Поиск неисправностей в электронике

Однофазные источники питания обычно содержат распределительный щит, который дает 120/240 В. Современные модели обеспечивают ток от 60 до 200 А. В распределительном щите каждая индивидуальная цепь подключена к линии с фазным напряжением и к нейтральной линии заземления (рис. 5.1).

Рис. 5.1.Пример источника питания 120 и 240 В с трансформатором

На распределительном щите цепь фазы обычно выполняется из черного или красного провода, если напряжение составляет 240 В. Нейтральный провод обычно белый, а зеленый выполняет роль предохранительного приспособления и заземления. Плавкие предохранители или прерыватели защищают линию фазы от перегрузок. Нейтральная сторона почти всегда подключена к земле путем соединения этого провода с заземляющим стержнем или водопроводной трубой с холодной водой, в зависимости от местных правил (рис. 5.2).

Рис. 5.2.Схема распределительного щита

Устройство, которое называется заземлением оборудования, состоит ил монтажного провода, который соединен с нейтральным выводом на распределительном щите (общая земля), с металлической приемной коробкой и третьим отверстием в розетке. Возьмем, к примеру, дрель. Она должна иметь вилку с двумя или тремя штырями и пружинящими контактами, соединенными проводом с металлическим корпусом инструмента (рис. 5.3).

Рис. 5.3.Распределительный щит, розетка, и ручная дрель, демонстрирующие применение провода заземления

Если при работе с дрелью происходит замыкание на землю, ток пойдет не через оператора, а через этот провод заземления назад к источнику. Если защитное заземление не предусмотрено, ток с фазной линии может пойти через заземленную дрель, оператора и назад в заземление на землю (рис. 5.4).

Рис. 5.4.Примеры заземленной и незаземленной схемы

Системы заземления защищают операторов и оборудование. Программируемые устройства управления и компьютеры особенно чувствительны к замыканию на землю. Приборы более подвержены замыканию на землю, если они работают в среде с высокой влажностью, например в подвалах и на расположенных под открытым небом объектах: на промышленном складе или на цокольном этаже с влажным полом оператор и оборудование в большей степени подвержены риску замыкания на землю.

Специалист по обслуживанию не должен думать, что третий штырь вилки всегда защищает оборудование и оператора. Нередко цепь провода заземления имеет обрыв. В старых промышленных установках очень часто встречаются розетки с незаземленными контактами. Даже если розетка снабжена заземлением, это не гарантирует защиту во влажных и сырых помещениях ни оператору, ни оборудованию.

Для защиты двигателей, устройств управления и другого промышленного оборудования были разработаны усовершенствованные программируемые технологии. Рис. 5.5 показывает программируемое устройство, спроектированное для защиты больших и дорогостоящих двигателей. Оно предохраняет не только от замыкания на землю, но и от заклинивания, перегрузок, неравенства фазных напряжений, других проблем питания и нагрузки.

Рис. 5.5.Программируемое устройство защиты двигателя

Менее дорогостоящие средства защиты от замыкания на землю называются устройствами защитного отключения (УЗО). На рис. 5.6 показан типичный бытовой выключатель УЗО. Прерыватель похож на размыкатель цепи, но защищает схему от замыкания на землю. Он срабатывает, как только небольшой ток начинает течь на землю.

Рис. 5.6.Типичное устройство защитного отключения

Большинство систем электропроводки, расположенных в жилых зданиях, обычно используют провод № 14 для тока 15 A, № 12 для тока 20 А, № 10 для тока 30 А, № 8 для тока 40 А, и № 6 для тока 55 А.

Максимальная мощность оборудования 20 А общего назначения составляет 2400 Вт, а для цени 15 А — около 1800 Вт (при напряжении 120 В). Общее потребление одновременно включенных устройств не должно превышать возможностей сети питания. При расчете схем бытовой проводки обычно предполагается, что на каждые 35 м². площади необходимо обеспечение 15 А. Розетка должна быть доступна каждые 3,6 м по длине стены. Обычно оборудование мощностью 8000-18 000 Вт должно иметь отдельную проводку 240 В (40 А). Электрический нагреватель воды (2000–4000 Вт) требует отдельной цепи 240 В (40 А). В кухнях обычно предусматриваются две или три отдельные цепи 20 А для электрических устройств. Часто одна цепь общего назначения 15–20 А может обеспечить две спальни и ванную.