Hovedårsaken til behovet for jording i elektriske nettverk er sikkerhet. Når alle metalldeler av elektrisk utstyr er jordet, vil det, selv i tilfelle av ødelagt isolasjon, ikke skapes farlige spenninger på dekselet, de vil bli forhindret av pålitelige jordingssystemer.
Oppgaver for jordingssystemer
Hovedoppgavene til sikkerhetssystemer som opererer etter prinsippet om jording:
- Sikkerhet for menneskeliv, for å beskytte mot elektrisk støt. Gir en alternativ vei for nødstrøm for å unngå å skade brukeren.
- Beskytte bygninger, maskineri og utstyr under strømbrudd, slik at utsatte ledende deler av utstyret ikke når dødelig potensial.
- Beskyttelse mot overspenning på grunn av lynnedslag som kan føre til farlig høyspenning i det elektriske distribusjonssystemet eller fra utilsiktet menneskelig kontakt med høyspentledninger.
- Spenningsstabilisering. Det er mange kilder til elektrisitet. Hver transformator kan betraktes som en separat kilde. De må ha et felles negativt tilbakestillingspunkt tilgjengelig.energi. Jorden er den eneste slike ledende overflaten for alle energikilder, så den har blitt tatt i bruk som den universelle standarden for strøm- og spenningsavgang. Uten et slikt felles poeng ville det være ekstremt vanskelig å sikre sikkerheten i kraftsystemet som helhet.
Krav til bakkesystem:
- Den må ha en alternativ bane for at farlig strøm skal flyte.
- Ingen farlig potensial på utsatte ledende deler av utstyret.
- Må ha lav impedans nok til å gi nok strøm gjennom sikringen til å kutte strømmen (<0, 4 sek).
- Bør ha god korrosjonsbestandighet.
- Må kunne avlede høy kortslutningsstrøm.
Beskrivelse av jordingssystemer
Prosessen med å koble metalldelene til elektriske apparater og utstyr til bakken med en metallenhet som har liten motstand kalles jording. Ved jording er de strømførende delene av enhetene direkte koblet til jord. Jording gir en returvei for lekkasjestrøm og beskytter derfor strømsystemutstyr mot skade.
Når det oppstår en feil i utstyret, er det ubalanse i strømmen i alle tre faser. Jording utlader feilstrømmen til jord og gjenoppretter derfor driftsbalansen til systemet. Disse forsvarssystemene har flere fordeler, som å eliminereoverspenning gjennom utlading til jord. Jording sikrer utstyrssikkerhet og forbedrer servicepålitelighet.
Nullstillingsmetode
Jording betyr å koble den bærende delen av utstyret til bakken. Når det oppstår en feil i systemet, skapes et farlig potensial på den ytre overflaten av utstyret, og enhver person eller dyr som ved et uhell berører overflaten kan få elektrisk støt. Nullstilling sender ut farlige strømmer til bakken og nøytraliserer derfor strømsjokket.
Det beskytter også utstyr mot lynnedslag og gir en utladningsbane fra overspenningsavledere og andre slukkeanordninger. Dette oppnås ved å koble deler av anlegget til jord med en jordleder eller elektrode i nær kontakt med jorda, plassert et stykke under bakkenivå.
Forskjellen mellom jording og jording
En av hovedforskjellene mellom jording og jording er at ved jording er den bærende ledende delen koblet til jord, mens ved jording er overflaten på enhetene koblet til jord. Andre forskjeller mellom dem er forklart nedenfor i form av en sammenligningstabell.
