Grundstötning
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från
versionen som granskades den 9 juli 2021; kontroller kräver
25 redigeringar .
Jordning - avsiktlig elektrisk anslutning av någon punkt i nätverket, elektrisk installation eller utrustning med en jordningsanordning [1] . Inom elektroteknik uppnår de med hjälp av jordning skydd mot den farliga verkan av elektrisk ström genom att minska kontaktspänningen till ett värde som är säkert för människor och djur. Jordning används också för att använda jorden som strömledare (till exempel i trådbunden telekommunikation). Den är gjord med hjälp av en jordledare, som ger direkt kontakt med marken, och en jordledare.
Terminologi
Upplagan av definitionen av termer [2] ligger i grunden nära GOST R 57190 [3] , identifierare för termer enligt International Electrotechnical Dictionary [4] [5] anges inom parentes . För vanliga termer från andra källor anges källan.
- Typen av systemjordning är en komplex egenskap hos kraftdistributionssystemet som helhet (strömförsörjning, kraftledningar, elektrisk utrustning, metoder för att jorda öppna ledande delar av kraftkällor, kraftledningar, elektriska installationer eller elektrisk utrustning) [6] .
- Fast jordad neutral - nollpunkten för en transformator eller generator, ansluten direkt till jordningsanordningen. Utgången från en enfas växelströmskälla eller polen på en likströmskälla i tvåtrådsnät, samt mittpunkten i tretrådiga DC-nätverk (195-04-06MOD) kan också vara fast jordad.
- Isolerad neutral - nollpunkten för en transformator eller generator sominte äransluten till en jordningsenhet eller ansluten till den genom ett högt motstånd av signalerings-, mätnings-, skyddsanordningar och andra liknande enheter (195-04-07MOD).
- Jordningsanordning - en kombination av jordnings- och jordledare (195-02-20).
- Jordningsledare - en ledande del eller en uppsättning sammankopplade ledande delar som är i elektrisk kontakt med marken direkt eller genom ett mellanledande medium (195-02-01).
- En konstgjord jordelektrod är en jordelektrod speciellt gjord för jordningsändamål.
- Naturlig jordledare - en ledande del från tredje part som är i elektrisk kontakt med marken direkt eller genom ett mellanledande medium som används för jordningsändamål.
- Jordslinga - Sluten horisontell jordning.
- Jordslinga - Jordningsanordning (föråldrad) [7] .
- Loop ( Loop earthing ) - Skyddsjordning, där beröringsspänningen inuti slingan inte överstiger det tillåtna värdet på grund av det korrekt valda arrangemanget av elektroderna (föråldrad) [8] .
- Jordledare - en ledare som förbinder den jordade delen (punkten) med jordledaren (195-02-11).
- Skyddsledare (PE) är en ledare avsedd för elsäkerhetsändamål (195-02-09).
- Skyddsjordledare - en skyddsledare avsedd för skyddsjordning (195-02-11).
- Potentialutjämningsskyddsledare - en skyddsledare utformad för skyddspotentialutjämning (195-02-10).
- Nollskyddsledare ( PE ) - en skyddsledare i elektriska installationer upp till 1 kV, utformad för att ansluta öppna ledande delar till en solid jordad nollpunkt hos en strömkälla.
- Nollarbetande (neutral) ledare ( N ) - en ledare i elektriska installationer upp till 1 kV, designad för att strömförsörja elektriska konsumenter och ansluten till en solid jordad nollpunkt på en generator eller transformator i trefasströmnät, med en solid jordad utgång från en enfas strömkälla, med en fast jordad källpunkt i DC-nätverk (195-02-06).
- Kombinerade nollskyddande och nollarbetande ledare ( PEN ) - ledare i elektriska installationer med spänning upp till 1 kV, som kombinerar funktionerna för nollskyddande och nollarbetande ledare (195-02-12).
- Huvudjordbussen är en buss som är en del av jordningsanordningen för en elektrisk installation upp till 1 kV och är utformad för att ansluta flera ledare för jordning och potentialutjämning (195-02-33).
- En ledande del är en del som kan leda en elektrisk ström (195-01-06).
- Den strömförande delen är den ledande delen av den elektriska installationen, som står under driftspänning under sin drift, inklusive nollarbetsledaren (men inte PEN-ledaren) (195-02-19).
- Exponerad ledande del - tillgänglig för beröring av den ledande delen av den elektriska installationen, normalt inte strömsatt, men som kan bli strömförande om huvudisoleringen skadas (195-06-10).
- Tredjeparts ledande del - en ledande del som inte ingår i den elektriska installationen (195-06-11).
- Nollpotentialzon ( relativ jord ) är en del av jorden som ligger utanför påverkanszonen för någon jordledare, vars elektriska potential antas vara noll (195-01-01).
- Skyddsjordning - jordning utförd i elsäkerhetssyfte (195-01-11).
- Arbetande (funktionell) jordning - jordning av en punkt eller punkter av strömförande delar av en elektrisk installation, utförd för att säkerställa driften av en elektrisk installation (ej för elsäkerhetsändamål) (195-01-13).
