Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!! Этот материал является продолжением о защитных функциях зануления и заземления, Сегодня я хочу рассказать о случаях, когда применение заземления требуется там, где электрооборудование отсутствует. Это относится к защитным свойствам заземления, а так же есть ещё большая область техники, связанная с применением заземления и это радиотехническое заземление.
Первый раз заземление, там, где его не должно быть, мне показали на винограднике в совхозе. На мой вопрос: для чего? Мне показали на ЛЭП 220 кВ. Оказывается, если шпалеры расположены параллельно ЛЭП и находятся на определённом расстоянии от нее, все тросики и провода для подвязывания винограда должны быть заземлены через каждые 10 метров. В противном случае, прикосновение к ним вызывает ощутимый удар током!
В данном случае, здесь работает взаимная индукция между параллельно-расположенными проводниками. Если в ЛЭП 6/10 кВ, то наведенное напряжение есть, но его величина не существенна, а вот если ЛЭП работает при большом напряжении и значительной мощности и длина шпалеры не 10 метров, то наведенное напряжение становится опасным для жизни! Наведенное напряжение зависит от мощности линии, длины проводника ( шпалеры ) параллельно-расположенного к ЛЭП, а так же от расстояния между ЛЭП и проводником. Чем меньше расстояние тем выше напряжение!
Ток, протекающий по проводам ЛЭП, за счет трансформации вызывает ток в почве вдоль всей ЛЭП. Это очень неприятное и вредное явление, вызывающее значительные потери при передаче электроэнергии, а токи, возникающие в почве «гуляют» по поверхности земли и где они проявятся можно только предполагать… Это, так называемые, БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ!
Блуждающие токи очень вредное явление, вызывающее коррозию металлических конструкций и трубопроводов! Блуждающие токи так же наблюдаются в зонах железных дорог, вблизи трамвайных и троллейбусных линий.
Приведу очень простой, но поучительный пример. Несколько лет назад, решил навестить маленького внука ( они живут в самом центре города в восьмиэтажном доме и дому больше 30 лет ). Поднимаюсь на второй этаж, открываю дверь тамбура на две квартиры и звоню. Пока дверь открывали, меня заинтересовал запах горелой бумаги. Стал осматривать стены и заметил, что на стене в 30 – 40 см от потолка обои, пятно 15см стали почти чёрными. Дверь открылась и вместо «доброе утро» «а у вас стена изнутри горит». Прикоснуться к этому месту прикоснуться невозможно. МЧС у нас работает очень хорошо! Приехали энергетики и представитель МЧС.
Пять минут работы молотком и зубилом и открылась интересная картина!
Удивлению энергетиков не было предела. О чем думал представитель МЧС я не знаю, но энергетики забегали очень быстро! Через несколько минут привезли сварочный инвертор и сварили очень качественно оба прутка между собой. Спасатели уехали, а мы несколько дней наблюдали, но все оставалось холодным и мы зацементировали и навели порядок.
Теперь вопрос первый: Как такое могло быть в несущем блоке, там ведь не один пруток арматуры и почему именно на этих двух появилось напряжение, вызвавшее солидную дугу? На этот вопрос энергетики ответить не смогли!
И вопрос второй: Если это случилось в этой стене, то такое могло случиться в любой стене, а если это случится не под потолком? Если такое получится за шкафом ночью или когда люди на работе? И на этот вопрос ответа не последовало!
Вот такие бывают БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ!!!
Но не будем о плохом…
Рассмотрим более близкое к электронике РАДИОТЕХНИЧЕСКОЕ заземление и где в электронике заземление и само понятие «земля» имеет важное, если не главное значение.
Люди старшего поколения помнят ламповые радиоприёмники и помнят комнатные антенны. У каждого радиоприёмника на задней панели было гнездо «антенна» и гнездо «земля». И в комплекте к приемнику обычно прилагалась «комнатная антенна» - моток провода с приборным штекером, а так же инструкция как её подвесить в комнате и как подключить землю ( если память не изменяет, на водопроводную трубу или как самим сделать заземление). Что же из себя, представляла комнатная антенна?
Комнатная антенна обычно состояла из полотна антенны и проводника, подключенного к полотну – снижение. Снижение к полотну подключалось в любом месте полотна в зависимости от расположения радиоприёмника и антенны. Заземление к приёмнику подключать было не обязательно, но в инструкции рекомендовали.
