Tot ce trebuie să știți despre împământare

Împământare. Cele elementare

Împământare — conexiunea electrică a unui obiect din material conductiv la pământ. Împământarea constă dintr-un fir de împământare (o parte conducătoare sau un set de părți conductoare interconectate care sunt în contact electric cu pământul direct sau printr-un mediu conductiv intermediar) și un fir de împământare care conectează dispozitivul care urmează să fie împământat la firul de împământare. Întrerupătorul de împământare poate fi o simplă tijă metalică (cel mai adesea oțel, mai rar cupru) sau un complex complex de elemente de formă specială.

Calitatea împământării este determinată de valoarea rezistenței electrice a circuitului de împământare, care poate fi redusă prin creșterea suprafeței de contact sau a conductivității mediului — folosind mai multe tije, creșterea conținutului de sare din pământ etc. Dispozitiv de împământare în Rusia, cerințele pentru împământare și amenajarea acesteia sunt reglementate Reguli pentru instalații electrice (PUE).

Conductoarele de protecție de împământare din toate instalațiile electrice, precum și conductoarele de protecție neutre din instalațiile electrice cu o tensiune de până la 1 kV cu un neutru solid împământat, inclusiv magistralele, trebuie să aibă denumirea literei PE și o desemnare a culorii cu dungi longitudinale sau transversale alternative. de latime (pentru autobuze de la 15 la 100 mm) galben si verde.

Firele de lucru zero (neutre) sunt marcate cu litera N și albastru. Conductoarele combinate de protecție zero și zero de lucru trebuie să aibă denumirea literei PEN și o desemnare a culorii: albastru pe toată lungimea și dungi galben-verzi la capete.

Defecțiuni la dispozitivul de împământare

Fire PE greșite

Uneori, conductele de apă sau conductele de încălzire sunt folosite ca conductor de împământare, dar nu pot fi folosite ca conductor de împământare. Linia de apă poate avea inserții neconductoare (de exemplu, țevi din plastic), contactul electric dintre țevi se poate rupe din cauza coroziunii și, în final, unele dintre țevi pot fi demontate pentru reparații.

Combinând neutru de lucru și fir PE

O altă încălcare comună este unificarea neutrului de lucru și a conductorului PE în spatele punctului de separare a acestora (dacă există) pe distribuția puterii. O astfel de încălcare poate duce la apariția unor curenți destul de semnificativi de-a lungul firului PE (care nu ar trebui să transporte curent într-o stare normală), precum și false pozitive pe dispozitivul de curent rezidual (dacă este instalat). Separarea incorectă a firului PEN

Următorul mod de „creare” a unui conductor PE este extrem de periculos: un conductor neutru funcțional este determinat direct în priză și un jumper este plasat între acesta și contactul PE al prizei.Astfel, conductorul PE al sarcinii conectat la această ieșire se dovedește a fi conectat la neutrul de lucru.

Pericolul acestui circuit este că potențialul de fază va apărea pe contactul de masă al prizei și, prin urmare, în cazul dispozitivului conectat, dacă este îndeplinită oricare dintre următoarele condiții:
— Întreruperea (deconectarea, arderea, etc.) a firului neutru în zona dintre ieșire și scut (și, de asemenea, mai departe, până la punctul de împământare al firului PEN);
— Schimbați firele de fază și neutru (fază în loc de zero și invers) care merg la această ieșire.

Funcția de protecție la pământ

Efectul de protecție al împământării se bazează pe două principii:

— Reducerea la o valoare sigură a diferenței de potențial dintre obiectul conductor împământat și alte obiecte conductoare care au o împământare naturală.

— Curent de scurgere când un obiect conductiv împământat intră în contact cu un conductor de fază. Într-un sistem proiectat corespunzător, apariția unui curent de scurgere duce la funcționarea imediată a dispozitivelor de protecție (dispozitive de curent rezidual — RCD).

Astfel, împământarea este cea mai eficientă numai în combinație cu utilizarea dispozitivelor de curent rezidual. În acest caz, cu cele mai multe încălcări ale izolației, potențialul obiectelor legate la pământ nu va depăși valorile periculoase. În plus, secțiunea defectă a rețelei va fi deconectată într-un timp foarte scurt (zecimi de secundă - timpul de declanșare al RCD).