Sammenligningsdiagram
| Grunnleggende for sammenligning | Grounding | Zeroing |
| Definition | Konduktiv del koblet til jord | Utstyrsdeksel koblet til jord |
| Location | Mellom utstyr nøytr alt og bakken | Mellom utstyrskassen og bakken, som er plassert under bakken |
| nullpotensial | Har ikke | Yes |
| Protection | Beskytt strømnettutstyr | Beskytt en person mot elektrisk støt |
| Stien | Returveien til gjeldende bakke er indikert | Leder ut elektrisk energi til bakken |
| Typer | Tre (solid motstand) | Fem (rør, plate, elektrodejord, jord og jord) |
| Trådfarge | Black | Grønn |
| Bruk | For lastbalansering | For å forhindre elektrisk støt |
| Eksempler | Generator og krafttransformator nøytral koblet til jord | Kassing av transformator, generator, motor osv. koblet til jord |
TN-beskyttelsesledninger
Disse typer jordingssystemer har ett eller flere direkte jordede punkter fra strømkilden. Utsatte ledende deler av installasjonen kobles til disse punktene ved hjelp av beskyttelsesledninger.
I verdenpraksis brukes en tobokstavskode.
Brukte bokstaver:
- T (fransk ord Terre betyr "jord") - en direkte forbindelse av et punkt til bakken.
- I - ikke noe punkt koblet til jord på grunn av høy impedans.
- N - direkte tilkobling til kildenøytral, som igjen er koblet til jord.
Basert på kombinasjonen av disse tre bokstavene, finnes det typer jordingssystemer: TN, TN-S, TN-C, TN-CS. Hva betyr dette?
I et TN-jordingssystem er ett av kildepunktene (generator eller transformator) koblet til jord. Dette punktet er vanligvis stjernepunktet i et trefasesystem. Chassiset til den tilkoblede elektriske enheten er koblet til jord gjennom dette jordingspunktet på kildesiden.
På bildet over: PE - Akronym for Protective Earth er en leder som kobler utsatte metalldeler av en forbrukers elektriske installasjon til jord. N kalles nøytral. Dette er lederen som forbinder stjernen i et trefasesystem til jord. Ved disse betegnelsene i diagrammet er det umiddelbart klart hvilket jordingssystem som tilhører TN-systemet.
TN-S nøytral linje
Dette er et system som har separate nøytrale og beskyttende ledere gjennom hele koblingsskjemaet.
Beskyttelsesleder (PE) er metallkappen til kabelen som mater installasjonen eller en enkelt leder.
Alle utsatte ledende deler med installasjonen er koblet til denne beskyttelseslederen gjennom installasjonens hovedterminal.
TN-system-C-S
Dette er typer jordingssystemer der nøytral- og beskyttelsesfunksjoner er kombinert til én systemleder.
I TN-CS nøytraljordingssystem, også kjent som Protective Multiple Earthing, blir PEN-lederen referert til som den kombinerte nøytral- og jordlederen.
PEN-lederen til strømsystemet er jordet på flere punkter, og jordingselektroden er plassert på eller i nærheten av installasjonsstedet til forbrukeren.
Alle utsatte ledende deler til enheten er forbundet med en PEN-leder ved hjelp av hovedjordterminalen og nøytr alterminalen og er koblet til hverandre.
TT-beskyttelseskrets
Dette er et beskyttende jordsystem med ett enkelt strømkildepunkt.
Alle utsatte ledende deler med installasjon som er koblet til jordelektroden er elektrisk uavhengig av jordkilden.
Isolasjonssystem IT
Beskyttende jordsystem uten direkte forbindelse mellom spenningsførende deler og jord.
Alle utsatte ledende deler med installasjon som er koblet til en jordingselektrode.
Kilden er enten koblet til jord gjennom en bevisst innført systemimpedans, eller isolert fra jord.
Design av beskyttelsessystemer
Kobling mellom elektriske apparater og enheter med jordingsplate eller elektrode gjennom en tykk ledning med lav motstand for å sikresikkerhet kalles jording eller jording.
Jordings- eller jordingssystemet i det elektriske nettet fungerer som et sikkerhetstiltak for å beskytte menneskeliv så vel som utstyr. Hovedformålet er å gi en alternativ rute for farlige strømmer for å unngå ulykker på grunn av elektrisk støt og skade på utstyr.
Metalldeler av utstyret er jordet eller koblet til jord, og hvis isolasjonen til utstyret av en eller annen grunn svikter, vil høye spenninger som kan være tilstede i det ytre belegget på utstyret ha en utladningsvei til jord. Hvis utstyret ikke er jordet, kan denne farlige spenningen overføres til alle som berører det, noe som resulterer i elektrisk støt. Kretsen er fullført og sikringen aktiveres umiddelbart hvis den strømførende ledningen berører det jordede huset.
