Запитання електроживлення грають важливу роль у стійкості роботи побутової техніки, комп’ютерів, локальних мереж, периферійних пристроїв, що з’єднуються різними кабелями (комп’ютер-принтер, телевізор-відеомагнітофон і т.п.), а також у забезпеченні їх довголіття. Застосування UPS і різних інших пристроїв захисту ефективно тільки за наявності хорошого заземлення. Питання хорошого заземлення настільки важливе і актуальне (І з точки зору захисту, і з точки зору експлуатації, і з точки зору техніки безпеки), що його ніяк не можна обійти стороною. Як добре заземлити устаткування – тема цієї публікації.

Розуміння деяких питань електротехніки дозволить обійтися без піротехнічних ефектів з димом приєднанні пристроїв. Розглянемо правила підключення до мережі живлення з точки зору безпеки, як людини, так і комп’ютера.


Рис. 1. Вхідні ланцюги блоку живлення побутової техніки.

Знову трохи теорії. Практично кожен блок живлення сучасного телевізора, комп’ютера або периферійного пристрою має мережевий фільтр (рис.1). Конденсатори цього фільтра призначені для шунтування високочастотних перешкод живлячої мережі на землю через дріт захисного заземлення і відповідну трьохполюсну вилку і розетку. Земляний провід з’єднують з контуром заземлення, неприпустимо його сполучати і з нулем силової мережі . При зануленні необхідно бути впевненим у тому, що нуль чи не стане фазою, якщо хто-небудь раптом переверне вилку живлення. Якщо ж земляний дріт пристрою нікуди не підключати, на корпусі пристрою з’явиться напруга порядку 100 В змінного струму (рис.2): конденсатори фільтру працюють як ємнісний дільник напруги, і оскільки їх ємність однакова, 220 В ділиться навпіл.

Рис. 2. Освіта потенціалу на корпусі приладу.

Звичайно, потужність цього джерела обмежена – струм короткого замикання Iк.з на землю становить від одиниць до десятків міліампер, причому, чим потужніший блок живлення, тим більше місткість конденсаторів фільтра і, отже, струм.
При ємності конденсатора С = 0,01 mF цей струм буде близько 0,7 mА. Такі напруга і струм небезпечні для людини, особливо для дитини або домашньої тварини (Їх маса і стійкість до небезпечних факторів набагато нижче дорослої людини) . Потрапити під напругу можна, доторкнувшись одночасно до незафарбованих металевих частин корпусу комп’ютера і, наприклад, до батареї опалення. Ця напруга є одним з джерел різниці потенціалів між пристроями, від якої страждають інтерфейсні схеми.
Що ж відбувається при з’єднанні двох пристроїв (телевізора-відео, програвача-підсилювача, комп’ютера і принтера) кабелем. Загальний провід кабелів пов’язаний зі схемної землею і корпусом пристрою. Якщо з’єднуються пристрою надійно заземлені (або занулені) через окремий дріт на загальний контур (рис.3), проблеми різниці потенціалів не виникає.


Рис. 3. Правильне підключення

Якщо ж як заземлюючого проводу використовувати нульовий провід живлення при розводці живильної мережі з триполюсними розетками двухпровідним кабелем, на ньому буде набігати різниця потенціалів, викликана падінням напруги від протікає силового струму Inul (рис. 4).


Рис.4. Поява різниці потенціалів при двухпроводном кабелі живлення

Якщо в ці ж розетки включати пристрої з великим енергоспоживанням (лазерний принтер, наприклад), різниця потенціалів (і імпульсні перешкоди при включенні-виключенні) буде відчутною. При цьому еквівалентний джерело напруги при відносно невисокій ЕРС. Enul (декілька вольт) буде мати дуже низький вихідний опір, рівний опору ділянки нульового проводу. Потужність, споживана пристроями, розташованими на рис. 4 праворуч дорівнює:
Р = Р2 + РЗ
Оскільки зазвичай опір з’єднувального кабелю більше живить (так як перетин проводів живильного кабелю набагато більше перетину проводів кабелю з’єднання), через загальний провід з’єднувального кабелю потече струм істотно менший, ніж силовий.
Це прямий наслідок закону Ома:
U=I*R I=U/R
Але при порушенні контакту в нульовому проводі живлення через сполучний кабель може протікати і весь струм, споживаний пристроєм. Він може досягати декількох ампер, що спричинить вихід пристроїв з ладу. Чи не вирівняні потенціали корпусів пристроїв також є джерелом перешкод.


