Как сделать контур заземления: Контуры заземления – что это и как правильно выполнить

Контуры заземления – что это и как правильно выполнить

Если вы читаете эту статью значит уже знаете, что вам нужен контур заземления. Но возможно не до конца представляете, что он собой представляет, как работает и как его сделать правильно раз и навсегда, можно ли «сэкономить» и ут.д. Начнем с небольшого блока теории.

Что такое заземление и зачем оно нужно в частном доме

Мы разбираем конструкцию и схемы контуров заземления для электросетей с глухозаземленной нейтралью. Это значит, что на стороне подстанции нейтральный провод заземлен, то есть присоединен к заземляющему контуру.

Заземление – это подключение корпусов электроприборов к заземлителю. Заземлитель же – это один или несколько проводников, которые находятся в земле, в непосредственном контакте с грунтом. На рисунке изображено два контура заземления один возле подстанции, второй возле производственного помещения или частного дома где нужна защита.

Сопротивление контура заземления очень низкое (не больше 4 Ом по правилам). Это значит, что если на корпусе электроприбора окажется напряжение, например, произойдет пробой обмотки электродвигателя, то по корпусу оборудования через заземляющий проводник и контур пойдет очень большой ток. По сути пробой на заземленный корпус вызовет короткое замыкание. А ток короткого замыкания спровоцирует срабатывание автомата защиты или перегорание предохранителя.

Похожим образом работает и контур заземления подстанции. Например, при обрыве и падении фазного провода на землю возникнет короткое замыкание между фазой и заземлением, и сработает защита на подстанции.

Даже если случится так, что защита не сработает, например, произошел пробой в конце обмотки и ток утечки оказался недостаточным для срабатывания защиты, то сопротивление контура заземления намного ниже чем сопротивление человеческого тела. И если человек прикоснется к заземленному оборудованию, то или почувствует слабый удар электрическим током или не почувствует его вовсе. Электрический ток идет по пути наименьшего сопротивления, а меньшее сопротивление у контура заземления.

Если для промышленности все понятно, то зачем контур заземления в частном доме, какие тут моторы и где тут опасность? Корпуса большинства электроприборов вообще пластиковые.

И это хороший вопрос. Неужели требования что к электросети нельзя подключить новый дом без контура заземления – это просто бюрократическая фикция.

На самом деле нет. Раньше в частных домах из электроприборов были только свет да утюг, ну еще радиоприемник с телевизором. Сейчас количество и качество бытовых приборов изменилось кардинально, и пробой на корпус во многих из них может стать смертельным. Вот некоторые из них:

1. Бойлер – под напряжением окажется не только корпус, но и вся водопроводная система. Можно получить поражение электрическим током просто открыв воду на кухне.
2. В меньшей степени, но все же это относится и к скважинному насосу.
3.  Автоматические стиральные машинки представляют похожий тип опасности с выходом через воду в любую точку, любой санузел в доме.
4. Нагревательные приборы — масляные нагреватели и электроконвекторы опасны прикосновением к корпусу.
5. Микроволновки, электродуховки и холодильники – также не нужно сбрасывать со счетов.
6.  Все приборы с импульсными блоками питания: компьютеры, современные телевизоры те же стиральные машины. Конденсаторы в этих блоках питания соединены с заземляющим выводом PE, а он в свою очередь с корпусом прибора. И на корпус того же домашнего ПК может попасть напряжение в 100-110В. Чаще всего мы этого не замечаем из-за того, что стоим на сухом полу в обуви на резиновой подошве, да и большой ток через конденсаторы и такую паразитную наводку не пройдет, но все же есть реальный риск получить удар электрическим током от незаземлённого ПК с импульсным блоком питания.

Поэтому крайне не рекомендуем делать контур заземления формально лишь бы сдать. Кроме этого настоятельно рекомендуем подключать все розетки в доме не через обычные автоматические выключатели, а через дифференциальные автоматы или комбинацию автоматического выключателя и дифференциального реле.

Дифференциальная защита кроме стандартных функций защиты от к.з. и перегрузки реагирует на токи утечки. Заземляющий контур и дифференциальная защита не заменяют, а прекрасно дополняют друг друга. Ведь заземление не защитит, если ребенок сунет гвоздь в розетку, а дифавтомат успеет сработать до того, как будет причинен существенный вред здоровью.

Расчет контура заземления

Размер и глубина зависят от типа грунта. Меньше всего проблем будет если у вас:

• торфяные грунты
•  суглинки
•  влажные глинистые почвы.

Хуже если это песок тогда нужно больше проводников и забивать их нужно на большую глубину. Совсем не получится устроить контур заземления в скальных или горных грунтах.

В идеале нужно иметь геологические карты местности тогда получится сделать расчет контура заземления. Но на практике просто делают стандартный контур по общим рекомендациям, замеряют сопротивление, и, если оно недостаточно низкое, добавляют еще один или несколько электродов.

На иллюстрации ниже обычная схема контура заземления, которая сработает в 90% случаев.