Det er flere måter å utføre jording av elektriske installasjoner på, for eksempel jording av en ledning eller stripe, plate eller stang, jording ved jording eller gjennom vannforsyning. De vanligste metodene er nullstilling og innsetting.
bakkematte
En jordmatte lages ved å koble en rekke stenger gjennom kobbertråder. Dette reduserer den totale motstanden til kretsen. Disse elektriske jordingssystemene bidrar til å begrense jordpotensialet. Jordmatten brukes hovedsakelig på stedet der storstrøm skal testesskade.
Når du designer en jordmatte, tas det hensyn til følgende krav:
- Ved funksjonsfeil må spenningen ikke være farlig for en person ved berøring av den ledende overflaten på utstyret til det elektriske systemet.
- DC-kortslutningsstrømmen som kan strømme inn i jordmatten må være ganske stor for at beskyttelsesreléet skal fungere.
- Jordmotstanden er lav slik at lekkasjestrøm kan flyte gjennom den.
- Utformingen av jordmatten bør være slik at trinnspenningen er mindre enn tillatt verdi, som vil avhenge av jordresistiviteten som kreves for å isolere den defekte installasjonen fra mennesker og dyr.
Elektrodeoverstrømsbeskyttelse
Med dette bygningsjordingssystemet plasseres enhver ledning, stang, rør eller bunt med ledere horisont alt eller vertik alt i bakken ved siden av den beskyttende gjenstanden. I distribusjonssystemer kan jordelektroden bestå av en ca 1 meter lang stav og plassert vertik alt i bakken. Transformatorstasjonene er laget med en jordmatte, ikke individuelle stenger.
Rørstrømbeskyttelseskrets
Dette er det vanligste og beste jordingssystemet for elektriske installasjoner sammenlignet med andre systemer som er egnet for samme jord- og fuktforhold. I denne metoden plasseres galvanisert stål og et perforert rør med beregnet lengde og diameter vertik alt på konstant våt jord, somVist under. Rørstørrelsen avhenger av gjeldende strøm og jordtype.
Vanligvis er rørstørrelsen for et husjordingssystem 40 mm i diameter og 2,5 meter lang for normal jord, eller lengre for tørr og steinete jord. Dybden som røret må graves ned på avhenger av fuktighetsinnholdet i jorda. Vanligvis er røret plassert 3,75 meter dypt. Bunnen av røret er omgitt av små biter av koks eller kull i en avstand på ca. 15 cm.
Alternative nivåer av kull og s alt brukes for å øke det effektive landarealet og dermed redusere luftmotstanden. Et annet rør med en diameter på 19 mm og en minimumslengde på 1,25 meter kobles på toppen av GI-røret gjennom en reduksjon. Om sommeren avtar jordfuktigheten, noe som fører til økt jordmotstand.
Dermed jobbes det med sementbetongunderlag for å holde vann tilgjengelig om sommeren og for å ha jord med nødvendige beskyttelsesparametere. Gjennom en trakt koblet til et rør med en diameter på 19 mm, kan 3 eller 4 bøtter med vann tilsettes. Enten en GI-jordledning eller en stripe med GI-ledning med tilstrekkelig tverrsnitt til å fjerne strøm sikkert føres inn i et GI-rør med en diameter på 12 mm i en dybde på ca. 60 cm fra bakken.
Platejording
I denne jordingsanordningen er jordingsplaten på 60 cm × 60 cm × 3 m kobber og 60 cm × 60 cm × 6 mm galvanisert jern nedsenket i bakken med en vertikal overflate i en dybde på minst 3 m fra bakkenivå
Beskyttelsesplaten settes inn i hjelpelagene med kull og s alt med en minimumstykkelse på 15 cm Jordledningen (GI eller kobbertråd) er boltet godt til jordingsplaten.
Kobberplate og kobbertråd brukes ikke ofte i beskyttelseskretser på grunn av deres høyere pris.
