Wat is het doel van het aarden van elektrische installaties? Aarden en aarden: wat is het verschil en wat is beter

Apparaat beschermende aarding– een methode voor het elektrisch aansluiten van een beschermingsgeleider op niet-stroomvoerende behuizingen van elektrische installaties die zijn blootgesteld aan stromen kortsluiting fase elektrische stroom. Een beveiligingscircuit, waarvan de belangrijkste taak is het voorkomen van elektrische verwondingen die verband houden met piekstroomwaarden tijdens kortsluiting.

Om de essentie van het apparaat te begrijpen, moet u de fundamentele theoretische kwesties kennen.

Hoofddoelen, aardingstaken

De belangrijkste taak van beschermende aarding, volgens de GOST-vereisten, is om te voorkomen dat mensen worden blootgesteld aan piekstromen tijdens een kortsluiting en om de spanning uit de elektrische installatiebehuizingen te verwijderen via een aardingsapparaat in de grond. Alle maatregelen zijn genomen om de mogelijkheid van elektrisch letsel te voorkomen.

Het werkingsprincipe van beschermende aarding en aarding is om de stroomsterkte en schadelijke factoren bij het aanraken van kortgesloten delen van elektrische apparaten en installaties tot een minimum te beperken.

In dit geval neemt het spanningsniveau op de behuizingen van beschermde apparaten af, de potentiëlen worden gelijk gemaakt door de toename van deze waarde op het oppervlak tot een niveau gelijk aan het potentieel van de apparatuur met de aarddraad.

Toepassingen zijn onder meer driefasige apparatuur en circuits. Ze moeten zijn uitgerust met een stevig geaarde nulleider met een spanning van minder dan 1000 V; voor hogere circuitspanningen wordt elke methode voor het geleiden van de neutrale draad geselecteerd.

Het belangrijkste doel van het beveiligingsapparaat is het verlagen van het spanningsniveau tot een veilige waarde op de behuizing van de apparatuur en het beveiligingscircuit, en het verminderen van de stroom die door het menselijk lichaam vloeit bij aanraking van een gebied onder spanning.

De nominale waarde van de AC-circuitspanning is meer dan 380 V en de DC-waarde is 440 V - dergelijke elektrische circuits moeten worden uitgerust met aarding, vooral onder bijzonder gevaarlijke omstandigheden en op plaatsen met verhoogd gevaar.

Een apparaat met een metalen behuizing moet geaard zijn:

Wanneer een fasedraad kortsluit op de behuizing van het apparaat en een persoon deze met zijn hand aanraakt, stroomt er een gevaarlijke elektrische stroom door zijn lichaam. Bij aarding gaat het grootste deel van de spanning naar het circuit, omdat de weerstand ervan kleiner is dan die van het menselijk lichaam.

Het verschil tussen werkende aarding en beschermende aarding

Werkende aarding. Het werkingsprincipe is om verschillende afzonderlijke objecten van het elektrische circuit van het gebouw met de grond te verbinden. Dit kan de neutrale wikkeling van een generator zijn, of andere verschillende apparaten.

Het is bedoeld om te voorzien goede werking elektrische installaties, ongeacht de gebruiksomstandigheden. Dit type bescherming wordt geïmplementeerd door de geaarde behuizingen van elektrische installaties rechtstreeks te verbinden met aardgeleiders.

Heel zelden kan een werkende aarding worden uitgevoerd met behulp van gespecialiseerde apparaten - dit kunnen doorslagzekeringen of weerstanden zijn.

Beschermende aarding en aarding, zoals hierboven vermeld, het uitvoeren van werkzaamheden aan elektrische verbindingen met metalen niet-stroomvoerende delen van apparaten. In dit geval is de belangrijkste taak van het beveiligingscircuit het voorkomen van elektrisch letsel wanneer een persoon het lichaam van de apparatuur aanraakt, omdat de stroom ervan wordt omgeleid naar het aardingscircuit, waarvan de weerstand kleiner is dan de weerstand van het menselijk lichaam.

Daarom is het verschil tussen deze twee beveiligingsapparaten het principe van hun werking. Als de werkende de potentiëlen gelijk maakt, leidt de beschermende de stroom in de regel naar het aardingscircuit langs een stevig geaarde nulleider.

Maar wanneer u uw pand uitrust met welk type beveiliging dan ook, wordt de grootste operationele efficiëntie bereikt, op voorwaarde dat de kortsluitstromen niet toenemen als gevolg van een afname van het niveau van de aardingsweerstand.

Nog iets om in gedachten te houden. Geen enkel aardingscircuit kan het werk van stroomonderbrekers en apparaten uitvoeren beschermende afsluiting tijdens stroomlekken. En deze apparaten zullen hun werk niet betrouwbaar kunnen uitvoeren zonder beschermende aarding.

Vereisten voor beschermende aarding

Beschermende aarding is een steviger apparaat dan circuitaarding. Het voorziet in de aanleg van een aparte bus, met een vrij laag weerstandsniveau, die naar een systeem van aardgeleiders gaat die in de vorm van een driehoek in de grond worden gedreven.

De berekening van beschermende aarding vereist kennis van vele formules en de beschikbaarheid van veel initiële gegevens. Daarom is het gebruikelijk om te gebruiken voor woningvoorraad standaard projecten voor elke regio.

De aardingsinstallatie omvat het leggen van een neutrale bus of een andere methode om stroom af te voeren in een enkelfasig circuit. In dit geval vormen de weerstandswaarden van elke aardgeleider naar het onderstation of de voedingstransformator bij elkaar opgeteld de weerstandswaarde van het beveiligingsapparaat.

Deze waarde kan variëren, maar de vereisten voor beschermende aarding en aarding bieden een algemene waarde voor het maximaal mogelijke niveau van circuitweerstand.

Huishoudelijke aarding

In de regel moeten voedingssystemen een beschermende aardingsweerstand van 4 ohm tot 30 ohm hebben. Voor de opstelling worden in de regel stalen hoeken en een strip van 40 mm breed gebruikt. Zorg voor het gebruik van een koperen rail met voldoende doorsnede, in overeenstemming met GOST. Dit is een verplichte vereiste.

Bij gebruik van een beschermingsgeleider met een koperdraad van 0,5 mm2 is zelfs 100 meter draad niet voldoende om de kritische waarde te bereiken. Bij het bedienen van gebieden worden de strengste eisen gesteld:

1. Installaties met een circuitspanning tot 1000 V zijn uitgerust met een apparaat waarvan de weerstand niet groter mag zijn dan 0,5 Ohm. De waarde van de geaarde lus wordt gemeten met behulp van een speciale meetinstrument– weerstandsmeter. Deze meting wordt uitgevoerd door twee extra aardelektroden. Nadat we ze op een bepaalde afstand hebben gescheiden, voeren we metingen uit, verplaatsen we de elektrode en voeren we verschillende metingen uit. Het slechtste resultaat wordt als nominale waarde genomen.
2. Om het transformatorcircuit en andere stroombronnen te onderhouden, met spanningswaarden van 220 V tot 660 V, moet de waarde tussen 2 Ohm en 8 Ohm liggen.

