Güç şebekesi temeldir modern dünya. neredeyse tüm modern Aletler elektrikle çalışır, uygun bir enerji kaynağıdır. Ama ayrıca var arka taraf madalyalar - yüksek elektrik çarpması riski. Ekipman tasarımına ve elektrik şebekelerinin tasarımına doğru yaklaşım olmadan, elektrik yarardan çok zarar verecektir. Topraklama, güvenliği sağlamanın bir yoludur.
Topraklama hakkında basit kelimelerle
Topraklama, elektrik çarpmasına karşı koruma ve koruyucu ekipmanın çalışmasını sağlamak için bir dizi çözüm ve cihazdır.
Yerli elektrik şebekeleri var. Bunun anlamı ne? Bu konuyu basitleştirilmiş bir şekilde ele alırsak, santrallere üç fazlı jeneratörler kurulur. Sargıları yıldız şemasına göre bağlanır. Sargıların bağlantı noktası nötrdür.
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi yıldız bağlantı noktasını topraklarsanız, sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile bir güç hattı elde edersiniz. Bu noktanın potansiyeli ve nötr tel, toprak potansiyeline eşit olacaktır.
Topraklama cihazı denir. Genellikle bunlar, birbirine çelik bir şeritle kaynakla bağlıyken, bir üçgenin köşelerinde olduğu gibi, birbirinden aynı mesafede toprağa öldürülen üç metal pimdir. Pimlerin uzunluğu ve kesitleri, bu nesne için özel koşullar ve gereksinimler için hesaplanır.
Topraklama iletkeni evin veya apartmanın elektrik panosuna takılır ve toprak veriyoluna bağlanır. Terminal blokları olan bir metal şerittir. Her topraklı cihazdan veya prizden gelen toprak iletkenleri buna bağlanır. Cihaz bir prizden bağlı değilse, kendisine kendi topraklama iletkeni döşenir ve kasaya bağlı özel bir terminale bağlanır.
Tüm topraklama iletkenleri ve baralar yalıtılmıştır veya alternatif yeşil ve sarı şeritlerle renklendirilmiştir.
Türüne göre topraklama koruyucudur ve çalışır. Tahmin edebileceğiniz gibi, koruyucu topraklama, elektrik çarpmasına karşı koruma işlevlerini yerine getirir ve çalışan, elektrikli ekipmanın normal çalışması için gereklidir.
Bu nedenle, topraklama, elektrikli cihazların muhafazasının toprak elektrotlu elektrik bağlantısı olarak adlandırılır.
Topraklamanın ne için olduğunu anlamak için öncelikle hangi durumlarda ve neden şokta olduğumuzu anlayacağız. Elektrik akımının akışı için gerekli olan ana şey potansiyel farktır.
Bu, yerde durursanız ve ellerinizle çıplak bir tel veya akım taşıyan başka bir parça tutarsanız, vücudunuzdan ve zeminden geçen akımın toprağa akacağı anlamına gelir.
Dikkat:
Sadece 50 mA gücünde bir alternatif akım, insanlar için zaten tehlikelidir.
Ve akım taşıyan kısmı iki elinizle tutup yere değmeden asarsanız, büyük olasılıkla hiçbir şey olmayacak, elbette bunu kontrol etmemelisiniz. Bu nedenle kuşlara tellerde elektrik verilmez. Ama topraklama hakkında konuşmaya geri dönelim. Daha önce de söylediğimiz gibi, elektrikli cihazların gövdeleri topraklanmıştır. Bu ne için?
Normal durumda elektrik motorları, ısıtma elemanları vb. gibi kablolama ve diğer ekipman bileşenlerinin cihaz kasası, metal hortum veya kablo zırhı ile faz teması yoktur. Ancak bir arıza durumunda, aşama davada sona erebilir. Bu, motorların ve transformatörlerin sargılarının yalıtımının zarar görmesi, ısıtma elemanlarının dielektrik tabakasının kırılması, cihazın içindeki bağlantı tellerinin yalıtımının ve kablo hatlarının zarar görmesi durumunda olabilir.
Sonuç olarak, davada tehlikeli bir potansiyel ortaya çıkacaktır, sade dil: dava "aşama aşamasında" olacaktır. Fayans, beton ve hatta çıplak ayakla dokunduğunuzda ahşap zemin- Elektrik çarpılacak. En kötü durumda, ölüme yol açabilir.
Çoğu zaman, bu durum su ısıtma tanklarının, akış ısıtıcılarının bir sonucu olarak ortaya çıkar. Ve bu özellikle aynı anda dokunulduğunda parlak bir şekilde hissedilir. çamaşır makinesi ve sıhhi tesisat ve ısıtma boruları veya su deposu durumunda, duş veya banyo yaptığınızda şok olursunuz.
Son sorun organizasyon tarafından çözülür (banyoyu ve su kaynağının diğer metal kısımlarını topraklamak).
Hasarlı cihazın gövdesi topraklanırsa, toprağa tehlikeli bir voltaj boşalır ve (veya) bir koruyucu cihaz çalışır - bir artık akım cihazı (RCD) veya bir diferansiyel akım devre kesicisi (difavtomat). Bu cihazların ne olduğunu ve nasıl çalıştıklarını daha önceki makalelerde zaten düşündük:
Gövde sıfırlanırsa, gövdeye kısa devre olacağından (bu durumda sıfır) çalışacaktır. Difautomatlar ve RCD'ler, faz ve nötr kabloların akımlarını karşılaştırarak akım kaçağını belirler - fazdaki akım sıfırdan büyükse, akım toprağa, topraklama kablosundan veya insan vücudundan akar. Bu tür cihazlar, genellikle 10 mA veya daha fazla olan bir diferansiyel akımda (akım farkı) çalışır.