Jordforbindelse gjennom vannforsyning
I denne typen er GI- eller kobbertråden koblet til rørleggernettet med en ståltråd som er festet til kobberledningen som vist nedenfor.
VVS er laget av metall og er plassert under jordoverflaten, dvs. direkte forbundet med bakken. Strømmen gjennom GI- eller kobbertråden er direkte jordet gjennom rørene.
Beregning av jordsløyfemotstand
Mostanden til en enkelt stripe av en stang som er begravd i bakken er:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (loge (2 x L x L / B x t)), hvor:
ρ - jordstabilitet (Ω ohm), L - strimmel eller lederlengde (cm), w - stripebredde eller lederdiameter (cm), t - gravdybde (cm).
Eksempel: Beregn motstanden til jordstripen. Ledning med en diameter på 36 mm og en lengde på 262 meter i en dybde på 500 mm i bakken, er jordmotstanden 65 ohm.
R er motstanden til jordstangen i W.
r - Jordmotstand (ohmmeter)=65 ohm.
Måler l - stanglengde (cm)=262 m=26200 cm.
d -stang indre diameter (cm)=36 mm=3,6 cm.
h - skjult stripe / stangdybde (cm)=500 mm=50 cm.
Jordlist/ledermotstand (R)=ρ / 2 × 3, 14 x L (loge (2 x L x L / Wt))
Jordlist/ledermotstand (R)=65 / 2 × 3, 14 x 26200 x ln (2 x 26200 x 26200 / 3, 6 × 50)
Jordlist/ledermotstand (R) =1,7 Ohm.
Tommelfingerregelen kan brukes til å beregne antall jordstang.
Omtrentlig motstand til stang-/rørelektroder kan beregnes ved å bruke motstanden til stav-/rørelektroder:
R=K x ρ / L hvor:
ρ - jordmotstand i ohmmeter, L - elektrodelengde i måleren, d - diameter på elektroden i måleren, K=0,75 if 25 <L / d <100.
K=1 hvis 100 <L / d <600.
K=1, 2 o / L if 600 <L / d <300.
Antall elektroder, hvis du finner formelen R (d)=(1, 5 / N) x R, hvor:
R (d) - nødvendig motstand.
R - enkeltelektrodemotstand
N - antall elektroder installert parallelt i en avstand på 3 til 4 meter.
Eksempel: beregn motstanden til jordrøret og antall elektroder for å oppnå en motstand på 1 ohm, jordresistivitet fra ρ=40, lengde=2,5 meter, rørdiameter=38 mm.
L / d=2,5 / 0,038=65,78 så K=0,75.
Motstand til rørelektroder R=K x ρ / L=0, 75 × 65, 78=12 Ω
En elektrode - motstand - 12 Ohm.
For å oppnå en motstand på 1 ohm, kreves tot alt antall elektroder=(1,5 × 12) / 1=18
faktorer som påvirker jordmotstand
NEC-kode krever en minimum jordelektrodelengde på 2,5 meter for jordkontakt. Men det er noen faktorer som påvirker jordmotstanden til beskyttelsessystemet:
- Lengde/dybde på jordelektrode. Dobling av lengden reduserer overflatemotstanden med opptil 40%.
- Jordelektrodediameter. Dobling av diameteren på jordelektroden reduserer jordmotstanden med bare 10%.
- Antall jordelektroder. For å forbedre effektiviteten, installeres ekstra elektroder i dybden av hovedjordelektrodene.
Bygging av beskyttende elektriske systemer i et boligbygg
Jordstrukturer er for tiden den foretrukne metoden for jording, spesielt for elektriske nettverk. Elektrisitet følger alltid banen med minste motstand og avleder den maksimale strømmen fra kretsen til jordhull designet for å redusere motstand, ideelt ned til 1 ohm.
For å nå dette målet:
- 1,5m x 1,5m område er gravd til en dybde på 3m. Hullet er halvfylt med en blanding av kullpulver, sand og s alt.
- GI-plate 500mm x 500mm x 10mm er plassert i midten.
- Etabler forbindelser mellom jordingsplate for jordingssystem for privat hus.
