Epoka renesansu lamp elektronowych, a przewód ochronny PE.
Zerowanie i uziemnie urządzeń elektrycznych i elektronicznych.
Temat zerowania, a obecnie uziemienia (w związku z ewolucją sieci NN z TN-C do TN-S ) dotyczy realizacji połączeń elektrycznych mających na celu zabezpieczenie użytkowników przed porażeniem prądem elektrycznym w przypadku usterki przewodzenie lub pełnego zwarcia do obudowy z materiału przewodzącego, co prowadzi do wystąpienia niebezpiecznego względem ziemi napięcia dotykowego przewodów sygnałowych, sterujących połączonych z uszkodzonym urządzeniem. W sieciach TN starszego typu TN-C przewód neutralny zwany „zerowym” pełnił podwójną rolę określoną nawet przez jego nazwę: neutralno-ochronny, oznaczony jako PEN ( ang.) Łączenie obudów lub konstrukcji wewnętrznej urządzeń nie stanowiących obwodu obciążenia ale potencjalnie niebezpiecznych, jako przewodnik w dotyku przy odsłonięciu nazywa się zerowaniem.
https://bezel.com.pl/2018/08/01/uklady-sieci/
Spotykane były też w urządzenia AGD, RTV są do dziś, dodatkowe zaciski dla połączenia przewodów uziemiających. Połączenie przewodem giętkim, miedzianym bez lub w izolacji z uziemieniem przez szyny połączone z kolei, z uziomem gruntowym zapewniało dodatkowy i skuteczny sposób eliminacji niebezpiecznego napięcia dotykowego i ułatwiło wyłączenie zabezpieczenia nadmiarowopądowego obwodu.
Przewód PEN stanowi zatem integralną część obwodu zasilania na drodze źródło – odbiornik i jest w wielu punktach na tej drodze łączony z uziemieniem gruntowym o niskiej impedancji. Uzwojenia wtórne transformatorów WN/NN są zazwyczaj łączone w gwiazdę lub zygzak z punktem wspólnego początku uzwojeń, łączonym z ziemią. Od tego punktu jest prowadzony przewód PEN nawet współcześnie. Wyjścia fazowe L1. L2, L3 są kolejnymi żyłami z czwórki klasycznego kabla lub przewodu wiszącego doprowadzonych do budynków. Na wejściu budynku są pierwsze zabezpieczenie nadmiarowoprądowe o odpowiedniej wartości, jest tam też punkt uziemienia gruntowego przewodu PEN. Żyła ta stanowi zatem potencjał ziemi, podłóg, ścian, konstrukcji metalowych i t. p. Teoretycznie i praktycznie nie stanowi on zagrożeni w przypadku dotknięcia ani nie jest nośnikiem zakłóceń, wręcz przeciwnie. Instalacja podstawowa zasilania jednofazowego prowadzona jest w TN-C przewodem dwużyłowym, a trójfazowa (siłowa) czterożyłowym. Spotykane są zatem problemy z uwagi na inna konstrukcję gniazd / wtyków starej instalacji, a stworzonych w/g aktualnych Norm.
Stosowane powszechnie „zerowanie” polegało na rozpoznaniu PEN z pośród dwóch żył i połączeniu kołków ochronnych gniazd zasilających, połączonych na stałe elementów z materiałów przewodzących np. obudów lamp lub maszyn. Oczywiście samo doprowadzenie zasilani z gniazda do urządzenia ruchomego w celu skutecznej ochrony wymagało zastosowani przewodu trójżyłowego. Zdecydowana większość urządzeń RTV półprzewodnikowych i lampowych zasilana była z sieci elektrycznej przez transformator. To wygodny sposób zarówno transformacji napicia AC, jak też separacji galwanicznej zapewniających większe bezpieczeństwo.
W przypadku urządzeń elektrycznych i elektronicznych powszechnego użytku najskuteczniejszym sposobem zabezpieczenia jest skuteczna izolacja, odporna mechanicznie na uszkodzenia, a poza tym w miarę możliwości separacja galwaniczna obwodów wewnętrznych od sieci elektroenergetycznej, którą zapewnił transformator, a ostatnio co raz częściej zasilacz impulsowy.
https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator
Transformator w przypadku ówczesnych konstrukcji odbiorników radiowych i telewizyjnych był w dużej mierze odpowiedzialny za wagę i koszt urządzenia. Już w latach 60- tych spotykamy rozwiązania omijające tę niedogodność. W przypadku zazwyczaj jednofunkcyjnych wtedy odbiorników telewizyjnych o znacznie większym niż radioodbiorniki poborze mocy rezygnowano z transformatora stosując zasilanie z „gorącą” masą, które wymagało zachowanie bezpieczeństwa nawet przy ich serwisowaniu. Nieco później sprawność energetyczna urządzeń RTV wzrastała, a dodatkowo niektórzy producenci uzyskali oszczędności zastępując niechlubnie uzwojenia miedziane aluminiowymi.
