Hovedårsagen til behovet for jordforbindelse i elektriske netværk er sikkerheden. Når alle metaldele af elektrisk udstyr er jordet, vil der, selv i tilfælde af ødelagt isolering, ikke skabes farlige spændinger på dets kabinet, de vil blive forhindret af pålidelige jordingssystemer.
Opgaver til jordforbindelsessystemer
Sikkerhedssystemers hovedopgaver, der fungerer efter princippet om jordforbindelse:
- Sikkerhed for menneskers liv, for at beskytte mod elektrisk stød. Giver en alternativ vej til nødstrøm for at undgå at skade brugeren.
- Beskyttelse af bygninger, maskineri og udstyr under strømsvigt, så udsatte ledende dele af udstyret ikke når dødeligt potentiale.
- Beskyttelse mod overspænding på grund af lynnedslag, der kan føre til farlige højspændinger i det elektriske distributionssystem eller fra utilsigtet menneskelig kontakt med højspændingsledninger.
- Spændingsstabilisering. Der er mange kilder til elektricitet. Hver transformer kan betragtes som en separat kilde. De skal have et fælles negativt nulstillingspunkt tilgængeligt.energi. Jorden er den eneste sådanne ledende overflade for alle energikilder, så den er blevet vedtaget som den universelle standard for strøm- og spændingsudfald. Uden en sådan fælles pointe ville det være ekstremt vanskeligt at sikre sikkerheden i elsystemet som helhed.
Krav til jordsystem:
- Den skal have en alternativ vej, for at farlig strøm kan flyde.
- Intet farligt potentiale på udsatte ledende dele af udstyret.
- Skal have lav impedans nok til at give tilstrækkelig strøm gennem sikringen til at afbryde strømmen (<0, 4 sek.).
- Bør have god korrosionsbestandighed.
- Skal være i stand til at sprede høj kortslutningsstrøm.
Beskrivelse af jordingssystemer
Processen med at forbinde metaldele af elektriske apparater og udstyr til jorden med en metalenhed, der har ringe modstand, kaldes jordforbindelse. Ved jordforbindelse er de strømførende dele af enhederne direkte forbundet til jorden. Jording giver en returvej for lækstrøm og beskytter derfor strømsystemets udstyr mod beskadigelse.
Når der opstår en fejl i udstyr, er der en ubalance i strømmen i alle tre faser. Jording aflader fejlstrømmen til jord og genopretter derfor systemets driftsbalance. Disse forsvarssystemer har flere fordele, såsom at eliminereoverspænding ved at aflade den til jord. Jordforbindelse sikrer udstyrssikkerhed og forbedrer servicepålidelighed.
Nulstillingsmetode
Jording betyder at forbinde den lejede del af udstyret til jorden. Når der opstår en fejl i systemet, skabes der et farligt potentiale på udstyrets ydre overflade, og enhver person eller dyr, der ved et uheld berører overfladen, kan få et elektrisk stød. Nulstilling afleder farlige strømme til jorden og neutraliserer derfor strømstødet.
Det beskytter også udstyr mod lynnedslag og giver en udledningsvej fra overspændingsafledere og andre slukkeanordninger. Dette opnås ved at forbinde dele af anlægget til jord med en jordleder eller elektrode i tæt kontakt med jorden, placeret et stykke under jordoverfladen.
Forskellen mellem jording og jording
En af de vigtigste forskelle mellem jording og jording er, at når den jorder, er den bærende ledende del forbundet til jorden, mens overfladen af enhederne er forbundet til jorden, når der jordes. Andre forskelle mellem dem er forklaret nedenfor i form af en sammenligningstabel.