Bu nedenle, çok sayıda anahtarlamalı koruyucu cihaz içeren karmaşık bir cihazdır ve 2003'ten sonra inşa edilen veya yenilenen tüm binalarda topraklamanın varlığı zorunludur. Yani, içlerine 3 telli tek fazlı veya 5 telli üç fazlı elektrik kabloları döşenmelidir. Topraklama konularında görüşünüzü belirtmek istiyorsanız - bu konudaki yorumları yazın.
Modern elektrik prizlerinde topraklama kontağının varlığı olağan hale geldi. Herhangi bir elektrikli cihazın fişindeki kontağa karşılık gelir. Topraklamanın neden gerekli olduğunu anlamaya çalışalım.
topraklama nedir
Topraklama, normalde enerji verilmeyen iletken elemanların bir toprak elektroduna bağlanmasıdır - düşük elektrik direnciyle toprağa gömülü metal bir yapı. Bahsedilen iletken elemanlar olarak, elektrik tesisatının metal kasası, makinelerin çalışma gövdeleri veya Ev aletleri vb.
Elektrik kablolarının koruyucu örgüleri de topraklanmıştır.
Topraklama ne için?
Amaca bağlı olarak, birkaç topraklama türü vardır:- işlevsel;
- yıldırımdan korunma için.
Koruyucu, elektrik tesisatlarının güvenli çalışmasını sağlar.
İşlev, cihazı veya devreyi çalıştırmak için kullanılır - şebekedeki nötr iletken ile aynı rolü oynar.
Yıldırımdan korunma sistemlerinde toprak elektrotu paratoner direğine bağlanır.
Çalışma prensibi
Toprak döngüsü, toprağın bir elektrik yükünü emme yeteneği nedeniyle çalışır. Yalıtım arızası nedeniyle ekipman kasasına enerji verilirse, şarj yere akacaktır. Kullanıcı kasaya dokunduğunda, akım yine de en az dirençli yolu izleyecektir, yani insan vücudundan değil topraktan geçerek. Topraklama olmadan, böyle bir durumda kullanıcı elektriksel yaralanmaya maruz kalır.
Topraklamanın normal çalışması için koşul, topraklama iletkeninin düşük direncidir. Bu değer, toprak parametrelerine bağlıdır:
- yoğunluk;
- nem;
- tuzluluk;
- zemin temas alanı.
Toprağın yükü emme yeteneği donduğunda keskin bir şekilde düşer. Bu nedenle, topraklama pimleri, alanın enlemine bağlı olarak donma işaretinin altındaki bir derinliğe sürülür. Toprak donma derinliğine ilişkin veriler farklı bölgeler Rusya Federasyonu SNiP "İnşaat klimatolojisi"nde verilmiştir.
Topraklamanın görsel gösterimi
Nüfuz edilmesi zor olan kayalık, kumlu ve permafrost topraklarda, L şeklinde delikli bir borudan elektrolitik toprak elektrotları kullanılır. İçinde tuzlu bir ortam oluşturan bir reaktif bulunur. İkincisi, yüksek iletkenlik ve düşük donma noktası ile karakterizedir. Toprak elektrotunun uzun kısmı sığ bir hendeğe gömülür, kısa kısmı yüzeye çıkarılır. Üç şekilde kullanılır:
- yeni bir reaktifin doldurulması için;
- su dökmek için (kışkırtır Kimyasal reaksiyon kuru mevsim boyunca).
Bir diğeri modern versiyon toprak elektrotu - . Dişli veya başka şekilde birbirine bağlanan birçok bölümden oluşur. Yere sürüldükçe, daha fazla bölüm vidalanır. Böylece, klasik birkaç pimden farklı olarak böyle bir toprak elektrotu herhangi bir derinliğe monte edilebilir. Bölümler özel kurallara göre ve iletken macun kullanılarak birleştirilir. Tıkanma sırasında ipliği hasardan koruyan özel bir nozul kullanılır. Modüller çelikten yapılmıştır ve dirençlerini azaltan ve hizmet ömürlerini artıran bakır veya çinko ile kaplanmıştır.
Elektrolitik ve modüler topraklama pahalıdır çünkü geleneksel muadillerine talep devam etmektedir. Bu tasarımdaki pimler farklı şekilde düzenlenmiştir:
- nesnenin yakınındaki bir eşkenar üçgenin köşelerinde;
- nesnenin köşelerinde;
- nesnenin çevresi etrafında.
Çubuk sayısı ve aralarındaki mesafe hesaplanarak belirlenir.
Toprak elektrotunun direnci periyodik olarak kontrol edilir. İzin verilen maksimum değer 30 ohm'dur.
Topraklama cihazlarının ve sigortaların birleşik koruması
Topraklama sadece tehlikeli akımı ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda bir koruma cihazının varlığında acil durum ekipmanının kapanmasına neden olur. Bir faz iletkeni topraklanmış bir kasaya temas ettiğinde, ağ kısa devreye (kısa devre) yakın bir modda çalışır ve buna devredeki akım gücünde keskin bir artış eşlik eder. Nesneye giden elektrik hattının girişine takılması gereken bir otomatik anahtar (VA) buna tepki verir.
