Bezpieczeństwo elektryczne: jaka jest różnica między uziemieniem a zerowaniem

Treść artykułu

• Rola uziemienia w sieci trójfazowej
• Jak działa pętla masy
• Różnica między uziemieniem a zerowaniem
• Rodzaje systemów uziemienia
• Kluczowe punkty instalacji elektrycznej

Niektóre aspekty bezpieczeństwa elektrycznego nie są do końca jasne dla laika i to właśnie odróżnia go od profesjonalisty, który ma uprawnienia do instalowania sieci elektrycznych. Dzisiaj porozmawiamy o najważniejszych elementach każdego systemu elektryfikacji – uziemieniu i neutralizacji..

Rola uziemienia w sieci trójfazowej

Każdy system elektryczny jest zbudowany na trójfazowej sieci prądu przemiennego lub jest jej częścią. Nie zagłębiając się w teorię, przypominamy sobie podstawowe definicje działania dowolnego układu trójfazowego..

Między dowolnymi dwiema fazami pobieranymi 50 razy na sekundę występuje napięcie 380 V. Konkretnie w tym momencie jeden z przewodników zamienia się w ziemię – źródło wolnych elektronów, a drugi przewodnik przyjmuje te elektrony..

To samo zjawisko występuje w pozostałych dwóch parach faz, ale różnica czasu między „przełączaniem” faz wynosi około jednej trzeciej okresu oscylacji jednej z nich. Ten schemat pracy zawdzięcza swój wygląd najpopularniejszemu rodzajowi maszyn elektrycznych. Jeśli ułożysz fazy w kółko we właściwej kolejności, to występowanie w nich prądu również będzie następować po okręgu i będzie w stanie popchnąć okrągły rdzeń silnika. W najprostszej wersji połączeń elektrycznych wszystkie trzy fazy muszą być połączone w jednym punkcie, podczas gdy w danym momencie tylko dwie z nich będą miały moc szczytową.

Główny problem polega na tym, że rezystancja elementów roboczych (uzwojeń silnika lub cewek grzejnych) zawartych w każdej z faz nie może być absolutnie równa. Dlatego prąd w każdym z trzech obwodów zawsze będzie inny, a zjawisko to musi być w jakiś sposób skompensowane. Dlatego punkt zbieżności wszystkich trzech faz jest połączony z ziemią, aby pobrać do niego resztkowy potencjał elektryczny.

Jak działa pętla masy

Każde wejście do budynku wielokondygnacyjnego można zamodelować w ten sam sposób. Ale mieszkania, podzielone na trzy dostępne fazy, zużywają energię elektryczną w sposób przypadkowy, a zużycie to stale się zmienia. Oczywiście średnio w miejscu podłączenia kabla domowego w punkcie rozdzielczym (RP) różnica prądów w fazach nie przekracza 5% obciążenia znamionowego. Jednak w rzadkich przypadkach odchylenie to może przekraczać 20%, a zjawisko to zapowiada poważne problemy..

Jeśli przez chwilę wyobrażamy sobie, że pion elektryczny, a raczej jego część ramowa, do której przykręcone są wszystkie przewody neutralne, okazała się odizolowana od ziemi, tak duża różnica między zużyciem mieszkań w różnych fazach skutkuje następującym wzorem:

1. W najbardziej obciążonej fazie następuje spadek napięcia proporcjonalny do obciążenia.
2. Na pozostałych fazach napięcie to odpowiednio wzrasta.

Przewód neutralny podłączony do pętli masy służy jako zapasowe źródło elektronów właśnie w takim przypadku. Pomaga wyeliminować asymetrię obciążenia i uniknąć przepięć na sąsiednich gałęziach obwodu trójfazowego..

Różnica między uziemieniem a zerowaniem

Jeśli podczas działania pojedynczej pary faz obciążenie na nich nie jest takie samo, w punkcie zbieżności z pewnością powstanie dodatni potencjał elektryczny. Oznacza to, że jeśli po zerwaniu obwodu uziemiającego osoba chwyci obudowę podjazdu, zostanie zszokowana, a siła tego wstrząsu będzie zależeć od stopnia asymetrii obciążeń.

Większość maszyn elektrycznych jest zaprojektowana w taki sposób, że obciążenia są równomiernie rozłożone na wszystkie trzy fazy, w przeciwnym razie niektóre przewodniki będą się nagrzewać i zużywać szybciej niż inne. Dlatego punkt połączenia faz w niektórych urządzeniach jest wyprowadzony do oddzielnego czwartego styku, do którego podłączony jest przewód neutralny.

I tu jest pytanie: skąd wziąć ten sam przewodnik zerowy? Jeśli zwrócisz uwagę na bieguny linii wysokiego napięcia, są na nich tylko trzy przewody, to znaczy trzy fazy. A do transportu energii elektrycznej to wystarczy, ponieważ wszystkie transformatory w podstacjach obniżających mają symetryczne obciążenie uzwojeń i każdy jest uziemiony niezależnie od pozostałych..

I ten czwarty przewodnik pojawia się na ostatnich podstacjach transformatorowych (TS) w łańcuchu transformacji, gdzie 6 lub 10 kV zamienia się w 220/380 V, do których jesteśmy przyzwyczajeni, i istnieje nie iluzoryczne prawdopodobieństwo asynchronicznego obciążenia. W tym momencie początek trzech uzwojeń transformatora jest połączony i połączony ze wspólnym systemem uziemienia i od tego momentu rozpoczyna się czwarty, neutralny przewód.

A teraz rozumiemy, że uziemienie to system prętów zanurzonych w ziemi, a uziemienie to wymuszone połączenie punktu środkowego z ziemią, aby wyeliminować niebezpieczny potencjał i asymetrię. Odpowiednio, przewód neutralny jest podłączony do punktu uziemienia lub bliżej, a przewód ochronny jest podłączony bezpośrednio do samej pętli uziemienia.

