Jednym z najbardziej skomplikowanych i skomplikowanych tematów w okablowaniu jest uziemienie i uziemienie. Jaka jest ich różnica? Jakie są definicje uziemienia i uziemienia? Czy te terminy są zawsze stosowane poprawnie i na miejscu? Spróbujmy rozważyć ten temat bardziej szczegółowo.

Alternator

Rama z zwojami drutu w polu magnetycznym jest najprostszym alternatorem. Jeśli obrócisz ramę z cewką owiniętą wokół niej, przemienny strumień magnetyczny w obwodzie pętli wytworzy przemienny prąd sinusoidalny w cewce. To najprostszy alternator. Tak układają się generatory w elektrowniach. Wirnik (rama) obraca się w polu magnetycznym stojana.

Wirnik napędzany jest przez: strumień wody w elektrowniach wodnych, wiatr w generatorach wiatrowych, turbinę parową w elektrowniach cieplnych i jądrowych, silnik spalinowy w generatorach benzynowych i wysokoprężnych. Zasada jest taka sama - zamiana mechanicznej energii obrotu na przemienny prąd elektryczny. Standardowa częstotliwość prądu przemiennego w Federacji Rosyjskiej wynosi 50 Hz. Oznacza to, że wirnik generatora wykonuje dokładnie 50 obrotów na sekundę lub 3000 obrotów na minutę. Częstotliwość prądu przemiennego utrzymywana jest z dokładnością ± 2%.

Wielofazowy AC

Jeśli na wirniku nie zostanie umieszczona jedna cewka, ale dwie lub więcej, otrzymamy sieć wielofazową. Po co one są? Sieci wielofazowe mogą wytwarzać wirujące pole elektromagnetyczne i obracać silniki elektryczne.

Pierwsze sieci elektryczne były dwufazowe. Na wirniku generatora dwufazowego do jednego uzwojenia dodaje się drugi, obrócony o 90 stopni, czyli ćwierć obrotu. Prąd w jednym uzwojeniu jest opóźniony w drugim o ćwierć obrotu wirnika lub ćwierć okresu sinusoidy. Mówią, że ma przesunięcie fazowe o 90 stopni.

Jeśli połączymy wyjścia uzwojenia fazowego z dwoma uzwojeniami stojana dwufazowego silnika elektrycznego, które również są do siebie prostopadłe, i jakoś namagnesujemy wirnik, otrzymamy obraz, który odzwierciedla to, co dzieje się w generatorze - wirnik napędzany jest przez wirujące pole magnetyczne stojana.

Dwie cewki generatora mają odpowiednio cztery wyjścia, pierwsze sieci dwufazowe były czteroprzewodowe. Możesz oczywiście połączyć dwa końce uzwojenia we wspólny przewód, ale w sieciach dwufazowych prądy różnych faz są sumowane we wspólnym przewodzie zgodnie z zasadą dodawania wektora, a przewodnik musi być grubszy. Zmniejszenie liczby przewodów nie przynosi dużych korzyści. Z czasem sieci dwufazowe zostały zastąpione sieciami trójfazowymi.

Dwa schematy połączeń w sieciach trójfazowych

Na wirniku generatora trójfazowego przesunięte są nie dwa, ale trzy uzwojenia, przesunięte o jedną trzecią obrotu lub 120 stopni. W związku z tym fazy prądów w sieci trójfazowej są przesunięte o 120 stopni.

W sieci trójfazowej istnieją dwa obwody do podłączenia generatora, a obciążenie, gdy gwiazda obraca się na końcach uzwojeń faz, jest połączone z jednym wspólnym punktem - neutralnym. Końce obciążeń są również połączone ze wspólnym punktem.

Drut łączący wspólne punkty obciążenia i generator nazywany jest neutralnym. Druty łączące pozostałe końce uzwojenia fazowego z obciążeniem nazywane są liniowymi.