Это равносторонний треугольник со стороной 1,5-3 метра, но, если площадь участка не позволяет сделать треугольник можно закопать и соединить вертикальные проводники в ряд, но так выше вероятность, что будет нужно больше вертикальных заземлителей.

Материалом для контура заземления может быть медь, оцинкованная и черная сталь. Форма и размеры не особо регламентируется, но важным является сечение и толщина элементов заземления. Вот рекомендации для черной стали:

Толщина и сечения заземляющего контура рассчитываются так, чтобы не только дать нужное сопротивление, но и обеспечить долговечность. Ведь сталь неизбежно будет ржаветь, и чтобы контур заземления прослужил как минимум 30-40 лет должен быть хороший запас по толщине и сечению стали.

Монтаж контура заземления — из чего и как сделать

Мы разберем монтаж контура заземления из классического стального проката на сварном соединении. Конечно можно купить набор специальных штырей-электродов, с наконечником которые можно завинчивать в землю перфоратором. Они состоят из нескольких секций (прутов круглого сечения) и по мере погружения добавляется следующая.

Но, во-первых, цена таких комплектов для заземления неоправданно высока. Во-вторых, муфты для соединения наборных электродов резьбовые и со временем электрических контакт сильно ухудшится. А старая добрая сварка — это монолитное соединение и прослужит столько же сколько и весь заземляющий контур.

ВАЖНО! Не нужно и даже запрещено красить элементы, из которых собирается контур заземления. Железо должно быть «голым» чтобы ничего не мешало контакту с грунтом.

А вот сварные швы нужно прокрасить нитрокраской или чем-то подобным, поскольку они наиболее подвержены коррозии, и контур может выйти из строя через 5-6 лет только потому что проржавели сварные швы.

Также обязательно нужно покрасить черной краской (это важно, краска по нормативам должна быть именно черной, даже если это ваш частный дом) полосу которая выходит из-под земли и соединяется с проводником

По сути монтаж контура заземления сводится к несложным хотя и трудоемким операциям:

1. Выкопать траншею глубиной 0,4-0,7 метра, в форме треугольника или прямую если не площадь не позволяет выкопать треугольник.
   Место для монтажа контура заземления нужно выбирать как можно ближе к вводному щитку. Ведь именно с заземляющей шиной вводного щитка нужно будет соединить контур заземления, и чтобы не тянуть стальную полосу или заземляющий проводник через весь дом, нужно максимально сократить это расстояние. Размер стороны треугольника в среднем 2-3 метра.
2. В углах треугольника нужно сделать углубления. Идеально подойдет мотобрур с удлиненным валом для бура. Глубина «шахты» должна быть не менее 2 метров. Если этого не сделать, забить 3-х метровую трубу или угольник в грунт будет трудно, а в случае глинистого грунта и вовсе невозможно. Легче пойдет в песчаный грунт, но скорей всего электродов понадобится больше.
3. Забить вертикальные части заземляющего контура. По мере погружения засыпать и утрамбовывать грунт в пробуренную нишу, чтобы контакт электрода с грунтом был плотным на всю глубину. Забивать нужно так, чтобы выше уровня дна траншеи осталось около 20 см уголка или трубы.
4. Соединить вместе забитые электроды заземление полосой или круглым проводником. Соединить с помощью сварки. Учтите, что полосу легче согнуть и проложить в нужном направлении.  Конец полосы вывести к фундаменту в той же части нужно проделать в стене отверстие для заземляющего проводника. Или провести его по поверхности, если вводно распределительный щит находится снаружи здания.
5. Закрепить вывод стальной полосы к фундаменту. К концу стальной полосы (шины) приварить болт или шпильку. Можно сделать отверстие и прикрутить шину или кабельный наконечник заземляющего провода болтом, но в таком варианте больше переходных сопротивлений и добиться нужного сопротивления будет сложнее. В крайнем случае делайте два отверстия рядом и прижимайте стальную шину к медной двумя болтами. Но если заземляющий проводник у вас из провода, то нужно приварить болт, а на конец провода запрессовать кабельный наконечник. Сечение заземлящего провода который идет к вводному щитку должно быть:

• не меньше 10 мм2 – для медных шин и проводов;
• не меньше 16 мм2 – для алюминиевых шин и проводов;
• если внутрь здания уходит стальная полоса или круглый проводник, то его сечение должно быть не меньше 75 мм2.

7. Проверка. Прежде чем вызывать электролабораторию можно предварительно проверить контур обычным мультиметром, причем в режиме вольтметра. Для этого нужно замерить напряжение между фазой и нулем, а потом между фазой и шиной заземления. Оно должно быть практически одинаковым, например, 221 и 216 Вольт, соответственно. Если прибор показывает, что напряжение между фазой и заземляющим контуром значительно ниже, например, 220 и 180 Вольт, нужно добавить еще один вертикальных проводник и приварить его к существующим. После этого повторить измерения. Разница уменьшится.  Если удалось получить разницу в пределах 10 Вольт, скорей всего сопротивление контура заземления находится в пределах нормативных 4 Ом, и можно вызывать специалистов местного РЭС для проверки и выдачи заключения на подключение дома к электросети.