Împământarea în cazul defectării echipamentului electric Un caz tipic de defecțiune a echipamentului electric este tensiunea de fază care lovește corpul metalic al dispozitivului din cauza defecțiunii izolației. În funcție de măsurile de securitate aplicate, sunt posibile următoarele opțiuni:

— Cazul nu este fundamentat, nu există RCD (cea mai periculoasă variantă). Corpul dispozitivului va fi la potențial de fază și acest lucru nu va fi detectat în niciun fel. Atingerea unui astfel de aparat defect poate fi fatală.

— Carcasa este legată la pământ, nu există RCD. Dacă curentul de scurgere în circuitul de masă al corpului fazei este suficient de mare (depășește pragul siguranței care protejează acel circuit), atunci siguranța se va arde și va opri circuitul. Cea mai mare tensiune efectivă (la masă) a unei carcase împământate va fi Umax = RGIF, unde RG? rezistența la sol DACA? curentul la care se declanșează siguranța care protejează acest circuit. Această opțiune nu este suficient de sigură, deoarece cu rezistență mare la împământare și valori mari ale siguranțelor, potențialul firului împământat poate atinge valori destul de semnificative. De exemplu, cu o rezistență de masă de 4 ohmi și o siguranță de 25 A, potențialul poate ajunge la 100 volți.

— Carcasă neîmpământată, RCD instalat. Corpul dispozitivului va fi la potențial de fază și acesta nu va fi detectat până când nu există o cale pentru trecerea curentului de scurgere. În cel mai rău caz, scurgerile vor avea loc prin corpul unei persoane care atinge atât un dispozitiv defect, cât și un obiect care are un pământ natural. RCD oprește partea defectă a rețelei de îndată ce apare o scurgere. O persoană va primi doar un șoc electric pe termen scurt (0,010,3 secunde - timpul de reacție al unui RCD), care, de regulă, nu dăunează sănătății.

— Carcasa este legată la pământ, RCD este instalat. Aceasta este cea mai sigură opțiune, deoarece cele două măsuri de protecție se completează reciproc.Când tensiunea de fază lovește conductorul de pământ, curentul curge din conductorul de fază prin defectul de izolație din conductorul de pământ și mai departe în pământ. RCD detectează imediat această scurgere, chiar dacă este foarte mică (de obicei, pragul de sensibilitate al RCD este de 10 mA sau 30 mA) și rapid (0,010,3 secunde) deconectează secțiunea rețelei cu o defecțiune. De asemenea, dacă curentul de scurgere este suficient de mare (depășește pragul de declanșare al siguranței care protejează acel circuit), atunci siguranța se poate arde și ea. Ce dispozitiv de protecție (RCD sau siguranță) va declanșa circuitul depinde de viteza și curentul de scurgere. Este posibil ca ambele dispozitive să se declanșeze.

Tipuri de împământare

TN-C

Sistemul TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) a fost propus de concernul german AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) în 1913. Neutrul de lucru și conductorul PE (pământul de protecție) în acest sistem sunt combinate în un singur conductor. Cel mai mare dezavantaj a fost formarea unei tensiuni de rețea (1.732 de ori mai mare decât tensiunea de fază) pe carcasele instalațiilor electrice în cazul unei întreruperi de urgență zero.

Cu toate acestea, astăzi puteți găsi asta sistem de impamantare în clădirile ţărilor fostei URSS.

TN-S

Pentru a înlocui sistemul TN-C condiționat în mod periculos în anii 1930, a fost dezvoltat sistemul TN-S (Terre-Neutre-Separe), în care neutrul de lucru și cel de protecție sunt separat direct în stație, iar electrodul de pământ este o construcție destul de complexă. a fitingurilor metalice.

Astfel, atunci când zero de lucru se rupe în mijlocul liniei, instalațiile electrice nu au primit tensiune de rețea.Mai târziu, un astfel de sistem de împământare a făcut posibilă dezvoltarea unor automate și automate diferențiale care au fost acționate de scurgeri de curent, capabile să detecteze un curent neglijabil. Lucrarea lor până în prezent se bazează pe legile lui Kirgoff, conform cărora curentul care trece prin conductorul de fază trebuie să fie numeric egal cu curentul care circulă prin neutrul de lucru.

De asemenea, puteți observa sistemul TN-CS, unde separarea zerourilor are loc în mijlocul liniei, dar în cazul unei ruperi a firului neutru până la punctul de separare, carcasa va fi sub tensiunea rețelei, ceea ce va reprezenta o amenințare pentru viață atunci când este atins.