И вот интересная информация. Многие считают, что чем длиннее полотно антенны, тем лучше! К сожалению это не так! На самом деле антенной является не полотно антенны, а антенной является снижение! И чем больше его длина в вертикальной плоскости тем лучше прием, а полотно антенны предназначено для увеличения ёмкости антенны, что особенно важно при маленькой длине снижения. В профессиональных антеннах расположенных на столбах необходимой высоты снижение получается необходимой высоты.
И в первом, и во втором случае работа антенны без заземления будет не эффективной!!! И если на приём можно ещё и обойтись без заземления ( функцию «земли» хоть и плохо, но выполняет шасси и корпус приёмника ), а вот на передачу антенна работать не будет! Если невозможно подключить «землю», в качестве «земли» надо подключить противовес. При этом направление растяжки противовеса должно быть в сторону корреспондента.
Чтобы исключить необходимость применения «земли» был придуман так называемый вибратор. И после математических расчетов и испытаний оказалось, что элементы вибратора должны быть равны четверти длины рабочей частоты. В итоге антенна получила название ПОЛУВОЛНОВОЙ ВИБРАТОР.
Но если выполнить элементы антенны просто канатиком ( даже достаточного диаметра – антенна получалась узкополосной ( хорошо работала только на одной частоте ), но такой вариант меньше всего устраивал военных радистов. И в своё время была разработана антенна – ДИПОЛЬ НАДЕНЕНКО. Такое название он получил в честь автора, её изобретателя.
Диполь Надененко имеет достаточную широкополосность за счет увеличения диаметра рабочих элементов. С целью снижения веса цилиндры выполнены проводами, обычно их шесть.
У вибратора есть направленность и при его установке необходима ориентировка рабочего направления.
Диаграмма направленности представляет собой тор ( в идеальном случае ). Если посмотреть на диполь сбоку – он излучает во все стороны одинаково, но это только в свободном пространстве. А на самом деле в работу диполя вмешивается опять «земля»!!! И на диаграмму влияет расстояние диполя от поверхности, но сюда еще и примешивается проводимость почвы в зависимости от времени года и количества осадков. Для исключения влияния проводимости почвы на диаграмму направленности в рабочей зоне диполя располагают искусственную «землю» в виде медной сетки или листов меди, сваренных между собой. Представьте себе огромное антенное поле радиовещательной радиостанции в несколько гектаров, покрытое листовой медью солидной толщины. Вот такая бывает «земля».
Но возникает вопрос: что делать, если нужна круговая диаграмма направленности в горизонтальной? Совершенно верно – достаточно поставить диполь вертикально. Получается штырь!
Такая антенна имеет круговую диаграмму, а вот в вертикальной плоскости на диаграмму оказывают противовесы, образующие с вибратором ( штырем ) угол от 180 до 90 градусов. Противовесы опять же являются искусственной землей.
Не буду останавливаться на других антеннах, могу только повторить, что «земля» для работы антенн имеет определяющее значение!
И самое интересное радиотехническое заземление – это заземление, применяемое для подключения к измерительным приборам при настройке аппаратуры.
Надо отметить, что радиотехническое заземление в отличии от защитного заземления, намного лучше. Мне приходилось принимать участие при выполнении заземления 0,2 Ома. И как показали замеры – получилось 0,1 Ома. Военпред, принимающий комплекс был очень доволен!
Не буду вдаваться в подробности выполнения такого заземления, но хочу показать как выполнена комната для настройки особо чувствительной аппараты.
Представьте себе такую кубическую матрешку из медной сетки. Внешнее сооружение заземляется на радиотехническое заземление. Среднее расположено на изоляторах и является самостоятельным, не подключенным. И внутренне, опять же на изоляторах подключается к клеммам «земля» приборов. Ввод питания осуществляется через разделительные трансформаторы для обеспечения техники безопасности и все провода питания имеют хорошую систему фильтров. И самое интересное три двери! Интересная получается матрешка! Но при настройке определенных видов оборудования без неё не обойтись!
Если материал понравился, и Вы нашли в нём полезное для себя не посчитайте за труд и оставьте свой отзыв! Очень буду рад прочитать Ваши комментарии.
Чаще заходите на мой канал, подписывайтесь! Информация учебного и познавательного характера будет регулярно пополняться!
Желаю Всем читателям здоровья и успехов в творчестве!!!