 

Надеемся материал этой статьи был для вас полезен. До следующих публикаций.

советы по проектированию и монтажу

Строительство загородного дома включает в себя множество электротехнических работ. Среди них не последнее место занимает планирование и обустройство системы заземления, которую нельзя игнорировать по причинам безопасности и требованиям ПТЭЭП.

Делать заземление в частном доме своими руками не запрещено, поэтому в этом материале подробно рассмотрим основные этапы проектирования и монтажа контура.

Содержание статьи:

• Значение и необходимость заземления
• Выбор системы и составление схемы
• Инструкции по монтажу заземления
  • Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель
  • Вариант 2 — модульная штыревая система
• Выводы и полезное видео по теме

Значение и необходимость заземления

Основу энергообеспечения частного дома составляет электрическая сеть, представляющая опасность для жильцов, если не применить некоторые меры по ее устранению. К таким мерам относится двойная изоляция проводников, выравнивание потенциалов, и дифавтоматов.

Заземление электросети также играет важную роль и предназначено, чтобы отводить появившийся в ненужном месте электроток в грунт.

Технически это выглядит так: все электроустановки в доме соединяются между собой и автоматами защиты, а затем – с землей, чтобы в критической ситуации было куда сбросить лишнее напряжение

Одного забитого в землю куска арматуры или профиля недостаточно. Заземление – это целая система взаимодействующих между собой элементов, связанная с другими системами.

Ее нельзя монтировать, не подобрав подходящие по параметрам детали и не произведя предварительные расчеты.

Для внедрения конструкции в грунт необходимо выбрать небольшой открытый участок земли рядом с домом. Над ним нельзя возводить постройку или гараж, так как периодически будет производиться профилактическое или ремонтное вскрытие грунта

Между городскими многоэтажками и частным жильем существует разница в устройстве заземляющих систем.

В многоквартирных домах шина находится в этажном электрощите, тогда как для частного дома контур заземления зарывают буквально в землю, так как он расположен рядом и не требует больших усилий для монтажа.

Все требования к проектированию и устройству системы заземления изложены в ПТЭЭП 2.7.8. Владелец дома должен знать, что прием в эксплуатацию самостоятельно обустроенной конструкции будет проводить организация-поставщик электроэнергии.

Ее представители раз в полгода обязаны визуально осматривать наземные видимые части системы, а примерно раз в 12 лет производить выемку грунта и поверять состояние подземных элементов.

Выбор системы и составление схемы

Всего существует три системы заземления: ТТ, IT, TN, из них последняя делится еще на три разновидности — TN-S, TN-C, TN-C-S.

В частном домостроении обычно используют схемы систем TN-C-S или ТТ, причем TN-C-S выглядит более привлекательной, так как к ее монтажу предъявляется меньше требований.

Схема системы заземления TN-C-S: 1 – условное обозначение заземлителя источника питания; 2 – токопроводящие части открытого типа. На определенном участке цепи заземляющий проводник соединяется с PEN

Система начинается от главной заземляющей шины, которая установлена или в электрощитке дома, или в шкафу вводного устройства.

Наиболее рациональным считается решение, когда заземление расположено на опоре, перенаправляющей электромагистраль в дом.

Схема электробокса с разделенными проводниками заземления и нейтрали: 1 – электрощит; 2 – нулевой проводник; 3 – заземляющий проводник; 4 – фазовые групповые проводники; 5 – выключатель дифференциального тока; 6 – автоматы; 7 – групповые цепи; 8 – дифференциальный автомат; 9 – прибор учета электроэнергии

Схема системы ТТ, которая кардинально отличается подключением заземляющего проводника. Он не зависит от источника электропитания, действует в автономном режиме

Система ТТ используется гораздо реже. Ею занимаются представители энергоснабжающей организации, а если владелец все же решит сэкономить и самостоятельно произвести монтаж, то заверять документы придут все те же работники Энергоснаба.

Если все же рискнете и выберете схему заземления ТТ для частного дома, то не забудьте про обязательную !

Инструкции по монтажу заземления

Существует два способа сборки и установки подземных заземляющих конструкций. Первый можно выполнить своими силами, хотя придется потрудиться и потратить немало времени, а второй по силам только профессионалам, так как потребуется специальное оборудование и навыки измерения сопротивления.

Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель

Сначала рассмотрим, как самостоятельно сделать заземление в частном доме, не прибегая к платным услугам. Система состоит из двух основных элементов, каждый из которых подбирается в зависимости от условий монтажа.

Заземляющий провод – медный проводник с сечением, равным сечению фазной жилы. Он одним концом подключен к шине, расположенной в электрощите, вторым – к заземлителю, зарытому в грунт. К шине также ведут заземляющие проводники от всех электроустановок в доме.

Провода «земли» легко распознать по цветовой маркировке – желто-зеленой полимерной изоляции. Способ крепления к шине – винтовой, посредством установки наконечников

Заземлитель – это конструкция из стальных элементов, тесно контактирующая с грунтом и служащая для выравнивания потенциалов при появлении напряжения.