Napięcie na zaciskach cewek fazowych (napięcie fazowe) wynosi 220 V. Napięcie między drutami liniowymi nazywa się liniowym. W sieci trójfazowej jest równy 380 V. Przy połączeniu gwiazdą obciążenia są pod napięciem fazowym.

W trójkątnym obwodzie przełączającym obciążenia są podłączone między końcami uzwojeń fazowych. W obwodzie trójkąta nie ma neutralnego, a napięcie sieciowe jest równe napięciu fazowemu.

Rola przewodu neutralnego w sieciach trójfazowych

Jeśli obciążenia w różnych fazach są równe, wówczas takie obciążenie nazywa się symetrycznym. Na przykład symetryczne obciążenie to trójfazowy silnik elektryczny. Przy symetrycznym obciążeniu równe prądy neutralne podczas dodawania dają zero.

Oznacza to, że przy symetrycznym obciążeniu nie ma prądu w przewodzie neutralnym. Przewód neutralny można zasadniczo usunąć. W przypadku asymetrii obciążenia występuje tak zwana nierównowaga faz, a potencjał punktu neutralnego na obciążeniu przesuwa się. Naprężenia obciążeń w różnych fazach przy braku przewodu neutralnego stają się różne. Jeśli punkty neutralne obciążenia i generatora są połączone, napięcia na obciążeniach pozostają równe, ale prąd neutralny zaczyna płynąć w neutralnym.

Jaka jest różnica między uziemieniem a uziemieniem

Uziemienie to celowe połączenie części przewodzących z ziemią. To, co jest wkopane w ziemię, nazywa się elektrodą uziemienia, a to, co łączy części przewodzące z elektrodą uziemienia, nazywa się elektrodą uziemienia.

Zerowanie to połączenie części przewodzących z punktem zerowym . Te dwie koncepcje są ciągle mylone.

Celem uziemienia jest wyrównanie potencjału obudowy urządzenia w przypadku przebicia izolacji równego lub bardzo zbliżonego do potencjału uziemienia. Celem uziemienia jest wytworzenie tak wysokiego prądu zwarcia, że ​​faza przebicia jest tak wysoka, że ​​wyłącznik może szybko wyzwolić się, a obwód zamknięty zostaje pozbawiony napięcia.

Zamieszanie jest spowodowane tym, że w naszych sieciach przewód neutralny jest zawsze uziemiony w bieżącym źródle. Dla nas źródłem jest najbliższa podstacja transformatorowa. W tym przypadku potencjał neutralnego drutu względem ziemi jest bliski zeru, tak jak w przypadku uziemienia. Po dotknięciu punktu zerowego sonda nie świeci. Dlatego drut neutralny zaczął nazywać się zero. W rzeczywistości neutralny nie zawsze jest uziemiony; istnieją schematy połączeń z izolowanym neutralnym. A cele uziemienia i uziemienia są różne.

Zgodnie z zasadami instalacji elektrycznych konsumentów (PUE), w sieciach z uziemionym punktem zerowym i są to wszystkie nasze sieci dystrybucyjne, głównym środkiem ochrony przed porażeniem elektrycznym jest właśnie uziemienie, a uziemienie jest dodatkowym środkiem. Oznacza to, że uziemienie musi być wykonane, ale uziemienie nie.

Uziemienie bez uziemienia nie zapewnia niezbędnej ochrony .

Wynika to z faktu, że jeśli obudowa urządzenia jest podłączona tylko do uziemienia i nie jest podłączona do przewodu zerowego, wówczas podczas awarii do obudowy prąd awaryjny przepłynie do źródła przez rezystancję uziemienia między elektrodą uziemienia a punktem neutralnym podstacji. Ten opór jest znacznie większy niż opór neutralny. W rezultacie prąd zwarciowy do ziemi będzie tak mały, że wyłącznik albo w ogóle nie zauważy zwarcia, a obwód pozostanie pod napięciem, lub wyłączy się z dużym opóźnieniem i nie zapewni ochrony przed porażeniem elektrycznym.