- Skyddsjordning (i elektriska installationer med spänningar upp till 1 kV) är en avsiktlig anslutning av öppna ledande delar med en solid jordad nol av en generator eller transformator i trefasströmnätverk, med en solid jordad utgång från en enfas strömkälla , med en jordad källpunkt i DC-nätverk, utförd för elsäkerhetsändamål.
- Potentialutjämning - elektrisk anslutning av ledande delar för att uppnå jämlikhet mellan deras potentialer. SUP - potentialutjämningssystem (195-01-10).
- Skyddsutjämning av potentialer - potentialutjämning, utförd i elsäkerhetssyfte (195-01-15).
- Potentialutjämning - reducering av potentialskillnaden (stegspänningen) på jordens eller golvets yta med hjälp av skyddsledare som läggs i marken, i golvet eller på deras yta och ansluts till en jordningsanordning, eller genom att använda speciella jordbeläggningar .
- Spridningszon ( lokal jord ) - jordzonen mellan jordelektroden och nollpotentialzonen (195-01-03).
- Jordfel - en oavsiktlig elektrisk kontakt mellan spänningsförande delar och jord (195-04-14).
- Direktkontakt - elektrisk kontakt av människor eller djur med strömförande delar under spänning (195-06-03).
- Indirekt beröring - elektrisk kontakt av människor eller djur med öppna ledande delar som strömförsörjs när isoleringen är skadad (195-06-04).
- Skydd mot direktkontakt ( huvudskydd ) - skydd för att förhindra kontakt med spänningsförande delar under spänning [1] [9] (195-06-01MOD).
- Skydd mot indirekt kontakt ( skydd mot skador )- skydd mot elektriska stötar vid beröring av öppna ledande delar som spänningssätts närisoleringen skadas [1] [9] (195-06-02).
- Skyddsautomatisk avstängning - automatisk öppning av kretsen för en eller flera fasledare (och, om så krävs, nollarbetsledaren), utförd för elektrisk säkerhet (195-04-10).
- Isolerande transformator - en transformator, vars primärlindning är separerad från sekundärlindningarna med hjälp av skyddande elektrisk separation av kretsar [1] .
- Säkerhetsisoleringstransformator är en isoleringstransformator utformad för att försörja kretsar med extra låg spänning [1] .
- Skyddsskärm - en ledande skärm utformad för att separera den elektriska kretsen och/eller ledarna från de strömförande delarna av andra kretsar (195-02-38).
- Skyddande elektrisk separation av kretsar - separation av en elektrisk krets från andra kretsar i elektriska installationer med spänning upp till 1 kV med hjälp av (195-06-19):
- dubbel isolering;
- grundläggande isolering och skyddsskärm;
- förstärkt isolering.
- Grundisolering - isolering av strömförande delar, ger bland annat skydd mot direktkontakt (195-06-06).
- Tilläggsisolering - oberoende isolering i elektriska installationer med spänning upp till 1 kV, utförd utöver huvudisoleringen för skydd mot indirekt kontakt (195-06-07).
- Dubbelisolering - isolering i elinstallationer med spänning upp till 1 kV, bestående av grund- och tilläggsisolering (195-06-08).
- Förstärkt isolering - isolering i elektriska installationer med spänning upp till 1 kV, ger en grad av skydd mot elektriska stötar motsvarande dubbel isolering (195-06-09).
- Icke-ledande (isolerande) lokaler, zoner, platser - lokaler, zoner, platser där (på vilka) skydd vid indirekt kontakt tillhandahålls av högt motstånd hos golv och väggar och där det inte finns några jordade ledande delar [1 ] .
- Jordfelsförhållandet i ett trefas elnät är förhållandet mellan potentialskillnaden mellan en oskadad fas och jord vid jordfelspunkten för en annan eller två andra faser och potentialskillnaden mellan fas och jord vid denna punkt före felet (14-05-195).
- Spänningen på jordningsanordningen är den spänning som uppstår när ström rinner från jordelektroden till marken mellan punkten för ströminmatning till jordelektroden och zonen med nollpotential.
- Felspänning (isolering)- den spänning som uppstår när isoleringen är skadad, mellan en given felpunkt och nollpotentialzonen (826-11-02).
- Beröringsspänning - spänningen mellan två ledande delar eller mellan en ledande del och marken när en person eller ett djur vidrör dem samtidigt (195-05-11).
- Den förväntade beröringsspänningen är spänningen mellan ledande delar som samtidigt är tillgängliga för beröring när en person eller ett djur inte rör vid dem (195-05-09).
- Stegspänning ( stegspänning )- spänningen mellan två punkter på jordens yta, på ett avstånd av 1 m från varandra, som tas lika med längden på en persons steg (195-05-12).
- Extra låg (låg) spänning ( SLV ) - spänning som inte överstiger 50 V AC och 120 V DC (826-12-30MOD).
- Jordningsanordningens resistans är förhållandet mellan spänningen på jordningsanordningen och strömmen som flyter från jordledaren till jorden (195-01-18MOD).
- Jordens ekvivalenta resistivitet med en heterogen struktur - jordens elektriska resistivitet med en homogen struktur, där jordningsanordningens resistans har samma värde som i jorden med en heterogen struktur.
Termen " mark " som används i artikeln ska förstås som mark i spridningszonen .
