Földelés

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. július 9-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 25 szerkesztést igényelnek .

Földelés - a hálózat, elektromos berendezés vagy berendezés bármely pontjának szándékos elektromos csatlakoztatása földelő berendezéssel [1] . Az elektrotechnikában a földelés segítségével védelmet érnek el az elektromos áram veszélyes hatása ellen azáltal, hogy az érintkezési feszültséget olyan értékre csökkentik, amely az emberek és állatok számára biztonságos. A földelést arra is használják, hogy a földet áramvezetőként használják (például vezetékes távközlésben). A földeléssel közvetlen érintkezést biztosító földelő vezeték és egy földelővezeték segítségével készül.

Terminológia

A [2] kifejezések meghatározásának kiadása alapvetően közel áll a GOST R 57190 [3] szabványhoz, a Nemzetközi Elektrotechnikai Szótár [4] [5] szerinti kifejezések azonosítói zárójelben vannak megadva . A más forrásokból származó, gyakran használt kifejezések esetében a forrás feltüntetésre kerül.

A rendszerföldelés típusa az áramelosztó rendszer egészének összetett jellemzője (tápegységek, távvezetékek, elektromos berendezések, áramforrások nyitott vezető részeinek földelésének módjai, távvezetékek, elektromos berendezések vagy elektromos berendezések) [6] .
Szilárd földelt nullapont - transzformátor vagy generátor nullapontja, közvetlenül a földelőeszközhöz csatlakoztatva. Az egyfázisú váltakozó áramforrás kimenete vagy az egyenáramú forrás pólusa kétvezetékes hálózatokban, valamint a középpontja a háromvezetékes egyenáramú hálózatokban (195-04-06MOD) is szilárd földelhető.
Leválasztott nullapont - egy transzformátor vagy generátor nullapontja, amelynincscsatlakoztatva földeléshez, vagy jelző-, mérő-, védelmi eszközök és más hasonló eszközök nagy ellenállásán keresztül csatlakozik hozzá (195-04-07MOD).
Földelő eszköz - a földelő és a földelő vezetékek kombinációja (195-02-20).
Földelővezető - vezetőképes rész vagy egymással összekapcsolt vezető részek halmaza, amelyek közvetlenül vagy köztes vezető közegen keresztül érintkeznek a földeléssel (195-02-01).
- A mesterséges földelő elektróda egy speciálisan földelési célra készült földelő elektróda.
- Természetes földelővezető - harmadik féltől származó vezetőképes rész, amely közvetlenül vagy földelési célokra használt közbenső vezetőképes közegen keresztül érintkezik a földel.
Földelőhurok - Zárt vízszintes földelés.
- Földhurok - Földelő berendezés (elavult) [7] .
- Hurok ( Loop grounding ) - Védőföldelés, amelyben a hurkon belüli érintési feszültség az elektródák megfelelően megválasztott elrendezése miatt nem lépi túl a megengedett értéket (elavult) [8] .
Földelővezető - a földelt részt (pontot) a földelő vezetővel összekötő vezető (195-02-11).
A védővezető (PE) elektromos biztonsági célokra szánt vezető (195-02-09).
Védőföldelő vezeték - védőföldelésre szánt védővezető (195-02-11).
Potenciálkiegyenlítő védővezető - védőpotenciál-kiegyenlítésre tervezett védővezető (195-02-10).
Nulla védővezető ( PE ) - 1 kV-ig terjedő elektromos berendezések védővezetője, amely nyitott vezető részek csatlakoztatására szolgál az áramforrás szilárd földelt nullához.
Nulla üzemű (nulla) vezető ( N ) - 1 kV-ig terjedő elektromos berendezésekben lévő vezető, amelyet elektromos fogyasztók táplálására terveztek, és háromfázisú áramhálózatokban egy generátor vagy transzformátor szilárd földelt nullához csatlakozik, szilárd földeléssel egyfázisú áramforrás kimenete, szilárd földelt forrásponttal egyenáramú hálózatokban (195-02-06).
Kombinált nulla védő- és nulla üzemi vezetők ( PEN ) - 1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések vezetői, amelyek a nulla védő- és nulla üzemű vezetékek funkcióit egyesítik (195-02-12).
A fő földelőbusz egy olyan busz, amely egy 1 kV-ig terjedő elektromos berendezés földelő berendezésének része, és több vezeték csatlakoztatására szolgál földelés és potenciálkiegyenlítés céljából (195-02-33).
A vezetőképes rész olyan alkatrész, amely elektromos áramot tud vezetni (195-01-06).
Az áramvezető rész az elektromos berendezés vezetőképes része, amely működése során üzemi feszültség alatt van, beleértve a nulla munkavezetőt (de nem a PEN vezetőt) (195-02-19).
Szabadon lévő vezető rész – az elektromos berendezés vezető része érintésével elérhető, általában nincs feszültség alatt, de feszültség alá kerülhet, ha a fő szigetelés megsérül (195-06-10).
Harmadik féltől származó vezető alkatrész – olyan vezetőképes rész, amely nem része az elektromos berendezésnek (195-06-11).
A nullapotenciálzóna ( relatív föld ) egy olyan része, amely kívül esik bármely földelővezető hatászónáján, amelynek elektromos potenciálját nullának tételezzük fel (195-01-01).
Védőföldelés - elektromos biztonság érdekében végzett földelés (195-01-11).
Munka (működő) földelés - villamos berendezés áramvezető részeinek pontjának vagy pontjainak földelése, amelyet a villamos berendezés működésének biztosítására végeznek (nem elektromos biztonsági célból) (195-01-13).