Industriële beschermende aarding

Het gebruik van aanvullende maatregelen om potentiële waarden gelijk te maken is de belangrijkste “plicht” van het gebruik van beschermende uitrusting voor productiefaciliteiten. Voor prestatie betrouwbare bescherming Alle metalen delen van constructies en apparaten en communicatiepijpleidingen zijn verbonden met de aardgeleider.

In woongebouwen, badkamers en stalen waterleidingen, riolering en verwarmingsbuizen moeten op deze manier worden uitgerust. Tegenwoordig komen ze, zij het zelden, voor. Bij industriële installaties is het volgende geaard:

Onderdelen die geen bescherming behoeven:

• metalen behuizingen van instrumenten en apparatuur geïnstalleerd op een stalen platform, het belangrijkste is om betrouwbaar contact tussen hen te garanderen;
• verschillende gebieden waarop metalen fittingen zijn geïnstalleerd houten constructies, de uitzondering geldt voor objecten waarbij de bescherming zich uitstrekt tot deze objecten;
• behuizingen voor elektrische apparatuur met veiligheidsklassen 2 en 3;
• bij het introduceren van elektrische bedrading in het gebouw met een spanning van niet meer dan 25 V, en deze door een muur gemaakt van diëlektrica.

Concluderend moet worden opgemerkt.

Beschermende aarding wordt gebruikt in wisselstroomnetwerken tot 1 kV met een stevig geaarde nulleider, boven deze spanningswaarde bij alle soorten neutrale draadgeleiding.

Na het installeren van elk type bescherming is het noodzakelijk om de weerstandswaarde van de bescherming te controleren. Hierna wordt een inspectierapport opgemaakt. Metingen worden uitgevoerd in de zomer en de winter, wanneer de bodem de grootste weerstand heeft.

De elektrische verbinding van een voorwerp gemaakt van geleidend materiaal met aarde. Aarding bestaat uit een aardelektrode (een geleidend deel of een reeks onderling verbonden geleidende delen die rechtstreeks of via een tussenliggend geleidend medium in elektrisch contact staan ​​met de aarde) en een aardgeleider die het geaarde apparaat met de aardelektrode verbindt. De aardelektrode kan eenvoudig zijn metalen staaf(meestal staal, minder vaak koper) of een complexe reeks speciaal gevormde elementen.

De kwaliteit van de aarding wordt bepaald door de waarde van de elektrische weerstand van het aardingscircuit, die kan worden verminderd door het contactoppervlak of de geleidbaarheid van het medium te vergroten (door veel staven te gebruiken, het zoutgehalte in de grond te verhogen, enz.). In Rusland zijn de aardingsvereisten en de regeling ervan gereguleerd.

Beschermende aardgeleiders in alle elektrische installaties, evenals neutrale beschermingsgeleiders in elektrische installaties met spanningen tot 1 kV met een stevig geaarde nulleider, inclusief rails, moeten de letteraanduiding PE en kleuraanduiding hebben in afwisselende lengte- of dwarsstrepen van dezelfde breedte (voor rails van 15 tot 100 mm) gele en groene kleuren.

Nulwerkende (neutrale) geleiders worden aangeduid met de letter N en blauw. Gecombineerde neutrale beschermings- en neutrale werkgeleiders moeten de letteraanduiding PEN en een kleuraanduiding hebben: blauw over de gehele lengte en geelgroene strepen aan de uiteinden.

Fouten in het aardingsapparaat

Verkeerde PE-geleiders

Soms gebruikt als aardgeleider waterleidingen of verwarmingsbuizen, maar deze kunnen niet als aardgeleider worden gebruikt. Er kunnen niet-geleidende inzetstukken in de watertoevoer aanwezig zijn (bijvoorbeeld kunststof buizen), elektrisch contact tussen de pijpen kan aangetast worden door corrosie, en uiteindelijk kan een deel van de pijpleiding worden gedemonteerd voor reparatie.

Combineert de werkende nul en PE-geleider

Een andere veel voorkomende overtreding is de combinatie van de werkende nul en de PE-geleider voorbij het punt van hun scheiding (als die er is) langs de energiedistributie. Een dergelijke overtreding kan leiden tot het optreden van vrij aanzienlijke stromen langs de PE-geleider (die in zijn normale toestand niet stroomvoerend zou moeten zijn), evenals tot valse uitschakelingen van het aardlekschakelaar (indien geïnstalleerd). Onjuiste scheiding van de PEN-geleider

De volgende methode om een ​​PE-geleider te “creëren” is uiterst gevaarlijk: een werkende neutrale geleider wordt direct in de fitting geïdentificeerd en er wordt een jumper tussen deze en het PE-contact van de socket geplaatst. De PE-geleider van de belasting die op deze aansluiting is aangesloten, is dus verbonden met de werknul.

Het gevaar van dit schema is dat er een fasepotentiaal verschijnt op het aardingscontact van het stopcontact, en dus op de behuizing van het aangesloten apparaat, wanneer een van de volgende voorwaarden:
- Breuk (ontkoppeling, doorbranden, enz.) van de neutrale geleider in het gebied tussen het stopcontact en de afscherming (en ook verder, tot aan het aardingspunt van de PEN-geleider);
- Herschikken van de fase- en neutrale (fase in plaats van neutrale en vice versa) geleiders die naar dit stopcontact gaan.

Beschermende functie van aarding

Het beschermende effect van aarding is gebaseerd op twee principes:

Het potentiaalverschil tussen een geaard geleidend object en andere natuurlijk geaarde geleidende objecten terugbrengen tot een veilige waarde.

Ontlading van lekstroom wanneer een geaard geleidend object in contact komt met een fasedraad. In een goed ontworpen systeem leidt het optreden van lekstroom tot onmiddellijke werking van beveiligingsapparatuur ().

Aarding is dus alleen het meest effectief in combinatie met het gebruik van aardlekschakelaars. In dit geval zal bij de meeste isolatiefouten het potentieel op geaarde objecten de gevaarlijke waarden niet overschrijden. Bovendien zal het defecte deel van het netwerk binnen zeer korte tijd worden losgekoppeld (tienden van honderdsten van een seconde is de responstijd van de aardlekschakelaar).

Aarding tijdens storingen in elektrische apparatuur Een typisch geval van storing in elektrische apparatuur is het contact van fasespanning met de metalen behuizing van het apparaat als gevolg van een defecte isolatie. Afhankelijk van welke beschermingsmaatregelen worden getroffen, zijn de volgende opties mogelijk:

De behuizing is niet geaard, er is geen aardlekschakelaar (de gevaarlijkste optie). De behuizing van het apparaat staat onder fasepotentiaal en dit wordt op geen enkele manier gedetecteerd. Het aanraken van een dergelijk defect apparaat kan fataal zijn.