Termen " resistivitet " som används i artikeln för jord med en icke-homogen struktur ska förstås som ekvivalent resistivitet .
Termen " isolationsfel " ska förstås som ett enstaka isoleringsfel ( 903-01-15 ).
Termen " automatisk avstängning " ska förstås som skyddande automatisk avstängning .
Termen " potentialutjämning " som används i artikeln ska förstås som skyddande potentialutjämning .
Notation
- Skyddsjordledare i alla elektriska installationer, samt noll skyddsledare i elektriska installationer med spänningar upp till 1 kV med dödjordad noll, inklusive däck, ska ha bokstavsbeteckningen " PE " ( Eng. Protective Earthing ) och färgbeteckning med omväxlande längsgående eller tvärgående ränder av samma bredd (för däck från 15 till 100 mm) gul och grön.
- Nollarbetande (neutrala) ledare indikeras med bokstaven " N " och blå.
- Kombinerade nollskyddande och nollarbetande ledare måste ha bokstavsbeteckningen " PEN " och färgbeteckning: blå längs hela längden och gulgröna ränder i ändarna. [tio]
- Datortext använder tecknet ⏚ (Unicode-nummer U+23DA , HTML-kod ⏚ )
Jordningsanordning
I Ryssland regleras kraven för jordning och dess enhet av Electrical Installation Rules (PUE).
Jordning inom elektroteknik är uppdelad i naturlig och artificiell.
Naturlig jordning
Det är vanligt att hänvisa till naturlig jordning av de strukturer, vars struktur ger en permanent vistelse i marken. Men eftersom deras motstånd inte är reglerat på något sätt och det inte finns några krav på värdet av deras motstånd, kan naturliga jordningsstrukturer inte användas som jordning av en elektrisk installation. Naturliga jordledare inkluderar till exempel den armerade betongfundamentet i en byggnad.
Konstgjord mark
Konstgjord jordning är en avsiktlig elektrisk anslutning av någon punkt i det elektriska nätverket , elektrisk installation eller utrustning med en jordningsanordning.
Jordningsanordningen (GD) består av en jordningsledare (en ledande del eller en uppsättning sammankopplade ledande delar som är i elektrisk kontakt med jord direkt eller genom ett mellanledande medium) och en jordledare som ansluter den jordade delen (punkten) till jordledare. Jordledaren kan vara en enkel metallstav (oftast stål , mindre ofta koppar ) eller en komplex uppsättning specialformade element.
Kvaliteten på jordningen bestäms av värdet på jordningsmotstånd / strömspridningsmotstånd (ju lägre, desto bättre), vilket kan minskas genom att öka arean av jordelektroder och minska jordens elektriska resistivitet: öka antalet jordelektroder och/eller deras djup; öka koncentrationen av salter i jorden, värma upp den etc.
Jordningsenhetens elektriska motstånd är olika för olika förhållanden och bestäms / normaliseras av kraven i PUE och relevanta standarder.
Variationer av konstgjorda marksystem
Elinstallationer i förhållande till elsäkerhetsåtgärder är indelade i:
- elektriska installationer med spänningar över 1 kV i nätverk med en solid jordad eller effektivt jordad nolla;
- elektriska installationer med spänningar över 1 kV i nätverk med isolerad eller jordad noll genom en ljusbågsreaktor eller motstånd;
- elektriska installationer med spänning upp till 1 kV i nätverk med dödjordad neutral;
- elinstallationer med spänning upp till 1 kV i nät med isolerad noll.
Beroende på de tekniska egenskaperna hos den elektriska installationen och försörjningsnäten kan dess drift kräva olika jordningssystem. Som regel utfärdar försäljningsorganisationen en lista med specifikationer innan en elektrisk installation utformas som anger vilket jordsystem som används.
Klassificeringen av typer av jordningssystem ges som huvudegenskapen för försörjningsnätverket. GOST R 50571.2-94 "Elektriska installationer av byggnader. Del 3. Huvudegenskaper " reglerar följande jordsystem: TN-C , TN-S , TN-CS , TT , IT .
För elektriska installationer med spänning upp till 1 kV accepteras följande beteckningar:
- TN- system - ett system där strömkällans nollpunkt är dövjordad och de öppna ledande delarna av den elektriska installationen är anslutna till källans dövjordade nollpunkt med hjälp av nollskyddsledare;
- TN-C- system - TN -system , där nollskydds- och nollarbetsledarna är kombinerade i en ledare över hela dess längd;
- TN-S- system - TN -system , där nollskydds- och nollarbetsledarna är separerade längs hela sin längd;
- TN-CS- system - TN -system , där funktionerna hos nollskydds- och nollarbetsledarna kombineras i en ledare i någon del av den, med början från strömkällan;
- IT- system - ett system där strömkällans nolla är isolerad från jord eller jordad genom enheter eller enheter med högt motstånd, och de exponerade ledande delarna av den elektriska installationen är jordade;
- TT- system - ett system där strömkällans nolla är fast jordad, och de öppna ledande delarna av den elektriska installationen är jordade med hjälp av en jordningsanordning som är elektriskt oberoende av källans fast jordade nolla.
Den första bokstaven är strömförsörjningens neutrala tillstånd i förhållande till jord
- T -jordad neutral ( lat. terra );
- I - isolerad neutral ( engelsk isolering ).