A védőföldelés (1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezésekben) a nyitott vezető részek szándékos csatlakoztatása egy generátor vagy transzformátor szilárd földelt nullához háromfázisú áramhálózatokban, egyfázisú áramforrás szilárd földelt kimenetével , egyenáramú hálózatokban földelt forrásponttal, elektromos biztonság érdekében.
Potenciálkiegyenlítés - a vezető részek elektromos csatlakoztatása a potenciálok egyenlőségének eléréséhez. SUP - potenciálkiegyenlítő rendszer (195-01-10).
Védő potenciálkiegyenlítés - potenciálkiegyenlítés, elektromos biztonság érdekében (195-01-15).
Potenciálkiegyenlítés - a potenciálkülönbség (lépési feszültség) csökkentése a föld vagy a padló felületén a földbe, a padlóba vagy azok felületére fektetett védővezetők segítségével, amelyek földelőberendezéshez vannak csatlakoztatva, vagy speciális földbevonatokkal .
Terítési zóna ( helyi földelés ) – a földelő zóna a földelőelektróda és a nulla potenciál zóna között (195-01-03).
Földzárlat – véletlen elektromos érintkezés a feszültség alatt lévő feszültség alatt álló részek és a föld között (195-04-14).
Közvetlen érintkezés - emberek vagy állatok elektromos érintkezése feszültség alatt lévő feszültség alatt álló részekkel (195-06-03).
Közvetett érintés - emberek vagy állatok elektromos érintkezése nyitott vezető részekkel, amelyek feszültség alá kerülnek, ha a szigetelés megsérül (195-06-04).
Közvetlen érintés elleni védelem ( fő védelem ) - védelem a feszültség alatt lévő feszültség alatt álló részekkel való érintkezés megakadályozására [1] [9] (195-06-01MOD).
Közvetett érintés elleni védelem ( károsodás elleni védelem )- áramütés elleni védelem nyitott, vezetőképes részek megérintésekor, amelyek feszültség alá kerülnek, haa szigetelés sérült [1] [9] (195-06-02).
Védő automatikus kikapcsolás - egy vagy több fázisvezető áramkörének automatikus nyitása (és ha szükséges, a nulla munkavezető is), az elektromos biztonság érdekében (195-04-10).
Leválasztó transzformátor - olyan transzformátor, amelynek primer tekercsét az áramkörök védő elektromos szétválasztásával választják el a szekunder tekercsektől [1] .
A biztonsági leválasztó transzformátor egy leválasztó transzformátor, amelyet rendkívül alacsony feszültségű áramkörök táplálására terveztek [1] .
Védőernyő - egy vezetőképes képernyő, amely az elektromos áramkört és/vagy a vezetőket más áramkörök áramvezető részétől elválasztja (195-02-38).
Áramkörök védő elektromos leválasztása - egy elektromos áramkör elválasztása a többi áramkörtől legfeljebb 1 kV feszültségű elektromos berendezésekben a következővel: (195-06-19):
- kettős szigetelés;
- alapvető szigetelés és védőernyő;
- megerősített szigetelés.
Alapszigetelés - áramvezető részek szigetelése, amely többek között közvetlen érintkezés elleni védelmet biztosít (195-06-06).
Kiegészítő szigetelés - 1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések független szigetelése, a fő szigetelés mellett a közvetett érintés elleni védelem érdekében (195-06-07).
Kettős szigetelés - 1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések szigetelése, amely alap- és kiegészítő szigetelésből áll (195-06-08).
Megerősített szigetelés - 1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések szigetelése, amely a kettős szigetelésnek megfelelő fokú áramütés elleni védelmet biztosít (195-06-09).
Nem vezető (szigetelő) helyiségek, zónák, helyek - olyan helyiségek, zónák, helyek, ahol (amelyeken) a padló és a falak nagy ellenállása biztosítja a közvetett érintkezés elleni védelmet, és amelyekben nincsenek földelt vezető részek [1 ] .
A háromfázisú elektromos hálózatban a földzárlat aránya a sértetlen fázis és a föld közötti potenciálkülönbség aránya egy másik vagy két másik fázis földzárlati pontjában a fázis és a föld közötti potenciálkülönbséghez a hiba előtt ezen a ponton. (195-05-14).
A földelőeszköz feszültsége az a feszültség, amely akkor lép fel, amikor az áram a földelőelektródától a földbe folyik a földelő elektródába történő árambemeneti pont és a nulla potenciál zóna között.
Hibafeszültség (szigetelés)- az a feszültség, amely akkor lép fel, amikor a szigetelés megsérül, egy adott hibapont és a nulla potenciál zóna között (826-11-02).
Érintőfeszültség - két vezető rész vagy egy vezető rész és a föld közötti feszültség, amikor egy személy vagy állat egyszerre érinti meg őket (195-05-11).
A várható érintési feszültség a vezetőképes részek közötti feszültség, amelyek egyidejűleg érinthetők, ha egy személy vagy állat nem érinti meg őket (195-05-09).
Lépésfeszültség ( step voltage )- a földfelszín két, egymástól 1 m távolságra lévő pontja közötti feszültség, amelyet egy ember lépésének hosszával veszünk fel (195-05-12).
Extra alacsony (alacsony) feszültség ( SLV ) - a feszültség nem haladja meg az 50 V AC és 120 V DC (826-12-30MOD) értéket.
A földelőeszköz ellenállása a földelőeszköz feszültségének és a földelő vezetékből a földbe áramló áramnak az aránya (195-01-18MOD).
A heterogén szerkezetű föld egyenértékű ellenállása - a homogén szerkezetű föld elektromos ellenállása, amelyben a földelőeszköz ellenállása ugyanolyan értékű, mint a heterogén szerkezetű földben.

A cikkben használt " föld " kifejezésen a terjedési zónában lévő földet értjük .

A cikkben a nem homogén szerkezetű földre használt " fajlagos ellenállás " kifejezést egyenértékű ellenállásként kell értelmezni .

