Всичко, което трябва да знаете за заземяването
Заземяване. Основите
Заземяване — електрическо свързване на обект от проводящ материал към земята. Заземяването се състои от заземяващ проводник (проводима част или набор от взаимосвързани проводящи части, които са в електрически контакт със земята директно или през междинна проводима среда) и заземяващ проводник, свързващ устройството, което трябва да бъде заземено към заземяващия проводник. Заземяващият превключвател може да бъде обикновен метален прът (най -често стоманен, по -рядко меден) или сложен комплекс от специално оформени елементи.
Качеството на заземяването се определя от стойността на електрическото съпротивление на заземяващата верига, което може да бъде намалено чрез увеличаване на контактната площ или проводимостта на средата — с помощта на много пръти, увеличаване на съдържанието на сол в земята и т.н. Устройство за заземяване в Русия се регулират изискванията за заземяване и неговото устройство Правила за електрическа инсталация (PUE).
Защитните заземяващи проводници във всички електрически инсталации, както и нулевите защитни проводници в електрически инсталации с напрежение до 1 kV с твърдо заземена неутрала, включително шини, трябва да имат буквено обозначение PE и обозначение на цвят с редуващи се надлъжни или напречни ивици ширина (за автобуси от 15 до 100 мм) жълто и зелено.
Нулевите работещи (неутрални) проводници са маркирани с буквата N и синьо. Комбинираните нулеви защитни и нулеви работни проводници трябва да имат буквено обозначение PEN и обозначение на цвят: синьо по цялата дължина и жълто-зелени ивици в краищата.
Грешки в заземяващото устройство
Грешни PE проводници
Понякога водопроводните тръби или отоплителните тръби се използват като заземяващ проводник, но те не могат да се използват като заземяващ проводник. Водопроводът може да има непроводими вложки (например пластмасови тръби), електрическият контакт между тръбите може да се счупи поради корозия и накрая, част от тръбите може да се разглоби за ремонт.
Комбиниране на работна нула и PE проводник
Друго често срещано нарушение е обединението на работната нула и PE проводника зад точката на тяхното разделяне (ако има такова) по разпределението на енергията. Такова нарушение може да доведе до появата на доста значителни токове по протежение на PE проводника (които не трябва да носят ток в нормално състояние), както и до фалшиви положителни резултати на устройството за остатъчен ток (ако е инсталирано). Неправилно отделяне на PEN проводника
Следният начин за «създаване» на PE-проводник е изключително опасен: работещ неутрален проводник се определя директно в гнездото и между него и PE-контакта на гнездото се поставя джъмпер. По този начин PE проводникът на товара, свързан към този изход, се оказва свързан към работната нула.
Опасността от тази верига е, че фазовият потенциал ще се появи на заземяващия контакт на контакта и следователно в случая на свързаното устройство, ако са изпълнени някое от следните условия:
— Прекъсване (изключване, изгаряне и т.н.) на нулевия проводник в зоната между изхода и щита (а също и по -нататък, до точката на заземяване на PEN проводника);
— Размяна на фазовия и нулевия (фаза вместо нула и обратно) проводници, отиващи към този изход.
Функция за защитно заземяване
Защитният ефект на заземяването се основава на два принципа:
— Намаляване до безопасна стойност на потенциалната разлика между заземения проводящ обект и други проводящи обекти, които имат естествено заземяване.
— Изтичане на ток на утечка, когато заземен проводящ обект влезе в контакт с фазов проводник. В правилно проектирана система появата на ток на утечка води до незабавна работа на защитни устройства (устройства за остатъчен ток — RCD).
По този начин заземяването е най -ефективно само в комбинация с използването на устройства за остатъчен ток. В този случай при повечето нарушения на изолацията потенциалът върху заземени обекти няма да надвишава опасните стойности. Освен това дефектният участък от мрежата ще бъде изключен в много кратко време (десети от секундата — времето за изключване на RCD).