Den andra bokstaven är tillståndet för exponerade ledande delar i förhållande till jord
- T - öppna ledande delar är jordade, oavsett förhållandet till jord på strömkällans nollpunkt eller någon punkt i försörjningsnätverket;
- N - exponerade ledande delar är anslutna till en dödjordad noll för strömkällan.
Efterföljande (efter N) bokstäver - kombination i en ledare eller separation av funktionerna hos nollarbetande och nollskyddsledarna
- S - nollarbetande ( N ) och nollskyddande (PE) ledare är separerade ( engelska separerade );
- C - funktionerna för nollskydds- och nollarbetsledarna är kombinerade i en ledare (PEN-ledare) ( engelsk kombinerad );
- N - noll fungerande (neutral) ledare; ( Engelsk neutral )
- PE - skyddsledare (jordledare, noll skyddsledare, skyddsledare för potentialutjämningssystemet) ( engelska skyddsjord )
- PEN - kombinerade nollskyddande och nollarbetande ledare ( eng. Protective Earth and Neutral ).
Jordade neutrala system ( TN -system)
System med en solid jordad neutral kallas vanligtvis TN- system , eftersom denna förkortning kommer från franskan. Terre-Neutre , som betyder "markneutral".
|
|
|
Schematisk bild av TN-S- systemet
|
Schematisk bild av TN-C- systemet
|
Schematisk bild av TN-CS- systemet
|
TN-C- system
TN -C- systemet ( fr. Terre-Neutre-Combiné ) föreslogs av det tyska företaget AEG 1913 [11] [12] . Arbetande noll och PE- ledare ( Engelska Protection Earth ) i detta system är kombinerade till en tråd. Den största nackdelen var möjligheten av uppkomsten av linjär spänning på höljena till elektriska installationer under ett nödstopp . Trots detta finns detta system fortfarande i byggnaderna i länderna i fd Sovjetunionen . Av moderna elinstallationer finns ett sådant system endast i gatubelysning av ekonomiskäl och minskad risk.
TN-S system
TN -S- systemet ( franska: Terre-Neutre-Séparé ) utvecklades för att ersätta det villkorligt farliga TN-C- systemet på 1930 -talet . Den arbetande och skyddande nollan separerades direkt vid transformatorstationen, och jordelektroden var en ganska komplex design av metallbeslag . När den arbetande nollan avbröts i mitten av ledningen fick således inte elinstallationerna nätspänning. Senare gjorde ett sådant jordsystem det möjligt att utveckla differentialautomater och automatiska läckströmsautomater som kan känna av en liten ström. Deras arbete är baserat på Kirchhoffs regler , enligt vilka strömmen som flyter längs arbetsnollan måste vara numeriskt lika med den geometriska summan av strömmarna i faserna.
TN-CS- system
I TN-CS- systemet har transformatorstationen en direkt anslutning av ledande delar till marken och en tätt jordad noll. För att säkerställa kommunikation på transformatorstationens plats - ingången till byggnaden, används en kombinerad nollarbetande (N) och skyddsledare (PE), som tar beteckningen PEN. När man går in i byggnaden är den (PEN) uppdelad i en separat noll (N) och skyddsledare (PE).
- Du kan också observera TN-CS- systemet , där separationen av nollor sker i mitten av linjen, men i händelse av ett brott i nollledningen före separationspunkten kommer fallen att ligga under nätspänning, vilket kommer att utgöra ett hot mot livet vid beröring.
- Fördelar: en enklare åskskyddsanordning (det är omöjligt att en spänningstopp uppstår mellan PE och N ), möjligheten att skydda mot faskortslutning till apparathöljet med hjälp av vanliga "automatiska enheter".
- Nackdelar: extremt svagt skydd mot "noll utbrändhet", det vill säga PEN- förstöring längs vägen från CTP till separationspunkten. I detta fall uppstår en fasspänning på PE -bussen från konsumentsidan, som inte kan stängas av med någon automatisering ( PE kan inte stängas av). Om inne i byggnaden potentialutjämningssystemet (SES) fungerar som skydd mot detta (allt är metall under spänning, och det finns ingen risk för elektriska stötar vid beröring av 2 olika föremål), så i det fria finns inget skydd från detta kl. alla .
I enlighet med PUE är det det huvudsakliga och rekommenderade systemet, men samtidigt kräver PUE efterlevnad av ett antal åtgärder för att förhindra förstörelse av PEN - mekaniskt skydd PEN , samt jordning av PEN luftledningar längs stolpar efter ett visst avstånd (högst 200 meter för områden med ett antal åsktimmar per år upp till 40, 100 meter för områden med mer än 40 åsktimmar per år).
I händelse av att dessa åtgärder inte kan följas rekommenderar EMP TT . TT rekommenderas även för alla utomhusinstallationer (bodar, verandor etc.)
I stadsbyggnader är PEN- skenan vanligtvis en tjock metallram som löper vertikalt genom hela byggnaden. Det är nästan omöjligt att förstöra det, därför används TN-CS i stadsbyggnader .
På landsbygden i Ryssland finns det i praktiken ett stort antal luftledningar utan PEN -mekaniskt skydd och återjordning. Därför är TT- systemet mer populärt på landsbygden .
