на заземляющих проводах, будет особенно ощутимой. В ряде случаев практикуется прокладка отдельного кабеля (с большим сечением проводника) или шины для цепи заземления. Однако разводка заземления отдельным кабелем не всегда удобна и часто неэффективна с точки зрения защиты от помех, поскольку при этом могут образовываться замкнутые контуры с широким охватываемым пространством – своеобразные антенны.

Поэтому разводку питания к удаленным устройствам целесообразно выполнять трехпроводным кабелем, один из проводов которого используется для защитного заземления. Тогда древовидная схема заземления получается естественным образом (рис. 3.47), защитный провод в корневой части этого дерева заземляют или «зануляют».

Рис. 3.47. Правильная схема заземления

Дополнительные проблемы при разводке электропитания для компьютеров обусловлены динамической нелинейностью входной цепи бестрансформаторных источников питания (современны и применяются повсеместно). Традиционные электросети рассчитаны на более или менее линейную нагрузку.

В домах с современной планировкой разводка электрического питания производится согласно схеме, представленной на рис. 3.1.

Несколько практических рекомендаций по заземлению

• Ни в коем случае не пытайтесь заземлиться на батарею отопления.

• Аккуратно проведите заземление проводом большого сечения от электрического щита на лестничной площадке к себе в квартиру. Не забывайте о технике безопасности.

Техника безопасности

• Все бытовые устройства должны быть надежно заземлены (пример надежного заземления представлен на рис. 3.48).

• Заземление должно быть выполнено для всех розеток (не частично и не выборочно, как это бывает при ремонте).

• Запрещается соединять клемму заземления розетки или прибора с рабочим нулевым проводом сети.

• Рекомендуется отключать питание при подключении и отключении соединительных кабелей различных бытовых устройств.

• Если различные устройства соединяют с помощью кабелей (к примеру, в компьютерную сеть), необходимо их подключить к общему удлинителю, имеющему клеммы заземления.