A " szigetelési hiba " kifejezést egyetlen szigetelési hibaként kell értelmezni ( 903-01-15 ).

Az „ automatikus kikapcsolás ” kifejezés védő automatikus kikapcsolásként értendő .

A cikkben használt " potenciálkiegyenlítés " kifejezést védő potenciálkiegyenlítésként kell értelmezni .

Jelölés

A védőföldelő vezetékeket minden elektromos berendezésben, valamint a nulla védővezetőket az 1 kV-ig terjedő, földelt nullaponttal rendelkező elektromos berendezésekben, beleértve a gumiabroncsokat, a " PE " ( Eng. Protective Earthing ) betűjellel és a színjelöléssel kell ellátni. azonos szélességű váltakozó hosszanti vagy keresztirányú csíkokkal (15-100 mm-es gumiabroncsokhoz) sárga és zöld.
A nulla üzemű (semleges) vezetőket az " N " betű és kék jelzi.
A kombinált nulla védő- és nulla működő vezetékeken a „ PEN ” betűjelzéssel és a színjelöléssel kell rendelkeznie: teljes hosszában kék, a végén sárga-zöld csíkok. [tíz]
A számítógépes szöveg a ⏚ karaktert használja (Unicode szám U+23DA , HTML kód ⏚ )

Földelő berendezés

Oroszországban a földelésre és eszközére vonatkozó követelményeket az elektromos telepítési szabályok (PUE) szabályozzák.

Az elektrotechnikában a földelés természetes és mesterségesre oszlik.

Természetes földelés

Természetes földelésre szokás hivatkozni azokat az építményeket, amelyek szerkezete biztosítja a tartós talajban való tartózkodást. Mivel azonban ezek ellenállása semmilyen módon nem szabályozott, és ellenállásuk értékére nincs előírás, a természetes földelő szerkezetek nem használhatók villanyszerelés földelésére. A természetes földelő vezetékek közé tartozik például egy épület vasbeton alapja.

Mesterséges talaj

A mesterséges földelés az elektromos hálózat , elektromos berendezés vagy berendezés bármely pontjának szándékos elektromos csatlakoztatása földelőeszközzel.

A földelőeszköz (GD) egy földelő vezetékből (egy vezető részből vagy egymással összekapcsolt vezető részek halmazából áll, amelyek közvetlenül vagy köztes vezető közegen keresztül érintkeznek a földeléssel) és egy földelő vezetékből , amely összeköti a földelt részt (pontot) a földeléssel. földelő vezető. A földelő vezeték lehet egyszerű fémrúd (leggyakrabban acél , ritkábban réz ) vagy speciális alakú elemek összetett készlete.

A földelés minőségét a földelési ellenállás / áramterjedési ellenállás értéke határozza meg (minél kisebb, annál jobb), ami csökkenthető a földelő elektródák területének növelésével és a talaj elektromos ellenállásának csökkentésével: földelő elektródák és/vagy mélységük; a talaj sók koncentrációjának növelése, felmelegítése stb.

A földelőeszköz elektromos ellenállása különböző körülmények között eltérő, és a PUE és a vonatkozó szabványok követelményei határozzák meg / normalizálják.

A mesterséges talajrendszerek változatai

Az elektromos biztonsági intézkedésekkel kapcsolatos elektromos berendezések a következőkre oszthatók:

1 kV feletti feszültségű elektromos berendezések szilárd földelt vagy hatékonyan földelt nullával rendelkező hálózatokban;
1 kV feletti feszültségű elektromos berendezések íves reaktoron vagy ellenálláson keresztül leválasztott vagy földelt nullával;
1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések holtföldelt nullával rendelkező hálózatokban;
1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések szigetelt nullával rendelkező hálózatokban.

Az elektromos szerelés és az ellátó hálózatok műszaki jellemzőitől függően működése eltérő földelési rendszert igényelhet. Általános szabály, hogy az elektromos szerelés tervezése előtt az értékesítési szervezet kiad egy specifikációs listát, amely meghatározza a használt földelési rendszert.

A földelési rendszerek típusainak osztályozása az ellátó hálózat fő jellemzőjeként szerepel. GOST R 50571.2-94 „Épületek elektromos berendezései. A 3. rész. Főbb jellemzők " a következő földelési rendszereket szabályozza: TN-C , TN-S , TN-CS , TT , IT .

Az 1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezéseknél a következő megnevezések elfogadhatók:

TN - rendszer - olyan rendszer, amelyben az áramforrás nullapontja süketföldelve van, és az elektromos berendezés nyitott vezető részei nulla védővezetőkkel csatlakoznak a forrás siket földelt nullához;
TN-C rendszer - TN rendszer , amelyben a nulla védő- és nulla működő vezetékek teljes hosszában egy vezetékben vannak kombinálva;
TN-S rendszer - TN rendszer , amelyben a nulla védő és nulla működő vezeték teljes hosszában el van választva;
TN-CS rendszer - TN rendszer , amelyben a nulla védő- és nulla működő vezeték funkciói egy vezetékben egyesülnek annak valamely részén, az áramforrástól kezdve;
Informatikai rendszer - olyan rendszer, amelyben az áramforrás nullapontja a földeléstől le van választva, vagy nagy ellenállású eszközökön vagy készülékeken keresztül földelve van, és az elektromos berendezés szabadon álló vezető részei földelve vannak;
TT rendszer - olyan rendszer, amelyben az áramforrás nullapontja szilárdan földelt, és az elektromos berendezés nyitott vezető részei földelve vannak olyan földelőeszköz segítségével, amely elektromosan független a forrás szilárd földelt nullától.

Az első betű a tápegység földhöz viszonyított semleges állapota

T - földelt semleges ( lat. terra );
I - izolált semleges ( angol izoláció ).

