1.4. Земля и масса

Другими важными понятиями ЭМС являются понятия: земля и масса. С понятием "заземление" инженеры, работающие с сильноточными устройствами, связывают, как правило, вопросы техники безопасности и грозозащиты, например, устранение не­допустимо высоких напряжений прикосновения. Инженеры же, работающие в области электроники, - скорее электромагнитную совместимость их схем, например устранение контуров заземле­ния, влияние частоты 50 Гц, обращение с экранами кабелей и т. д.

Следует строго различать два понятия - защитное заземление (защитный про­вод) для защиты людей, животных и т. д. и массу, систему опор­ного потенциала, электрических контуров (это справедливо как для сильноточных, так и для слаботочных цепей). Земля и масса, как правило, в одном месте гальванически связаны друг с дру­гом, но между ними существует большое различие: провода за­земления проводят ток только в аварийной ситуации, нулевые провода - в нормальной рабочей ситуации и часто представляют общий обратный провод нескольких сигнальных контуров, веду­щий к источнику. Это различие существенно и характеризуется следующими понятиями:

Понятие «земля» поясняет рис. 1.4. .

В нормальном режиме по нейтральному проводу Н протекает обратный ток электроприемников и его потенциал вследствие падения напряжения на его сопротивлении отличается от потенциала земли (за исключением эквипотенциальной шины, где он равен потенциалу земли). Защитный провод ЗП в нормальном режиме тока не проводит и его потенциал равен потенциалу земли. Поскольку корпус оборудования присоединен к защитному проводу ЗП, то и его потенциал также равен потенциалу земли и не создает угрозы для людей и животных.

При замыкании одного из фазных проводов (на рис. 1.4. провода Л₃ ) на корпус оборудования в фазном проводе возникает большой ток короткого замыкания и оборудование отключается предвключенным защитным автоматом З_з.

Рис. 1.4. Заземление в низковольтной сети:

Л₁, Л₂, Л₃ – фазные провода сети; ЗПН – защитный провод нейтрали; ЗП – защитный провод; Н – нейтральный провод; З_з – защитный автомат; R_А , R_В – сопротивление заземлителя потребителя и подстанции

Понятие «масса» поясняет рис. 1.5..

Рис. 1.5. К понятию «масса»

Под массой в схемотехнике понимают общую систему опор­ного потенциала, по отношению к которой измеряются узловые напряжения цепи (шина, провод опорного потенциала, корпус, нулевая точка). В простой цепи это просто обратный провод, в электронной схеме - общий обратный провод для всех электри­ческих контуров (рис. 1.5. а,б). Масса может, но не должна иметь потенциал земли. Однако, как правило, она в одном месте не­пременно соединена с защитным проводом и тем самым заземле­на. Масса выполняет те же функции, что и нейтральный провод. Прежде всего, на работу схемы не оказывает влияния заземле­ние массы. Однако если занимающая доста­точно обширное пространство масса заземлена в нескольких ме­стах, возникает контур заземления (см. рис. 1.3). Тогда при раз­личных потенциалах точек заземления могут протекать уравни­тельные токи, а на полных сопротивлениях массы возникать па­дения напряжения, которые накладываются на напряжения, дей­ствующие вдоль отдельных контуров цепи и являются противо­фазными помехами. При высоких частотах это даже не требует гальванического заземления, так как при наличии печатных плат с навесным монтажом и плоской массой контуры заземления могут образовываться благодаря их емкостям относительно мас­сы.