De behuizing is geaard, er is geen aardlekschakelaar. Als de lekstroom langs het fase-lichaam-aardecircuit groot genoeg is (overschrijdt de bedrijfsdrempel van de zekering die dit circuit beschermt), zal de zekering doorslaan en het circuit uitschakelen. De hoogste effectieve spanning (ten opzichte van aarde) op een geaarde behuizing zal Umax=RGIF zijn, waarbij RG? grondweerstand, ALS? de stroom waarbij de zekering die dit circuit beschermt, wordt geactiveerd. Deze optie is niet veilig genoeg, omdat bij een hoge aardingsweerstand en grote zekeringswaarden het potentieel op de geaarde geleider behoorlijk aanzienlijke waarden kan bereiken. Met een aardweerstand van 4 ohm en een zekering van 25 A kan het potentieel bijvoorbeeld 100 volt bereiken.

De behuizing is niet geaard, er is een aardlekschakelaar geïnstalleerd. De behuizing van het apparaat bevindt zich op fasepotentiaal en dit wordt pas gedetecteerd als er een pad is waar de lekstroom kan passeren. In het ergste geval ontstaat er een lek in het lichaam van een persoon die zowel een defect apparaat als een natuurlijk geaard voorwerp aanraakt. De aardlekschakelaar verbreekt de verbinding met het defecte deel van het netwerk zodra er een lek optreedt. Een persoon krijgt slechts een elektrische schok van korte duur (0,010,3 seconden - de RCD-responstijd), die in de regel geen schade aan de gezondheid veroorzaakt.

De behuizing is geaard, de aardlekschakelaar is geïnstalleerd. Dit is de veiligste optie, omdat de twee beschermende maatregelen elkaar aanvullen. Wanneer fasespanning een geaarde geleider raakt, vloeit er stroom van de fasegeleider via de isolatiefout naar de aardgeleider en verder de aarde in. De RCD detecteert dit lek onmiddellijk, ook al is het zeer onbeduidend (meestal is de gevoeligheidsdrempel van de RCD 10 mA of 30 mA), en verbreekt snel (0,010,3 seconden) de verbinding met het deel van het netwerk met de fout. Bovendien, als de lekstroom groot genoeg is (de uitschakeldrempel overschrijdt van de zekering die dat circuit beschermt), kan de zekering ook geactiveerd worden. Welke precies? beschermend apparaat(RCD of zekering) zal het circuit uitschakelen - afhankelijk van hun snelheid en lekstroom. Het is ook mogelijk dat beide apparaten worden geactiveerd.

Soorten aarding

TN-C

Het TN-C-systeem (Franse Terre-Neutre-Combine) werd in 1913 voorgesteld door het Duitse concern AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft). De werkende nulleider en de PE-geleider (Protection Earth) zijn in dit systeem gecombineerd in één draad. Het grootste nadeel was de vorming van lijnspanning (1,732 keer hoger dan fasespanning) op elektrische installatiebehuizingen tijdens een nood-nulonderbreking.

Desondanks kun je dit tegenwoordig vinden in de gebouwen van landen voormalige Sovjet-Unie.

TN-S

Ter vervanging van het voorwaardelijk gevaarlijke TN-C-systeem in de jaren dertig werd het TN-S-systeem (Frans Terre-Neutre-Separe) ontwikkeld, waarbij de werk- en beschermende nullen direct bij het onderstation werden gescheiden en de aardelektrode behoorlijk was complex ontwerp metalen fittingen.

Dus toen de werknul in het midden van de lijn werd verbroken, kregen de elektrische installatiebehuizingen geen lijnspanning. Later maakte een dergelijk aardingssysteem het mogelijk differentiële stroomonderbrekers en stroomlekschakelaars te ontwikkelen die kleine stromen konden detecteren. Hun werk is tot op de dag van vandaag gebaseerd op de wetten van Kirghoff, volgens welke de stroom die door de fasedraad vloeit numeriek gelijk moet zijn aan de stroom die door de werkende nul vloeit.

Je kunt ook het TN-C-S-systeem observeren, waarbij de scheiding van nullen in het midden van de lijn plaatsvindt. Als de neutrale draad echter vóór het scheidingspunt breekt, staan ​​de behuizingen onder lijnspanning, wat een levensbedreiging zal vormen. indien aangeraakt.

Elektriciteit - beste vriend En ergste vijand persoon. Natuurlijk is het nu bijna onmogelijk om je een leven zonder hem voor te stellen. Helaas waren er enkele slechte momenten, zoals een nederlaag elektrische schok. U kunt een elektrische schok krijgen als u niet alleen een blootgesteld onderdeel onder spanning aanraakt, maar ook het ogenschijnlijk onschadelijke lichaam van een elektrisch apparaat. In dit artikel zullen we proberen het uit te leggen in eenvoudige taal Wat is aarden en waarvoor is het bedoeld? Daarnaast gaan we kijken naar wat een difavtomat en RCD zijn en waarvoor ze worden gebruikt.

Definitie van het concept

Om het kort te zeggen en in eenvoudige woorden, Dat:

Aarding is een apparaat dat een persoon beschermt tegen elektrische schokken als alle elektrische apparatuur op aarde is aangesloten. In een noodsituatie ‘stroomt’ gevaarlijke spanning naar de grond.

Bescherming is het belangrijkste doel van aarding. Het bestaat uit het aansluiten van een extra, derde aardgeleider op de bedrading, die is aangesloten op een apparaat zoals een aardelektrode. Hij heeft op zijn beurt goed contact met de grond.

Aarding kan operationeel of beschermend zijn, afhankelijk van het beoogde doel. De werkende is nodig voor de normale werking van de elektrische installatie, de beschermende is nodig om de elektrische veiligheid te garanderen (voorkomen van elektrische schokken).

Normaal gesproken ziet aarding (aardelektrode) eruit als drie elektrische staven die in de grond worden gedreven, op gelijke afstand van elkaar, gelegen in de hoeken van een gelijkzijdige driehoek. Deze staven zijn met elkaar verbonden door een metalen strip. Misschien heb je zulke staven wel eens gezien bij huizen en gebouwen.

Het is je misschien ook opgevallen dat op de muren van veel gebouwen, binnen of buiten, metalen strips zijn bevestigd, soms geverfd met afwisselend gele en groene strepen - deze zijn ook verbonden met de aardelektrode. Er is een aardingsbus nodig om te voorkomen dat er uit elke elektrische installatie een aarddraad wordt getrokken.

De derde geleider is meestal verbonden met het lichaam elektrische apparaten, waardoor bescherming wordt geboden tegen het verschijnen van gevaarlijke spanning erop. Bij kabels heeft deze meestal een kleinere doorsnede dan de aangrenzende ‘werkende’ geleiders en een andere isolatiekleur: geelgroen.

Aardingsvereisten

De vereisten voor de beschermende aardlus zijn als volgt:

1. Alle elektrische installaties moeten geaard zijn, inclusief metalen deuren van elektriciteitskasten en schakelborden.
2. De weerstand van het aardingsapparaat mag niet groter zijn dan 4 Ohm in elektrische installaties met een nulleider.
3. Noodzakelijk om te gebruiken.

We hebben ontdekt wat aarding is, laten we het nu hebben over waarom het nodig is.

Waarom wordt iemand geëlektrocuteerd?

