Една от най-сложните и сложни теми в окабеляването е заземяването и заземяването. Каква е разликата им? Какви са определенията за заземяване и заземяване? Винаги ли се използват тези думи правилно и на място? Нека се опитаме да разгледаме темата по-подробно.

Устройство за алтернатор

Рамката с завои на тел в магнитното поле е най-простият алтернатор. Ако завъртите рамката с намотката, навита около нея, променливият магнитен поток в контура на веригата ще създаде променлив синусоидален ток в намотката. Това е най-простият алтернатор. Ето как са подредени генераторите в електроцентралите. Роторът (рамката) се върти в магнитното поле на статора.

Роторът се задвижва от: поток вода във водноелектрически централи, вятър във ветрогенератори, парна турбина в ТЕЦ, двигател с вътрешно горене в бензинови и дизелови генератори. Принципът е същият - превръщането на механичната енергия на въртене в променлив електрически ток. Стандартната честота на променлив ток в Руската федерация е 50 Hz. Тоест роторът на генератора прави строго 50 оборота в секунда или 3000 оборота в минута. АЧ честотата се поддържа с точност ± 2%.

Многофазен променлив ток

Ако върху ротора не е поставена една намотка, а две или повече, ще получим многофазна мрежа. За какво са те? Многофазните мрежи могат да създават въртящо се електромагнитно поле и да въртят електродвигатели.

Първите електрически мрежи бяха двуфазни. Върху ротора на двуфазен генератор към една намотка се добавя втори, завъртян на 90 градуса, тоест четвърт оборот. Токът в едната намотка изостава тока в другата с четвърт оборот на ротора или една четвърт от периода на синусоида. Казват, че има фазово изместване от 90 градуса.

Ако свържем изходите на фазовите намотки към двете статорни намотки на двуфазния електродвигател, които също са перпендикулярни една на друга, и по някакъв начин намагнетизираме ротора, получаваме картина, която отразява какво се случва в генератора - роторът се задвижва от въртящото се магнитно поле на статора.

Две генераторни намотки имат четири изхода, съответно първите двуфазни мрежи бяха четирипроводни. Можете, разбира се, да свържете двата края на намотките в общ проводник, но в двуфазни мрежи токовете на различни фази се сумират в общ проводник в съответствие с правилото за добавяне на вектор и проводникът трябва да бъде направен по-дебел. Няма голяма печалба от намаляването на броя на проводниците. С течение на времето двуфазните мрежи бяха заменени от трифазни.

Две схеми на свързване в трифазни мрежи

Върху ротора на трифазен генератор се изместват не две, а три намотки, изместени с една трета от оборота или 120 градуса. Съответно фазите на токовете в трифазна мрежа се изместват с 120 градуса.

В трифазна мрежа има две вериги за свързване на генератора и натоварването, когато звездата завърти краищата на фазовите намотки са свързани към една обща точка - неутрална. Краищата на товара също са свързани към обща точка.

Проводникът, който свързва общите точки на товара и генератора, се нарича неутрален. Проводниците, свързващи другите краища на фазовите намотки с товара, се наричат ​​линейни.

Напрежението в клемите на фазовите намотки (фазово напрежение) е 220 V. Напрежението между линейните проводници се нарича линейно. В трифазна мрежа тя е равна на 380 V. Когато са свързани със звезда, натоварванията са под фазово напрежение.

В триъгълната комутационна верига натоварванията са свързани между краищата на фазовите намотки. В триъгълната верига няма неутрал, а напрежението на линията е равно на фазовото напрежение.

Ролята на неутралния проводник в трифазни мрежи

Ако натоварванията в различни фази са равни, тогава такъв товар се нарича симетричен. Симетрично натоварване, например, е трифазен електродвигател. При симетрично натоварване равни токове в неутрално по време на добавяне дават нула.

Тоест при симетричен товар няма ток в неутрала. Най-общо неутралната жица може да бъде премахната. В случай на асиметрия на натоварването възниква така нареченият фазов дисбаланс и потенциалът на неутралната точка на товара се измества. Напреженията върху натоварванията в различни фази при липса на неутрален проводник стават различни. Ако неутралните точки на товара и генератора са свързани, напреженията при натоварванията остават равни, но в неутрала започва да тече компенсиращ ток.

Каква е разликата между заземяване и заземяване

Заземяването е умишленото свързване на проводящи части към земята. Това, което е вкопано в земята, се нарича заземен електрод, а това, което свързва проводимите части към заземяващия електрод, се нарича заземяващ електрод.

Нулиране е свързването на проводими части към неутрала . Тези две понятия непрекъснато се бъркат.