A második betű a szabadon lévő vezetőképes részek földhöz viszonyított állapota

T - a nyitott vezető részek földelve vannak, függetlenül az áramforrás semleges pontjának vagy a táphálózat bármely pontjának a földhöz való viszonyától;
N - kitett vezetőképes részek az áramforrás földelt nullapontjához csatlakoznak.

Következő (N után) betű - kombináció egy vezetőben vagy a nulla működő és nulla védővezető funkcióinak szétválasztása

S - a nulla üzemű ( N ) és a nulla védő (PE) vezetékek el vannak választva ( angol szeparált );
C - a nulla védő és nulla működő vezetékek funkciói egy vezetőben vannak egyesítve (PEN-conductor) ( angolul kombinálva );
N - nulla működő (semleges) vezető; ( angol semleges )
PE - védővezető (földelővezető, nulla védővezető, potenciálkiegyenlítő rendszer védővezetője) ( angol Protective Earth )
PEN - kombinált nulla védő és nulla működő vezetékek ( eng. Protective Earth and Neutral ).

Földelt semleges rendszerek ( TN -rendszerek )

A szilárd földelt nullával rendelkező rendszereket általában TN -rendszereknek nevezik , mivel ez a rövidítés a franciából származik. Terre-Neutre , ami azt jelenti, hogy "földsemleges".


A TN-S rendszer sematikus diagramja	A TN-C rendszer sematikus diagramja	A TN-CS rendszer sematikus diagramja

Nulla elválasztás a TN-S és TN-CS esetén

TN-C rendszer

A TN-C rendszert ( fr. Terre-Neutre-Combiné ) a német AEG konszern javasolta 1913-ban [11] [12] . Ebben a rendszerben a működő nulla és PE - vezető ( angolul Protection Earth ) egy vezetékben van egyesítve. A legnagyobb hátrány az volt, hogy vészhelyzeti nullaszünet esetén lineáris feszültség jelenhet meg az elektromos berendezések házain . Ennek ellenére ez a rendszer még mindig megtalálható a volt Szovjetunió országainak épületeiben . A modern elektromos berendezések közül gazdaságossági és kockázatcsökkentési okokból csak a közvilágításban található ilyen rendszer.

TN-S rendszer

A TN-S rendszert ( franciául: Terre-Neutre-Séparé ) a feltételesen veszélyes TN-C rendszer helyettesítésére fejlesztették ki az 1930 -as években. . A munka- és védőnullát közvetlenül az alállomáson választották el, a földelőelektróda pedig meglehetősen bonyolult fémszerelvény-konstrukció volt . Így amikor a vezeték közepén a működő nulla megszakadt, az elektromos berendezések nem kaptak hálózati feszültséget. Később egy ilyen földelési rendszer lehetővé tette a kis áram érzékelésére képes differenciálautomaták és automatikus szivárgóáram -automaták kifejlesztését. Munkájuk Kirchhoff szabályain alapul , mely szerint a munkanulla mentén folyó áramnak számszerűen meg kell egyeznie a fázisok áramainak geometriai összegével.

TN-CS rendszer

A TN-CS rendszerben a transzformátor alállomás vezetőképes részek közvetlen földeléssel és szorosan földelt nullával rendelkezik. A transzformátor alállomás helyén - az épület bemenetén - egy kombinált nulla üzemi (N) és védővezetőt (PE) használnak, amely PEN jelölést kap. Az épületbe való belépéskor ez (PEN) külön nulla (N) és védővezetőre (PE) van osztva.

Megfigyelhető a TN-CS rendszer is , ahol a nullák szétválása a vonal közepén történik, azonban a nulla vezeték szakadása esetén az elválasztási pont előtt az esetek hálózati feszültség alá kerülnek, ami érintéskor életveszélyt jelentenek.
Előnyök: egyszerűbb villámvédelmi eszköz (lehetetlen, hogy feszültségcsúcs jelenjen meg PE és N között ), a készülékház fáziszárlat elleni védelem képessége a szokásos "automatikus eszközökkel".
Hátrányok: rendkívül gyenge védelem a „nulla kiégés”, azaz a PEN tönkretétele ellen a CTP -től az elválasztási pontig vezető úton . Ebben az esetben a PE buszon a fogyasztói oldalról fázisfeszültség jelenik meg, amelyet semmilyen automatika nem kapcsolhat le ( a PE nem kapcsolható ki). Ha az épületen belül ez ellen a potenciálkiegyenlítő rendszer (SES) szolgál védelemként (feszültség alatt minden fém, és 2 különböző tárgy megérintésekor nincs áramütés veszélye), akkor a szabadban ez ellen nincs védelem mind .

A PUE szerint ez a fő és ajánlott rendszer, ugyanakkor a PUE számos intézkedés betartását követeli meg a PEN károsodásának megakadályozása érdekében - PEN mechanikai védelem , valamint a PEN légvezetékek újraföldelését. oszlopok egy bizonyos távolság után (legfeljebb 200 méter az évenkénti zivatarórák száma legfeljebb 40, 100 méter az év 40 óránál nagyobb zivatarórákkal rendelkező területeken).

Abban az esetben, ha ezek az intézkedések nem tarthatók be, az EMP a TT -t javasolja . A TT minden kültéri telepítéshez is ajánlott (bódé, tornác stb.)

Városi épületekben a PEN -sín általában egy vastag fémkeret, amely függőlegesen végigfut az egész épületen. Szinte lehetetlen megsemmisíteni, ezért a TN-CS- t városi épületekben használják .

Az oroszországi vidéki területeken a gyakorlatban nagyon sok felsővezeték van PEN mechanikai védelem és újraföldelés nélkül. Ezért a vidéki területeken a TT rendszer népszerűbb .

A késő szovjet városfejlesztésben a TN-CS- t rendszerint a mérő melletti elektromos panelen ( PEN ) alapuló elosztási ponttal használták, míg a PE -t csak elektromos tűzhelynél végezték.