Doğru, bu yalnızca son derece nadir olan toprak elektrotunun çok düşük direnciyle mümkündür. Çoğu durumda, bir VA açma olasılığı oldukça düşüktür. Örneğin, 10 ohm'luk bir topraklama direnci ile devredeki akım I \u003d 220 / 10 \u003d 22 A olacaktır. GOST gereksinimlerine göre otomatik makineler, nominal değerin 1,42 katı olan bir akıma dayanabilir. bir saattir. Yani, 22 A akımı olan bir 16 A makine neredeyse 60 dakika (16 * 1.42 = 22.72 A) kapanmaz.
topraklama şeması
Daha güvenilir otomatik koruma - veya. Bu cihaz faz ve nötr iletkenlerindeki akımları karşılaştırır ve kaçak olduğunu gösteren bir fark tespit edilirse devreyi keser. Duyarlılığa göre, yani çalışmaya neden olan minimum akım kaçağı miktarı, RCD'ler birkaç kategoriye ayrılır:
- Elektrik çarpmasına karşı koruma: 10 mA - yüksek nemli odalarda ve 30 mA - kuru odalarda kurulur.
- Yangınla mücadele - 100, 300 ve 500 mA için.
Yangından korunma RCD'leri, kısa devrenin yangına neden olabileceği tesislerde kullanılır. Ağın, örneğin aydınlatma devreleri gibi elektrik çarpmasının pratik olarak hariç tutulduğu bölümlerini korurlar.
Değiştirilemezler. VA, kısa devrelere ve aşırı yüklere karşı korur, RCD - elektrik çarpmasına karşı. İdeal olarak, girdi ve her bir tüketici grubu hem VA hem de RCD tarafından korunmalıdır.
Topraklanmış elektrikli olmayan ekipman
Hiçbir şekilde elektriğe bağlı olmayan yapılar da toprak elektrot sistemine bağlanır:
- Yakın mesafedeki bir yıldırım deşarjında tehlikeli bir potansiyel farkının indüklendiği, üst geçitler ve galeriler üzerindeki çitler ve diğer yapılar. Aynısı, yanıcı bir madde içeren bir boru hattı veya kap için de olabilir. İndüklenen voltaj nedeniyle kıvılcım oluşması ve ardından bir patlama olması mümkündür, bu nedenle bu tür yapılar da topraklanır.
- Çalışma sırasında statik bir yükün biriktiği ürünler. Temel olarak bunlar boru hatları ve kaplardır: taşınan ortamın parçacıklarının sürtünmesi nedeniyle statik elektrik oluşur. Bu nedenle uçaklara yakıt ikmali oranı sınırlıdır.
- Önemli uzunlukta boru hatları. Elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, bu tür boru hatlarında, Dünya'nın manyetik alanı değiştiğinde ve güneş rüzgarının etkisi altında her zaman kararsız olduğunda, başıboş akımlar oluşur. Bu nedenle toprak elektrotlarına belirli bir adımla bağlanırlar.
Sıfırlamadan farkı
Sıfırlama, bir elektrik tesisatının iletken parçalarının bir akım kaynağının ölü topraklanmış nötrüne (nötr bir çekirdeğe) bağlanmasıdır. Direnci, toprak elektrotunun direncinden çok daha azdır. Bu nedenle, cihazın sıfırlanmış kasasına faz kapatıldığında, devre kesicinin çalışmasına yol açan bir kısa devre akımı oluşması garanti edilir.
En yaygın TN tipi topraklama sisteminde hem topraklama hem de topraklama aynı anda gerçekleştirilir.
Nötr çekirdeğe bağlantı, RCD'nin üzerinde gerçekleştirilir. Aksi halde faz kasaya kapatıldıktan sonra faz ve nötr iletkenlerindeki akımlar eşit kalacak ve koruma cihazı çalışmayacaktır.
Topraklama sistemleri hakkında
Harflerin bir kombinasyonu ile gösterilen birkaç topraklama sistemi kullanılır. Harflerin anlamı şudur:
- I: yalıtımlı iletken;
- N: sağlam topraklanmış bir nötre bağlantı var;
- T: topraklama kablosuna bir bağlantı var.
Üç ana topraklama sistemi türü vardır:
- BT türü- yalıtımlı nötr telli sistem. Bu sistemde, yüksek değerli bir direnç veya hava boşluğu ile nötrden izole edilir veya nötr ile temas halindedir. Konut binaları için geçerli değildir. Güvenlik ve stabilite için özel gereksinimleri olan cihazları bağlamak için tasarlanmıştır. Esas olarak laboratuvarlarda ve tıbbi kurumlarda kullanılır.
- TT yazın- bağımsız topraklamalı sistem. En iyi seçenek. İki topraklama iletkeninin kullanılmasını sağlar - elektrik akımı kaynağı ve metal elemanlar korumasız sistemler Bu sistemdeki topraklama kablosu (PE) bağımsızdır ve ekipman ile transformatör arasındaki alandaki performansı iyileştirilir. Kendi toprak elektrotunuz için çap seçiminde zorluklar olabilir. Bu eksiklik, koruyucu bir kapatma sisteminin kurulmasıyla telafi edilir.
- TR tipi. Böyle bir sistemdeki topraklama kablosu nötr ile birleştirilir, bu nedenle kasada bir faz bozulduğunda kısa devre oluşur ve makine devreyi keser. Bu, yüksek düzeyde güvenlik sağlar.
Çeşitli topraklama sistemleri
TN sistemleri en yaygın kullanılanlardır. Üç alt türü vardır:
- TN-S: sıfır ve bölünmüş çalışma iletkenli seçenek. Güvenliği artırmak için, bir nötr tel yerine iki tane kullanılır: biri koruyucu olarak kullanılır, ikincisi ise sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile bağlantılı bir nötr olarak kullanılır. Böyle bir sistem, elektrik çarpmasına karşı en iyi korumayı sağlar.
- TN ve TN-C-S: PEN telli ve bir çift sıfırlı seçenek. Ekipmana, PE ve N iletkenlerine bölünmüş bir nötr tel bağlanır.