При проектировании учитывают параметры сопротивления грунта, вычисляют размеры стержней и рамы, а также глубину залегания.

Удельное сопротивление грунта. Очевидно, что значение УСГ песка, глины или торфа различается. Чем влажнее и плотнее грунт, тем менее объемной будет конструкция заземлителя

Существует универсальная конструкция, для создания которой не нужно производить сложные расчеты.

Для ее изготовления потребуются:

• три 3-метровых уголка 50*50 мм или стальная труба со стенкой 3 мм и диаметром 16 мм;
• три 3-метровых уголка 40*40 мм.

Также понадобится , режущий инструмент, кувалда, крепежные материалы, а для земляных работ – лопата и ведро.

Пошаговая инструкция:

1. Выкапываем траншею от дома до места установки заземлителя. Ее глубина и ширина – около полуметра.
2. Делаем разметку для вбивания штырей (уголков) в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м.
3. В местах вершин треугольника выкапываем ямки глубиной 50 см.
4. Соединяем ямки узкими канавками по периметру, чтобы получился треугольник.
5. Забиваем уголки 50*50 в землю так, чтобы над ее поверхностью остались части длиной около 0,2 м.
6. Свариваем три уголка 40*40 в форме треугольника.
7. Привариваем треугольник к уголкам, забитым в землю.

Затем подключаем к конструкции заземляющий проводник: запрессовываем его конец круглым наконечником и с помощью болта подходящего размера прикручиваем к отверстию, высверленному в одном из уголков.

Схема установки заземлителя. Проводник ведет от зарытой треугольной конструкции к дому и заканчивается в электрощите на заземляющей шине

Металлические детали необходимо засыпать грунтом, лучше песком, а место монтажа заземлителя и проводника пометить табличкой, чтобы при строительных или хозяйственных работах не повредить.

Рекомендации по выбору деталей и монтажу заземлителя в грунт:

Галерея изображений

Фото из

Фабричные изделия имеют преимущества перед изготовленными своими руками: поставляются комплектно, не требуют сварки, позволяют получить нужное сопротивление при минимуме земляных работ

Чтобы забить длинные 3-метровые уголки в землю, на первом этапе потребуется стремянка или другое возвышение, с которого можно производить удары электроинструментом или кувалдой

Чтобы максимально сохранить проводимость металлического уголка, элементы конструкции не нужно покрывать защитной антикоррозийной краской или другим похожим составом

Кроме стального уголка 50*50 см можно использовать 6-миллиметровый оцинкованный прут, 10-миллиметровый прут из черного металла или прямоугольный прокат 48 мм²

Лучший вариант заземляющей шины – пластина из электротехнической бронзы с отверстиями для присоединения заземляющих проводников. Она монтируется на стенку электроящика

Заземляющую конструкцию рекомендуется зарывать в грунт как можно ближе к фундаменту дома – примерно на расстоянии в 1 м

Чтобы самодельные металлические элементы легче забивались в грунт, концы уголков необходимо заострить, подрезав пилой. Заводские изделия оснащены остроконечной головкой

Чтобы соединения не окислились и не повысили сопротивление заземлителя, вместо винтов используют сварку, которая гарантирует прочный и длинный шов

Комплектация заводского заземлителя

Стремянка или специально сколоченная подставка

Металлический уголок из оцинкованной стали

Металлопрокат для изготовления заземлителя

Шина заземления в электрощите

Контур заземления около дома

Монтаж заземлителя в грунт

Сварка деталей из черного металла

Для стальных стержней и соединяющей их полосы опасна пищевая соль – она разъедает металл и приводит конструкцию в негодность. Проследите, чтобы это вещество случайно не попало в грунт рядом с заземлителем.

Вариант 2 — модульная штыревая система

Если конструкцию из деталей металлопроката можно сделать своими руками, то заводской штырь необходимо приобрести в магазине.

Его главное преимущество – отсутствие трудоемких земляных и сварочных работ, а недостаток заключается в дополнительных расходах на оплату услуг обслуживающей организации.

Схема монтажа штыревого заземлителя и его устройство. Основные составляющие части – головка, стальной электрод с электрохимическим медным покрытием и муфты, соединяющие фрагменты электрода

Большая глубина объясняется еще и тем, что в указанном диапазоне обычно присутствуют грунтовые воды, резко снижающие сопротивление устройства, а это – необходимое условие для создания заземляющей системы

В самодельной конструкции площадь соприкосновения с грунтом увеличивается за счет использования нескольких уголков. Здесь штырь всего один, поэтому увеличение контакта происходит за счет его длины. Устройство забивают в грунт на глубину 20-40 м.

Земляные работы сводятся к вырыванию одной ямки с размерами 0,5*0,5*0,4 м. Для забивания штыря ударной дрелью пользоваться не рекомендуется, так как нужно исключить вращение головки штыря. Здесь нужен перфоратор со специальной насадкой.

В заводском комплекте вместе со штырем есть зажим для крепления проводника заземления, поэтому процесс монтажа заключается в забивании основного устройства и подключении его к проводу.