A modern orosz fejlesztésben az „öt vezetéket” is használják elválasztó ponttal az alagsorban; már független N és PE áthalad a felszállókban .

TT rendszer

A TT rendszer sematikus diagramja

A TT rendszerben a transzformátor alállomáson az áramvezető részek közvetlenül a földdel vannak összekötve. Az épület elektromos beépítésének minden nyitott vezető része földelővezetéken keresztül közvetlenül kapcsolódik a földhöz, elektromosan független a transzformátor alállomás semleges földelővezetékétől.

Előnyök: nagy ellenállás a N tönkremenetelével szemben a TP-től a fogyasztóhoz vezető úton. Ez a megsemmisítés semmilyen módon nem érinti a PE -t .
Hátrányok: bonyolultabb villámvédelem követelményei (csúcs megjelenésének lehetősége N és PE között ), valamint az, hogy a hagyományos megszakító nem tudja a fáziszárlatot a készülékházig (és tovább a PE ig ) visszavezetni. Ez a meglehetősen észrevehető (30-40 ohm) helyi földelési ellenállásnak köszönhető.

A fentiek értelmében a PUE csak „kiegészítő” rendszerként ajánlja a TT -t (feltéve, hogy a tápvezeték nem felel meg a TN-CS újraföldelési és mechanikai védelmi követelményeinek PEN ), valamint kültéri telepítéseknél, ahol van fennáll annak a veszélye, hogy egyidejűleg érintkezik a berendezéssel és a fizikai földeléssel (vagy fizikailag földelt fémelemekkel).

Az oroszországi vidéki területeken a legtöbb légvezeték rossz minősége miatt azonban a TT rendszer rendkívül népszerű ott.

A TT megköveteli az RCD -k kötelező használatát . Általában egy bevezető RCD-t szerelnek be 300-100 mA-es beállítással, amely figyeli a fázis és a PE közötti rövidzárlatot , ezt követik a személyes RCD-k 30-10 mA-es specifikus áramkörökhöz, hogy megvédjék az embereket az áramütéstől.

Az olyan villámvédelmi eszközök, mint az ABB OVR , felépítésükben különböznek a TN-C- S és a TT rendszerek között, az utóbbiban gázlevezető található az N és PE között, és varisztorok az N és a fázisok között.

Izolált semleges rendszerek informatikai rendszer

Elszigetelt semlegességű rendszerek
Egy informatikai rendszer sematikus diagramja

Egy informatikai rendszerben a tápegység nullapontja el van választva a földeléstől, vagy nagy impedanciájú készülékeken vagy eszközökön keresztül földelve van, a szabadon lévő vezető részek pedig földelve vannak. Az ilyen rendszerben a vázra vagy a földre irányuló szivárgási áram alacsony lesz, és nem befolyásolja a csatlakoztatott berendezés működési feltételeit.

Az informatikai rendszert általában olyan speciális célú épületek és építmények elektromos berendezéseiben használják, amelyekre fokozott megbízhatósági és biztonsági követelmények vonatkoznak, például a földalatti bányászat és a szénbányák elektromos berendezéseinél, miközben biztonságos működési feltételeket teremtenek karbantartó személyzet (amikor potenciál jelenik meg az elektromos szerelésnél a földhöz képest) és a por- és gázrobbanások kizárása, az ún. bánya szivárgási áram elleni védőberendezések telepítése hiba nélkül történik ; Az informatikai rendszer kórházakban is használható vészhelyzeti áramellátásra és világításra.

A hordozható benzin- és dízelerőműveknek szigetelt nulla van, ami lehetővé teszi a hozzájuk csatlakoztatott elektromos készülékek biztonságos használatát földelés nélkül, ami „terepi” körülmények között problémás.

Korábban az izolált semleges rendszert széles körben használták a lakóépületek áramellátó rendszereiben is, különösen a fából készült bútorozatlan épületekben. , amelyre az ellátó vezetékek szintén faoszlopok mentén voltak csatlakoztatva. A Szovjetunióban a 127/220 V-os feszültségű háztartási hálózatok csak izolált nullával rendelkeztek, bár a 220/380 V-os ipari feszültségű hálózatokban ezekben az években már földelt nulla volt. Ennek oka az volt, hogy problémás volt egy faházban az elektromos panel és az elektromos készülékek megbízható földelésének megszervezése, ráadásul, ha a földelés rendelkezésre állt, a tűzveszély megnőtt, ha a fázisvezeték bezárult vagy áram szivárog. a földelő elektródához, amely szilárd földelt nullával rendelkező rendszerekben eléri a több száz ampert. A rendszerekben és az izolált semlegesnél ez az áram minimális (milliamper - amper egység). A szigetelt nulla, a természetes földelt vezetőelemek (szerelvények, vízvezetékek, csatornázás) hiányával egy bútorozatlan faházban és viszonylag alacsony feszültséggel (127 V) emellett csökkentette az áramütés kockázatát az egyfázisú érintkezés során. minimális. A korai háztartási hálózatok ezen jellemzője oda vezetett, hogy sokan nem észlelték az elektromos áramot fokozott veszélyforrásként, és az izzók cseréjét, az aljzatok és a kapcsolók javítását gyakran a hálózat kikapcsolása nélkül végezték. A 0-s áramütés elleni védelmi osztályú eszközök használata is meglehetősen biztonságos volt. Elszigetelt nullával rendelkező hálózatban, egyfázisú csatlakozással mindkét vezető egyenlő, és nincs felosztva fázisra és nullára. Emiatt a régi házakban mindkét vezetékre biztosítékokat helyeztek a lakás bejáratánál (földelt nullával rendelkező rendszerekben elfogadhatatlan a biztosíték felszerelése a nulla vezetékre).