- TN-C-S'de ayırmadan sonra, sistemin kesintisiz çalışmasını sağlayan ikinci bir topraklama iletkeni kurulur.
TN sisteminin avantajları:
- cihaz oldukça basit;
- yıldırım deşarjlarına karşı koruma;
- kabloları korumak için devre kesicilerin takılması yeterlidir.
Dezavantajları:
- ekipmanın metal kasalarının daha sonra bozulmasıyla dışarıdan sıfır yanma olasılığı vardır;
- potansiyel dengeleme ekipmanı gereklidir.
TN sistemi kırsal alanlar için pek uygun değildir.
İnsanların yaşamları bazen doğru topraklama organizasyonuna bağlıdır. Organizasyon sadece cihaz değil, aynı zamanda toprak elektrotunun direncinin zamanında kontrolü anlamına gelir. Oksidasyon veya toprak parametrelerindeki değişiklikler nedeniyle fazla tahmin edilebilir ve bunun sonucunda topraklamanın koruyucu etkisi kaybolur.
Modern elektrikli ekipmanın çalışması, kazara elektrik çarpmasına karşı iyi organize edilmiş koruma olmadan kabul edilemez. Bu amaçlar için topraklama adı verilen özel cihazlar kullanılır. Böylece topraklama, kasıtlı olarak organize edilmiş bir sistemdir. normal koşullar elektrikli ekipmanın çalışması.
Basit kelimelerle topraklama hakkında
"Topraklama" kavramının kendisi "toprak" kelimesinden gelir, yani amacı özel olarak organize edilmiş bir devreden akan tehlikeli akımlar için bir drenaj görevi görmek olan toprak veya toprak. Oluşumu için, topraklama elemanı gövdesinin temas noktasından başlayan ve toprağa daldırılmış topraklama cihazının (GD) elemanı ile biten koruyucu sistemin tüm parçalarının ayrılmaz bir bağlantısı gereklidir.
Özel bir evin dış topraklama döngüsü (solda). İç mekan topraklaması (sağda), topraklama iletkeni noktalı bir çizgi ile gösterilir.
Teknik dokümantasyonda verilen tanımlara göre topraklama, ünitelerin metal kasalarının özel bir topraklama döngüsü ile kasıtlı olarak elektrik bağlantısıdır. Ele alınan gerçeklere dayanarak, topraklamanın, korunan ekipmanın toprakla kasıtlı elektrik teması olduğu sonucuna varılabilir.
Topraklama Gereksinimleri
Topraklama kavramının tanımının ne olduğunu anladıktan sonra, mevcut standartların getirdiği kategorilere ve normlara geçebilirsiniz. PUE'ye göre, öncelikle topraklama cihazına aşağıdaki gereksinimler uygulanır:
- şarj cihazının amacı, tehlikeli akımları, tasarımlarının bir dizi iletken ve metal çubuk sağladığı toprağa etkili bir şekilde yönlendirmektir;
- kalkanların metal kapıları da dahil olmak üzere elektrik tesisatının tüm parçaları topraklamaya tabidir;
- topraklama sistemindeki kontakların toplam kontak direnci 4-30 ohm'u geçmemelidir;
- dağıtılmış yüklerde düzenlendiğinde, bir potansiyel eşitleme sistemi kullanmak gerekir (amacı, dengesiz voltaj dağılımını ortadan kaldırmaktır).
Ek Bilgiler: Topraklamanın temel amacı, ekipmanla çalışan personelin güvenliğini sağlamak olduğundan, çalışması sırasında çalışmanın güvenilirliğine özel önem verilir.
Çalışmasının kalitesi, bir dizi önleyici tedbir ve periyodik olarak düzenlenen testlerle sağlanır.
Bu soruyu cevaplamak için, mevcut elektrikli ekipmanlarda periyodik olarak meydana gelen arızaları tanımanız gerekecektir. Mesele şu ki, süreçte uzun süreli operasyon yalıtımın olası tahribatı ve güç kaynağının çıplak telinin elektrik tesisatının gövdesi ile temasının görünümü.
Yerden 10-15 cm çıkıntı yapan çelik boşlukların parçaları, 40 mm genişliğinde (en az 4 mm kalınlığında) metal plakalarla birbirine kaynaklanır. Dikey elektrotlardan birinin üst kısmında, üzerine kaynak yapılmış dişli bir cıvata şeklinde bir temas bölgesi düzenlenmiştir. Üzerine, bir somun vasıtasıyla, topraklanmış cihazın gövdesinden uzanan bir bakır baranın ucu, kesiti 6 m2'den az olmaması gereken sabitlenir.
Ek Bilgiler: Acil akım tahliye devresinin direncini azaltmak için bu bağlantı bazen kaynaklı yapılır.
Ana işin tamamlanmasından sonra, içine yerleştirilen yapının bulunduğu hendek, taşların ve gereksiz kalıntıların çıkarıldığı önceden atılmış toprakla kaplanır.
PUE gereksinimlerine göre, herhangi bir topraklama sistemi, kaçak akıma karşı izin verilen maksimum direnç açısından teknik standartlara uygun olmalıdır. Değeri şöyle olmalıdır:
- 220/127 Volt faz gerilimine sahip endüstriyel ağlarda 8 ohm'dan az;
- 380 voltluk hat voltajları için 4 ohm'dan az;
- ev ağlarında en fazla 30 ohm (bu rakam izin verilen maksimum değer olarak kabul edilir).
Şarj cihazının yapısından döşenen bakır çekirdek, ikinci ucu ile nesnenin panosuna (özellikle evde) monte edilmiş özel bir çubuğa sabitlenir. Ana topraklama veriyolu (GZSH) olarak adlandırılır ve tüm koruyucu iletkenleri tek bir yerde toplaması amaçlanmıştır. Bakır iletkenler ondan doğrudan tüketicilere ayrılır (soketlerden alet kutularına).