Пошаговая инструкция по монтажу штыревого заземлителя. Проводить замеры растекания мультиметром и рассчитывать глубину установки может только специалист – представитель из обслуживающей организации

Существуют нормативы, которых следует придерживаться в процессе монтажа:

• для 3-фазной сети 380 В – сопротивление не более 2 Ом;
• для 1-фазной сети 220 В – сопротивление не более 4 Ом.

При самостоятельном монтаже для подстраховки перед проверяющими органами лучше точно вычислить уровень залегания грунтовых вод и убедиться, что заземлитель опустится до этой отметки.

При контакте с грунтовыми водами параметры сопротивления придут в норму.

Выводы и полезное видео по теме

Опыт устройства заземления своими руками:

Практические советы по монтажу заземлителя фабричного изготовления:

Установка системы заземления из нескольких стержней:

Как видите, смонтировать систему заземления можно как собственноручно, так с помощью бригады приглашенных электромонтажников – первый способ дешевый, но более сложный, второй дорогостоящий, но надежный.

Однако главное в грамотном монтаже – это результат, который должен сделать электросеть дома полностью безопасной для его владельцев.

У вас остались вопросы по собственноручному обустройству контура заземления? Задавайте их ниже под статьей — наши эксперты и компетентные посетители сайта постараются вам помочь.

Если вы заметили неточности или ошибки в приведенном выше материале, или хотите дополнить статью полезными сведениям — пишите нам, пожалуйста, в блоке комментариев.

Самодельный изолятор контура заземления

24 августа 2014 г. Майк Фриман проекта

End ViewGround Loop Isolator

Устранение жужжания и высокочастотных визгов в вашем домашнем аудиооборудовании может стать проблемой. 90% этого, вероятно, является результатом «петли заземления», как это было в моем случае. Такая ситуация может возникнуть, когда у вас есть два или более электронных устройства, соединенных между собой видео- или аудиокабелями, и между ними возникает небольшая электрическая разница в их заземлении с системой питания. Разница в напряжении может быть слышна как жужжание или визг в динамиках, и если она достаточно велика, она может повредить ваше оборудование. Я столкнулся с этой проблемой, когда подключил игровую систему PlayStation 2 к домашней стереосистеме и проектору DLP. Я слышал ужасный визг в своих динамиках, который был таким же громким, как звуки обычных игр. Удивительно, но шума между моей PS2 и магнитолой не было. Это было от проектора. Напряжение обратно подавалось от видеоземли проектора через аудиоземлю PS2, а затем на мою стереосистему. Сумасшедший…
Чтобы это устранить, нужно как-то разделить земли, чтобы не было борьбы за землю между электроникой. Это достигается с помощью «изолятора контура заземления». Их можно приобрести менее чем за 15 долларов в Интернете или в магазине электроники. Сегодня воскресенье, все закрыто, и ждать неделю онлайн-заказа не хочется.
Его можно сделать, если у вас в доме достаточно хлама, как у меня. У меня было все необходимое для сборки в разных коробках в подвале, и на сборку у меня ушло около 30 минут.

Что вам нужно:

• Паяльник
• Припой (флюсовая сердцевина)
• Инструмент для удаления припоя
• 4 гнезда RCA
• Малая коробка для проектов
• 6 дюймов тонкой проволоки калибра 16 подойдет
• 2 старых модема для ПК

Найдите 2 старых модема для ПК. У меня есть коробка, полная старых деталей для ПК, и я без труда нашел их. Вы будете использовать изолирующий трансформатор модема, так как он идеально подходит для нашего предполагаемого использования. Они в основном одинаковые и имеют соотношение 1:1 600 Ом.

56K Модем

Большой квадрат на модеме — это изолирующий трансформатор, который необходимо удалить. Некоторые выглядят иначе, но их легко заметить. Используя инструмент для демонтажа и штифт для пайки, просто отпаяйте 4 ножки и снимите их.

Удаленный трансформатор

Подготовьте разъемы и коробку для проекта. Я просверлил 4 отверстия в своей проектной коробке, чтобы обеспечить легкий доступ к заглушкам.

Розетка RCA PlugProject Box с установленным RCA

Далее вам нужно понять схему, которую вы будете строить. Это просто и показано ниже. Вам нужна одна из этих схем на канал (правый и левый аудио).

Цепь

Припаяйте каждый трансформатор, как показано ниже. В итоге я использовал два разных трансформатора, и это сработало отлично. Я использовал горячий клей, чтобы трансформаторы не двигались в моей маленькой коробке. Вы можете использовать все, что у вас есть. Трансформаторы не имеют полярности, поэтому вам просто нужно убедиться, что вы используете правильные пары катушек. Используйте омметр (или мультиметр), чтобы определить выводы катушки. Это будет отображаться как короткое замыкание на мультиметре, когда вы пересекаете катушку.

Полная сборкаПолный изоляторВид сбоку

Установка проста. Просто установите аудиокабели перед стереосистемой. Я установил свой между PlayStation 2 и стереосистемой.