I den sena sovjetiska stadsutvecklingen användes som regel TN-CS med en delningspunkt baserad på en elektrisk panel ( PEN ) bredvid mätaren, medan PE utfördes endast för en elektrisk spis.
I modern rysk utveckling används "femtrådar" också med en delningspunkt i källaren; redan oberoende N och PE passerar i stigarna .
TT- system
-
Schematisk bild av TT-systemet
I TT -systemet har transformatorstationen en direktanslutning av strömförande delar till marken. Alla öppna ledande delar av byggnadens elektriska installation har en direkt anslutning till marken genom en jordledare, elektriskt oberoende av transformatorstationens neutrala jordledare.
- Fördelar: hög motståndskraft mot destruktion av N på vägen från TP till konsument. Denna förstörelse påverkar inte PE på något sätt .
- Nackdelar: krav på mer komplext åskskydd (möjligheten att en topp uppträder mellan N och PE ), samt omöjligheten för en konventionell strömbrytare att spåra faskortslutningen till apparathöljet (och vidare till PE ). Detta beror på det ganska märkbara (30-40 ohm) lokala jordmotståndet.
På grund av ovanstående rekommenderar PUE TT endast som ett "extra" system (förutsatt att matningsledningen inte uppfyller kraven i TN-CS för återjordning och mekaniskt skydd PEN ), samt i utomhusinstallationer där det finns är risk för samtidig kontakt med installationen och med fysisk jord (eller fysiskt jordade metallelement).
Men på grund av den dåliga kvaliteten på de flesta luftledningar på landsbygden i Ryssland är TT- systemet extremt populärt där.
TT kräver obligatorisk användning av jordfelsbrytare . Vanligtvis installeras en inledande RCD med en inställning på 300-100 mA, som övervakar kortslutningen mellan fasen och PE , följt av personliga RCD för specifika kretsar vid 30-10 mA för att skydda människor från elektriska stötar.
Åskskyddsanordningar som ABB OVR skiljer sig i design mellan TN-C- S och TT -system , de senare har en gasavledare mellan N och PE och varistorer mellan N och faser.
Isolerade neutrala system
IT- system
- System med isolerad neutral
-
Schematisk bild av ett IT-system
I ett IT- system är strömförsörjningens nolla isolerad från jord, eller jordad genom högimpedans apparater eller enheter, och exponerade ledande delar är jordade. Läckströmmen till ramen eller till jord i ett sådant system kommer att vara låg och kommer inte att påverka driftsförhållandena för den anslutna utrustningen.
IT - systemet används som regel i elektriska installationer av byggnader och konstruktioner för särskilda ändamål, som ställs förhöjda krav på tillförlitlighet och säkerhet, till exempel elinstallationer av underjordsgruvor och kolgruvor, samtidigt som det skapar säkra driftsförhållanden för underhållspersonal (när en potential uppstår vid den elektriska installationen i förhållande till jord) och uteslutande av damm- och gasexplosioner, installeras de så kallade minläckströmsskyddsanordningarna utan fel ; IT- systemet kan även användas på sjukhus för nödström och belysning.
Bärbara bensin- och dieselkraftverk har en isolerad neutral, vilket gör det möjligt att säkert använda elektriska apparater anslutna till dem utan jordning, vilket är problematiskt att göra i "fält"-förhållanden.
Tidigare användes ett system med isolerad neutral också i stor utsträckning i strömförsörjningssystem för bostadshus, särskilt omöblerade i trä. , till vilka även försörjningsledningarna kopplades längs trästolpar. I Sovjetunionen hade hushållsnätverk med 127/220 V-spänningsnät endast en isolerad noll, även om industriella spänningsnätverk på 220/380 V under dessa år redan hade en jordad noll. Detta berodde på det faktum att det var problematiskt att organisera en tillförlitlig jordning av en elektrisk panel och elektriska apparater i ett trähus, dessutom, om jordning var tillgänglig, ökade risken för brand när fasledningen stängdes eller en ström läckte. till jordelektroden, som i system med fast jordad nollpunkt når hundratals ampere. I system och isolerad neutral är denna ström minimal (milliampere - enheter av ampere). En isolerad neutral, i kombination med frånvaron av naturligt jordade ledande element (armaturer, VVS, avlopp) i ett omöblerat trähus, och en relativt låg spänning (127 V), minskade dessutom risken för elektriska stötar vid enfaskontakt till en minimum. Denna egenskap hos tidiga hushållsnätverk ledde till att många människor inte uppfattade elektrisk ström som en källa till ökad fara, och arbetet med att byta glödlampor, reparera uttag och strömbrytare utfördes ofta utan att stänga av nätverket. Användningen av anordningar av skyddsklass 0 mot elektriska stötar var också ganska säker. I ett nätverk med en isolerad noll, med en enfasanslutning, är båda ledarna lika och är inte uppdelade i fas och noll. Av denna anledning, i gamla hus, placerades säkringar vid ingången till lägenheten på båda ledarna (i system med en jordad neutral är det oacceptabelt att installera en säkring på den neutrala ledningen).