Laten we eens kijken naar twee typische situaties waarin u geschokt bent:

1. De wasmachine deed zijn werk naar behoren, en toen je hem uit wilde zetten, voelde je dat zijn lichaam je ‘kneep’. Of erger nog, als je het aanraakte, kreeg je een ernstige schok.
2. Je besloot een bad te nemen, zette het water open, pakte de kraan en voelde hetzelfde effect van elektriciteit: een tintelende of krachtige klap.

Beide situaties kunnen worden opgelost door aarding aan te sluiten op de behuizingen van apparaten en alle metalen onderdelen in de badkamer en door een aardlekschakelaar of differentiële stroomonderbreker te installeren bij de elektriciteitsingang van het huis of naar een groep consumenten.

Hoe werkt aarden?

Laten we eerst eens kijken waarom er gevaarlijke spanning op de behuizing van de wasmachine of andere elektrische apparatuur verscheen. Alles is vrij eenvoudig: de isolatie van de geleiders is om de een of andere reden verslechterd of beschadigd en het beschadigde gebied raakt de metalen behuizing van een bepaald apparaatonderdeel.

Als er geen aarding of neutralisatie van elektrische apparatuur plaatsvindt, kan er, wanneer een persoon een beschadigd apparaat aanraakt, een potentiaalverschil op het oppervlak tussen de contactpunten optreden. Wanneer u in de buurt van beschadigde apparatuur staat, kan er een potentiaalverschil optreden tussen de voeten die de grond raken. Aanraakspanning en stapspanning kunnen gevaarlijk zijn voor mensen. Om hun waarde tot een veilige waarde terug te brengen, wordt beschermende aarding gebruikt.

Zelfs kleine waarden als 50 mA zijn gevaarlijk voor mensen - een dergelijke stroom kan leiden tot ventriculaire fibrillatie en de dood.

Het aardingsprincipe is dus als volgt: de behuizingen van alle elektrische apparaten zijn verbonden met de aardelektrode en er is bovendien een aardlekschakelaar geïnstalleerd. Als er een gevaarlijke spanning op het frame ontstaat, trekt de aarde altijd het gevaarlijke potentieel naar het veilige aardepotentiaal en loopt de spanning af naar de aarde.

Waar worden aardlekschakelaars en difavtomaten voor gebruikt?

Het simpelweg aarden van apparaten is goed, maar het bieden van extra bescherming is nog beter. Hiervoor bedachten ze (RCD) en.

Een difavtomat is een apparaat dat een aardlekschakelaar en een conventionele stroomonderbreker in zijn behuizing combineert, zodat u ruimte bespaart in het elektrische paneel.

RCD - reageert alleen op . Het principe van zijn werking is dit: het vergelijkt de hoeveelheid stroom door de fase en door de neutrale draad, als een deel van de stroom naar de grond is gestroomd, reageert het onmiddellijk door het circuit uit te schakelen; Ze onderscheiden zich door een gevoeligheid van 10 tot 500 mA. Hoe gevoeliger de aardlekschakelaar, hoe vaker deze uitschakelt, zelfs bij kleine lekkages. U mag echter geen aardlekschakelaar installeren die te ruw is voor uw huis.

Het werkingsprincipe van een beveiligd circuit in eenvoudige bewoordingen:

Wanneer een fase de behuizing van geaarde elektrische apparatuur raakt, begint er stroom te stromen tussen de fasedraad en de behuizing. Dan merkt de aardlekschakelaar dat er stroom door de fasedraad is gevloeid, dat een deel van de stroom ergens heen is gestuurd en dat er een kleinere stroom door de neutrale draad is teruggekeerd, waarna dit circuit spanningsloos wordt gemaakt. Zo bent u beschermd tegen elektrische schokken.

Als u een aardlekschakelaar installeert in een tweedraads elektrisch circuit zonder aardgeleider en er is een mogelijkheid dat er ergens stroom lekt, dan werkt deze pas nadat u deze plek hebt aangeraakt en de stroom via u naar de aarde vloeit. In dit geval bent u ook veilig.

Dat is alles wat we u wilden vertellen over dit probleem. Nu weet u wat aarding is, wanneer en hoe deze wordt geïnstalleerd en waarvoor deze wordt gebruikt. We hopen dat de informatie duidelijk en toegankelijk voor u is gepresenteerd!

Aarding

Dit artikel gaat over de aarding van elektrische installaties, die nodig is om de elektrische veiligheid te garanderen - mensen te beschermen tegen elektrische schokken. Zie Contragewicht (radiotechniek) voor de term in radiocommunicatie. Zie Aarde (elektronica) voor de "aarde" -draad in de elektronica .

1.7.28. Aarding- opzettelijk elektrische verbinding elk punt in het netwerk, elektrische installatie of apparatuur met een aardingsapparaat.

Hoofdstuk 1.7 AARDING EN ELEKTRISCHE VEILIGHEIDSMAATREGELEN. Toepassingsgebied. Termen en definities
Regels voor elektrische installatie (PUE) Zevende editie. Goedgekeurd bij besluit van het Ministerie van Energie van Rusland gedateerd 07/08/2002 nr. 204

In de elektrotechniek wordt aarding gebruikt om de aanraakspanning terug te brengen tot een waarde die veilig is voor mens en dier.

Terminologie

• Stevig gefundeerd neutraal- nulleider van een transformator of generator, rechtstreeks aangesloten op het aardingsapparaat. Ook de uitgang van een enkelfasige wisselstroombron of de pool van een gelijkstroombron in tweedraadsnetwerken, evenals het middelpunt in driedraads gelijkstroomnetwerken, kunnen stevig worden geaard.
• Geïsoleerd Neutraal- nulleider van een transformator of generator, niet aangesloten op een aardingsapparaat of daarmee verbonden via een hoge weerstand van signalerings-, meet-, beveiligings- en andere soortgelijke apparaten.