Doğal ve yapay topraklama
Doğal topraklama, işlevleri gereği zeminle güvenilir teması olan bir nesne veya yapıdır. Bu kategori şunları içerir:
- doğrudan toprağa döşenen su ve ısıtma boruları;
- herhangi metal yapılar ve toprakla teması iyi olan elementleri;
- kaynak ve benzeri kabloların kılıfları;
- metal ipotekler ve diller, vb.
Fark etmeye değer! Bu durumda, doğal topraklama iletkeninin elemanları, topraklama iletkenlerini bağlamak için zaten hazır olduğundan, işlevsel topraklamanın düzenlenmesi özel çaba gerektirmez.
Bu tür sistemlerin bulunamadığı bir durumda ise ev yapımı bellek kurulumu ile uğraşmak zorunda kalıyorsunuz.
Yapay topraklama, biri korumalı cihaz ve ikincisi "toprak döngüsü" olarak adlandırılan iki gövdenin kasıtlı olarak organize edilmiş bir elektrik teması olarak kabul edilir. Bu bileşen, zeminin derinliklerine yerleştirilmiş metal çubuklara dayanan özel bir dağıtılmış (bazen noktasal) yapıdır.
Kural olarak, dikey olarak dövülmüş elektrotlar olarak 12 mm çapa ve en az 2,5 metre uzunluğa sahip çelik çubuklar kullanılır. İki gövde arasında elektriksel temas sağlayan yatay jumper'ları donatmak için, metal köşeler 50x50x6 mm ve 2,5-3 metre uzunluğunda (yaklaşık 6 mm veya daha fazla çapa sahip borularla değiştirilebilirler).
Topraklama ne için? Video
Evde neden topraklamaya ihtiyacınız olduğunu anlamak için, asıl amacına aşina olmanız gerekir. Daha önce sunulan bölümde belirtildiği gibi, topraklama, bir kişiyi, işletim ekipmanının gövdesinde yanlışlıkla ortaya çıkan tehlikeli bir potansiyelden korumaya hizmet eder. İşin sırasını ve amacını tanımanın en kolay yolu, videolarda sunulan sayısız örnekte.
Sonuç olarak, topraklamanın amacını anlamanın, elektrikli ekipmanlarla çalışan kişilerin sağlığını korumaya yardımcı olacağını belirtiyoruz.
Koruyucu toprak Ekipmanın enerji verilebilecek gövdesini ve akım taşımayan kısımlarını kasıtlı olarak toprağa bağlayarak elektrik akımının bir kişi üzerindeki etkilerini önlemek için tasarlanmış bir sistemdir. Topraklama sistemleri doğal veya yapay olabilir.
Topraklama nedir ve neden gereklidir?
Topraklama cihazları iletkenler tarafından kasıtlı olarak bağlanır elektrik tipiçeşitli elektrik prizleri.
Topraklamanın amacı, elektrik akımının bir kişi üzerindeki etkilerini önlemektir. Koruyucu topraklamanın bir başka amacı, elektrik tesisatının gövdesindeki voltajı bir topraklama cihazı aracılığıyla toprağa yönlendirmektir.
Topraklamanın temel amacı, topraklanan nokta ile toprak arasındaki potansiyel seviyesini azaltmaktır. Bu, mevcut gücü en düşük seviyeye indirir ve parçalarla temas halindeki zarar verici faktörlerin sayısını azaltır. elektrikli ev aletleri ve gövdede bir arıza olan tesisler.
nötr nedir?
Nötr, üç fazlı elektrik akımı şebekelerinde elektrik tesisatlarının nötrlerini birbirine bağlayan sıfır koruyucu bir iletkendir. Kullanım kapsamı - elektrik tesisatlarının sıfırlanması.
Trafo kurulumunun bulunduğu aşağı inen trafo merkezi, kendi topraklama döngüsü ile donatılmıştır. Bu devre çelik bir lastik ve özel bir şekilde toprağa gömülü çubuklardan oluşur. Trafo merkezinden elektrik panosundaki tüketim kaynaklarına 4 damarlı kablo çekilir. Elektrik tüketicisi üç fazlı tip bir devreden güce ihtiyaç duyduğunda, 4 çekirdeğin tümü bağlanmalıdır. İletkenlere farklı bir yük bağlandığında sistemde nötr bir yer değiştirme meydana gelir, bu yer değiştirmeyi önlemek için nötr iletken kullanılır. Tüm fazlarda yükü simetrik olarak dağıtmaya yardımcı olur.
PE ve PEN iletkenleri nelerdir?
PEN iletkeni, sıfır koruyucu ve sıfır çalışan iletkenin işlevlerini birleştiren bir iletkendir. Trafo merkezinden gelir ve doğrudan tüketicide PE ve N iletkenlerine bölünmüştür.
PE iletken, örneğin bir apartman dairesinde topraklı bir prizde kullandığımız koruyucu bir topraklamadır. PE-iletken, voltaj seviyesinin 1 kV'u geçmediği cihazlar, tesisatlar ve cihazların topraklanması için kullanılır.
Bu tip topraklama sadece güvenlik amacıyla kullanılır. Bu topraklama, tüm açıkta kalan ve harici parçaların sürekli bağlantısını sağlar. Mekanizma, bir cihazın gövdesine elektrik akımı girişinin bir sonucu olarak ortaya çıkan akımın toprağa akmasını sağlar.
TN-C tipi bir topraklama sistemi kullanılırken PEN iletkeni (sıfır koruyucu ve sıfır çalışan iletken kombinasyonu) kullanılır.
