Jordforbinde

• Systemer med isoleret neutral
• Skematisk diagram af et IT-system

I et IT -system er den neutrale strømforsyning isoleret fra jord eller jordet gennem højimpedans apparater eller enheder, og udsatte ledende dele er jordet. Lækstrømmen til rammen eller til jord i et sådant system vil være lav og vil ikke påvirke driftsforholdene for det tilsluttede udstyr.

It - systemet anvendes som udgangspunkt i elektriske installationer af bygninger og konstruktioner til særlige formål, som er underlagt øgede krav til pålidelighed og sikkerhed, for eksempel elektriske installationer af underjordiske minedrift og kulminer, samtidig med at der skabes sikre driftsforhold for vedligeholdelsespersonale (når der opstår et potentiale ved den elektriske installation i forhold til jord) og udelukkelse af støv- og gaseksplosioner installeres de såkaldte minelækstrømsbeskyttelsesanordninger uden fejl ; IT -systemet kan også bruges på hospitaler til nødstrøm og belysning.

Bærbare benzin- og dieselkraftværker har en isoleret neutral, som gør det muligt sikkert at bruge elektriske apparater forbundet til dem uden jordforbindelse, hvilket er problematisk at gøre i "mark"-forholdene.

Tidligere blev et system med en isoleret neutral også meget brugt i strømforsyningssystemer til beboelsesbygninger, især træ umøbleret. , hvortil forsyningsledningerne også var forbundet langs træpæle. I USSR havde husholdningsstrømnetværk på 127/220 V-spændingsnetværk kun en isoleret neutral, selvom industrielle spændingsnetværk på 220/380 V i disse år allerede havde en jordet neutral. Dette skyldtes det faktum, at det var problematisk at organisere en pålidelig jording af et elektrisk panel og elektriske apparater i et træhus, desuden, hvis jording var tilgængelig, steg risikoen for brand, når faseledningen lukkede eller en strøm lækket til jordelektroden, som i systemer med en solidt jordet neutral når hundredvis af ampere. I systemer og isoleret neutral er denne strøm minimal (milliampere - enheder af ampere). En isoleret neutral, kombineret med fraværet af naturligt jordede ledende elementer (fittings, VVS, kloakering) i et umøbleret træhus og en relativt lav spænding (127 V), reducerede yderligere risikoen for elektrisk stød under enfaset kontakt til en minimum. Denne funktion af tidlige husholdningsnetværk førte til, at mange mennesker ikke opfattede elektrisk strøm som en kilde til øget fare, og arbejdet med at udskifte pærer, reparere stikkontakter og afbrydere blev ofte udført uden at slukke for netværket. Brugen af ​​enheder af beskyttelsesklasse 0 mod elektrisk stød var også ret sikker. I et netværk med en isoleret nul, med en enfaset forbindelse, er begge ledere ens og er ikke opdelt i fase og nul. Af denne grund, i gamle huse, blev sikringer ved indgangen til lejligheden placeret på begge ledere (i systemer med en jordet neutral er det uacceptabelt at installere en sikring på den neutrale ledning).

Netværk med en isoleret neutral er blevet bevaret selv med begyndelsen af ​​spredningen af ​​armeret beton komfortable huse med ledende vægge og jordede rørledninger. Denne faktor øgede dramatisk risikoen for elektrisk stød i hverdagen, da ukontrolleret strømlækage til jorden uundgåeligt opstod i et armeret betonhus, på grund af hvilket en af ​​fasetrådene utilsigtet kunne forbindes til de ledende strukturer i bygningen og jorden . Men da neutralen er isoleret, var der ingen kortslutningsstrøm, faktum om strømlækage til bygningen og jorden blev ikke registreret, og netværket kunne fungere i nødtilstand i lang tid. I en sådan situation blev en utilsigtet kontakt med en anden faseleder af en person (eller en enhed med ødelagt isolering) placeret på et betongulv, i et badeværelse eller ved en vask ekstremt farlig, da personen var under lineær spænding. Derfor, med begyndelsen af ​​massekonstruktionen af ​​armerede betonhuse ("Khrusjtjov"), begyndte husholdningsnetværk at blive bygget i henhold til et system med en jordet neutral: i 1960'erne - 1980'erne ifølge TN-C-systemet, og siden 1990'erne ifølge TN-CS-systemet. I landdistrikter, især i nord, tog isolerede neutrale netværk længere tid at bygge - indtil 1980'erne.