Az izolált semleges hálózatok még a vasbeton kényelmes házak elterjedésének kezdetekor is megmaradtak, vezető falakkal és földelt csővezetékekkel. Ez a tényező drámaian megnövelte az áramütés kockázatát a mindennapi életben, mivel egy vasbeton házban elkerülhetetlenül előfordult ellenőrizetlen áramszivárgás a talajba, ami miatt az egyik fázisvezeték véletlenül az épület vezető szerkezeteihez és a talajhoz kapcsolódhatott. . De mivel a nulla le van szigetelve, nem volt rövidzárlati áram, az épületbe és a talajba való áramszivárgás tényét nem észlelték, és a hálózat sokáig vészhelyzetben működhetett. Ilyen helyzetben rendkívül veszélyessé vált egy betonpadlón, fürdőszobában vagy mosdókagylónál elhelyezett személy (vagy törött szigetelésű készülék) véletlenszerű érintkezése egy másik fázisvezetővel, mivel a személy lineáris feszültség alatt volt. Ezért a vasbeton házak ("Hruscsov") tömeges építésének kezdetével a háztartási hálózatokat földelt semleges rendszer szerint kezdték építeni: az 1960-as - 1980-as években a TN-C rendszer szerint, és azóta. az 1990-es évek, a TN-CS rendszer szerint. A vidéki területeken, különösen északon, az elszigetelt semleges hálózatok kiépítése tovább tartott – egészen az 1980-as évekig.

Azokon a területeken, ahol nagyon nagy a talaj elektromos ellenállása (sivatagi területek, permafrost területek), ahol rendkívül nehéz megbízható semleges földelést megvalósítani, szigetelt nullával hálózatok is építhetők. Türkmenisztánban és Jakutföldön sok ilyen hálózat létezik . A sarkvidéki sarkállomásokon is izolált semlegest használnak. Ugyanakkor a dízel generátoregységek személyzetének feladata a nulla sorrendű áram monitorozása, amely egyfázisú földzárlat esetén nullától eltérővé válik.

A földelés védő funkciója

A védőföldelés megakadályozza, hogy egy személy feszültség alá kerüljön (áramütés), ami az elektromos berendezések szigetelésének károsodása vagy megszakadt vezetékekkel való érintkezés esetén lehetséges. Az elektromos berendezések minden külső fém alkatrésze és kerete védőföldelésnek van kitéve.

A védőföldelés elve

A földelés védő hatása két elven alapul:

A földelt, vezetőképes tárgy és más természetes földeléssel rendelkező vezetőképes tárgyak közötti potenciálkülönbség biztonságos értékre való csökkentése.
Szivárgó áram eltávolítása, amikor egy földelt vezető tárgy érintkezik egy fázisvezetővel. Megfelelően megtervezett rendszerben a szivárgó áram megjelenése a védőberendezések ( maradékáram-védőberendezések - RCD-k) azonnali működéséhez vezet .
Szilárd földelt nullával rendelkező rendszerekben - biztosíték indítása, amikor a fázispotenciál földelt felületet ér.

Így a földelés csak hibaáram-védőeszközök használatával a leghatékonyabb. Ebben az esetben a legtöbb szigetelési hiba esetén a földelt tárgyak potenciálja nem haladja meg a biztonságos értékeket. Sőt, a hálózat hibás szakasza nagyon rövid időre kikapcsol (tized... századmásodperc - az RCD válaszideje).

Földelési munkák elektromos berendezések meghibásodása esetén

Az elektromos berendezések meghibásodásának tipikus esete a szigetelés meghibásodása miatt fázisfeszültség bejutása a készülék fémházára [13] . Azok a modern elektromos készülékek, amelyek kapcsolóüzemű másodlagos tápellátással rendelkeznek , és földelés hiányában hárompólusú csatlakozóval vannak felszerelve – például PC-rendszeregységgel –, még teljesen működőképes állapotban is veszélyes potenciállal rendelkeznek. [14] ) Attól függően, hogy milyen védelmi intézkedéseket hajtanak végre, a következő lehetőségek lehetségesek:

A ház nincs földelve, nincs RCD (a legveszélyesebb lehetőség).

A készülék háza fázispotenciál alatt lesz, és ez semmilyen módon nem érzékelhető . Egy ilyen hibásan működő eszköz megérintése végzetes lehet.

A ház földelt, nincs RCD.

Ha a szivárgási áram a fázisház-földelő áramkörben elég nagy (meghaladja az áramkört védő biztosíték kioldási küszöbét ) , akkor a biztosíték kiold és kikapcsolja az áramkört. A legmagasabb effektív feszültség (a földhöz viszonyítva) földelt házon U max = R G I F , ahol R G a földelő elektróda ellenállása, I F az az áram, amelynél az áramkört védő biztosíték aktiválódik. Ez az opció nem elég biztonságos, mivel a földelektróda nagy ellenállása és a nagy biztosítékok névleges értéke mellett a földelt vezető potenciálja meglehetősen jelentős értékeket érhet el. Például 4 ohm földelési ellenállással és 25 A-es biztosítékkal a potenciál elérheti a 100 voltot .

A ház nincs földelve, az RCD telepítve van.

Az eszköz háza fázispotenciálon lesz, és ezt nem érzékeli a rendszer, amíg nincs út a szivárgóáram áthaladásához. A legrosszabb esetben a szivárgás olyan személy testén keresztül történik, aki megérintett egy hibás eszközt és egy természetes talajú tárgyat. Az RCD leválasztja a hálózat hibás szakaszát, amint szivárgás lép fel. Egy személy csak rövid távú áramütést kap (0,01 ... 0,3 s - az RCD működési ideje), amely általában nem okoz egészségkárosodást.

A ház földelve van, az RCD telepítve van.