Yapay topraklama sistemleri çeşitleri
Topraklama sistemlerinin sınıflandırılmasında doğal ve yapay topraklama türleri bulunmaktadır.
Yapay tip topraklama sistemleri:
- TN-S;
- TN-C;
- TNC-S;
Topraklama türleri - adın kodunun çözülmesi:
- T -- topraklama;
- N - iletkenin nötre bağlanması;
- ben - izolasyon;
- C - koruyucu tipte fonksiyonel ve nötr tel seçeneklerinin birleştirilmesi;
- S -- ayrı kablo kullanımı.
Birçok insan, çalışma topraklaması denilen soruyla ilgileniyor. Başka bir şekilde, işlevsel olarak adlandırılır. Bu sorunun cevabı PUE'nin 1.7.30 paragrafında verilmiştir. Bu, akım taşıyan parçaların noktalarının topraklanmasıdır. elektrik tesisatı. Koruyucu amaçlı değil, elektrikli ev aletlerinin veya tesisatların çalışmasını sağlamak için kullanılır.
Ayrıca, birçoğu koruyucu topraklamanın ne olduğu sorusuyla ilgileniyor. Bu, elektrik güvenliğini sağlamak için cihazların topraklanması işlemidir.
TN topraklama sisteminin tamamen topraklanmış nötrü olan sistemler
Bu sistemler şunları içerir:
- TN-C;
- TN-S;
- TNC-S;
PUE'nin 1.7.3 maddesine göre, bir TN sistemi, güç kaynağının nötrünün sağır şekilde topraklandığı ve elektrik tesisatının açık iletken bölümlerinin, kaynağın sağır topraklanmış nötrüne aşağıdakiler vasıtasıyla bağlandığı bir sistemdir. sıfır koruyucu iletkenler.
TN, aşağıdaki gibi unsurları içerir:
- güç kaynağı ile ilgili orta nokta topraklaması;
- cihazın harici iletken parçaları;
- nötr tip iletken;
- kombine iletkenler
Kaynak nötrü sağlam topraklanmıştır ve tesisatın dış iletkenleri, koruyucu tip iletkenler kullanılarak kaynağın sağlam topraklanmış orta noktasına bağlanmıştır.
Sadece gücü 1 kV'u geçmeyen elektrik tesisatlarında bir topraklama döngüsü yapmak mümkündür.
TN-C sistemi
Bu sistemde sıfır koruyucu ve sıfır çalışan iletkenler tek bir PEN iletkeninde birleştirilir. Sistem boyunca birleştirilirler. Tam adı Terre-Neutre-Combine'dır.
TN-C'nin avantajları arasında, sadece çok fazla çaba ve para gerektirmeyen sistemin kolay kurulumu ayırt edilebilir. Kurulum, yalnızca 4 iletken cihaza sahip olan önceden kurulmuş kablo ve havai elektrik hatlarının iyileştirilmesini gerektirmez.
Dezavantajları:
- elektrik çarpması olasılığını artırır;
- açık devre sırasında elektrik tesisatının gövdesinde hat voltajı görünebilir;
- iletken cihazın hasar görmesi durumunda topraklama devresinin yüksek kayıp olasılığı;
- böyle bir sistem sadece kısa devrelere karşı koruma sağlar.
TN-S sistemi
Sistemin özelliği, elektriğin 5 iletken üzerinden tüketicilere sağlanmasıdır. üç fazlı ağ ve tek fazlı bir ağda 3 iletken aracılığıyla.
Toplamda, 3'ü güç fazının işlevini yerine getiren 5 iletken kaynak ağdan ayrılır ve kalan 2, sıfır noktasına bağlı nötr iletkenlerdir.
Tasarım:
- PN, elektrikli ekipmanın devresinde yer alan nötr bir mekanizmadır.
- PE, koruyucu bir işlev gerçekleştiren sağlam topraklanmış bir iletkendir.
Avantajlar:
- Kurulum kolaylığı;
- düşük sistem satın alma ve bakım maliyeti;
- yüksek derecede elektrik güvenliği;
- kontur oluşturma gerekmez;
- sistemi bir akım kaçağı koruma cihazı olarak kullanma yeteneği.
TN-C-S sistemi
TN-C-S sistemi, devrenin bazı bölümlerinde PEN iletkeninin PE ve N'ye bölünmesini içerir. Genellikle ayırma, evdeki kalkanda gerçekleşir ve ondan önce birleştirilirler.
Avantajlar:
- yıldırımdan korunma mekanizmasının basit bir cihazı;
- kısa devreye karşı koruma.
kullanmanın eksileri:
- nötr iletkenin yanmasına karşı düşük koruma seviyesi;
- faz voltajı olasılığı;
- yüksek kurulum ve bakım maliyeti;
- voltaj otomatik olarak kapatılamaz;
- dış akım koruması yoktur.
TT sistemi
TT, yüksek düzeyde güvenlik sağlamak için tasarlanmıştır. Enerji santrallerinde kurulu düşük seviye teknik durum, örneğin çıplak tellerin kullanıldığı, açık havada bulunan veya desteklere sabitlenen elektrik tesisatları.
TT, dört iletken şemasına göre monte edilir:
- Gerilim sağlayan 3 faz, aralarında 120 ° 'lik bir açıyla yer değiştirir;
- 1 ortak sıfır, çalışan ve koruyucu bir iletkenin birleşik işlevlerini yerine getirir.
TT Avantajları:
- tüketiciye giden telin deformasyonuna karşı yüksek direnç;
- kısa devre koruması;
- Yüksek gerilim elektrik tesisatlarında kullanılabilir.