I områder med meget høj elektrisk resistivitet af jorden (ørkenområder, permafrostområder), hvor det er ekstremt vanskeligt at implementere pålidelig neutral jording, kan der også bygges netværk med isoleret neutral. Der er mange sådanne netværk i Turkmenistan og Yakutia . En isoleret neutral bruges også ved arktiske polarstationer. Samtidig påhviler det personalet i dieselgeneratorer at overvåge nul-sekvensstrømmen, som bliver forskellig fra nul ved en enfaset jordfejl.

Beskyttende funktion af jording

Beskyttende grunde forhindrer en person i at komme under spænding (elektrisk stød), hvilket er muligt i tilfælde af beskadigelse af isoleringen af ​​elektrisk udstyr eller kontakt med knækkede ledninger. Alle eksterne metaldele og rammer af elektrisk udstyr er underlagt beskyttende jordforbindelse.

Princippet om beskyttende jording

Den beskyttende effekt af jording er baseret på to principper:

• Reduktion til en sikker værdi af potentialforskellen mellem et jordet ledende objekt og andre ledende objekter, der har en naturlig jord.
• Fjernelse af lækstrøm, når et jordet ledende objekt kommer i kontakt med en faseleder. I et korrekt designet system fører udseendet af en lækstrøm til den øjeblikkelige drift af beskyttelsesanordninger ( fejlstrømsenheder  - RCD'er).
• I systemer med en solidt jordet neutral - initiering af en sikring, når et fasepotentiale rammer en jordet overflade.

Således er jording kun mest effektiv i kombination med brug af reststrømsenheder. I dette tilfælde, med de fleste isolationsfejl, vil potentialet på jordede genstande ikke overstige sikre værdier. Desuden vil den defekte del af netværket blive slukket i meget kort tid (tiendedele ... hundrededele af et sekund - RCD-svartiden).

Jordingsarbejde i tilfælde af elektrisk udstyrsfejl

Et typisk tilfælde af en fejlfunktion af elektrisk udstyr er indtrængen af ​​fasespænding på enhedens metalhus på grund af isolationsfejl [13] . Moderne elektriske apparater, der har en skiftende sekundær strømforsyning og er udstyret med et tre-polet stik - såsom en pc-systemenhed - i mangel af jording, har et farligt potentiale på kabinettet, selv når de er fuldt funktionsdygtige. [14] ) Afhængigt af hvilke beskyttelsesforanstaltninger der er implementeret, er følgende muligheder mulige:

• Enhedens kabinet vil være under fasepotentiale, og dette vil ikke blive detekteret på nogen måde . Det kan være fatalt at røre ved en sådan defekt enhed.

• Hvis lækstrømmen i fase-hus-jordingskredsløbet er stor nok (overstiger udløsningstærsklen for sikringen , der beskytter dette kredsløb), så vil sikringen udløse og slukke for kredsløbet. Den højeste effektive spænding (i forhold til jord) på et jordet kabinet vil være U max = R G I F , hvor R G er modstanden af ​​jordelektroden, IF er den strøm, ved hvilken sikringen, der beskytter dette kredsløb, aktiveres. Denne mulighed er ikke sikker nok, da med en høj modstand af jordelektroden og store sikringsværdier kan potentialet på den jordede leder nå ret betydelige værdier. For eksempel, med en jordingsmodstand på 4 ohm og en 25 A sikring, kan potentialet nå 100 volt .