• Aardingsapparaat- een set aardgeleiders en aardgeleiders.
• Aardelektrode- een geleidend onderdeel of een reeks onderling verbonden geleidende onderdelen die rechtstreeks of via een tussenliggend geleidend medium in elektrisch contact staan ​​met de aarde.
  • Kunstmatige aardelektrode- een aardgeleider die speciaal is ontworpen voor aardingsdoeleinden.
  • Natuurlijke aarding- een geleidend onderdeel van een derde partij dat in elektrisch contact staat met de aarde, rechtstreeks of via een geleidend tussenmedium, gebruikt voor aardingsdoeleinden.
• Aardgeleider- een geleider die het geaarde deel (punt) verbindt met de aardelektrode.
• Beschermende (PE) geleider- een geleider bedoeld voor elektrische veiligheidsdoeleinden.
• Beschermende aardgeleider- beschermingsgeleider bedoeld voor beschermende aarding.
• Beschermende potentiaalvereffeningsgeleider- een beschermende geleider ontworpen voor beschermende potentiaalvereffening.
• Neutrale beschermingsgeleider- een beschermingsgeleider in elektrische installaties tot 1 kV, bedoeld voor het verbinden van open geleidende delen met de stevig geaarde nulleider van de stroombron.
• Nulwerkende (neutrale) geleider (N)- een geleider in elektrische installaties tot 1 kV, bestemd voor het voeden van elektrische ontvangers en aangesloten op een stevig geaarde nulleider van een generator of transformator in driefasige stroomnetten, op een stevig geaarde uitgang van een enkelfasige stroombron, op een stevig geaard bronpunt in DC-netwerken.
• Gecombineerde neutrale beschermende en neutrale werkende (PEN) geleiders- geleiders in elektrische installaties met spanningen tot 1 kV, waarbij de functies van de neutrale beschermende en neutrale werkgeleiders worden gecombineerd.
• Hoofdgrondbus- een bus die deel uitmaakt van de aardingsinrichting van een elektrische installatie tot 1 kV en bedoeld is voor het aansluiten van meerdere geleiders ten behoeve van aarding en potentiaalvereffening.
• Geleidend deel- een onderdeel dat elektrische stroom kan geleiden.
• Levend deel- het geleidende deel van de elektrische installatie, dat tijdens de werking onder bedrijfsspanning staat, inclusief de neutrale werkgeleider (maar niet de PEN-geleider).
• Blootgesteld geleidend deel- een geleidend deel van een elektrische installatie dat toegankelijk is voor aanraking en dat normaal gesproken niet onder spanning staat, maar dat onder stroom kan komen te staan ​​als de hoofdisolatie beschadigd is.
• Geleidend onderdeel van derden- een geleidend onderdeel dat geen deel uitmaakt van de elektrische installatie.
• Nulpotentiaalzone (relatieve aarde)- een deel van de aarde dat zich buiten de invloedszone van een aardelektrode bevindt, waarvan wordt aangenomen dat de elektrische potentiaal nul is.

• Beschermende aarding- aarding uitgevoerd voor elektrische veiligheidsdoeleinden.
• Werkende (functionele) aarding- aarding van een punt of punten van delen onder spanning van een elektrische installatie, uitgevoerd om de werking van de elektrische installatie te garanderen (niet voor elektrische veiligheidsdoeleinden).
• Beschermende aarding in elektrische installaties met een spanning tot 1 kV- opzettelijke verbinding van open geleidende delen met een stevig geaarde nulleider van een generator of transformator in driefasige stroomnetwerken, met een stevig geaarde uitgang van een enkelfasige stroombron, met een geaard bronpunt in gelijkstroomnetwerken, uitgevoerd voor elektrische veiligheidsdoeleinden.
• Potentiële egalisatie- elektrische verbinding van geleidende delen om gelijkheid van hun potentieel te bereiken.
• Beschermende potentiaalvereffening- potentiaalvereffening uitgevoerd voor elektrische veiligheidsdoeleinden.
• Potentiële egalisatie- vermindering van het potentiaalverschil (stapspanning) op het aardoppervlak of de vloer met behulp van beschermende geleiders die in de grond, in de vloer of op hun oppervlak zijn gelegd en zijn aangesloten op een aardingsapparaat, of door gebruik te maken van speciale aardbedekkingen.
• Verspreidingszone (lokale grond) - aardingszone tussen de aardelektrode en de nulpotentiaalzone.
• Aardfout- onbedoeld elektrisch contact tussen delen onder spanning en de grond.

• Directe aanraking- elektrisch contact van mensen of dieren met spanningvoerende delen.
• Indirecte aanraking- elektrisch contact van mensen of dieren met blootliggende geleidende delen die onder spanning komen te staan ​​als de isolatie beschadigd raakt.

• Bescherming tegen direct contact- bescherming om het aanraken van spanningvoerende delen te voorkomen.
• Bescherming tegen indirect contact- bescherming tegen elektrische schokken bij aanraking van blootliggende geleidende delen die onder spanning komen te staan ​​als de isolatie beschadigd is.
• Beschermend automatische uitschakeling voeding- automatische opening van het circuit van een of meer fasegeleiders (en, indien nodig, de neutrale werkgeleider), uitgevoerd voor elektrische veiligheidsdoeleinden.
• Scheidingstransformator- een transformator waarvan de primaire wikkeling is gescheiden van de secundaire wikkelingen door middel van een beschermende elektrische scheiding van circuits.
• Veilig scheidingstransformator - een scheidingstransformator die is ontworpen om circuits van ultralage spanning te voorzien.
• Beschermend scherm- een geleidend scherm ontworpen om te scheiden electronisch circuit en/of geleiders van spanningvoerende delen van andere circuits.

• Beschermende elektrische scheiding van circuits- scheiding van één elektrisch circuit van andere circuits in elektrische installaties met een spanning tot 1 kV met behulp van:
  • dubbele isolatie;
  • hoofdisolatie en beschermend scherm;
  • versterkte isolatie.

• Basis isolatie- isolatie van delen onder spanning, inclusief bescherming tegen direct contact.
• Extra isolatie- onafhankelijke isolatie in elektrische installaties met spanningen tot 1 kV, uitgevoerd als aanvulling op de hoofdisolatie ter bescherming tegen indirect contact.
• Dubbele isolatie- isolatie in elektrische installaties met een spanning tot 1 kV, bestaande uit basis- en aanvullende isolatie.
• Versterkte isolatie- isolatie in elektrische installaties met spanningen tot 1 kV, waardoor een mate van bescherming tegen elektrische schokken wordt geboden die gelijkwaardig is aan dubbele isolatie.
• Niet-geleidende (isolerende) ruimtes, zones, locaties- kamers, zones, ruimtes waarin bescherming tegen indirect contact wordt geboden door de hoge weerstand van de vloer en wanden en waarin geen geaarde geleidende delen aanwezig zijn.

• Aardfoutcoëfficiënt in driefasig elektrisch netwerk - de verhouding van het potentiaalverschil tussen de onbeschadigde fase en de aarde op het punt van een aardfout van de andere of twee andere fasen en het potentiaalverschil tussen de fase en de aarde op dit punt vóór de fout.

• Spanning op het aardingsapparaat- de spanning die ontstaat wanneer stroom van de aardelektrode naar de aarde vloeit tussen het stroomingangspunt naar de aardelektrode en de nulpotentiaalzone.
• Aanraakspanning- spanning tussen twee geleidende delen of tussen een geleidend deel en de aarde bij gelijktijdige aanraking door een persoon of dier.
• Verwachte aanraakspanning- spanning tussen gelijktijdig toegankelijke geleidende delen wanneer een persoon of dier deze niet aanraakt.
• Stap spanning- spanning tussen twee punten op het aardoppervlak, op een afstand van 1 m van elkaar, die gelijk wordt gesteld aan de lengte van iemands stap.
• Extra lage (lage) spanning (ELV)- spanning niet hoger dan 50 V AC en 120 V DC.

• Weerstand aardingsapparaat- de verhouding tussen de spanning op het aardingsapparaat en de stroom die van de aardelektrode naar de aarde vloeit.
• Equivalente soortelijke weerstand van de aarde met een inhomogene structuur- specifieke elektrische weerstand van aarde met een homogene structuur, waarbij de weerstand van het aardingsapparaat dezelfde waarde heeft als in aarde met een heterogene structuur.