Dezavantajları:
- sofistike yıldırımdan korunma cihazı;
- elektrik devresinin kısa devresinin fazlarını izlemenin imkansızlığı.
İzole nötrlü sistemler
Elektrik akımının tüketicilere iletimi ve dağıtımı sırasında üç fazlı bir sistem kullanılmaktadır. Bu, mevcut yükün simetrisini ve düzgün dağılımını sağlamayı mümkün kılar.
Böyle bir cihaz, bir transformatör kutusu ve jeneratörlerin kullanımını içeren bir mod oluşturur. Nötr noktaları bir toprak döngüsü ile donatılmamıştır.
İzole tip nötr, güç devresinde trafo tesisatlarının sekonder sargıları üçgen devreye göre bağlanırken ve acil durumlarda elektriğin olmadığı durumlarda kullanılır. Böyle bir ağ, bir değiştirme zinciridir.
Yalıtılmış bir nötr, kısa devre sırasında yalıtım kaplamasının nüfuz etmesine ve diğer fazlarda kısa devre oluşmasına katkıda bulunur.
BT sistemi
1000 V'a kadar olan IT sistemi, yüksek bir direnç seviyesi üzerinden topraklama sağlar ve bir nötr güç kaynağı ile donatılmıştır.
İletken malzemelerden yapılan elektrik tesisatının tüm dış elemanları topraklanmıştır. Avantajları arasında, tek fazlı kısa devre sırasında düşük akım kaçak oranları ayırt edilebilir. elektrik ağı. Böyle bir mekanizmaya sahip bir kurulum, acil durumlarda bile uzun süre çalışabilir. Potansiyeller arasında fark yoktur.
Dezavantaj: Bir toprak arızası durumunda akım koruması çalışmaz. Tek fazlı kısa devre modunda çalışma sırasında, kurulumun ikinci aşamasına dokunulduğunda elektrik çarpması olasılığı artar.
İletken malzemeden yapılmış bir nesnenin toprağa elektrik bağlantısı. Topraklama, bir topraklama iletkeninden (doğrudan veya bir ara iletken ortam aracılığıyla toprakla elektriksel temas halinde olan iletken bir parça veya birbirine bağlı iletken parçaların bir kombinasyonu) ve topraklanmış cihazı topraklama iletkenine bağlayan bir topraklama iletkeninden oluşur. Topraklama iletkeni basit bir metal çubuk (çoğunlukla çelik, daha az sıklıkla bakır) veya karmaşık bir özel şekilli elemanlar seti olabilir.
Topraklamanın kalitesi, temas alanını veya ortamın iletkenliğini artırarak - birçok çubuk kullanarak, topraktaki tuz içeriğini artırarak, vb. azaltılabilen topraklama devresinin elektrik direncinin değeri ile belirlenir. Rusya'da topraklama gereksinimleri ve cihazı düzenlenmiştir.
Tüm elektrik tesisatlarındaki koruyucu topraklama iletkenlerinin yanı sıra, lastikler de dahil olmak üzere sağlam bir şekilde topraklanmış nötr ile 1 kV'a kadar gerilime sahip elektrik tesisatlarındaki sıfır koruyucu iletkenler, PE harf tanımına ve aynı değişken uzunlamasına veya enine şeritler ile renk tanımına sahip olmalıdır. genişlik (15 ila 100 mm arası lastikler için) sarı ve yeşil.
Sıfır çalışan (nötr) iletkenler N harfi ve mavi ile gösterilir. Kombine sıfır koruyucu ve sıfır çalışan iletkenler, PEN harf işaretine ve renk işaretine sahip olmalıdır: tüm uzunluk boyunca mavi ve uçlarda sarı-yeşil şeritler.
Topraklama cihazındaki hatalar
Yanlış PE iletkenleri
Bazen topraklama iletkeni olarak kullanılır su boruları veya ısıtma boruları, ancak toprak iletkeni olarak kullanılamazlar. Sıhhi tesisatta iletken olmayan ekler olabilir (örneğin, plastik borular), borular arasındaki elektrik teması korozyon nedeniyle kopabilir ve son olarak boru hattının bir kısmı tamir için sökülebilir.
Çalışan bir sıfır ve bir PE iletkenini birleştirmek
Diğer bir yaygın ihlal, çalışan sıfırın ve PE iletkeninin enerji dağılımı boyunca ayrılma noktasının (varsa) ötesinde birleşimidir. Böyle bir ihlal, PE iletkeninde (normal durumda akım taşımaması gereken) oldukça önemli akımların ortaya çıkmasına ve ayrıca artık akım cihazının (takılıysa) yanlış açmalarına neden olabilir. PEN iletkeninin yanlış ayrılması
Bir PE iletkeni "oluşturmanın" aşağıdaki yolu son derece tehlikelidir: doğrudan sokette çalışan bir nötr iletken belirlenir ve bununla soketin PE kontağı arasına bir jumper yerleştirilir. Böylece bu çıkışa bağlanan yükün PE iletkeni çalışan sıfıra bağlanır.
Bu devrenin tehlikesi, aşağıdaki koşullardan herhangi biri karşılanırsa, soketin topraklama kontağında ve dolayısıyla bağlı cihazın durumunda bir faz potansiyelinin ortaya çıkmasıdır:
- Soket ile ekran arasındaki alanda (ve ayrıca PEN iletkeninin topraklama noktasına kadar) nötr iletkenin kopması (bağlantı kesilmesi, yanma vb.);
- Bu çıkışa giden faz ve sıfır (sıfır yerine faz ve tersi) iletkenlerini değiştirin.