• Enhedens sag vil være ved fasepotentiale, og dette vil ikke blive detekteret, før der er en vej for lækstrømmen at passere. I værste fald vil der ske lækage gennem kroppen på en person, der har rørt ved både en defekt anordning og en genstand, der har naturlig jord. RCD'en afbryder den del af netværket med en funktionsfejl, så snart der opstår en lækage. En person vil kun modtage et kortvarigt elektrisk stød (0,01 ... 0,3 s - RCD-driftstiden), som som regel ikke forårsager skade på helbredet.

• Dette er den sikreste mulighed, da de to beskyttelsesforanstaltninger supplerer hinanden. Når en fasespænding rammer en jordet leder, løber strømmen fra faselederen gennem en isolationsfejl ind i jordlederen og videre ned i jorden. RCD'en registrerer straks denne lækage, selvom den er meget ubetydelig (normalt er RCD-følsomhedstærsklen 10 mA eller 30 mA), og afbryder hurtigt (0,01 ... 0,3 s) sektionen af ​​netværket med en funktionsfejl. Derudover, hvis lækstrømmen er høj nok (større end tærsklen for sikringen, der beskytter det kredsløb), så kan sikringen også springe. Hvilken beskyttelsesenhed (RCD eller sikring) der slukker for kredsløbet afhænger af deres hastighed og lækstrøm. Det er også muligt for begge enheder at betjene. Det er også vigtigt, at kun i dette tilfælde vil svigt af en af ​​de to beskyttelsesanordninger ikke føre til fuldstændig ubrugelighed af beskyttelsessystemet.

Fejl i jordingsenheden

• Eksempler på fejl i jordingsenheden

• Eksempel på forkert installation: Tilslutning af arbejdsnul og PE-leder på øverste højre klemrække.

• Den ikke-ledende plastindsats (R4) forhindrer strøm i at flyde.

• Falsk udløsning af RCD (F4) ved kombination af nuller efter splitpunktet.

• Hvorfor er det ekstremt farligt at skabe en PE-leder direkte i stikket (stik)

Forkerte PE -ledere

Nogle gange bruges vandrør eller varmerør som jordleder, men de kan ikke bruges som jordleder [15] . Der kan være ikke-ledende indsatser i VVS (såsom plastrør), den elektriske kontakt mellem rørene kan være brudt på grund af korrosion , og endelig kan en del af rørledningen skilles ad til reparation. Der er også fare for elektrisk stød ved kontakt med ledende dele af VVS.

"Rent Land"

En populær opfattelse er, at computer- og telefoninstallationer kræver en jordforbindelse adskilt fra den almindelige bygningsjord.

En sådan udtalelse er kun gyldig i tilfælde af krav og/eller organisering af funktionel jording, der er nødvendig for den korrekte drift af udstyret.
Når man organiserer beskyttende jording, vil en sådan tro være helt forkert, fordi opladeren har en modstand, der ikke er nul, og i tilfælde af en kortslutning (og endda en lille lækage, der ikke registreres af automatikken) fase - PE på en af enhederne begynder en strøm at løbe gennem opladeren og dens potentiale vokser fra - for hukommelsens modstand. Hvis der er 2 eller flere uafhængige opladere, vil dette føre til en potentiel forskel mellem PE'erne i forskellige elektriske installationer, hvilket kan skabe en risiko for elektrisk stød for mennesker, samt blokere (eller endda ødelægge) grænsefladeenheder uden galvanisk isolering, der tilslut 2 dele af systemet, jordet fra uafhængig hukommelse.

Den rigtige beslutning er at organisere et potentielt udligningssystem.

Ovenstående gælder også for "håndværksmæssige" implementeringer, for eksempel, nogle gange brugt i landdistrikter, metoden til jordforbindelse af en enhed ved at forbinde den til en nedgravet metalkontakt (for eksempel en spand).