Заземяване в случай на повреда на електрическо оборудване Типичен случай на неизправност на електрическо оборудване е фазовото напрежение, ударило металното тяло на устройството поради повреда на изолацията. В зависимост от това какви защитни мерки се прилагат, са възможни следните опции:
— Случаят не е обоснован, няма RCD (най -опасният вариант). Тялото на устройството ще бъде с фазов потенциал и това няма да бъде открито по никакъв начин. Докосването до такъв дефектен уред може да бъде фатално.
— Корпусът е заземен, няма RCD. Ако токът на утечка във веригата за заземяване на фазовия корпус е достатъчно голям (надвишава прага на предпазителя, който защитава тази верига), тогава предпазителят ще изгори и ще изключи веригата. Най -високото ефективно напрежение (спрямо земята) на заземен корпус ще бъде Umax = RGIF, където RG? устойчивост на заземяване, АКО? токът, при който се задейства предпазителят, който защитава тази верига. Тази опция не е достатъчно безопасна, тъй като при високо съпротивление на заземяването и големи номинални стойности на предпазителите потенциалът на заземения проводник може да достигне доста значителни стойности. Например, при съпротивление на заземяване от 4 ома и предпазител от 25 A, потенциалът може да достигне 100 волта.
— Корпусът не е заземен, RCD е инсталиран. Тялото на устройството ще бъде с фазов потенциал и това няма да бъде открито, докато няма път за преминаване на тока на утечка. В най -лошия случай изтичането ще се случи през тялото на човек, който докосне както дефектно устройство, така и обект, който има естествена земя. RCD изключва дефектната част на мрежата веднага щом възникне теч. Човек ще получи само краткосрочен токов удар (0,010,3 секунди — времето за реакция на RCD), което по правило не причинява вреда на здравето.
— Корпусът е заземен, RCD е инсталиран. Това е най -безопасният вариант, тъй като двете защитни мерки се допълват взаимно. Когато фазовото напрежение удари заземения проводник, токът преминава от фазовия проводник през изолационния дефект в заземяващия проводник и по -нататък в земята. УЗО незабавно открива този теч, дори и да е много незначителен (обикновено прагът на чувствителност на УЗО е 10 mA или 30 mA), и бързо (0,010,3 секунди) изключва участъка от мрежата с повреда. Освен това, ако токът на утечка е достатъчно голям (надвишава прага на изключване на предпазителя, защитаващ тази верига), тогава предпазителят може също да изгори. Кое защитно устройство (RCD или предпазител) ще изключи веригата зависи от тяхната скорост и ток на утечка. Възможно е и двете устройства да се задействат.
Видове заземяване
TN-C
Системата TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) е предложена от германския концерн AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) през 1913 г. Работната нула и PE-проводникът (защитно заземяване) в тази система са комбинирани в един проводник. Най -големият недостатък беше образуването на мрежово напрежение (1.732 пъти по -високо от фазовото напрежение) върху корпусите на електрическите инсталации в случай на аварийно нулево прекъсване.
Въпреки това, днес можете да намерите това система за заземяване в сградите на страните от бившия СССР.
TN-S
За да се замени условно опасната система TN-C през 30-те години на миналия век, е разработена системата TN-S (Terre-Neutre-Separe), при която работната и защитната нула са разделени директно в подстанцията, а заземителният електрод е доста сложен конструкция на метални фитинги.
По този начин, когато работната нула прекъсне в средата на линията, електрическите инсталации не получиха мрежово напрежение. По -късно такава система за заземяване направи възможно разработването на диференциални автомати и автомати, които бяха задействани от изтичане на ток, способни да усещат незначителен ток. Тяхната работа и до днес се основава на законите на Киргоф, според които токът, протичащ през фазовия проводник, трябва да бъде числено равен на тока, протичащ през работната нула.
Можете също така да наблюдавате системата TN-CS, където разделянето на нули става в средата на линията, но в случай на прекъсване на неутралния проводник до точката на разделяне, случаят ще бъде под напрежение на мрежата, което ще представлява заплаха за живота при докосване.