BeforeAfter

Вот и все. Теперь у меня кристально чистый звук. Ухудшения качества звука не заметил. Бас по-прежнему сотрясает комнату, как и раньше.

Copyright © 2022

Как избавиться от гула, жужжания и других шумов в вашей аудиосистеме

Итак, вы только что распаковали свое новое развлекательное оборудование, все подключили и слышите жужжание, визг, шипение, болтовню, или любое количество других раздражающих шумов, которые, как известно, мешают аудиооборудованию. Вы можете даже увидеть полосы или волны на телевизоре. Итак, вы приносите все это обратно в магазин только для того, чтобы посмотреть, как продавец подключает его и все работает идеально. Что за…?

Я хотел бы сказать вам, что вы не сделали ничего плохого, но вы могли сделать это, по крайней мере, непреднамеренно. Опять же, это может быть плохая проводка, неисправное оборудование или просто шумная электронная среда. Какой бы шум вы ни слышали и какова бы ни была его причина, вот как от него избавиться.

Примечание. Присутствует некоторый шум, например, шипение ленты или шипение при увеличении усиления на входе. Это часть экипировки, и, как правило, единственное лекарство — это… Лучшая экипировка.

EBTech Hum X

Контуры заземления

Основной причиной необычных звуковых шумов и странного видео является контур заземления, просто потому, что его чертовски легко создать. Наиболее распространенными проявлениями являются громкое гудение или гул, доносящиеся из динамиков, или прокручивающиеся полосы на экране телевизора. Это также может быть гораздо более тихое, но столь же раздражающее гудение или гул, который вы слышите только тогда, когда в комнате тихо.

Контур заземления обычно возникает, когда одна или несколько частей вашей развлекательной системы подключаются к сети переменного тока в разных местах, а затем соединяются вместе электрическими (а не оптическими) сигнальными кабелями — RCA, HDMI, композитными, компонентными — экран соединяется с землей. Проще говоря, это создает одноконтурную антенну, которая просто любит всасывать различные типы шума с помощью электромагнитной индукции. Вы можете увидеть, как создается петля на диаграмме ниже.

Питание взаимосвязанного оборудования от разных розеток переменного тока, вероятно, создаст контур заземления: заземление будет проходить через экран сигнальных кабелей.

Все, что разрывает петлю, устраняет шум, и самый простой способ сделать это — подключить все к одной розетке переменного тока. Как показано ниже, просто подключите все свое оборудование к одному удлинителю, сетевому фильтру или центру питания и подключите и к розетке. Задача решена. С большинством мультимедийных установок можно легко справиться с одной 15-амперной схемой, и большинство бытовых цепей могут обеспечить по крайней мере это.

Питание подключенного оборудования от одной и той же розетки переменного тока устраняет большинство контуров заземления. Если вы все еще слышите фон, проверьте, есть ли у вашей антенны или кабеля собственное заземление.

Могут быть случаи, когда вы просто не можете добраться до той же розетки с помощью оборудования. На ум приходят колонки с автономным питанием и сабвуферы. Вы можете просто «подтянуть землю», используя переходник с трех контактов на два, но это представляет потенциальную опасность поражения электрическим током. Поищите Les Harvey и Stone the Crows, чтобы увидеть экстремальный пример того, что может произойти с мощным оборудованием.

Если использование удлинителя нецелесообразно, вы можете купить подавитель шума, такой как Hum X от Ebtech. Но это стоит 70 долларов. Есть и другие продукты, которые делают примерно то же самое, некоторые из них разрывают петлю в сигнальных кабелях, но все они также дороги. Если у вас есть навыки, вы можете построить свой собственный устранитель шума примерно за 10 или 15 долларов. Вы найдете много информации в Интернете, которая покажет вам, как это сделать, но эта задача требует умеренных навыков обращения с паяльником и подобными инструментами.

Hum X от Ebtech безопасно устраняет шум контура заземления. Есть также онлайн-решения «сделай сам», которые дешевле, если у вас есть навыки.

Если эти методы не помогают, проблема может заключаться в антенне беспроводной связи (OTA) или коаксиальном кабеле кабельного телевидения, у которого есть собственный путь к земле. Я получил несколько довольно раздражающих ударов при работе с коаксиальными разветвителями сигнала. Обычно из-за изоляции, встроенной в кабельные модемы, кабельные коробки и подобное оборудование, это происходит только при прямом подключении к телевизору или видеомагнитофону.

Если вы обнаружили проблему в проводе телевизионного сигнала, который подключен к кабельному модему или подобному устройству (отсоедините его и посмотрите, исчезнет ли проблема), замените этот элемент оборудования — с ним что-то не так. Если вы подключаетесь напрямую к телевизору, есть изоляторы контура заземления, доступные по цене от 20 до 30 долларов.

Изолятор контура заземления для коаксиальных кабелей (антенных и кабельного телевидения).