Sammenligningsdiagram
| Grundlæggende til sammenligning | Grounding | Nulstilling |
| Definition | Konduktiv del forbundet til jord | Udstyrskasse tilsluttet til jord |
| Location | Mellem udstyrsneutral og jord | Mellem udstyrshuset og jorden, som er placeret under jordoverfladen |
| Nulpotentiale | Har ikke | Yes |
| Beskyttelse | Beskyt udstyr til elnet | Beskyt en person mod elektrisk stød |
| Stien | Returvejen til den aktuelle jord er angivet | Aflader elektrisk energi til jorden |
| Typer | Tre (solid modstand) | Fem (rør, plade, elektrodejord, jord og jord) |
| Trådfarve | Sort | Grøn |
| Brug | Til belastningsbalancering | For at forhindre elektrisk stød |
| Eksempler | Generator og strømtransformator neutral tilsluttet til jord | Hus af transformer, generator, motor osv. forbundet til jord |
TN-beskyttelsesledninger
Disse typer jordingssystemer har et eller flere direkte jordede punkter fra strømkilden. Udsatte ledende dele af installationen er forbundet til disse punkter ved hjælp af beskyttelsesledninger.
I verdenøv, bruges en kode på to bogstaver.
Brugte bogstaver:
- T (fransk ord Terre betyder "jord") - en direkte forbindelse af et punkt til jorden.
- I - intet punkt forbundet til jord på grund af høj impedans.
- N - direkte forbindelse til kildenul, som igen er forbundet til jord.
Baseret på kombinationen af disse tre bogstaver er der typer af jordingssystemer: TN, TN-S, TN-C, TN-CS. Hvad betyder det?
I et TN-jordingssystem er et af kildepunkterne (generator eller transformer) forbundet til jord. Dette punkt er norm alt stjernepunktet i et trefasesystem. Chassiset på den tilsluttede elektriske enhed er forbundet til jord gennem dette jordpunkt på kildesiden.
På billedet ovenfor: PE - Akronym for Protective Earth er en leder, der forbinder udsatte metaldele i en forbrugers elektriske installation til jord. N kaldes neutral. Dette er lederen, der forbinder stjernen i et trefasesystem til jord. Ved disse betegnelser i diagrammet er det umiddelbart tydeligt, hvilket jordforbindelsessystem, der hører til TN-systemet.
TN-S neutral linje
Dette er et system, der har separate neutrale og beskyttende ledere i hele ledningsdiagrammet.
Beskyttelsesleder (PE) er den metalliske kappe af kablet, der føder installationen eller en enkelt leder.
Alle udsatte ledende dele med installationen er forbundet til denne beskyttelsesleder gennem installationens hovedterminal.
TN-system-C-S
Dette er typer jordingssystemer, hvor neutrale og beskyttende funktioner er kombineret i én systemleder.
I TN-CS neutraljordingssystemet, også kendt som Protective Multiple Earthing, omtales PEN-lederen som den kombinerede nul- og jordleder.
PEN-lederen i strømsystemet er jordet på flere punkter, og jordelektroden er placeret ved eller i nærheden af forbrugerens installationssted.
Alle udsatte ledende dele til enheden er forbundet med en PEN-leder ved hjælp af hovedjordterminalen og nulterminalen og er forbundet med hinanden.
TT-beskyttelseskredsløb
Dette er et beskyttende jordsystem med et enkelt strømkildepunkt.
Alle udsatte ledende dele med installation, der er forbundet til jordelektroden, er elektrisk uafhængige af jordkilden.
Isoleringssystem IT
Beskyttende jordsystem uden direkte forbindelse mellem strømførende dele og jord.
Alle udsatte ledende dele med installation, der er forbundet til en jordelektrode.
Kilden er enten forbundet til jord gennem en bevidst indført systemimpedans eller isoleret fra jord.
Design af beskyttelsessystemer
Forbindelse mellem elektriske apparater og enheder med en jordplade eller elektrode gennem en tyk ledning med lav modstand for at sikresikkerhed kaldes jording eller jording.
Jord- eller jordingssystemet i det elektriske netværk fungerer som en sikkerhedsforanst altning til at beskytte menneskeliv såvel som udstyr. Hovedformålet er at tilbyde en alternativ rute for farlige strømme for at undgå ulykker på grund af elektrisk stød og beskadigelse af udstyr.
Metaldele af udstyret er jordet eller forbundet til jord, og hvis udstyrets isolering af en eller anden grund svigter, vil højspændinger, der kan være til stede i udstyrets ydre belægning, have en udledningsvej til jord. Hvis udstyret ikke er jordet, kan denne farlige spænding overføres til enhver, der rører ved det, hvilket resulterer i elektrisk stød. Kredsløbet er afsluttet, og sikringen aktiveres øjeblikkeligt, hvis den strømførende ledning rører den jordede kabinet.