Termijn "Aarde", gebruikt in dit hoofdstuk, moet worden opgevat als de grond in de verspreidingszone.

Termijn "weerstand", gebruikt in het hoofdstuk voor aarde met een niet-uniforme structuur, moet worden opgevat als gelijkwaardige weerstand.

Termijn "isolatieschade" moet worden opgevat als een enkele isolatiefout.

Termijn "automatische uitschakeling" moet worden opgevat als een beschermende automatische uitschakeling.

Termijn "potentiaalvereffening", gebruikt in dit hoofdstuk, moet worden opgevat als beschermende potentiaalvereffening.

Benamingen

Aardingsapparaat

In Rusland worden de aardingsvereisten en de opstelling ervan geregeld door de Electrical Installation Rules (PUE). Aarding in de elektrotechniek is verdeeld in natuurlijk en kunstmatig.

Natuurlijke aarding

Aardelektrode (metalen staaf) met aangesloten aardgeleider

Het is gebruikelijk om met natuurlijke aarding te spreken als die structuren waarvan de structuur zorgt voor een permanente aanwezigheid in de grond. Omdat hun weerstand echter op geen enkele manier wordt gereguleerd en er geen eisen worden gesteld aan de waarde van hun weerstand, kunnen natuurlijke aardingsstructuren niet worden gebruikt als aarding voor een elektrische installatie. Natuurlijke aardgeleiders omvatten bijvoorbeeld leidingen.

Kunstmatige aarding

Kunstmatige aarding is een opzettelijke elektrische verbinding van elk punt in een elektrisch netwerk, elektrische installatie of apparatuur met een aardingsapparaat.

Aardingsapparaat(GD) bestaat uit een aardelektrode (een geleidend deel of een reeks onderling verbonden geleidende delen die rechtstreeks of via een tussenliggend geleidend medium in elektrisch contact staan ​​met de aarde) en een aardgeleider die het geaarde deel (punt) verbindt met de aardelektrode . De aardelektrode kan een eenvoudige metalen staaf zijn (meestal staal, minder vaak koper) of een complexe reeks speciaal gevormde elementen.

De kwaliteit van de aarding wordt bepaald door de waarde van de aardingsweerstand / weerstand tegen stroomspreiding (hoe lager, hoe beter), die kan worden verminderd door het oppervlak van de aardelektroden te vergroten en de elektrische weerstand van de grond te verminderen: het vergroten van de aantal aardelektroden en/of hun diepte; het verhogen van de zoutconcentratie in de bodem, het verwarmen ervan, enz.

De elektrische weerstand van het aardingsapparaat is anders verschillende omstandigheden en wordt bepaald/gestandaardiseerd door de vereisten van de PUE en relevante normen.

Soorten kunstmatige aardingssystemen

Sommige soorten aardingssystemen voor elektrische netwerken. TN-S kwam in de jaren dertig om daarna TN-C te vervangen grote hoeveelheid elektrisch letsel wanneer de neutrale draad breekt, aangezien gewoonlijk werd aangenomen dat de doorsnede van de neutrale draad 1/3 was van de dikte van de doorsnede van de fasedraden

Elektrische installaties met betrekking tot elektrische veiligheidsmaatregelen zijn onderverdeeld in:

• elektrische installaties met spanningen boven 1 kV in netwerken met een stevig geaarde of effectief geaarde nulleider;
• elektrische installaties met spanningen boven 1 kV in netwerken met een geïsoleerde of geaarde nulleider via een boogonderdrukkingsreactor of weerstand;
• elektrische installaties met een spanning tot 1 kV in netwerken met een stevig geaarde nulleider;
• elektrische installaties met een spanning tot 1 kV in netwerken met een geïsoleerde nulleider.

Afhankelijk van technische kenmerken elektrische installaties en voedingsnetwerken, kan de werking ervan vereisen diverse systemen aarding. In de regel geeft de verkooporganisatie, voordat een elektrische installatie wordt ontworpen, een lijst uit technische specificaties, dat het gebruikte aardingssysteem specificeert.

De classificatie van typen aardingssystemen wordt gegeven als de belangrijkste kenmerken van het elektriciteitsnet. GOST R 50571.2-94 “Elektrische installaties van gebouwen. Deel 3. Basiskenmerken regelt de volgende aardingssystemen: TN-C , TN-S , TN-C-S , TT , HET .

Voor elektrische installaties met een spanning tot 1 kV worden de volgende aanduidingen geaccepteerd:

• systeem TN - een systeem waarbij de nulleider van de stroombron stevig geaard is, en de open geleidende delen van de elektrische installatie via neutrale beschermingsgeleiders zijn verbonden met de stevig geaarde nulleider van de bron;
• systeem TN-C - systeem TN, waarbij de nulbeschermende en nulwerkende geleiders over de gehele lengte in één geleider zijn gecombineerd;
• systeem TN-S - systeem TN, waarbij de nulbeschermende en nulwerkende geleiders over de gehele lengte gescheiden zijn;
• systeem TN-C-S - systeem TN, waarin de functies van de nulbeschermende en nulwerkende geleiders worden gecombineerd in één geleider in een deel ervan, beginnend bij de stroombron;
• systeem HET - een systeem waarin de nulleider van de stroombron geïsoleerd is van de aarde of geaard is via apparaten of apparaten met een hoge weerstand, en de blootliggende geleidende delen van de elektrische installatie zijn geaard;
• systeem TT - een systeem waarin de nulleider van de stroombron stevig geaard is, en de blootliggende geleidende delen van de elektrische installatie zijn geaard met behulp van een aardingsapparaat dat elektrisch onafhankelijk is van de stevig geaarde nulleider van de bron.

• T - geaarde neutraal (lat. terra);
• I - geïsoleerde neutraal isolatie).

• T - blootliggende geleidende delen zijn geaard, ongeacht de relatie met de aarde van de nulleider van de stroombron of enig punt van het voedingsnetwerk;
• N - open geleidende delen zijn verbonden met de stevig geaarde nulleider van de stroombron.

• S - nul werknemer ( N) en nulbeschermend ( MET BETREKKING TOT) geleiders zijn gescheiden (eng. gescheiden);
• MET - de functies van de neutrale beschermende en neutrale werkgeleiders zijn gecombineerd in één geleider (PEN-geleider) (eng. gecombineerd);
• N - nulwerkende (neutrale) geleider; (Engels) neutrale)
• MET BETREKKING TOT - beschermingsgeleider (aardgeleider, neutrale beschermingsgeleider, beschermingsgeleider van het potentiaalvereffeningssysteem) Beschermende aarde)
• PEN - gecombineerde nulbeschermende en nulwerkende geleiders (eng. Beschermende aarde en neutraal).

Systemen met een stevig geaarde nulleider ( TN-systemen)

Systemen met een stevig geaarde nulleider worden meestal genoemd TN-systems, aangezien deze afkorting uit het Frans komt. Terre-neutraal, wat 'grondneutraal' betekent.