Topraklamanın koruyucu işlevi
Topraklamanın koruyucu etkisi iki prensibe dayanmaktadır:
Topraklanmış bir iletken nesne ile doğal bir zemine sahip diğer iletken nesneler arasındaki potansiyel farkın güvenli bir değerine indirgeme.
Topraklanmış bir iletken nesne bir faz iletkeniyle temas ettiğinde kaçak akımın giderilmesi. Düzgün tasarlanmış bir sistemde, bir kaçak akımın ortaya çıkması, koruyucu cihazların () hemen çalışmasına yol açar.
Bu nedenle topraklama, yalnızca artık akım cihazlarının kullanımıyla birlikte en etkilidir. Bu durumda, çoğu yalıtım hatası için, topraklanmış nesneler üzerindeki potansiyel tehlikeli değerleri aşmaz. Ayrıca, ağın arızalı bölümünün bağlantısı çok kısa bir süre içinde kesilecektir (saniyenin onda biri - RCD açma süresi).
Elektrikli ekipman arızalarında topraklama işlemi Elektrikli ekipman arızasının tipik bir durumu, izolasyon arızası nedeniyle cihazın metal kasasına çarpan faz voltajıdır. Uygulanan koruyucu önlemlere bağlı olarak aşağıdaki seçenekler mümkündür:
Dava topraklanmadı, RCD yok (en tehlikeli seçenek). Cihazın kasası faz potansiyelinin altında olacak ve bu hiçbir şekilde tespit edilmeyecektir. Böyle arızalı bir cihaza dokunmak ölümcül olabilir.
Dava topraklanmış, RCD yok. Faz-gövde-topraklama devresi boyunca kaçak akım yeterince büyükse (bu devreyi koruyan sigortanın açma eşiğini aşarsa), sigorta atacak ve devreyi kapatacaktır. Topraklanmış durumdaki en yüksek çalışma voltajı (toprağa göre) Umax=RGIF olacaktır, burada RG ? toprak elektrot direnci, IF ? bu devreyi koruyan sigortanın çalıştığı akım. Bu seçenek yeterince güvenli değildir, çünkü toprak elektrotunun yüksek direnci ve büyük sigorta değerleri ile topraklanmış iletken üzerindeki potansiyel oldukça önemli değerlere ulaşabilir. Örneğin 4 ohm topraklama direnci ve 25 A sigorta ile potansiyel 100 volta ulaşabilir.
Kasa topraklı değil, RCD kurulu. Cihazın kasası faz potansiyelinde olacaktır ve kaçak akımın geçeceği bir yol bulunana kadar bu tespit edilmeyecektir. En kötü durumda, hem arızalı bir cihaza hem de doğal bir zemine sahip bir nesneye dokunan bir kişinin vücudundan sızıntı meydana gelecektir. RCD, bir sızıntı meydana gelir gelmez ağın bir arıza ile bağlantısını keser. Bir kişi, kural olarak sağlığa zarar vermeyen yalnızca kısa süreli bir elektrik çarpması (0.010.3 saniye - RCD çalışma süresi) alacaktır.
Kasa topraklanmış, RCD kurulmuş. İki koruyucu önlem birbirini tamamladığı için bu en güvenli seçenektir. Bir faz voltajı topraklanmış bir iletkene çarptığında, akım faz iletkeninden bir yalıtım hatası yoluyla toprak iletkenine ve daha sonra toprağa akar. RCD, çok küçük olsa bile (genellikle RCD hassasiyet eşiği 10 mA veya 30 mA'dır) bu sızıntıyı hemen tespit eder ve hızlı bir şekilde (0.010.3 saniye) bir arıza ile ağın bağlantısını keser. Ayrıca kaçak akım yeterince yüksekse (o devreyi koruyan sigortanın eşiğinden büyük), sigorta da atabilir. Hangisi Koruyucu cihaz(RCD veya sigorta) devreyi kapatır - hızlarına ve kaçak akımlarına bağlıdır. Her iki cihazın da çalışması mümkündür.
zemin türleri
TN-C
TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) sistemi önerildi Alman endişesi 1913 yılında AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft). Bu sistemde çalışan sıfır ve PE iletkeni (Koruma Topraklaması) tek bir kabloda birleştirilir. En büyük dezavantajı, acil sıfır kesintisi sırasında elektrik tesisatlarının gövdelerinde lineer voltaj (faz voltajından 1.732 kat daha yüksek) oluşmasıydı.
Buna rağmen, bugün bunu eski SSCB ülkelerinin binalarında bulabilirsiniz.
TN-S
1930'larda koşullu olarak tehlikeli TN-C sistemini değiştirmek için, çalışma ve koruyucu sıfırın doğrudan trafo merkezinde ayrıldığı ve toprak elektrotunun oldukça iyi olduğu TN-S sistemi (Fransız Terre-Neutre-Separe) geliştirildi. karmaşık yapı metal armatürler.
Böylece hattın ortasında çalışma sıfırı kesildiğinde elektrik tesisatları hat gerilimi almıyordu. Daha sonra, böyle bir topraklama sistemi, akım kaçağı tarafından tetiklenen, küçük bir akımı algılayabilen diferansiyel otomatlar ve otomatlar geliştirmeyi mümkün kıldı. Bugüne kadar yaptıkları çalışmalar, faz telinden akan akımın, çalışan sıfır akımından akan akıma sayısal olarak eşit olması gerektiğine göre Kirghof yasalarına dayanmaktadır.
Sıfırların ayrılmasının hattın ortasında gerçekleştiği TN-CS sistemini de gözlemleyebilirsiniz, ancak nötr telde bir kopma olması durumunda, kasanın ayrılma noktasına kadar altında olacaktır. dokunulduğunda hayati tehlike oluşturacak hat gerilimi.