Der er flere måder at udføre jordforbindelsessystemet på elektriske installationer, såsom jording af en ledning eller strimmel, plade eller stang, jording ved jording eller gennem vandforsyning. De mest almindelige metoder er nulstilling og indsætningsindstilling.
Grundmåtte
En jordmåtte laves ved at forbinde et antal stænger gennem kobbertråde. Dette reducerer kredsløbets samlede modstand. Disse elektriske jordingssystemer hjælper med at begrænse jordpotentialet. Jordmåtten bruges hovedsageligt det sted, hvor stor strøm skal testesskade.
Når der designes en jordmåtte, tages der hensyn til følgende krav:
- I tilfælde af en funktionsfejl må spændingen ikke være farlig for en person ved berøring af den ledende overflade på udstyret i det elektriske system.
- Den DC-kortslutningsstrøm, der kan strømme ind i jordmåtten, skal være ret stor, for at beskyttelsesrelæet kan fungere.
- Jordmodstanden er lav, så lækstrøm kan strømme gennem den.
- Udformningen af jordmåtten bør være sådan, at trinspændingen er mindre end den tilladte værdi, hvilket vil afhænge af den jordresistivitet, der kræves for at isolere den fejlbehæftede installation fra mennesker og dyr.
Elektrodeoverstrømsbeskyttelse
Med dette bygningsjordingssystem placeres enhver ledning, stang, rør eller bundt af ledere vandret eller lodret i jorden ved siden af den beskyttende genstand. I distributionssystemer kan jordelektroden bestå af en ca. 1 meter lang stang og placeret lodret i jorden. Transformatorstationerne er lavet ved hjælp af en jordmåtte, ikke individuelle stænger.
Rørstrømsbeskyttelseskredsløb
Dette er det mest almindelige og bedste jordingssystem til elektriske installationer sammenlignet med andre systemer, der er egnede til samme jord- og fugtforhold. Ved denne metode placeres galvaniseret stål og et perforeret rør med en beregnet længde og diameter lodret på konstant våd jord, som f.eks.vist nedenfor. Rørstørrelsen afhænger af nuværende strøm og jordtype.
Rørstørrelsen til et husjordingssystem er typisk 40 mm i diameter og 2,5 meter lang for normal jord, eller længere for tør og stenet jord. Den dybde, som røret skal nedgraves i, afhænger af jordens fugtindhold. Typisk er røret placeret 3,75 meter dybt. Bunden af røret er omgivet af små stykker koks eller trækul i en afstand på ca. 15 cm.
Alternative niveauer af kul og s alt bruges til at øge det effektive landareal og dermed reducere luftmodstanden. Et andet rør med en diameter på 19 mm og en minimumslængde på 1,25 meter forbindes i toppen af GI-røret gennem en reduktion. Om sommeren falder jordens fugtighed, hvilket fører til en stigning i jordmodstanden.
Der arbejdes således på et cementbetonunderlag for at holde vand tilgængeligt om sommeren og have jord med de nødvendige beskyttelsesparametre. Gennem en tragt forbundet til et rør med en diameter på 19 mm kan der tilsættes 3 eller 4 spande vand. Enten en GI-jordledning eller en strimmel GI-ledning med tilstrækkeligt tværsnit til sikkert at fjerne strøm føres ind i et GI-rør med en diameter på 12 mm i en dybde på ca. 60 cm fra jorden.
Pladejording
I denne jordingssystemanordning er jordingspladen af 60 cm × 60 cm × 3 m kobber og 60 cm × 60 cm × 6 mm galvaniseret jern nedsænket i jorden med en lodret overflade i en dybde på mindst 3 m fra jordoverfladen
Beskyttelsespladen indsættes i hjælpelagene af trækul og s alt med en minimumstykkelse på 15 cm. Jordledningen (GI eller kobbertråd) er boltet fast til jordpladen.
Kobberplade og kobbertråd er ikke almindeligt anvendt i beskyttelseskredsløb på grund af deres højere omkostninger.