Systeem TN-C

Systeem TN-C (fr. Terre-Neutre-Combiné) werd in 1913 voorgesteld door het Duitse concern AEG. Werken nul en PE- dirigent (Engels) Bescherming aarde) in dit systeem worden gecombineerd tot één draad. Het grootste nadeel was de mogelijkheid dat er tijdens een noodstop fasespanning op de behuizingen van elektrische installaties zou verschijnen nul. Ondanks dit, dit systeem nog steeds te vinden in gebouwen in de landen van de voormalige USSR. Van moderne elektrische installaties is een dergelijk systeem alleen te vinden in straatverlichting om economische redenen en om het risico te beperken.

Systeem TN-S

Systeem TN-S (fr. Terre-Neutre-Separé) is ontwikkeld ter vervanging van een voorwaardelijk gevaarlijk systeem TN-C in de jaren dertig. De werk- en beschermende nullen werden direct bij het onderstation gescheiden en de aardelektrode was een vrij complexe structuur van metalen fittingen. Dus toen de werknul in het midden van de lijn werd verbroken, kregen de elektrische installatiebehuizingen geen lijnspanning. Later maakte een dergelijk aardingssysteem het mogelijk differentiële stroomonderbrekers en stroomlekschakelaars te ontwikkelen die kleine stromen konden detecteren. Hun werk is tot op de dag van vandaag gebaseerd op de wetten van Kirchhoff, volgens welke de stroom die door het werknul vloeit numeriek gelijk moet zijn aan de geometrische som van de stromen in de fasen.

• Je kunt het systeem ook observeren TN-C-S, waar de scheiding van nullen in het midden van de lijn plaatsvindt, maar als de neutrale draad vóór het scheidingspunt breekt, staan ​​de behuizingen onder lijnspanning, wat bij aanraking een levensbedreiging zal vormen.

Systeem TN-C-S

In systeem TN-C-S Het transformatorstation heeft een directe aansluiting van stroomvoerende delen op de grond. Alle blootliggende geleidende delen van de elektrische installatie van het gebouw zijn rechtstreeks verbonden met het aardingspunt van het transformatorstation. Om deze verbinding te garanderen, is een gecombineerde neutrale beschermings- en werkgeleider ( PEN), in het hoofdgedeelte van het elektrische circuit bevindt zich een afzonderlijke neutrale beschermingsgeleider ( PE).

• Voordelen: een eenvoudiger bliksembeveiligingsapparaat (er kan geen spanningspiek tussen zitten). PE En N), de mogelijkheid van bescherming tegen fasekortsluiting op de behuizing van het apparaat met behulp van gewone "automatische apparaten".

• Nadelen: extreem slechte bescherming tegen ‘zero burn-out’, dat wil zeggen vernietiging PEN op weg van het transformatorstation naar het scheidingspunt. In dit geval in de bus PE Aan de consumentenzijde verschijnt fasespanning, die door geen enkele automatisering kan worden uitgeschakeld ( PE kan niet worden uitgeschakeld). Als binnen het gebouw de bescherming hiertegen wordt geboden door het noodcontrolesysteem (al het metaal staat onder spanning en er is geen risico op een elektrische schok bij het aanraken van 2 verschillende voorwerpen), dan buitenshuis Hiertegen bestaat helemaal geen bescherming.

Volgens de PUE is dit het belangrijkste en aanbevolen systeem, maar tegelijkertijd vereist de PUE naleving van een aantal maatregelen om vernietiging te voorkomen PEN- mechanische bescherming PEN, evenals herhaaldelijk aarden PEN bovenleiding langs palen over een bepaalde afstand (maximaal 200 meter voor gebieden met maximaal 40 onweersuren per jaar, 100 meter voor gebieden met meer dan 40 onweersuren per jaar).

In gevallen waarin het onmogelijk is om aan deze maatregelen te voldoen, adviseert de PUE TT. Ook TT aanbevolen voor alle installaties onder open lucht(schuren, veranda's, etc.)

In stadsgebouwen met de bus PEN meestal een dik metalen frame dat verticaal door het hele gebouw loopt. Het is bijna onmogelijk om te vernietigen, daarom wordt het gebruikt in stadsgebouwen TN-C-S.

Op het platteland van Rusland is er in de praktijk een groot aantal lucht lijnen zonder mechanische bescherming PEN en herhaalde aardingen. Omdat in platteland populairder systeem TT.

In de late Sovjet-stedelijke ontwikkeling werd het meestal gebruikt TN-C-S met een verdeelpunt gebaseerd op het elektrische paneel ( PEN) naast de balie, terwijl PE werd alleen uitgevoerd voor elektrische kachels.

In moderne Russische gebouwen wordt ook een "vijfdraadssysteem" gebruikt met een scheidingspunt in de kelder; onafhankelijke lijnen lopen door de stijgbuizen N En PE.

Systeem TT

In systeem TT Het transformatorstation heeft een directe aansluiting van stroomvoerende delen op de grond. Alle open geleidende delen van de elektrische installatie van het gebouw zijn via een aardelektrode rechtstreeks met de aarde verbonden, elektrisch onafhankelijk van de neutrale aardelektrode van het transformatorstation.

• Voordelen: hoge weerstand tegen vernietiging N op weg van de TP naar de consument. Deze vernietiging heeft geen effect op PE.

• Nadelen: vereisten voor complexere bliksembeveiliging (de mogelijkheid dat er een piek tussen verschijnt N En PE), evenals de onmogelijkheid voor gewoon zekering traceer de fasekortsluiting op de behuizing van het apparaat (en verderop PE). Dit komt door een redelijk merkbare (30-40 Ohm) weerstand van de lokale aarding.

Vanwege het bovenstaande wordt de PUE aanbevolen TT alleen als “aanvullend” systeem (mits de toevoerleiding niet aan de eisen voldoet). TN-C-S Door opnieuw aarden En mechanische bescherming PEN), evenals bij installaties buitenshuis waar het risico bestaat van gelijktijdig contact met de installatie en de fysieke aarde (of fysiek geaarde metalen elementen).

Vanwege de slechte kwaliteit van de meeste luchtvaartlijnen in landelijke gebieden van Rusland is het systeem echter niet beschikbaar TT daar enorm populair.

TT vereist het verplichte gebruik van een aardlekschakelaar. Normaal gesproken wordt een inleidende aardlekschakelaar geïnstalleerd met een instelling van 300-100 mA, die de kortsluiting tussen fase en PE, en daarachter - persoonlijke aardlekschakelaars voor specifieke circuits op 30-10 mA om mensen tegen elektrische schokken te beschermen.

Bliksembeveiligingsapparaten zoals ABB OVER, verschillen in ontwerp voor systemen TN-C- S en TT Bij deze laatste is er een gasafleider tussen geplaatst N En PE en varistoren ertussen N en fasen.

Geïsoleerde neutrale systemen

IT systeem

In systeem HET De nulleider van de voeding is geïsoleerd van aarde of geaard via instrumenten of apparaten met een hoge weerstand, en blootliggende geleidende delen zijn geaard. De lekstroom naar de behuizing of naar de aarde in een dergelijk systeem zal laag zijn en heeft geen invloed op de bedrijfsomstandigheden van de aangesloten apparatuur.