Шум в сети переменного тока

Контур заземления — едва ли не единственная причина электрических помех; почти любое устройство с двигателем (например, фены и блендеры), а также диммеры и неисправные люминесцентные светильники будут создавать помехи такого типа. Он может быть слышен через аудиооборудование или виден на экране телевизора, а может и нет. Очевидное решение для такого типа шума — не использовать эти типы устройств, когда вы смотрите телевизор или слушаете музыку. Возможно, у вас получится это сделать, если вы живете один. Если есть другие люди под одной крышей, возможно, нет.

Если вы готовы расстаться с несколькими генераторами Benjamin, вы можете обеспечить себя чистым переменным током без помех от контура заземления, используя линейный интерактивный ИБП (источник бесперебойного питания) или изолирующий трансформатор. Линейный интерактивный ИБП представляет собой систему с резервным питанием от батарей, в которой батарея всегда включена между входным и выходным переменным током. Для этого требуется, чтобы электрическая мощность преобразовывалась в постоянный ток (постоянный ток), а затем обратно в переменный ток, что устраняет все шумы.

Линейные интерактивные ИБП дороже. Например, ИБП SU1000XLCD, который Tripplite прислал мне, чтобы очистить очень грязный кондиционер в моей квартире, стоит около 600 долларов. Кроме того, он тяжелый, размером с небольшой осушитель, и у него есть некоторые функции (такие как мониторинг USB, чтобы он мог изящно выключить подключенный компьютер в случае сбоя питания), которые не имеют отношения к устранению шума. Но черт возьми, если он не обеспечивает 100-процентную защиту от скачков напряжения и отключений электроэнергии.

Изолирующий трансформатор Tripp Lite IS1000HG

Он также намного дешевле, чем один из тех высококачественных стабилизаторов напряжения, которые вы видите на рынке доверчивых аудиофилов. Если вы не беспокоитесь о подавлении шума контура заземления, вы можете обойтись не более 100 долларов США с ИБП, который рекламирует чистую синусоидальную волну на выходе.

Чуть дешевле онлайн-ИБП, но абсолютно эффективен против всех видов сетевых помех изолирующий трансформатор. Tripplite также прислал мне один из них: отличный 1000-ваттный IS1000HG (для больниц) с четырьмя розетками. Это около 500 долларов, но вы можете легко купить модель с меньшей мощностью (500 или 250) менее чем за 250 долларов. Заметьте, на Амазоне я видел гораздо дешевле, но не у известного продавца, поэтому за них не ручаюсь.

Изолирующий трансформатор — это один из тех продуктов, название которых полностью описывает его. В нем используется специальный экранированный трансформатор, который превращает грязный переменный ток в чистый за счет электромагнитной индукции — да, то же самое, что вызывает шум контура заземления.

Изолирующие трансформаторы предназначены для использования с чувствительным диагностическим оборудованием, в котором переменный ток с минимальными шумами может вызвать ложные показания. Это означает, что их более чем достаточно для мультимедийных настроек.

Задняя часть изолирующего трансформатора IS1000HG, предназначенного для устранения всех помех переменного тока, которые могут повлиять на чувствительное испытательное оборудование. Это работает и для развлекательных систем.

Провода

На самом деле есть только одно или два жестких правила для кабелей и шума. Во-первых, никогда не прокладывайте силовой кабель рядом или рядом с аудио- или видеосигнальными кабелями, включая антенные провода. Современные сигнальные кабели хорошо экранированы, но если вы слышите гудение, и это не контур заземления, это вполне может быть причиной. Обратите внимание, что кабели, идущие к динамикам с автономным питанием (без Wi-Fi), являются кабелями аудиосигнала, а не выходными кабелями.

Также обратите внимание, что трехпроводные симметричные сигнальные кабели (передаются два сигнала, один с обратной полярностью — точно так же, как знаменитый звукосниматель хамбакер) гораздо менее чувствительны к гудению силового кабеля и другим шумам, чем двухпроводные кабели. Если ваше оборудование позволяет использовать симметричные выходы или входы, XLR или TRS (наконечник/кольцо/гильза), сделайте это.

Кабели динамиков из-за гораздо более сильного сигнала, проходящего по ним, не должны слышны. Но на всякий случай постарайтесь изолировать шнуры переменного тока.

Красным кружком обозначены балансные входы для этого динамика Yamaha HS7. Многие высококачественные ЦАП и аудиоинтерфейсы имеют соответствующие выходы. Балансные соединения устраняют любые помехи, наведенные на сигнал, проходящий по кабелю.

Другим правилом для проводов является не замыкание антенных сигнальных кабелей (двухпроводных), что приводит к возникновению такого же шума, поскольку они сами становятся антеннами. Электромагнитная индукция; это благословение, это проклятие. (если вы об этом не знаете)

Что касается качества кабелей: Плохо сделанный кабель может вызвать проблемы с шумом, но нет никакой реальной выгоды в том, чтобы тратить на него целое состояние. Распространенным заблуждением является то, что чем дороже металл, тем качественнее кабель. Неправильный. Золото используется в разъемах, потому что оно не окисляется, а не потому, что оно является лучшим проводником электричества. Он неплохой, лучше никеля и хрома, но чуть хуже серебра и меди. Забудьте о платине — это звучит сексуально, но на самом деле стоит на 20   меньше по проводимости.