Przed pojawieniem się urządzeń różnicowoprądowych (RCD) jedynym skutecznym środkiem ochronnym było odłączenie zamkniętej sieci przez wyłącznik automatyczny.

Schematy uziemienia

Istnieje kilka schematów połączeń, do których przypisane są odpowiednie oznaczenia:

  • TN-C;
  • TN-S
  • TN-CS
  • TT
  • IT

Pierwsza litera w oznaczeniu mówi o sposobie połączenia źródła neutralnego z ziemią:

  • T - uziemiony;
  • I - odizolowany;

Druga litera wskazuje połączenie obudowy odbiornika mocy z uziemieniem lub punktem zerowym (naszym zdaniem uziemienie lub uziemienie):

  • T - obudowa jest połączona z ziemią (uziemiona);
  • N - ciało jest podłączone do neutralnego (zero).

Wszystkie nasze sieci dystrybucyjne są wykonane zgodnie ze schematem TN. Litery po TN wskazują połączenie działającego i ochronnego przewodu neutralnego w jednym przewodzie neutralnym:

  • C - połączone przewody robocze N i ochronne PE (PEN);
  • S - przewody robocze i ochronne są oddzielone;
  • CS - od źródła idzie najpierw połączony przewodnik, a następnie jest on dzielony.

Pierwsza opcja jest najgorsza. Tak właśnie wykonano okablowanie w starych domach.

Drugi jest najlepszy, ale w praktyce jest rzadki, ponieważ inżynierowie oszczędzają kabel.

Trzecia opcja to kompromis. W naszych budynkach mieszkalnych wejście do domu jest zawsze czteroprzewodowe z połączonym neutralnym PEN, a następnie z głównej magistrali uziemiającej w urządzeniu wejściowym, PEN jest podzielony na N i PE.

Jakie jest niebezpieczeństwo neutralnego zerwania?

Z reguły połączenie apartamentów i domów prywatnych z nami jest jednofazowe. Dopiero niedawno zaczęli wyróżniać trzy fazy na gospodarstwo domowe.

Ale nawet przy połączeniu jednofazowym nadal jesteśmy podłączeni do sieci trójfazowej, tylko do jej różnych faz.

Jak pokazano, przy zerowej przerwie i asymetrycznym obciążeniu w sieci trójfazowej występuje nierównowaga faz. W zależności od sytuacji napięcie w fazie może zmieniać się od 0 do wartości napięcia sieciowego 380 V z nieprzewidzianymi konsekwencjami. Dlatego elektrycy dokładnie monitorują stan neutralny.

W urządzeniu, które jest neutralne zgodnie ze schematem TN-C, gdy zero jest zerwane, obudowa urządzenia jest pod napięciem liniowym, chociaż nie bezpośrednio, ale przez obciążenie. W obwodzie TN-S tak się nie stanie, ponieważ obudowa jest podłączona do oddzielnego przewodu ochronnego. W schemacie TN-CS neutralne przejście do punktu rozdzielenia na N i PE jest niebezpieczne.

Nowoczesne urządzenia ochronne

W rzeczywistości ani uziemienie, ani samo uziemienie nie zapewniają wysokiego poziomu ochrony. Maszyna chroni przewody sieci, a nie ludzi. Uszkodzenie izolacji na obudowie przed zwarciem jest mało prawdopodobne. Ale nie odczuwa pogorszenia izolacji i pojawienia się prądów upływowych.

Na szczęście pojawiły się urządzenia różnicowoprądowe (RCD), które wykrywają bardzo małe prądy upływowe od 10 do 30 mA i wyłączają sieć, gdy się pojawią. Prawidłowo zainstalowany RCD zapewni rzeczywistą ochronę przed porażeniem elektrycznym .

Urządzenia kontroli fazy chronią przed brakiem równowagi faz. Urządzenia te monitorują wielkość napięć fazowych, a gdy przekroczą określone limity, wyłączą sieć.

Kategoria:

Budowa i naprawa