Целта на заземяването е да направи потенциала върху корпуса на устройството в случай на разрушаване на изолацията равен или много близък до потенциала на земята. Целта на заземяването е да създаде ток на късо съединение, толкова висок, че фазата на срив да е толкова висока, че прекъсвачът да може да се отключи бързо и затворената верига да се дезактивира.

Объркването в термините се причинява от факта, че в нашите мрежи неутралната жица винаги е заземена в източника на ток. За нас източникът е най-близката трансформаторна подстанция. В този случай потенциалът на неутралния проводник спрямо земята е близък до нула, както при заземяването. Когато докоснете неутрала, сондата не свети. Следователно неутралната жица започна да се нарича нула. Всъщност неутралът не винаги е заземен, има схеми за връзка с изолиран неутрал. И целите на заземяването и заземяването са различни.

Според правилата на електрическите инсталации на потребителите (PUE), в мрежи с мъртво заземен неутрал и това са всички наши разпределителни мрежи, основната мярка за защита от токов удар е именно заземяването, а заземяването е допълнителна мярка. Това означава, че трябва да се направи заземяване, но заземяването не е така.

Заземяването без заземяване не осигурява необходимата защита .

Това се дължи на факта, че ако корпусът на устройството е свързан само към земята и не е свързан към неутрала, тогава по време на разбивка към случая аварийният ток ще потече към източника през земното съпротивление между заземяващия електрод и неутралната подстанция. Това съпротивление е много по-голямо от неутралното съпротивление. В резултат на това токът на късо съединение към земята ще бъде толкова малък, че прекъсвачът изобщо няма да забележи късо съединение и веригата ще остане под напрежение, или ще се задейства с голямо закъснение и няма да осигури защита срещу токов удар.

Преди появата на устройства с остатъчен ток (RCD) изключването на затворена мрежа от прекъсвач беше единствената ефективна мярка за защита.

Схеми за заземяване и заземяване

Има няколко схеми за свързване, на които са присвоени съответните обозначения:

  • TN-C;
  • TN-S
  • TN-CS
  • TT
  • IT

Първата буква в обозначението говори за начин за свързване на източника неутрално към земята:

  • T - заземен;
  • I - изолиран;

Втората буква указва връзката на корпуса на захранващия приемник към земята или неутрална (според нас заземяване или заземяване):

  • T - калъфът е свързан със земята (заземен);
  • N - тялото е свързано с неутрала (нула).

Всички наши разпределителни мрежи са направени в съответствие със схемата TN. Буквите след TN обозначават комбинацията от работещ и защитен неутрален проводник в един неутрален проводник:

  • В - работещи N и защитни PE проводници комбинирани (PEN);
  • S - работни и защитни проводници са разделени;
  • CS - от източника първо излиза комбинираният проводник, след което се разделя.

Първият вариант е най-лошият. Ето как е извършено окабеляването в стари къщи.

Вторият е най-добрият, но е рядък на практика, тъй като енергийните инженери спестяват кабел.

Третият вариант е компромис. В нашите жилищни сгради входът към къщата винаги е четирижилен с комбинирания неутрален PEN, след това от основната заземяваща шина във входното устройство PEN се разделя на N и PE.

Каква е опасността от неутрален счупване?

По правило връзката на апартаменти и частни къщи с нас е еднофазна. Едва наскоро те започнаха да отделят три фази на домакинство.

Но дори и при еднофазна връзка, ние все още сме свързани към трифазна мрежа, само към различните й фази.

Както е показано, при нулево прекъсване и асиметрично натоварване в трифазна мрежа възниква фазов дисбаланс. В зависимост от ситуацията, напрежението във фазата може да варира от 0 до стойността на линейното напрежение 380 V с непредвидими последици. Затова електротехниците внимателно наблюдават състоянието на неутрала.

В устройство, което е неутрално според схемата TN-C, когато неутралът е счупен, корпусът на устройството е под линейно напрежение, макар и не директно, а през товара. В веригата TN-S това няма да се случи, тъй като случаят е свързан към отделен защитен проводник. В схемата TN-CS неутрален пробив до точката на разделяне на N и PE е опасен.

Съвременни устройства за защита

Всъщност нито заземяването, нито заземяването само по себе си осигуряват високо ниво на защита. Машината защитава проводниците на мрежата, а не хората. Разрушаването на изолацията на случая преди късо съединение е малко вероятно. Но той не усеща влошаването на изолацията и появата на течове за изтичане.

За щастие, сега се появиха устройства с остатъчен ток (RCD), които откриват много малки токове на изтичане от 10 до 30 mA и изключват мрежата, когато се появят. Правилно инсталиран RCD ще осигури реална защита от токов удар .

Фазовите устройства за защита предпазват от дисбаланс на фазата. Тези устройства наблюдават величината на фазовите напрежения и когато те надхвърлят определените граници, ще изключат мрежата.

Категория:

Строителство и ремонт