Obecnie skuteczny kamuflaż dotyczy nawet przewodów wielodrutowych (żyła – linka giętka) oferowanych hurtowo i detalicznie, jako miedziane. Do rozpoznanie tylko po lupą lub niestety dopiero w trakcie łączenia przez lutowanie.
Rola połączenia PE w ochronie przeciwporażeniowej i stosowaniu norm emisji EMC.
Sieci typu TN-C były prostsze i zwierały mniej materiału przewodzącego. Przy ograniczonym zapotrzebowaniu na moc przeciętnych gospodarstw domowych aż do drugiej polowy XX w. takie rozwiązanie pozwoliło szybko zrewolucjonizować życie społeczeństw na stary kontynencie i za oceanem. Jak zawsze entuzjazm postępu przysłania jego ciemne strony i dodatkowo satysfakcja oswaja nas ewentualnymi zagrożeniami. Sieci z zabezpieczeniem przed porażeniem w oparciu o wspólnym dla obciążenia i uziemienia przewód PEN są narażone na utratę jego ciągłości, a przy tym połączenia chronionych elementów przewodzących z ziemią.
Dodatkowo odcięty od uziemienia odcinek PEN stanowi w uszkodzonej instalacji wyspę śmiertelnego zagrożenia przenosząc napięcie fazowe przez odbiorniki do ich obudów stwarzając pozory braku ich zasilania. Zjawisko zagrożenia narastało ze wzrostem opóźnienia tempa modernizacji sieci w stosunku do wzrostu poboru mocy.
W sieci TN-S lub nawet modernizowanych jej odcinkach TN-C-S za ochronę przed porażeniem odpowiada dodatkowy przewód PE, a PEN przekształcił się tylko w N odpowiedzialny za uziemiona cześć drogi prądu w obwodzie zasilania.
Chociaż u źródła rozdziału PEN na PE i N jest wspólny punkt uziemiony niskoomowo do gruntu, to ich funkcja od tego miejsca jest radykalnie inna. Tylko PE, a nie inną żyłę łączymy z kołkami ochronnymi naszych gniazd i przez to obudowami naszych urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Tylko do tego przewodu odprowadzane są zakłócenia harmoniczne filtrów EMC na wejściach zasilania urządzeń co raz częściej wyposażonych w przetwornice impulsowe lub technologię cyfrową. Zatem nie powinniśmy jednostronnie dywagować bez przemyśleń o podstawach elektrotechniki o zasadności połączenia naszych urządzeń TV-SAT, wzmacniaczy, oscyloskopów, zasilaczy i generatorów do PE. Nawet jeśli ich obudowy nie stanowią zagrożenia, to wewnętrzne masy urządzeń RTV i Audio oraz aparatury kontrolno pomiarowej i tak są galwanicznie łączone z masami portów analogowych i cyfrowych. Jedynie w przypadku zasilaczy laboratoryjnych producenci pozostawiają nam wybór z oczywistych względów funkcjonalnych.
Teoria, a praktyka kością niezgody w stoswniu PE dla łacznia z chassis i ekranwaniem urządzeń elektroakustycznych w szczególności w technice lampowej.
W przypadku niedoskonałości uziemienia punktu początkowego PE (rezystancja ponad wymagania norm) lub dużej odległości, z jednoczesnym ograniczeniem przekroju żyły PE rola, która powinno spełniać połączenie z urządzeniami może odbiegać od oczekiwań. W zakresie ochrony PE pozwoliło na zastosowanie postępu w postaci dodatkowych wyłączników różnicowoprądowych o podstawowej czułości I on < 30 mA życia człowieka w przypadku kontaktu z przewodem fazowym L lub dotykowo niebezpiecznym na przewodzie N. Nie zadawala to niestety w zakresie oczekiwań eliminacji zakłóceń zarówno z zakresu generowanego przez przetwornice i systemy cyfrowe, jak też na podstawowym zakresie częstotliwości sieci 50 Hz (Europa) i jej harmonicznych. Sprzęt nie tylko estradowy miewa zatem rozwiązania w postaci zacisku dla uziemienia i często pod zwala zdecydować o połączeniu chassis do PE lub nie.
Innym ciekawym rozwiązanie jest utworzenie indywidualnej lub grupowej wyspy TT na bazie zasilania z TN lub z zastosowaniem separacji TI, przy czym ta podsieć powinna być dodatkowo doposażona osprzętowo z uwagi na zjawiska groźne dla człowieka i sprzętu zjawiska elektrostatyczne w obwodzie zasilania.