Rodzaje systemów uziemienia

Czy zauważyłeś, że przewód neutralny w kablu trójfazowym ma mniejszy przekrój niż reszta? Jest to całkiem zrozumiałe, ponieważ nie spada na niego całe obciążenie, a jedynie różnica prądów między fazami. W sieci musi istnieć co najmniej jedna pętla uziemienia i zwykle znajduje się ona blisko źródła prądu: transformatora w podstacji. Tutaj system wymaga obowiązkowego zerowania, ale jednocześnie przewód zerowy przestaje być ochronny: to, co się stanie, jeśli zero zostanie „wypalone” w TP, jest znane wielu osobom. Z tego powodu na całej długości linii energetycznej może występować kilka pętli uziemienia i zwykle tak jest..

Oczywiście ponowne uziemienie, w przeciwieństwie do uziemienia, wcale nie jest konieczne, ale często jest niezwykle przydatne. W miejscu, w którym wykonuje się wspólne i powtarzane zerowanie sieci trójfazowej, wyróżnia się kilka rodzajów systemów.

W systemach zwanych I-T lub T-T przewód ochronny jest zawsze pobierany niezależnie od źródła, w tym celu konsument organizuje własny obwód. Nawet jeśli źródło ma własny punkt uziemienia, do którego podłączony jest przewód neutralny, ten ostatni nie pełni funkcji ochronnej i nie styka się w żaden sposób z obwodem ochronnym odbiornika.

Systemy bez uziemienia konsumenta są bardziej powszechne. W nich przewód ochronny jest przesyłany od źródła do konsumenta, w tym przez przewód neutralny. Takie schematy są oznaczone przedrostkiem TN i jednym z trzech postfiksów:

1. TN-C: przewody ochronne i neutralne są połączone, wszystkie styki uziemiające w gniazdach są połączone z przewodem neutralnym.
2. TN-S: przewody ochronne i neutralne nigdzie nie stykają się, ale można je podłączyć do tego samego obwodu.
3. TN-C-S: przewód ochronny wynika z samego źródła prądu, ale nadal jest podłączony do przewodu neutralnego.

Kluczowe punkty instalacji elektrycznej

Jak więc wszystkie te informacje mogą być przydatne w praktyce? Naturalnie preferowane są schematy z własnym uziemieniem konsumenta, ale czasami są one technicznie niemożliwe do wdrożenia, na przykład w wieżowcach lub na skalistym terenie. Należy mieć świadomość, że łącząc przewód neutralny i ochronny w jednym przewodzie (zwanym PEN), bezpieczeństwo ludzi nie jest priorytetem, dlatego sprzęt, z którym stykają się ludzie, musi mieć zabezpieczenie różnicowe..

I tutaj początkujący instalatorzy popełniają całą masę błędów, nieprawidłowo określając rodzaj systemu uziemienia / uziemienia i, odpowiednio, nieprawidłowo podłączając RCD. W systemach z przewodem kombinowanym RCD można zainstalować w dowolnym miejscu, ale zawsze za miejscem połączenia. Ten błąd często występuje podczas pracy z układami TN-C i TN-C-S, a szczególnie często, gdy w takich układach przewód neutralny i ochronny nie mają odpowiedniego oznaczenia..

Dlatego nigdy nie używaj żółto-zielonych przewodów, jeśli nie jest to konieczne. Zawsze uziemiać metalowe szafki i obudowy urządzeń, ale nie za pomocą połączonego przewodu PEN, na którym powstaje niebezpieczny potencjał w przypadku zerowej przerwy, ale za pomocą przewodu ochronnego PE, który jest podłączony do własnego obwodu.

Nawiasem mówiąc, jeśli masz własny obwód, bardzo, bardzo nie zaleca się wykonywania na nim niezabezpieczonego uziemienia, chyba że jest to obwód własnej podstacji lub generatora. Faktem jest, że przy zerowej przerwie cała różnica w obciążeniu asynchronicznym w sieci obejmującej całe miasto (a może to być kilkaset amperów) przejdzie do ziemi przez twój obwód, podgrzewając przewód łączący na biały.

Powiązane Wpisy:

1. Cukier trzcinowy – korzyści i szkody. Jaka jest różnica między prawdziwym cukrem trzcinowym a zwykłym Treść artykułów Cukier trzcinowy i zwykły – jaka jest różnica Prawdziwy cukier trzcinowy Cukier Muscovado Sugar Turbinado Cukier trzcinowy Demerara Cukier trzcinowy – kalorie Cukier trzcinowy – Korzyści Jak sprawdzić cukier...
2. Jaka jest różnica między pożyczką a planem ratalnym? Treść artykułów Co to jest rata i kredyt Główne różnice w stosunku do kredytów ratalnych Narosłe odsetki Warunki rejestracji Lista dokumentów Cele dostawy Dojrzałość Dostępność przedpłaty Nieruchomość obciążona hipoteką Historia kredytowa...
3. Jaka jest główna różnica między tanimi oknami plastikowymi a drogimi systemami W chwili obecnej na rynku dostępnych jest wiele różnorodnych ofert profili PCV i wykonanych z nich okien. Istnieją mechanizmy i profile okienne, dzięki którym drzwi i okna są tanie i dość...
4. PENOPLEX COMFORT® i PENOPLEX®WALL – jaka jest różnica? Każda marka izolacji termicznej PENOPLEX® własne cechy i obszar zastosowania. Przeanalizujmy podobieństwa i różnice między deskami PENOPLEX COMFORT® i PENOPLEX®WALL, zwróćmy uwagę na ich przewagę nad grzejnikami innych marek. PENOPLEX COMFORT®...