Блог

Jun 24, 2023

Система

Заземление является наиболее фундаментальным свойством всех типов электрооборудования. В журнале In Compliance Magazine и других изданиях имеется множество качественных статей по конкретным темам, в основном

Заземление является наиболее фундаментальным свойством всех типов электрооборудования. В журнале In Compliance Magazine и других публикациях есть множество качественных статей по конкретным темам, в основном посвященных заземлению на уровне печатных плат (PCB). В этой статье основное внимание уделяется менее распространенному пути — заземлению на системном уровне, то есть заземлению оборудования, которое фактически используется на заводах.

Существует несколько ключевых аспектов заземления, включая безопасность, электростатический разряд (ESD), электромагнитные помехи (EMI) и целостность сигнала. Хотя этот и другие журналы опубликовали подробные статьи по одной или нескольким из этих тем, данная статья объединяет их все, чтобы помочь пользователям оборудования и производителям инструментов понять, что важно и как добиться оптимальных характеристик грунта. В этой статье не рассматривается заземление печатных плат (на эту тему есть множество отличных статей) и портативные инструменты с двойной изоляцией, не имеющие заземления.

Безопасность всегда на первом месте. Слишком многие специалисты по ESD и EMI не имеют профессиональной подготовки в области электробезопасности. Эта статья далека от всеобъемлющего руководства по безопасности и не охватывает все важные моменты безопасности. Основная цель этого раздела — довести электробезопасность до сведения специалистов по электростатическому разряду и электромагнитным помехам на заводах и разработчиков инструментов, которые в противном случае могут не знать, что заземление является элементом безопасности. Я настоятельно рекомендую тем, кто занимается такими предметами, пройти курс электробезопасности, подружиться с заводскими лицензированными электриками или вступить в заводской комитет по безопасности. В этой статье мы лишь поверхностно коснемся основ.

Так зачем же заземлять предохранительный элемент? В качестве примера давайте рассмотрим типичную часть промышленного оборудования, такую ​​​​как манипулятор с интегральными схемами (ИС) или машину для захвата и размещения поверхностного монтажа (SMT) (или любой другой инструмент, с которым вы знакомы). Каждый из этих инструментов получает питание от сети переменного тока, а это означает, что обычно на оборудование поступает напряжение от 100 до 440 В переменного тока. Если провод под напряжением внутри такой машины или инструмента по какой-либо причине ослабнет, он может коснуться и подать напряжение (то есть подать напряжение) на металлическую часть, к которой имеет доступ оператор. Теперь эта металлическая часть, например корпус, находится под высоким напряжением. Оператор может легко получить удар током, просто прикоснувшись к такой детали.

Здесь на помощь приходит заземление. Если все металлические части, доступные оператору, правильно заземлены, свободный провод под напряжением, который касается такой части, эффективно замыкает любое напряжение под напряжением на землю, и возникающий в результате чрезмерный ток приводит в действие автоматический выключатель, отключающий питание инструмента. Чтобы все это работало, должны быть соблюдены следующие условия:

Все доступные для оператора проводники должны быть заземлены1; и

Насколько проводящим должен быть путь заземления, чтобы сработал автоматический выключатель? По этому вопросу существует несколько различных стандартов и рекомендаций, но основной ответ заключается в том, что заземляющий путь должен быть, по крайней мере, таким же проводящим, как и проводящий или нейтральный пути. Если в вашем силовом кабеле используются силовые провода AWG12 (или диаметром 2 мм), вы не можете использовать заземляющие провода тоньше этого. Вездесущий зеленый провод AWG18 просто не подойдет.

Должны ли все заземляющие провода внутри инструмента быть такой же толщины, как и входящие в него силовые провода? Не обязательно. В местах, где заземление выполняется в целях, отличных от безопасности (например, ESD/EMI) и где нет проводов под напряжением, заземляющие провода могут выбираться по другим критериям (см. далее в этой статье).

Чаще, чем хотелось бы, заземляющий и нейтральный провода меняются местами либо в проводке объекта, либо во внутренней проводке самого оборудования. Это приводит к тому, что обратный ток течет через землю, а не через нейтральный провод, что приводит к множеству функциональных проблем, а также к проблеме безопасности. Вездесущий прибор для проверки розеток с тремя светодиодами этого обнаружить не может. Самый простой способ проверить это — измерить переменный ток на заземляющем проводе, входящем в оборудование, с помощью простых клещей переменного тока (не забудьте правильно определить заземляющий провод). Если во время работы ток заземления оборудования превышает 0,1 А, необходимо провести расследование. Это не учитывает чрезмерный ток утечки в оборудовании, даже если проводка правильная.