Рис.4а. Поява фазної напруги на корпусі при обриві нульового проводу.

Але найнебезпечніша ситуація виникає при обриві нульового проводу у разі заземлення пристроїв через робочий нульовий провід (рис 4а). Як електрик кажу, що така ситуація не так вже й рідкісна (наприклад відгорів нульовий провід в щиті або розподільній коробці.) У цьому випадку через трансформатор блоку живлення, або двигун пристрою (пилосос) на нульовий клеми приладу, а значить і на корпусі пристрою з’явитися напруга 220 В з потужністю майже рівної потужності мережі. Це загрожує дуже важкими ураженнями електричним струмом. Ситуація може виглядати так: ви пилососите квартиру поряд з батареєю опалення, раптом пилосос зупиняється, природно виникає бажання подивитися що з ним трапилося, задом притискаєтеся до батареї, доторкаєтеся до пилососа і дупа тут же перетворюється на смажені стегенця. Враження незабутні у всіх сенсах.
Тому – ніколи не приєднуйте робочий нульовий провідник до корпусу апарата – це небезпечно!

Якщо обидва з’єднуються пристрою не заземлені, у разі їх живлення від однієї фази мережі різниця потенціалів між ними буде невеликий (викликаної розкидом ємностей конденсаторів в різних фільтрах). Зрівнює струм через загальний провід з’єднувального кабелю буде малий, і різниця потенціалів між схемними землями пристроїв теж буде мала. Але не слід забувати про безпеку людини. Якщо незаземлені пристрої підключені до різних фаз, різниця потенціалів між їх несоедіненнимі корпусами буде порядку 190 В, при цьому зрівнює струм через кабель може досягати десятка міліампер.
Коли всі з’єднання / роз’єднання виконуються при відключеному харчуванні, для інтерфейсних схем така ситуація майже безпечна. Але при комутаціях при включеному харчуванні можливі неприємності: якщо контакти загального проводу з’єднувального кабелю з’єднуються пізніше (або роз’єднуються раніше) сигнальних, різниця потенціалів між схемними землями прикладається до сигнальних ланцюгах, і вони, як правило, вигорають. Найважчий випадок – з’єднання заземленого пристрою з незаземленим (мал. 5), особливо коли в останнього досить потужний блок живлення.
Для пристроїв, блоки живлення яких мають шнури з двополюсної виделкою (а такі ще зустрічаються), ці проблеми теж актуальні. Такі блоки живлення часто мають мережевий фільтр, але з конденсаторами малої ємності (отже, струм короткого замикання досить малий).


