При строительстве дачи или загородного дома обязательно устанавливают контур заземления. Нередки случаи, когда контур заземления уже есть, но проверка его работоспособности не помешает. Или другая ситуация – в земле проложен кабель, и нужно определить, как он проходит.
Немного теории. Контур заземления – это металлическая конструкция, состоящая из вертикальных электродов длиной, как правило, 3 – 5 метров и стальной ленты приваренной к этим электродам. Вертикальные электроды – это арматура или уголок. Общая длина контура равна сумме длин всех электродов.
Вашему вниманию предлагается устройство для проведения различных поисковых мероприятий связанных с залегающим на глубине 0,5 – 1,5 м в земле кабелем. Этот прибор поможет найти кабель в земле, а также определить место повреждения контура заземления. Недостаток прибора в том, что кабель должен быть обесточен.
Устройство состоит из двух блоков. Первый – генератор импульсов тока, второй – приемник импульсов. Импульсы тока от первого блока поступают в контур заземления и создают магнитное поле, а приемник с помощью индуктивного щупа индицирует это поле с помощью звукового сигнализатора, который дублируется светодиодным индикатором в случае проведения поисковых работ в шумном месте.
Схема генератора проверки контура заземления:
Рассмотрим принцип работы. Трансформатор T1 понижает сетевое напряжение до 6,3 В. Вторичные обмотки трансформатора соединены параллельно, что позволяет увеличить потребляемый нагрузкой ток до 15 А. Отечественные трансформаторы ТН серии допускают такую модернизацию. О включении генератора импульсов сообщит своим включением светодиод HL1.
Диодный мост VD1 – VD4 и конденсатор C2 служат для выпрямления и сглаживания напряжения, поступающего на выходные клеммы первого блока, XT1 и XT2. Перед выходом напряжение проходит через прерыватель, собранный на транзисторе VT3. Кстати, транзистор VT3 установлен на теплоотводе с площадью рассевания 100 см2. Мультивибраторы, собранные на DD1.1, DD1.2 (частота импульсов 1 Гц) и DD1.3, DD1.4 (частота импульсов 1 кГц, с возможностью ее регулировки резистором R9), формируют пачки импульсов, поступающие на транзистор VT1, а точнее на его базу. Транзистор VT1 является управляющим для транзистора VT3. Транзистор VT2 контролирует генератор, не позволяя выходному току превысить заданное число, и даже в случае короткого замыкания на выходных зажимах. Транзистор VT2 откроется в том случае, если ток эмиттера транзистора VT3 преодолеет значение 12 А. Резисторы R11 и R12 выступают в роли датчиков тока и соединены параллельно.
Диод VD5 совместно с конденсатором C1 служат для сглаживания пульсаций, возникающих в случае смены нагрузки. Микросхемы DD1 и DD2 питаются напряжением, стабилизированным стабилитроном VD6.
Рекомендуется применять детали указанные ниже. Конденсаторы по возможности применить с наименьшим ТКЕ. Конденсатор C3 – К73, С6 – КМ-5. Клемники XT1, XT2 любые, желательно с возможностью подключения кабелей с сечением не меньше 6 мм2. Диоды VD1 – VD4 тоже любые, рассчитанные на ток не менее 10 А. VD5 на ток не менее 0,1 А. Резистор R9 – подстроечный – СП3-19а, СП3-19б или импортный аналог. Резисторы R11, R12 – C5-16, можно сделать их самостоятельно из нихромовой проволоки диаметром 1мм и больше, сопротивлением 0,05 Ом.
Схема приемника для поиска места повреждения контура заземления:
Катушка L1 индуктивного щупа подключена экранированным проводом посредством разъема XW1 к входу селективного усилителя на операционном усилителе DA1. Вторая часть на ОУ DA2 аналогична первой. Усилитель нужно настроить на частоту генератора импульсов – 1 кГц, делается это при помощи подстроечных резисторов R6, R10. Сигнал, поступивший из усилителя, проходит еще две стадии усиления на транзисторах VT1, VT2 и VT3, а затем поступает на пьезоизлучатель HA1. Дублером в качестве световой сигнализации служит светодиод HL1, он подключен к транзистору VT1 и во время приема сигнала вспыхивает.
В зависимости от того, на какой глубине находится контур заземления или лежит кабель в земле выставляется чувствительность приемника. Регулятором выступает переменный резистор R12, для удобства можно использовать резистор, совмещенный с выключателем. Выключатель будет SA1. Питается приемник от гальванической батареи или аккумуляторов напряжением 9 В.
Найти кабель в земле или место повреждения контура заземления не составит большой сложности, если правильно изготовить щуп. Конструкция индуктивного щупа представляет собой деревянную или пластмассовую рукоятку с неэкранированной катушкой и экранированным проводом с разъемом с одной стороны. В схеме применена катушка от герконового реле РЭС64 исполнения РС4.569.727 на напряжение 27 В и сопротивлением обмотки 10 кОм. С нее убирают магнитный экран и геркон. Геркон нужно заменить магнитопроводом из аморфного железа или пермаллоя. Катушку необходимо очень тщательно защитить от влаги и пыли и естественно изолировать. Затем закрепить ее на рукоятке. Размеры рукоятки и способ крепления катушки нужно подобрать индивидуально исходя из точки зрения эргономики и удобства.
Конденсаторы C3 – C6 желательно использовать К73-17, подойдут также К73-29. Резисторы R6 и R10 – подстроечные, такие же, как в генераторе. Разъем XW1 – коаксиальный. Звукоизлучатель HA1 типа ЗП-5 или ПВА-1, или импортный аналог от музыкальной открытки, например.
Чтобы найти место пролегания кабеля необходимо подключить зажим XT1 генератора импульсов с началом кабеля, это могут быть все проводники (обязательно обесточенного). Зажим XT2 соединить со штырем забитым в землю. Конец кабеля или все его проводники подключить к другому штырю также забитому в землю.
При поиске участка повреждения участков заземления необходимо выполнять следующую последовательность действий. Контур подключить к зажиму генератора XT1, а зажим XT2 присоединить к забитому рядом в землю штырю. Включить генератор, подав на него сетевое напряжение. Затем включить приемник и регулируя чувствительность приемника начать отслеживание контура заземления. Катушку во время работы нужно располагать перпендикулярно контуру. Звук излучателя должен быть равномерным, его затухание говорит о повреждении контура или его окончании.
Чувствительность приемника регулируется номиналами резисторов R3, R7. В частности для увеличения чувствительности необходимо уменьшить сопротивление этих резисторов. Помните, правильное и надежное заземление электроприборов предотвратит возможное поражение электрическим током.