Nätverk med en isolerad neutral har bevarats även med början av spridningen av armerad betong bekväma hus med ledande väggar och jordade rörledningar. Denna faktor ökade dramatiskt risken för elektriska stötar i vardagen, eftersom okontrollerat strömläckage till marken oundvikligen inträffade i ett armerad betonghus, på grund av vilket en av fasledningarna oavsiktligt kunde kopplas till de ledande strukturerna i byggnaden och marken . Men eftersom nollan är isolerad, fanns det ingen kortslutningsström, faktumet av strömläckage till byggnaden och marken upptäcktes inte, och nätverket kunde fungera i nödläge under lång tid. I en sådan situation blev en oavsiktlig kontakt med en annan fasledare av en person (eller en enhet med trasig isolering) placerad på ett betonggolv, i ett badrum eller vid ett handfat extremt farlig, eftersom personen var under linjär spänning. Därför, med början av masskonstruktionen av armerade betonghus ("Khrusjtjov"), började hushållsnätverk byggas enligt ett system med en jordad neutral: på 1960-1980-talet, enligt TN-C-systemet, och sedan 1990-talet, enligt TN-CS-systemet. På landsbygden, särskilt i norr, tog isolerade neutrala nätverk längre tid att bygga – fram till 1980-talet.
I områden med mycket hög elektrisk resistivitet i jorden (ökenområden, permafrostområden), där det är extremt svårt att implementera tillförlitlig neutral jordning, kan nätverk med isolerad neutral också byggas. Det finns många sådana nätverk i Turkmenistan och Yakutia . En isolerad neutral används också vid arktiska polarstationer. Samtidigt är det personalen på dieselaggregaten som ansvarar för att övervaka nollföljdsströmmen, som blir annorlunda än noll vid ett enfas jordfel.
Skyddsfunktion för jordning
Skyddsskäl förhindrar att en person hamnar under spänning (elektrisk stöt), vilket är möjligt vid skada på isoleringen av elektrisk utrustning eller kontakt med trasiga ledningar. Alla yttre metalldelar och ramar av elektrisk utrustning är föremål för skyddsjordning.
Principen för skyddande jordning
Den skyddande effekten av jordning bygger på två principer:
- Minskning till ett säkert värde av potentialskillnaden mellan ett jordat ledande objekt och andra ledande objekt som har en naturlig jord.
- Avlägsnande av läckström när ett jordat ledande föremål kommer i kontakt med en fasledare. I ett korrekt utformat system leder utseendet av en läckström till omedelbar drift av skyddsanordningar ( restströmsenheter - RCD).
- I system med fast jordad neutral - initiering av en säkring när en faspotential träffar en jordad yta.
Således är jordning mest effektiv endast i kombination med användning av jordfelsbrytare. I det här fallet, med de flesta isoleringsfel, kommer potentialen på jordade föremål inte att överstiga säkra värden. Dessutom kommer den felaktiga delen av nätverket att stängas av under en mycket kort tid (tiondelar ... hundradelar av en sekund - RCD-svarstiden).
Jordningsarbete vid fel på elektrisk utrustning
Ett typiskt fall av fel på elektrisk utrustning är inträngning av fasspänning på enhetens metallhölje på grund av isoleringsfel [13] . Moderna elektriska apparater som har en omkopplande sekundär strömförsörjning och är utrustade med en trepolig kontakt - till exempel en PC-systemenhet - i avsaknad av jordning, har en farlig potential på höljet, även när de är fullt fungerande. [14] ) Beroende på vilka skyddsåtgärder som vidtas är följande alternativ möjliga:
Höljet är inte jordat, det finns ingen RCD (det farligaste alternativet).
- Enhetens hölje kommer att vara under faspotential och detta kommer inte att upptäckas på något sätt . Att röra vid en sådan defekt enhet kan vara dödlig.
Fallet är jordat, det finns ingen RCD.
- Om läckströmmen i fas-höljets jordningskrets är tillräckligt stor (överstiger utlösningströskeln för säkringen som skyddar denna krets), kommer säkringen att lösa ut och stänga av kretsen. Den högsta effektiva spänningen (relativt jord) på ett jordat hölje kommer att vara U max = RGIF , där RG är resistansen för jordelektroden, IF är strömmen vid vilken säkringen som skyddar denna krets aktiveras. Detta alternativ är inte tillräckligt säkert, eftersom med ett högt motstånd hos jordelektroden och stora säkringsvärden kan potentialen på den jordade ledaren nå ganska betydande värden. Till exempel, med ett jordningsmotstånd på 4 ohm och en 25 A säkring kan potentialen nå 100 volt .
Höljet är inte jordat, jordfelsbrytaren är installerad.
- Enhetens hölje kommer att ha faspotential och detta kommer inte att upptäckas förrän det finns en väg för läckströmmen att passera. I värsta fall uppstår läckage genom kroppen på en person som har rört både en defekt anordning och ett föremål som har en naturlig jord. RCD kopplar bort den del av nätverket som har ett fel så snart en läcka uppstår. En person kommer bara att få en kortvarig elektrisk stöt (0,01 ... 0,3 s - RCD-driftstiden), vilket som regel inte orsakar skada på hälsan.
Höljet är jordat, jordfelsbrytaren är installerad.