- Anneten del av gropen er fylt med en blanding av kull, sand, s alt.
- To 30 mm x 10 mm GI-lister kan brukes til å koble jordplaten til overflaten, men et 2,5" GI-rør med en flens på toppen foretrekkes.
- I tillegg kan toppen av røret dekkes med en spesiell enhet for å hindre at smuss og støv kommer inn og tetter til jordrøret.
Installasjon av jordingssystemet og fordeler:
- Kullpulver er en utmerket leder og forhindrer korrosjon av metalldeler.
- S alt løses opp i vann, noe som øker konduktiviteten betraktelig.
- Sand lar vann passere gjennom hullet.
For å sjekke effektiviteten til gropen, sørg for at spenningsforskjellen mellom gropen og nettnøytralen er mindre enn 2 volt.
Gropmotstand må holdes på mindre enn 1 ohm, avstand opptil 15 m fra beskyttelseslederen.
Elektrisk sjokk
Elektrisk sjokk (elektrosjokk) oppstår når to deler av en persons kropp kommer i kontakt med elektriske ledere i en krets som har forskjellige potensialer og skaper en potensialforskjell i hele kroppen. Menneskekroppen har motstand, og når den kobles mellom to ledere ved forskjellige potensialer, dannes det en krets gjennom kroppen og det vil gå strøm. Når en person kontakter kun én leder, dannes det ingen krets og ingenting skjer. Når en person kommer i kontakt med lederne til kretsen, uansett hvilken spenning som er i den, alltiddet er en mulighet for elektrisk støt.
Lynrisikovurdering for boligbygg
Noen hjem er mer sannsynlig å tiltrekke seg lyn enn andre. De øker avhengig av bygningens høyde og nærhet til andre hus. Nærhet er definert som tre ganger avstanden fra husets høyde.
For å finne ut hvor sårbart et bolighus er for lynnedslag, kan du bruke følgende data:
- Lav risiko. Private boliger på ett plan i umiddelbar nærhet til andre hus i samme høyde.
- Middels risiko. Et to-etasjes privat hus omgitt av hus med lignende høyder eller omgitt av hus med lavere høyder.
- Høy risiko. Isolerte hus som ikke er omgitt av andre strukturer, to-etasjes hus eller hus med lavere høyde.
Uavhengig av sannsynligheten for et lynnedslag, vil riktig bruk av viktige lynbeskyttelseskomponenter bidra til å beskytte ethvert hjem mot slike skader. Lynbeskyttelse og jordingssystemer er påkrevd i et bolighus slik at lynnedslaget ledes til bakken. Systemet inkluderer vanligvis en jordstang med kobberforbindelse som er installert i bakken.
Når du installerer en lynbeskyttelsesordning i et hus, må du følge følgende krav:
- Jordelektroder må være minst halvparten 12 mm lange og 2,5 m lange.
- Kobberforbindelser anbefales.
- Hvis systemstedet har steinete jord eller tekniske underjordiske linjer, er det forbudt å brukevertikal elektrode, bare den horisontale lederen er nødvendig.
- Den må være innfelt minst 50 cm fra bakken og strekke seg minst 2,5 m fra huset.
- Private hjemmejordingssystemer må kobles sammen med samme størrelse leder.
- Koblinger for alle underjordiske metallrørsystemer, for eksempel vann- eller gassrør, må være plassert innenfor 8 meter fra boligen.
- Hvis alle systemene allerede var tilkoblet før lynbeskyttelse ble installert, er det bare å knytte den nærmeste elektroden til rørleggersystemet.
Alle mennesker som bor eller arbeider i boliger, offentlige bygninger er konstant i nær kontakt med elektriske systemer og utstyr og må være pålitelig beskyttet mot farlige fenomener som kan oppstå på grunn av kortslutning eller svært høye spenninger fra lynutladninger.
For å oppnå denne beskyttelsen, må jordingssystemer for elektriske nettverk designes og installeres i samsvar med nasjonale standardkrav. Med utviklingen av elektriske materialer øker kravene til påliteligheten til verneutstyr.