Kombination af arbejde nul og PE-leder

En anden almindelig overtrædelse er foreningen af ​​det arbejdende nul og PE -lederen ud over punktet for deres adskillelse (hvis nogen) langs fordelingen af ​​energi. [16] En sådan overtrædelse kan føre til ret betydelige strømme i PE -lederen (som ikke bør være strømførende i normal tilstand), samt fejludkoblinger af fejlstrømsenheden (hvis den er installeret).

Forkert adskillelse af PEN-lederen

Følgende måde at "skabe" en PE -leder på er ekstremt farlig : en fungerende nulleder bestemmes direkte i stikdåsen, og en jumper er placeret mellem den og PE-kontakten på soklen. Således er PE-lederen af ​​belastningen forbundet til denne stikkontakt forbundet til arbejdsnul.

Faren ved dette kredsløb er, at der vises et fasepotentiale på stikkontaktens jordforbindelse, og derfor på tilfældet med den tilsluttede enhed, hvis en af ​​følgende betingelser er opfyldt:

• Brud (frakobling, udbrænding osv.) af nullederen i området mellem stikkontakten og skærmen (og videre op til PEN-lederens jordingspunkt);
• Skift fase og nul (fase i stedet for nul og omvendt) ledere, der går til denne stikkontakt.

Potentialudligningssystem (SES)

Da opladeren har modstand, og hvis der løber strøm gennem den, bliver den strømførende, er det alene ikke nok til at beskytte folk mod elektrisk stød.

Korrekt beskyttelse skabes ved at organisere et potentialudligningssystem (SES), det vil sige den elektriske forbindelse af PE -ledninger og alle metaldele af bygningen, der er tilgængelige for berøring (primært vandrør og varmerør).

I dette tilfælde, selvom opladeren er strømførende, er alt, hvad der er metal og tilgængeligt at røre ved, under det, hvilket reducerer risikoen for elektrisk stød.

I murstenshusene i den sovjetiske periode var EMS som regel ikke organiseret, mens det i panelhusene (1970'erne og senere) blev organiseret ved at forbinde rammen af ​​elektriske paneler ( PEN ) og vandrør i kælderen på hus.

I områder med høj elektrisk resistivitet i jorden (ørkener, permafrostzoner) skal potentialudligning udføres ikke kun inde i bygningen, men også mellem bygninger. For eksempel er bygningerne i Norilsk forenet af en fælles jordsløjfe, rundt om hver bygning er der potentielle udligningsstifter i jorden. Samtidig er bygningernes fælles jordsløjfe forbundet til jordsløjfen af ​​CHPP-1, der i virkeligheden danner "kunstig jord". De vigtigste jordelektroder er dog stadig nedsænket i ikke-frysende vandområder (Lake Dolgoe og andre), som giver elektrisk forbindelse med den "naturlige jord". Et lignende system findes i en række byer i Centralasien. Men for eksempel i Arkalyk , hvor der ikke er nogen reservoirer, viser "kunstigt land" sig at være isoleret.