- Detta är det säkraste alternativet eftersom de två skyddsåtgärderna kompletterar varandra. När en fasspänning träffar en jordad ledare flyter strömmen från fasledaren genom ett isolationsfel in i jordledaren och vidare ner i marken. RCD:n upptäcker omedelbart detta läckage, även om det är mycket obetydligt (vanligtvis är RCD-känslighetströskeln 10 mA eller 30 mA), och kopplar snabbt (0,01 ... 0,3 s) sektionen av nätverket med ett fel. Dessutom, om läckströmmen är tillräckligt hög (större än tröskeln för säkringen som skyddar den kretsen), kan säkringen också gå. Vilken skyddsanordning (RCD eller säkring) som kommer att stänga av kretsen beror på deras hastighet och läckström. Det är också möjligt för båda enheterna att fungera. Det är också viktigt att endast i det här fallet kommer felet i någon av de två skyddsanordningarna inte att leda till att skyddssystemet inte fungerar helt.
Fel i jordningsenheten
- Exempel på fel i jordningsanordningen
-
Exempel på felaktig installation: anslutning av den fungerande nollan och PE-ledaren på den övre högra kopplingsplinten.
-
Den icke-ledande plastinsatsen (R4) förhindrar ström från att flyta.
-
Falsk utlösning av RCD (F4) vid kombination av nollor efter delningspunkten.
-
Varför är det extremt farligt att skapa en PE-ledare direkt i kontakten (kontakten)
Fel PE- ledare
Ibland används vattenledningar eller värmerör som jordledare, men de kan inte användas som jordledare [15] . Det kan finnas icke-ledande insatser i rören (som plaströr), den elektriska kontakten mellan rören kan vara bruten på grund av korrosion , och slutligen kan en del av rörledningen demonteras för reparation. Det finns också risk för elektriska stötar vid kontakt med ledande delar av VVS.
"Rent land"
En populär uppfattning är att dator- och telefoninstallationer kräver en jordanslutning skild från den allmänna byggnadsjorden.
En sådan åsikt är endast giltig i fallet med kravet och/eller organisationen av funktionell jordning, nödvändig för korrekt funktion av utrustningen.
När du organiserar skyddsjordning kommer en sådan övertygelse att vara helt fel, eftersom laddaren har ett motstånd som inte är noll, och i händelse av en kortslutning (och till och med en liten läcka som inte upptäcks av automatik) fas - PE på en av enheterna börjar en ström flyta genom laddaren och dess potential växer från - för minnets motstånd. Om det finns 2 eller flera oberoende laddare, kommer detta att leda till en potentiell skillnad mellan PE för olika elektriska installationer, vilket kan skapa risk för elektriska stötar för människor, samt blockera (eller till och med förstöra) gränssnittsenheter utan galvanisk isolering som anslut 2 delar av systemet, jordade från oberoende minne.
Det rätta beslutet är att organisera ett potentiellt utjämningssystem.
Ovanstående gäller också för "hantverks"-implementeringar, till exempel, som ibland används på landsbygden, metoden att jorda en enhet genom att ansluta den till en nedgrävd metallkontakt (till exempel en hink).
Kombinera arbetande noll och PE-ledare
En annan vanlig överträdelse är föreningen av den arbetande nollan och PE- ledaren bortom punkten för deras separation (om någon) längs distributionen av energi. [16] En sådan överträdelse kan leda till ganska betydande strömmar i PE- ledaren (som inte bör vara strömförande i normalt tillstånd), samt falska utlösningar av jordfelsbrytaren (om installerad).
Felaktig separation av PEN-ledaren
Följande sätt att "skapa" en PE- ledare är extremt farligt : en fungerande nollledare bestäms direkt i uttaget och en bygel placeras mellan den och uttagets PE-kontakt. Således är PE-ledaren för lasten som är ansluten till detta uttag ansluten till arbetsnollan.
Faran med denna krets är att en faspotential kommer att uppstå på jordkontakten på uttaget, och därför på fallet med den anslutna enheten, om något av följande villkor är uppfyllt:
- Ruptur (frånkoppling, utbrändhet, etc.) av neutralledaren i området mellan uttaget och skärmen (och vidare, upp till PEN-ledarens jordpunkt);
- Byte av fas och noll (fas istället för noll och vice versa) ledare som går till detta uttag.
Potentialutjämningssystem (SES)
Eftersom laddaren har motstånd, och om ström flyter genom den, blir den strömsatt, är det inte tillräckligt för att skydda människor från elektriska stötar.
Ett korrekt skydd skapas genom att organisera ett potentialutjämningssystem (SES), det vill säga den elektriska anslutningen av PE- ledningar och alla metalldelar i byggnaden som är tillgängliga för beröring (främst vattenrör och värmerör).
I det här fallet, även om laddaren är strömsatt, finns allt som är av metall och tillgängligt för beröring under den, vilket minskar risken för elektriska stötar.
I sovjettidens tegelhus organiserades som regel inte EMS, medan det i panelhusen (1970-talet och senare) organiserades genom att ansluta ramen av elektriska paneler ( PEN ) och vattenrör i källaren på hus.
