Jednou z najzložitejších a najkomplikovanejších tém v elektroinštalácii je uzemnenie a uzemnenie. Aký je ich rozdiel? Aké sú definície uzemnenia a uzemnenia? Používajú sa tieto pojmy vždy správne a na mieste? Pokúsme sa tému podrobnejšie zvážiť.

Alternátorové zariadenie

Najjednoduchším alternátorom je rám so zákrutami drôtu v magnetickom poli. Ak otočíte rám s navinutou cievkou okolo neho, striedavý magnetický tok v slučkovom obvode vytvorí v cievke striedavý sínusový prúd. Toto je najjednoduchší alternátor. Takto sú usporiadané generátory v elektrárňach. Rotor (rám) sa otáča v magnetickom poli statora.

Rotor je poháňaný: prúdom vody vo vodných elektrárňach, vetrom vo veterných generátoroch, parnou turbínou v tepelných a jadrových elektrárňach, spaľovacím motorom v benzínových a naftových generátoroch. Princíp je rovnaký - premena mechanickej energie rotácie na striedavý elektrický prúd. Štandardná frekvencia striedavého prúdu v Ruskej federácii je 50 Hz. To znamená, že generátorový rotor robí presne 50 otáčok za sekundu alebo 3 000 otáčok za minútu. Frekvencia striedavého prúdu sa udržiava s presnosťou ± 2%.

Viacfázové striedavé napätie

Ak na rotor nie je umiestnená jedna cievka, ale dve alebo viac, dostaneme viacfázovú sieť. Na čo sú? Viacfázové siete môžu vytvárať rotačné elektromagnetické pole a rotovať elektrické motory.

Prvé elektrické siete boli dvojfázové. Na rotor dvojfázového generátora sa k jednému vinutiu pridá druhý, otočený o 90 stupňov, to znamená o štvrtinu otáčky. Prúd v jednom vinutí zaostáva za prúdom v druhom o štvrtinu otáčky rotora alebo o štvrtinu obdobia sínusoidy. Hovorí sa, že má fázový posun o 90 stupňov.

Ak spojíme výstupy fázových vinutí s dvomi statorovými vinutiami dvojfázového elektrického motora, ktoré sú tiež navzájom kolmé, a nejakým spôsobom magnetizujeme rotor, dostaneme obrázok, ktorý odráža to, čo sa deje v generátore - rotor je poháňaný rotujúcim magnetickým poľom statora.

Dve cievky generátora majú štyri výstupy, prvé dvojfázové siete boli štvorvodičové. Samozrejme môžete spojiť dva konce vinutia do spoločného vodiča, ale v dvojfázových sieťach sa prúdy rôznych fáz spočítajú do spoločného vodiča podľa pravidla pridávania vektorov a vodič sa musí zosilniť. Znížením počtu vodičov nie je veľký zisk. Postupom času boli dvojfázové siete nahradené trojfázovými sieťami.

Dve schémy pripojenia v trojfázových sieťach

Na rotore trojfázového generátora nie sú posunuté dve, ale tri vinutia, posunuté o tretinu otáčky alebo 120 stupňov. V súlade s tým sú fázy prúdov v trojfázovej sieti posunuté o 120 stupňov.

V trojfázovej sieti existujú dva obvody na pripojenie generátora a záťaž, keď sa hviezda otočí na koncoch fázových vinutí, sú spojené do jedného spoločného bodu - neutrálneho. Konce záťaže sú tiež spojené so spoločným bodom.

Drôt, ktorý spája spoločné body záťaže a generátora, sa nazýva neutrálny. Drôty spájajúce ostatné konce fázových vinutí so záťažou sa nazývajú lineárne.

Napätie na svorkách fázových cievok (fázové napätie) je 220 V. Napätie medzi lineárnymi vodičmi sa nazýva lineárne. V trojfázovej sieti sa rovná 380 V. Pri zapojení hviezdou sú záťaže pod fázovým napätím.

V spínacom obvode trojuholníka sú záťaže spojené medzi koncami fázových vinutí. V obvode trojuholníka nie je nulový vodič a sieťové napätie sa rovná fázovému napätiu.

Úloha neutrálneho vodiča v trojfázových sieťach

Ak sú zaťaženia v rôznych fázach rovnaké, potom sa také zaťaženie nazýva symetrické. Symetrickým zaťažením je napríklad trojfázový elektrický motor. Pri symetrickom zaťažení rovnaké prúdy v neutráli počas sčítania dávajú nulu.

To znamená, že pri symetrickom zaťažení nie je v neutrále žiaden prúd. Neutrálny vodič možno vo všeobecnosti odstrániť. V prípade asymetrie záťaže dochádza k tzv. Fázovej nerovnováhe a posunie sa potenciál neutrálneho bodu na záťaži. Napätia na záťaže v rôznych fázach pri absencii neutrálneho vodiča sa menia. Ak sú zapojené neutrálne body záťaže a generátora, napätie pri záťaži zostane rovnaké, ale v neutrále začne prúdiť kompenzačný prúd.

Aký je rozdiel medzi uzemnením a uzemnením

Uzemnenie je úmyselné spojenie vodivých častí so zemou. To, čo je vykopané do zeme, sa nazýva uzemňovacia elektróda, a to, čo spája vodivé časti so uzemňovacou elektródou, sa nazýva uzemňovacia elektróda.

Vynulovanie je spojenie vodivých častí s nulovým vodičom . Tieto dva pojmy sú neustále zmätené.