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kapitel 1.7 JORDING OG ELEKTRISK SIKKERHED. Anvendelsesområde. Begreber og definitioner. Regler for installation af elektriske installationer (PUE) Syvende udgave. Godkendt ved ordre fra det russiske energiministerium af 08.07.2002 nr. 204
2. ↑ Hvert udtryk i et afsnit er forankret til reference ved termnavn eller IEV-identifikator.
3. ↑ GOST R 57190-2016 Jordingsafbrydere og jordingsenheder til forskellige formål. Begreber og definitioner . Arkiveret 3. december 2020 på Wayback Machine
4. ↑ GOST R IEC 60050-195-2005 Jording og beskyttelse mod elektrisk stød. Begreber og definitioner . Arkiveret 24. juli 2021 på Wayback Machine
5. ↑ Der er kun givet én IEV-identifikator, hovedsageligt i del 195 - Jording og beskyttelse mod elektrisk stød. I andre dele: 601 - Kraftværker, 826 - Elinstallationer mv., er der normalt identiske eller ændrede udtryk.
6. ↑ GOST 30331.1-2013 (IEC 60364-1:2005) Elektriske lavspændingsinstallationer. Del 1. Grundlæggende bestemmelser, vurdering af generelle karakteristika, udtryk og definitioner . Arkiveret 19. oktober 2020 på Wayback Machine
7. ↑ Retningslinjer for design, konstruktion og drift af jordforbindelse i kablede kommunikationsinstallationer og radioudsendelsesknuder. - Moskva: Kommunikation, 1971.
8. ↑ Central Electrotechnical Council (CEC). Forklarende note til udkastet til beregningsregler og jordingsanordninger i højspændingsvekselstrømsinstallationer (over 1000 V) // Elektrotekhnika. - 1933. - November ( Nr. 18 ).
9. ↑ 1 2 GOST R 50571.3-2009 (IEC 60364-4-41:2005) Elektriske lavspændingsinstallationer. Del 4-41. Sikkerhedskrav. Beskyttelse mod elektrisk stød . Arkiveret 14. juni 2021 på Wayback Machine
10. ↑ S. 1.1.29 PUE.
11. ↑ Chronik der Elektrotechnik  (tysk) . Hentet 2. februar 2021. Arkiveret fra originalen 28. februar 2021.
12. ↑ Betr. Ausführung von Erdung usw  (tysk)  // ETZ. Elektrotechnische Zeitschrift Berlin. - 1914. - Bd. 35 . - S. 102-105, 132-134, 166-168, 400-402 . — ISSN 0170-1711 .
13. ↑ For andre typer fejl er jordforbindelse mindre effektiv og dækkes derfor ikke her.
14. ↑ I kredsløbet af en omskiftende sekundær strømforsyning er der indgangsgennemløb eller almindelige kondensatorer forbundet både mellem forsyningslederne og (i tilfælde af en metalkasse og et trepolet stik) mellem hver forsyningsleder og enhedshuset , i dette tilfælde repræsenterer de en spændingsdeler, der informerer om tilfældespotentialet, omtrent lig med halvdelen af ​​forsyningsspændingen. Dette potentiale er normalt til stede, selv når instrumentet er slukket af dets midler. Tilstedeværelsen af ​​potentiale på sagen kan verificeres ved hjælp af en neonsonde.
15. ↑ S. 1.7.122 og 1.7.123 PUE.
16. ↑ S. 1.7.135 PUE.

Litteratur

• Korablev V.P. Elektrisk sikkerhed i spørgsmål og svar. - M., Moskva-arbejder, 1988. - 301 s.
• Introduktion til kraftteknik / Endel Risthein. - Tallinn: Elektriajam, 2008. - Kapitel 4 .
• IEC 61140:2016. Beskyttelse mod elektrisk stød. Fælles aspekter for installation og udstyr. Udgave 4.0. – Genève: IEC, 2016-01.
• GOST IEC 61140–2012. Beskyttelse mod elektrisk stød. Generelle bestemmelser for sikkerheden af ​​installationer og udstyr.
• Kharechko Yu.V. Grundlæggende om jordforbindelse af elektriske netværk og elektriske installationer af bygninger. 6. udg., revideret. og yderligere – M.: PTF MIEE, 2012. – 304 s.
• IEC 60364-5-54:2011. Lavspændings elektriske installationer. Del 5-54: Udvælgelse og opstilling af elektrisk udstyr. Jordingsarrangementer og beskyttelsesledere. Udgave 3.0. – Genève: IEC, 2011-03.
• GOST R 50571.5.54–2013/IEC 60364-5-54:2011. Lavspændings elektriske installationer. kap. 5-54. Valg og installation af elektrisk udstyr. Jordingsenheder, beskyttelsesledere og beskyttelsespotentialeudligningsledere.

Links

• Neutral jordingstilstande i netværk på 0,4 kv. Fordele og ulemper ved forskellige muligheder  / Sergey Titenkov (Ph.D. ) // Electrical Engineering News  : Journal. - 2015. - Nr. 4 (94).