Ez a legbiztonságosabb lehetőség, mivel a két védőintézkedés kiegészíti egymást. Amikor egy fázisfeszültség ér egy földelt vezetőt, az áram a fázisvezetőből szigetelési hibán keresztül a földelőbe, majd tovább a földbe folyik. Az RCD azonnal észleli ezt a szivárgást, még akkor is, ha az nagyon jelentéktelen (általában az RCD érzékenységi küszöbértéke 10 mA vagy 30 mA), és gyorsan (0,01 ... 0,3 s) leválasztja a hálózat hibás szakaszát. Ezenkívül, ha a szivárgási áram elég nagy (nagyobb, mint az adott áramkört védő biztosíték küszöbértéke), akkor a biztosíték is kiolvadhat. Az, hogy melyik védőeszköz (RCD vagy biztosíték) kapcsolja ki az áramkört, a sebességüktől és a szivárgási áramtól függ. Lehetőség van mindkét készülék működésére is. Fontos az is, hogy csak ebben az esetben a két védőberendezés valamelyikének meghibásodása ne okozza a védelmi rendszer teljes működésképtelenségét.

Hibák a földelő eszközben

Példák a földelő berendezés hibáira
Példa hibás beszerelésre: a működő nullapont és a PE-vezeték csatlakoztatása a jobb felső sorkapocsra.
A nem vezető műanyag betét (R4) megakadályozza az áram áramlását.
Az RCD (F4) hamis kioldása nullák kombinálásakor a felosztási pont után.
Miért rendkívül veszélyes PE-vezetőt közvetlenül a dugóban (dugóban) létrehozni?

Rossz PE vezetők

Néha víz- vagy fűtőcsöveket használnak földvezetőként, de nem használhatók földelőként [15] . A vízvezetékben nem vezető betétek lehetnek (pl. műanyag csövek), a csövek közötti elektromos érintkezés megszakadhat a korrózió miatt , végül a csővezeték egy része javítás céljából leszerelhető. Fennáll az áramütés veszélye is, ha a vízvezetékek vezető részeivel érintkezik.

"Pure Land"

A közkeletű hiedelem szerint a számítógépes és telefonberendezésekhez az általános épületföldeléstől elkülönülő földelés szükséges.

Az ilyen vélemény csak a berendezés megfelelő működéséhez szükséges funkcionális földelés követelménye és/vagy megszervezése esetén érvényes . A védőföldelés
megszervezésekor egy ilyen hiedelem teljesen téves lesz, mert a töltő nem nulla ellenállású, és rövidzárlat esetén (és még egy kis szivárgás esetén is, amelyet az automatika nem észlel) - PE az egyiken. az eszközök közül áram kezd átfolyni a töltőn, és a potenciálja -tól nő a memória ellenállására. Ha 2 vagy több független töltő van, ez potenciálkülönbséghez vezet a különböző elektromos berendezések PE -i között , ami áramütés veszélyét okozhatja az emberek számára, valamint blokkolhatja (vagy akár tönkreteheti) az interfészeket galvanikus leválasztás nélkül. csatlakoztassa a rendszer 2 részét, független memóriából földelve.

A helyes döntés egy potenciálkiegyenlítő rendszer megszervezése.

A fentiek a "kézműves" megvalósításokra is vonatkoznak, például a vidéki területeken olykor használatos, az egyik eszköz földelésének módszere egy eltemetett fém érintkezőhöz (például vödörhöz) történő csatlakoztatással.

A működő nulla és PE-vezető kombinálása

Egy másik gyakori megsértés az üzemi nullapont és a PE - vezető egyesülése az elválasztásuk pontján (ha van ilyen) az energiaeloszlás mentén. [16] Az ilyen megsértés meglehetősen jelentős áramokhoz vezethet a PE - vezetőben (amely normál állapotban nem lehet áramvezető), valamint a maradékáram -védő téves kioldásához (ha van).

A PEN-vezető helytelen szétválasztása

A PE -vezeték „létrehozásának” következő módja rendkívül veszélyes : egy működő nullavezetőt közvetlenül az aljzatban határoznak meg, és egy jumpert helyeznek el a dugaszolóaljzat PE-érintkezője közé. Így az ehhez a kimenethez csatlakoztatott terhelés PE-vezetője a működő nullához van kötve.

Ennek az áramkörnek a veszélye, hogy fázispotenciál jelenik meg az aljzat földelőérintkezőjén, és így a csatlakoztatott eszköz esetében is, ha az alábbi feltételek bármelyike teljesül:

A nullavezető szakadása (lekapcsolása, kiégése stb.) az aljzat és az árnyékolás közötti területen (és tovább, a PEN-vezető földelési pontjáig);
A fázis és a nulla (fázis a nulla helyett és fordítva) cseréje, amelyek ehhez a konnektorhoz mennek.

Potenciálkiegyenlítő rendszer (SES)

Mivel a töltőnek van ellenállása, és ha áram folyik rajta, akkor feszültség alá kerül, ez önmagában nem elég ahhoz, hogy megvédje az embereket az áramütéstől.

A megfelelő védelem a potenciálkiegyenlítő rendszer (SES) megszervezésével jön létre, azaz a PE vezetékek és az épület összes érinthető fémrészének (elsősorban víz- és fűtéscsövek) elektromos bekötése.

Ilyenkor a töltő feszültség alatt is van alatta minden, ami fém és érinthető, ami csökkenti az áramütés veszélyét.

A szovjet kori téglaházakban a KIR rendszerint nem, míg a panelházakban (1970-es és későbbi években) az elektromos panelek vázának ( PEN ) és a vízvezetékeknek a pincéjében történő összekapcsolásával szervezték meg. ház.