Рис. 5. Підключення незаземленого пристрої

Досить небезпечні мережеві шнури пристроїв з двополюсної виделкою, якими підключаються блоки живлення з триполюсним роз’ємом. Користувачі, що підключають свої пристрої в побутові розетки, можуть зіткнутися з проблемами через відсутність заземлення.
Це в першу чергу стосується домашніх користувачів. Далеко не в кожній квартирі встановлені євророзетки з надійним заземленням, а скоріше навпаки ;-) .
Локально проблеми заземлення вирішує застосування мережевих фільтрів типу Pilot і їм подібних.
Живлення від одного фільтра всіх пристроїв, що з’єднуються інтерфейсами, вирішує проблему різниці потенціалів. Ще краще, коли цей фільтр включений в трьохполюсну розетку із заземленням. Однак заземлюючі контакти багатьох розеток можуть мати поганий контакт внаслідок своєї слабкої пружності або задирок в пластмасовому кожусі.
Крім того, ці контакти не люблять частого виймання і вставки вилок, так що знеструмлення обладнання після закінчення роботи краще виконувати вимикачем живлення фільтру (попередньо вимкнувши пристрої).
Настійно рекомендується відключати живлення при підключенні і відключенні сполучних кабелів. Невелика різниця потенціалів, яка практично зникне при з’єднанні пристроїв загальними проводами інтерфейсів може пробити вхідні та вихідні кола сигнальних ліній, якщо в момент приєднання роз’єму контакти загального дроту з’єднаються пізніше сигнальних.
До перешкод, викликаним різницею потенціалів схемних земель (корпусів) пристроїв, найбільш чутливі паралельні порти. У послідовних портів і роз’ємів побутової техніки зона нечутливості ширше (Пороги ± 3 В), ще меншу чутливість мають інтерфейси локальних мереж, де зазвичай є гальванічна розв’язка сигнальних ланцюгів від схемної землі з допустимою напругою ізоляції порядку 100В.
Повірте моєму досвіду – кілька паралельних портів наказали таким чином довго жити. Проблема заземлення пристроїв, сильно рознесених територіально, загострюється. Якщо розводка живлення та заземлення виконана двухпровідним кабелем (рис. 4), різниця потенціалів, зумовлена ​​падінням напруги на заземлюючих проводах, буде особливо відчутною. У ряді випадків практикується прокладка окремого кабелю або шини для ланцюга заземлення. Однак розводка заземлення окремим кабелем не завжди зручна і часто неефективна з точки зору захисту від перешкод, оскільки при цьому можуть утворюватися замкнуті контури з широким охоплюваним простором – своєрідні антени. Так що розводку живлення до пристроїв доцільно виконувати трьохдротяним кабелем, один з проводів якого використовується для захисного заземлення. При цьому деревоподібна схема заземлення виходить природним чином (рис.6), захисний провід в кореневій частині цього дерева заземляють або зануляют.


Рис.6. Розводка живлення та заземлення

Додаткові проблеми при розводці електроживлення для комп’ютерів обумовлені яскраво вираженою динамічної нелінійністю вхідного ланцюга бестрансформаторних блоків живлення (а такі блоки живлення застосовуються повсюдно). Традиційні електромережі розраховані на більш-менш лінійну навантаження.
Все! Досить! Sorry! Дуже в глибоку теорію мене занесло ;-) . Ще раз – Sorry! Опускаємося на грішну землю.
У сучасних будинках, із сучасним плануванням, саме за схемою (рис. 6.) Проводиться розводка електричного живлення. Хто живе в таких квартирах – прийміть вітання, вам невимовно пощастило, і в електроживленні в тому числі. Як же бути іншим. Ні в якому разі не намагайтеся заземлитися на батарею опалення. Це чревате наслідками. Якщо є відповідні знання (у галузі електротехніки) і
вміння (спірне питання – що з них важливіше, одне без іншого не буває :-) ), То акуратно проведіть заземлення проводом відповідного перерізу від електричного щита на сходовому майданчику до себе в квартиру. Не забувайте про техніку безпеки. Але краще, щоб не було ні у кого до вас ніяких зайвих питань, запросіть тлумачного електрика з ЖЕС, ЖЕК, будинкоуправління і т.д. Все йому поясніть, розкажіть, якщо треба – покажіть дану статтю. Нехай він все зробить … І все буде ОК.

Отже робимо висновки:

  1. Всі побутові пристрої в будинку повинні бути надійно заземлені.

  2. Заземлення повинно бути виконано для всіх розеток, не слід виконувати часткове заземлення розеток.

  3. Категорично забороняється з’єднувати клему заземлення розетки або приладу з робочим нульовим проводом мережі.

  4. Настійно рекомендується відключати живлення при підключенні і відключенні сполучних кабелів різних побутових пристроїв.

  5. Якщо пристрої передбачається з’єднувати якими або кабелями, то бажано їх підключити до загального подовжувача, має клеми заземлення.

Джерело: elremont.nm.ru