Jordforbindelse gennem vandforsyning
I denne type er GI- eller kobbertråden forbundet til VVS-netværket med en ståltråd, der er fastgjort til kobberledningen som vist nedenfor.
VVS-systemet er lavet af metal og er placeret under jordens overflade, det vil sige direkte forbundet med jorden. Strømmen gennem GI- eller kobbertråden er direkte jordet gennem VVS.
Beregning af jordsløjfemodstand
Modstand fra en enkelt strimmel af en stang, der er begravet i jorden, er:
R=100xρ / 2 × 3, 14 × L (loge (2 x L x L / B x t)), hvor:
ρ - jordstabilitet (Ω ohm), L - strimmel eller lederlængde (cm), w - strimmelbredde eller lederdiameter (cm), t - nedgravningsdybde (cm).
Eksempel: Beregn modstanden af jordbåndet. Tråd med en diameter på 36 mm og en længde på 262 meter i en dybde på 500 mm i jorden, jordmodstanden er 65 ohm.
R er modstanden af jordstangen i W.
r - Jordmodstand (ohmmeter)=65 ohm.
Måler l - stanglængde (cm)=262 m=26200 cm.
d -stang indvendig diameter (cm)=36 mm=3,6 cm.
h - skjult strimmel / stangdybde (cm)=500 mm=50 cm.
Jordbånd/ledermodstand (R)=ρ / 2 × 3, 14 x L (loge (2 x L x L / Wt))
Jordbånd/ledermodstand (R)=65 / 2 × 3, 14 x 26200 x ln (2 x 26200 x 26200 / 3, 6 × 50)
Jordbånd/ledermodstand (R) =1,7 Ohm.
Tommelfingerreglen kan bruges til at beregne antallet af jordstang.
Omtrentlig modstand af stang-/rørelektroder kan beregnes ved hjælp af modstanden af stang-/rørelektroder:
R=K x ρ / L hvor:
ρ - jordmodstand i ohmmeter, L - elektrodelængde i måleren, d - diameter af elektroden i måleren, K=0,75 if 25 <L / d <100.
K=1 hvis 100 <L / d <600.
K=1, 2 o / L hvis 600 <L / d <300.
Antal elektroder, hvis du finder formlen R (d)=(1, 5 / N) x R, hvor:
R (d) - påkrævet modstand.
R - enkeltelektrodemodstand
N - antallet af elektroder installeret parallelt i en afstand på 3 til 4 meter.
Eksempel: beregn modstanden af jordrøret og antallet af elektroder for at opnå en modstand på 1 ohm, jordresistivitet fra ρ=40, længde=2,5 meter, rørdiameter=38 mm.
L / d=2,5 / 0,038=65,78 så K=0,75.
Modstand af rørelektroder R=K x ρ / L=0, 75 × 65, 78=12 Ω
En elektrode - modstand - 12 Ohm.
For at opnå en modstand på 1 ohm kræves det samlede antal elektroder=(1,5 × 12) / 1=18
Faktorer, der påvirker jordmodstand
NEC-kode kræver en minimum jordelektrodelængde på 2,5 meter for jordkontakt. Men der er nogle faktorer, der påvirker jordmodstanden for beskyttelsessystemet:
- Længde/dybde af jordelektrode. En fordobling af længden reducerer overflademodstanden med op til 40%.
- Jordelektrodediameter. Fordobling af diameteren af jordelektroden reducerer jordmodstanden med kun 10%.
- Antal jordelektroder. For at forbedre effektiviteten installeres yderligere elektroder i dybden af hovedjordelektroderne.
Konstruktion af beskyttende elektriske systemer i en beboelsesbygning
Jordstrukturer er i øjeblikket den foretrukne metode til jording, især for elektriske netværk. Elektricitet følger altid den mindste modstands vej og afleder den maksimale strøm fra kredsløbet til jordhuller designet til at reducere modstand, ideelt ned til 1 ohm.
For at nå dette mål:
- 1,5 m x 1,5 m område er gravet til en dybde på 3 m. Hullet er halvt fyldt med en blanding af trækulspulver, sand og s alt.
- GI-plade 500mm x 500mm x 10mm er placeret i midten.