I områden med hög elektrisk resistivitet i jorden (öknar, permafrostzoner) måste potentialutjämning utföras inte bara inne i byggnaden utan även mellan byggnader. Till exempel i Norilsk förenas byggnaderna av en gemensam jordslinga, runt varje byggnad finns potentialutjämningsstift i marken. Samtidigt är byggnadernas gemensamma jordslinga ansluten till jordslingan av CHPP-1, och bildar i själva verket "konstgjord jord". Dock är huvudjordelektroderna fortfarande nedsänkta i vatten som inte fryser (Lake Dolgoe och andra), vilket ger elektrisk förbindelse med den "naturliga jorden". Ett liknande system finns i ett antal städer i Centralasien. Men till exempel i Arkalyk , där det inte finns några reservoarer, visar sig "konstgjord mark" vara isolerad.
Anteckningar
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Kapitel 1.7 JORDNING OCH ELEKTRISK SÄKERHET. Applikationsområde. Termer och definitioner. Regler för installation av elektriska installationer (PUE) Sjunde upplagan. Godkänd genom order från Rysslands energiministerium daterad 08.07.2002 nr 204
- ↑ Varje term i ett avsnitt är förankrat för referens med termnamn eller IEV-identifierare.
- ↑ GOST R 57190-2016 Jordningsbrytare och jordningsanordningar för olika ändamål. Termer och definitioner . Arkiverad 3 december 2020 på Wayback Machine
- ↑ GOST R IEC 60050-195-2005 Jordning och skydd mot elektriska stötar. Termer och definitioner . Arkiverad 24 juli 2021 på Wayback Machine
- ↑ Endast en IEV-identifierare anges, främst i del 195 - Jordning och skydd mot elektrisk stöt. I övriga delar: 601 - Kraftverk, 826 - Elinstallationer etc., finns det vanligtvis identiska eller modifierade termer.
- ↑ GOST 30331.1-2013 (IEC 60364-1:2005) Elektriska lågspänningsinstallationer. Del 1. Grundläggande bestämmelser, bedömning av allmänna egenskaper, termer och definitioner . Arkiverad 19 oktober 2020 på Wayback Machine
- ↑ Riktlinjer för design, konstruktion och drift av jordning i trådbundna kommunikationsinstallationer och radiosändningsnoder. - Moskva: Kommunikation, 1971.
- ↑ Centrala elektrotekniska rådet (CEC). Förklarande notering till utkastet till beräkningsregler och jordningsanordningar i högspänningsväxelströmsinstallationer (över 1000 V) // Elektrotekhnika. - 1933. - November ( nr 18 ).
- ↑ 1 2 GOST R 50571.3-2009 (IEC 60364-4-41:2005) Elektriska lågspänningsinstallationer. Del 4-41. Säkerhetskrav. Skydd mot elektriska stötar . Arkiverad 14 juni 2021 på Wayback Machine
- ↑ P. 1.1.29 PUE.
- ↑ Chronik der Elektrotechnik (tyska) . Hämtad 2 februari 2021. Arkiverad från originalet 28 februari 2021.
- ↑ Betr. Ausführung von Erdung usw (tyska) // ETZ. Elektrotechnische Zeitschrift Berlin. - 1914. - Bd. 35 . - S. 102-105, 132-134, 166-168, 400-402 . — ISSN 0170-1711 .
- ↑ För andra typer av fel är jordning mindre effektiv och täcks därför inte här.
- ↑ I kretsen för en omkopplande sekundär strömförsörjning finns det ingångsgenomgångskondensatorer eller vanliga kondensatorer anslutna både mellan matningsledarna och (i fallet med ett metallhölje och en trepolig kontakt) mellan varje matningsledare och apparathöljet , i detta fall representerar de en spänningsdelare som informerar fallpotentialen, ungefär lika med halva matningsspänningen. Denna potential finns vanligtvis även när instrumentet är avstängt. Förekomsten av potential på höljet kan verifieras med en neon-sond.
- ↑ s. 1.7.122 och 1.7.123 PUE.
- ↑ P. 1.7.135 PUE.
Litteratur
- Korablev V.P. Elsäkerhet i frågor och svar. - M., Moskvaarbetare, 1988. - 301 s.
- Introduktion till kraftteknik / Endel Risthein. - Tallinn: Elektriajam, 2008. - Kapitel 4 .
- IEC 61140:2016. Skydd mot elektriska stötar. Gemensamma aspekter för installation och utrustning. Utgåva 4.0. – Genève: IEC, 2016-01.
- GOST IEC 61140–2012. Skydd mot elektriska stötar. Allmänna bestämmelser för säkerheten för installationer och utrustning.
- Kharechko Yu.V. Grunderna för jordning av elektriska nätverk och elektriska installationer av byggnader. 6:e uppl., reviderad. och ytterligare – M.: PTF MIEE, 2012. – 304 sid.
- IEC 60364-5-54:2011. Elinstallationer med låg spänning. Del 5-54: Val och montering av elektrisk utrustning. Jordningsarrangemang och skyddsledare. Utgåva 3.0. – Genève: IEC, 2011-03.
- GOST R 50571.5.54–2013/IEC 60364-5-54:2011. Elinstallationer med låg spänning. kap 5-54. Val och installation av elektrisk utrustning. Jordningsanordningar, skyddsledare och skyddande potentialutjämningsledare.
Länkar