Упомянутый в этой статье

Изолятор контура заземления для кабельного телевидения VSIS-EU

Медный провод с золотыми разъемами — наилучшее сочетание; но опять же, не слушайте бутиковую пропаганду продаж аудио. Есть много кабелей в диапазоне от 10 до 20 долларов или даже ниже, которые будут служить так же хорошо.

Одна вещь, которую вы можете проверить, хотя это в основном проблема в приложениях с высоким импедансом (более высокое усиление/напряжение, также известное как Hi-Z), например, с гитарными кабелями, заключается в том, что они не являются микрофонными. Плохое или слабое экранирование и другие факторы могут превратить физические удары в звуковой сигнал. Я не шучу. Я испытал это только один раз в своей жизни с кабелями для подключения компонентов, и это было для проигрывателя. Но если вы замечаете странные шумы, которые кажутся синхронными с басами или вибрациями, сильно постучите пальцем по сигнальным кабелям (при включенном оборудовании), чтобы убедиться, что это проблема.

Еще одна проблема с проводами: размер. В то время как провод большего сечения может помочь усилителю работать немного легче и охладить его при работе с динамиками за счет снижения импеданса кабеля (удельного сопротивления), влияние на сигнальные кабели незначительно. То есть не слышно тому, кто не заплатил много за толстую проволоку и хочет услышать разницу.

Радиопомехи

Вы никогда не задумывались, почему стенки вашего стереоприемника и других электронных устройств сделаны из металла, когда кажется, что все остальное в мире сделано из пластика? Это не для прочности на растяжение, а для блокировки входящих и исходящих радиопомех (радиочастотных помех). Любой проводящий материал имеет тенденцию блокировать радиочастотные сигналы и шунтировать их заряд на свою поверхность. Действительно, экранирование кабелей работает как клетка Фарадея.

Поскольку было бы нецелесообразно превращать ваш домашний кинотеатр в клетку Фарадея, вам следует вместо этого уменьшить мощность радиосигналов, от которых требуется защита вашего аудио/видео. Я говорю о портативных телефонах, сотовых телефонах, оборудовании Wi-Fi и даже компьютерах.

Если клетка Фарадея может блокировать это, у нее не должно возникнуть проблем с РЧ, окружающим ваше мультимедийное оборудование.

Компьютеры могут генерировать много радиочастот, поэтому я избегаю причудливых прозрачных пластиковых сторон, которые позволяют ему двигаться в обоих направлениях. Я также слышал, что беспроводные периферийные устройства, такие как мыши, могут создавать помехи. Если это произойдет, это неисправность или плохой дизайн, и единственное решение — заменить их.

Вернемся к сути: не паранойя по этому поводу, но было бы неплохо держать радиочастотное излучающее оборудование как можно дальше от мультимедийной установки. И если это устройство должно находиться рядом с вашей установкой, убедитесь, что оно достаточно экранировано.

Шум кабеля USB/HDMI

Я использую внешние аудиоинтерфейсы USB и Thunderbolt, потому что они звучат намного лучше, чем все, что вы найдете на материнской плате. Поверьте мне, если мои старые уши слышат разницу — она есть. Но когда я впервые начал его использовать, я иногда слышал очень слабые помехи. По довольно сложным причинам ток может просачиваться в экран USB-кабелей, что влияет на сигнал. Это раздражало.

ИБП TRIPP LITE SU1000XLCD

Существует три метода устранения помех кабеля USB (и HDMI). Один из них — использовать кабель с ферритовым шумоподавителем (большой круглый наконечник на одном конце. Вы также можете купить ферритовый шумоподавитель с клипсой). Их иногда называют ферритовой бусиной.

Кабель HDMI с ферритовым фильтром помех для блокировки паразитных токов, проходящих через экран.

Второй метод заключается в прокладке провода с меньшим сопротивлением, чем у экранирующего кабеля USB/HDMI, от корпуса аудиоинтерфейса USB или аудиокомпонента, подключенного через HDMI, к корпусу компьютера. Провод динамика работает нормально. Электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления, поэтому паразитный ток течет по заземляющему проводу, а не по экрану кабеля. Это также известно как шунт заземления или просто шунт.

Третий способ — получить USB-шумовой фильтр (я никогда не видел его для HDMI, но адаптер HDMI может сработать), который на самом деле представляет собой ретранслятор USB, разделяющий соединение экрана. Они стоят около 50 долларов и, как говорят, действительно устраняют шум. Я никогда не использовал его, потому что первый и второй методы намного дешевле и никогда меня не подводили.

Звуковой шум ПК

Другая причина, по которой я использую внешние интерфейсы USB и Thunderbolt, заключается в том, что они просто не подвергаются такому сильному воздействию радиопомех. Внутренние аудиорешения, особенно те, которые находятся на материнской плате, подвержены всевозможным линейным шумам и электромагнитным помехам, от которых невозможно избавиться.