- Etabler forbindelser mellem jordplade til privat husjordingssystem.
- Andeten del af brønden er fyldt med en blanding af kul, sand, s alt.
- To 30 mm x 10 mm GI-strimler kan bruges til at forbinde jordpladen til overfladen, men et 2,5" GI-rør med en flange i toppen foretrækkes.
- Derudover kan toppen af røret dækkes med en speciel anordning for at forhindre snavs og støv i at trænge ind og tilstoppe jordrøret.
Installation af jordingssystemet og fordele:
- Kulpulver er en fremragende leder og forhindrer korrosion af metaldele.
- S alt opløses i vand, hvilket i høj grad øger ledningsevnen.
- Sand tillader vand at passere gennem hullet.
For at kontrollere brøndens effektivitet skal du sørge for, at spændingsforskellen mellem brønden og lysnettet er mindre end 2 volt.
Pitmodstand skal holdes på mindre end 1 ohm, afstand op til 15 m fra beskyttelseslederen.
Elektrisk stød
Elektrisk stød (elektrochok) opstår, når to dele af en persons krop kommer i kontakt med elektriske ledere i et kredsløb, der har forskellige potentialer og skaber en potentialforskel i hele kroppen. Menneskekroppen har modstand, og når den er forbundet mellem to ledere ved forskellige potentialer, dannes der et kredsløb gennem kroppen, og der vil strømme strøm. Når en person kun kontakter én leder, dannes der intet kredsløb, og der sker ikke noget. Når en person kommer i kontakt med lederne af kredsløbet, uanset hvilken spænding der er i det, altidder er mulighed for elektrisk stød.
Lynrisikovurdering for beboelsesbygninger
Nogle hjem er mere tilbøjelige til at tiltrække lyn end andre. De stiger afhængigt af bygningens højde og nærheden til andre huse. Nærhed er defineret som tre gange afstanden fra husets højde.
For at afgøre, hvor sårbar en boligbygning er over for lynnedslag, kan du bruge følgende data:
- Lav risiko. Private boliger i et plan i umiddelbar nærhed af andre huse i samme højde.
- Middel risiko. Et privat hus i to plan omgivet af huse med lignende højder eller omgivet af huse i lavere højder.
- Høj risiko. Isolerede huse, der ikke er omgivet af andre strukturer, to-etagers huse eller huse med en lavere højde.
Uanset sandsynligheden for et lynnedslag, vil korrekt brug af vigtige lynbeskyttelseskomponenter hjælpe med at beskytte ethvert hjem mod sådanne skader. Lynbeskyttelse og jordingssystemer er påkrævet i en beboelsesbygning, så lynnedslaget ledes til jorden. Systemet inkluderer typisk en jordstang med en kobberforbindelse, der er installeret i jorden.
Når du installerer en lynbeskyttelsesordning i et hus, skal du følge følgende krav:
- Jordelektroder skal være mindst halve 12 mm lange og 2,5 m lange.
- Kobberforbindelser anbefales.
- Hvis systemstedet har stenet jord eller tekniske underjordiske linjer, er det forbudt at brugelodret elektrode, kun den vandrette leder er nødvendig.
- Den skal være forsænket mindst 50 cm fra jorden og strække sig mindst 2,5 m fra huset.
- Private hjemmejordingssystemer skal forbindes med samme størrelse leder.
- Konnektorer til alle underjordiske metalrørsystemer, såsom vand- eller gasrør, skal placeres inden for 8 m fra boligen.
- Hvis alle systemer allerede var tilsluttet, før lynbeskyttelse blev installeret, er det eneste, der kræves, at binde den nærmeste elektrode til VVS-systemet.
Alle mennesker, der bor eller arbejder i boliger, offentlige bygninger er konstant i tæt kontakt med elektriske systemer og udstyr og skal være pålideligt beskyttet mod farlige fænomener, der kan opstå på grund af kortslutninger eller meget høje spændinger fra en lynudladning.
For at opnå denne beskyttelse skal jordsystemer til elektriske netværk designes og installeres i overensstemmelse med nationale standardkrav. Med udviklingen af elektriske materialer stiger kravene til pålideligheden af beskyttelsesanordninger.