Účelom uzemnenia je dosiahnuť, aby potenciál zariadenia bol v prípade poruchy izolácie rovný alebo veľmi blízko potenciálu zeme. Účelom uzemnenia je vytvoriť taký skratový prúd, ktorý je taký vysoký, že poruchová fáza je taká vysoká, že istič sa môže rýchlo vypnúť a uzavretý obvod je bez napätia.

Zmätok z hľadiska je spôsobený skutočnosťou, že v našich sieťach je neutrálny vodič vždy uzemnený v aktuálnom zdroji. Zdrojom je pre nás najbližšia trafostanica. V tomto prípade je potenciál neutrálneho vodiča vzhľadom na zem blízky nule, rovnako ako pri uzemnení. Pri dotyku neutrálu sa sonda nerozsvieti. Preto sa neutrálny vodič začal nazývať nulou. V skutočnosti nie je neutrál vždy uzemnený, existujú schémy pripojenia s izolovaným neutrálom. Ciele uzemnenia a uzemnenia sú rôzne.

Podľa pravidiel spotrebiteľských elektrických inštalácií (PUE), v sieťach s uzemneným nulovým vodičom, a to všetko sú naše distribučné siete, je hlavným opatrením na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom práve uzemnenie a uzemnenie je ďalšie opatrenie. To znamená, že uzemnenie sa musí vykonať, ale uzemnenie nie.

Uzemnenie bez uzemnenia neposkytuje potrebnú ochranu .

Je to spôsobené skutočnosťou, že ak je puzdro zariadenia pripojené iba k zemi a nie je pripojené k nulovému vodiču, potom núdzový prúd pretečie pri výpadku do puzdra zemným odporom medzi uzemňovacou elektródou a neutrálnou stanicou. Tento odpor je oveľa väčší ako neutrálny odpor. V dôsledku toho bude skratový prúd k zemi taký malý, že istič si vôbec nevšimne skrat a obvod zostane pod napätím, alebo sa vypne s veľkým oneskorením a nebude poskytovať ochranu pred úrazom elektrickým prúdom.

Pred príchodom zariadení na zvyškový prúd (RCD) bolo jediným účinným ochranným opatrením odpojenie uzavretej siete pomocou ističa.

Schémy uzemnenia a uzemnenia

Existuje niekoľko schém pripojenia, ku ktorým sú priradené príslušné označenia:

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

Prvé písmeno v označení hovorí o spôsobe pripojenia neutrálneho zdroja k zemi:

  • T - uzemnené;
  • I - izolovaný;

Druhé písmeno označuje pripojenie krytu prijímača energie k zemi alebo k nulovej polohe (podľa nášho názoru uzemnenie alebo uzemnenie):

  • T - puzdro je spojené so zemou (uzemnené);
  • N - telo je napojené na neutrál (nula).

Všetky naše distribučné siete sú vyrábané podľa schémy TN. Písmená za TN označujú kombináciu pracovného a ochranného neutrálneho vodiča v jednom neutrálnom vodiči:

  • C - kombinované pracovné N a ochranné PE vodiče (PEN);
  • S - pracovné a ochranné vodiče sú oddelené;
  • CS - zo zdroja ide najskôr kombinovaný vodič, potom je rozdelený.

Prvá možnosť je najhoršia. Takto sa kabeláž vykonávala v starých domoch.

Druhý je najlepší, ale v praxi je to zriedkavé, pretože energetickí inžinieri šetria kábel.

Treťou možnosťou je kompromis. V našich bytových domoch je vstup do domu vždy štvorvodičový s kombinovaným neutrálnym PEN, potom z hlavnej uzemňovacej zbernice vstupného zariadenia je PEN rozdelený na N a PE.

Aké je nebezpečenstvo neutrálnej prestávky?

Spojenie bytov a súkromných domov s nami je spravidla jednofázové. Až v poslednej dobe začali vyčleňovať tri fázy na domácnosť.

Ale aj pri jednofázovom pripojení sme stále pripojení k trojfázovej sieti, iba k jej rôznym fázam.

Ako je znázornené, s nulovým zlomom a asymetrickým zaťažením v trojfázovej sieti dochádza k fázovej nerovnováhe. V závislosti od situácie sa napätie vo fáze môže meniť od 0 do hodnoty sieťového napätia 380 V s nepredvídateľnými dôsledkami. Elektrikári preto starostlivo sledujú stav neutrality.

V zariadení, ktoré je neutrálne podľa schémy TN-C, keď je neutrál prerušený, je puzdro zariadenia pod lineárnym napätím, aj keď nie priamo, ale prostredníctvom záťaže. V obvode TN-S sa tak nestane, pretože puzdro je pripojené k samostatnému ochrannému vodiču. V schéme TN-CS je nebezpečné neutrálne prerušenie do bodu oddelenia na N a PE.

Moderné ochranné zariadenia

V skutočnosti ani samotné uzemnenie neposkytuje vysokú úroveň ochrany. Stroj chráni skôr drôty siete než ľudí. Porucha izolácie na skrinke pred skratom je nepravdepodobná. Necíti však zhoršenie izolácie a objavenie sa zvodových prúdov.

Našťastie sa teraz objavili zariadenia na zvyškový prúd (RCD), ktoré zisťujú veľmi malé zvodové prúdy od 10 do 30 mA a vypínajú sieť, keď sa objavia. Správne nainštalovaný RCD poskytne skutočnú ochranu pred úrazom elektrickým prúdom .

Zariadenia na reguláciu fázy chránia pred fázovou nerovnováhou. Tieto zariadenia monitorujú veľkosť fázového napätia a keď prekročia stanovené limity, vypnú sieť.

Kategórie:

Konštrukcia a opravy