A nagy talaj-ellenállású területeken (sivatagok, permafrost zónák) nemcsak az épületen belül, hanem az épületek között is potenciálkiegyenlítést kell végezni. Például Norilskben az épületeket egy közös földhurok köti össze, minden épület körül potenciálkiegyenlítő csapok vannak a talajban. Ugyanakkor az épületek közös földhurkát a CHPP-1 földhurokhoz kötik, valójában "mesterséges földet" képezve. A fő földelőelektródák azonban még mindig nem fagyos víztestekbe merülnek (Dolgoe-tó és mások), ami elektromos kapcsolatot biztosít a "természetes földdel". Hasonló rendszer létezik Közép-Ázsia számos városában. De például Arkalykban , ahol nincsenek tározók, a "mesterséges föld" elszigeteltnek bizonyul.

Jegyzetek

↑ 1 2 3 4 5 6 1.7. fejezet FÖLDELÉS ÉS ELEKTROMOS BIZTONSÁG. Alkalmazási terület. Kifejezések és meghatározások. Az elektromos berendezések telepítésének szabályai (PUE) Hetedik kiadás. Jóváhagyva az Oroszországi Energiaügyi Minisztérium 2002.07.08-i 204. sz.
↑ Egy szakaszban minden kifejezés hivatkozási célt szolgál a kifejezés neve vagy IEV azonosítója alapján.
↑ GOST R 57190-2016 Földelőkapcsolók és földelőeszközök különböző célokra. Kifejezések és meghatározások . Archiválva : 2020. december 3. a Wayback Machine -nél
↑ GOST R IEC 60050-195-2005 Földelés és áramütés elleni védelem. Kifejezések és meghatározások . Archiválva : 2021. július 24. a Wayback Machine -nél
↑ Csak egy IEV azonosító van megadva, főleg a 195. részben – Földelés és áramütés elleni védelem. Egyéb részeken: 601 - Erőművek, 826 - Villanyszerelés stb., általában azonos vagy módosított kifejezések vannak.
↑ GOST 30331.1-2013 (IEC 60364-1:2005) Kisfeszültségű elektromos berendezések. 1. rész: Alapvető rendelkezések, általános jellemzők, fogalmak és meghatározások értékelése . Archiválva : 2020. október 19. a Wayback Machine -nél
↑ Irányelvek a vezetékes kommunikációs berendezések és rádióműsor-csomópontok földelésének tervezésére, kivitelezésére és üzemeltetésére. - Moszkva: Kommunikáció, 1971.
↑ Központi Elektrotechnikai Tanács (CEC). Magyarázó megjegyzés a számítási szabályok tervezetéhez és a földelőberendezésekhez nagyfeszültségű váltóáramú berendezésekben (1000 V felett) // Elektrotekhnika. - 1933. - november ( 18. sz .).
↑ 1 2 GOST R 50571.3-2009 (IEC 60364-4-41:2005) Kisfeszültségű elektromos berendezések. rész 4-41. Biztonsági követelmények. Áramütés elleni védelem . Archiválva : 2021. június 14. a Wayback Machine -nél
↑ P. 1.1.29 PUE.
↑ Chronik der Elektrotechnik (német) . Letöltve: 2021. február 2. Az eredetiből archiválva : 2021. február 28..
↑ Betr. Ausführung von Erdung usw (német) // ETZ. Elektrotechnische Zeitschrift Berlin. - 1914. - Bd. 35 . - S. 102-105, 132-134, 166-168, 400-402 . — ISSN 0170-1711 .
↑ Más típusú hibák esetén a földelés kevésbé hatékony, ezért itt nem foglalkozunk vele.
↑ A kapcsolóüzemű szekunder táp áramkörében bemeneti átmenő vagy közönséges kondenzátorok vannak csatlakoztatva mind a tápvezetékek közé, mind (fémház és hárompólusú csatlakozó esetén) az egyes tápvezetékek és a készülékház közé. , ebben az esetben egy feszültségosztót képviselnek, amely tájékoztatja az esetpotenciált, körülbelül a tápfeszültség felével. Ez a potenciál általában akkor is jelen van, ha a műszert eszközével kikapcsolják. A potenciál jelenléte a tokon neonszondával ellenőrizhető.
↑ Pp. 1.7.122 és 1.7.123 PUE.
↑ P. 1.7.135 PUE.

Irodalom

Korablev V.P. Elektromos biztonság kérdésekben és válaszokban. - M., moszkvai munkás, 1988. - 301 p.
Bevezetés az energiatechnikába / Endel Risthein. - Tallinn: Elektriajam, 2008. - 4. fejezet .
IEC 61140:2016. Áramütés elleni védelem. A telepítés és a felszerelés közös szempontjai. 4.0 kiadás. – Genf: IEC, 2016-01.
GOST IEC 61140–2012. Áramütés elleni védelem. Általános rendelkezések a berendezések és berendezések biztonságára vonatkozóan.
Kharechko Yu.V. Az épületek elektromos hálózatainak és elektromos szereléseinek földelésének alapjai. 6. kiadás, átdolgozva. és további – M.: PTF MIEE, 2012. – 304 p.
IEC 60364-5-54:2011. Kisfeszültségű elektromos berendezések. 5-54. rész: Villamos berendezések kiválasztása és felállítása. Földelési elrendezések és védővezetők. 3.0 kiadás. – Genf: IEC, 2011-03.
GOST R 50571.5.54–2013/ IEC 60364-5-54:2011. Kisfeszültségű elektromos berendezések. 5-54. Villamos berendezések kiválasztása és telepítése. Földelőberendezések, védővezetők és védőpotenciál-kiegyenlítő vezetékek.

Linkek

Semleges földelési módok 0,4 kv-os hálózatokban. A különféle lehetőségek előnyei és hátrányai / Sergey Titenkov (Ph.D. ) // Elektrotechnikai hírek : Folyóirat. - 2015. - 4. szám (94).