Systeem HET Het wordt in de regel gebruikt in elektrische installaties van gebouwen en constructies voor speciale doeleinden, die onderworpen zijn aan verhoogde betrouwbaarheids- en veiligheidseisen, bijvoorbeeld in ziekenhuizen voor noodstroomvoorziening en verlichting.

Beschermende functie van aarding

Principe van beschermende actie

Het beschermende effect van aarding is gebaseerd op twee principes:

• Het potentiaalverschil tussen een geaard geleidend object en andere natuurlijk geaarde geleidende objecten terugbrengen tot een veilige waarde.
• Ontlading van lekstroom wanneer een geaard geleidend object in contact komt met een fasedraad. In een goed ontworpen systeem leidt het optreden van lekstroom tot de onmiddellijke werking van beveiligingsapparatuur (aardlekschakelaars - aardlekschakelaars).
• In systemen met een stevig geaarde nulleider - start van de werking van de zekering wanneer de fasepotentiaal een geaard oppervlak raakt.

Aarding is dus alleen het meest effectief in combinatie met het gebruik van aardlekschakelaars. In dit geval zal bij de meeste isolatiefouten het potentieel op geaarde objecten de gevaarlijke waarden niet overschrijden. Bovendien zal het defecte deel van het netwerk binnen zeer korte tijd worden losgekoppeld (tienden...honderdsten van een seconde - de responstijd van de aardlekschakelaar).

Aarding bij storingen in de elektrische apparatuur

Een typisch geval van een storing in elektrische apparatuur is het contact van fasespanning met de metalen behuizing van het apparaat als gevolg van een defecte isolatie. (Opgemerkt moet worden dat moderne elektrische apparaten die een puls hebben en zijn uitgerust met een driepolige stekker, zoals een pc-systeemeenheid, bij afwezigheid van aarding een gevaarlijk potentieel hebben op de behuizing, zelfs als ze volledig operationeel zijn .) Afhankelijk van welke beschermende maatregelen worden geïmplementeerd, zijn de volgende opties mogelijk:

Opties beschreven

De behuizing is niet geaard, er is geen aardlekschakelaar (de gevaarlijkste optie).

• De behuizing van het apparaat bevindt zich onder fasepotentiaal en dit zal nooit ontdekt worden. Het aanraken van een dergelijk defect apparaat kan fataal zijn.

• Als de lekstroom in het circuit fase-behuizing-aardingsschakelaar groot genoeg is (de uitschakeldrempel overschrijdt van de zekering die dat circuit beschermt), dan zal de zekering doorslaan en het circuit uitschakelen. De maximale effectieve spanning (ten opzichte van aarde) op een geaard lichaam zal zijn U max =R G ·I F, Waar R G− aardingsweerstand, ALS− stroom waarbij de zekering die dit circuit beschermt, wordt geactiveerd. Deze optie is niet veilig genoeg, omdat bij een hoge aardingsweerstand en grote zekeringswaarden het potentieel op de geaarde geleider behoorlijk aanzienlijke waarden kan bereiken. Met een aardweerstand van 4 ohm en een zekering van 25 A kan het potentieel bijvoorbeeld 100 volt bereiken.

• De behuizing van het apparaat bevindt zich op fasepotentiaal en dit wordt pas gedetecteerd als er een pad is waar de lekstroom kan passeren. In het ergste geval ontstaat er een lek in het lichaam van een persoon die zowel een defect apparaat als een natuurlijk geaard voorwerp aanraakt. De aardlekschakelaar verbreekt de verbinding met het defecte deel van het netwerk zodra er een lek optreedt. Een persoon krijgt slechts een elektrische schok van korte duur (0,01...0,3 s - de RCD-responstijd), die in de regel geen schade aan de gezondheid veroorzaakt.

• Dit is de veiligste optie, omdat de twee beschermende maatregelen elkaar aanvullen. Wanneer fasespanning een geaarde geleider raakt, vloeit er stroom van de fasegeleider via de isolatiefout naar de aardgeleider en verder de aarde in. De RCD detecteert dit lek onmiddellijk, ook al is het zeer onbeduidend (meestal is de gevoeligheidsdrempel van de RCD 10 mA of 30 mA), en verbreekt snel (0,01...0,3 s) de verbinding met het deel van het netwerk met de fout. Bovendien, als de lekstroom groot genoeg is (de uitschakeldrempel overschrijdt van de zekering die dat circuit beschermt), kan de zekering ook geactiveerd worden. Welk beveiligingsapparaat (RCD of zekering) het circuit zal uitschakelen, hangt af van hun snelheid en lekstroom. Het is ook mogelijk dat beide apparaten worden geactiveerd.

Fouten in het aardingsapparaat

Niet correct PE- geleiders

Soms worden waterleidingen of verwarmingsbuizen gebruikt als aardgeleider, maar deze kunnen niet als aardgeleider worden gebruikt. Er kunnen niet-geleidende inzetstukken in de leidingen zitten (zoals plastic leidingen), het elektrisch contact tussen de leidingen kan verbroken zijn als gevolg van corrosie en ten slotte kan een deel van de pijpleiding worden gedemonteerd voor reparatie. Er bestaat ook een risico op een elektrische schok door contact met onder spanning staande delen van sanitaire voorzieningen.

"Puur land"

Het is een populaire opvatting dat computer- en telefooninstallaties een aarding vereisen die losstaat van de algemene aarding van het hele gebouw.

Dit is volkomen onjuist, omdat de lader een weerstand heeft die niet nul is en, in het geval van kortsluiting (en zelfs een klein lek dat niet door het automatische systeem wordt gedetecteerd), de fase PE op een van de apparaten begint stroom door de oplader te stromen en het potentieel ervan neemt toe als gevolg van de weerstand van de oplader. Als er 2 of meer onafhankelijke laders zijn, zal dit ertoe leiden dat er een potentiaalverschil tussen ontstaat PE verschillende elektrische installaties, die een risico op een elektrische schok voor mensen kunnen veroorzaken, en interface-apparaten (Ethernet en andere) kunnen blokkeren (of zelfs vernietigen) die twee delen van het systeem verbinden, geaard door onafhankelijke opladers.

De juiste oplossing is het organiseren van een potentiaalvereffeningssysteem.

Al het bovenstaande is ook van toepassing op geïmproviseerde aardingen van het type ‘laten we een emmer in de tuin begraven en er één apparaat aan aarden’, die soms in landelijke gebieden worden aangebracht.

Stroom van lijnbedrijfsstroom via lokale oplader

De aardingsinstallatie begrijpen

Vanwege een verkeerd begrip van het werkingsprincipe van de lokale oplader, kun je vaak de mening tegenkomen dat in het geval van een breuk in de PEN-geleider ( Beschermende aarde + neutraal beschermende en neutrale geleider in één draad) op de toevoerlijn, kan de bedrijfsstroom van de geleider met nulpotentiaal door de aardingsapparaten van consumenten stromen die zich bevinden na het punt waar de PEN-geleider breekt. De meest gebruikelijke manier om “dit gevaar” van deze misvatting te elimineren, is door te creëren noodmodi werken door een tweepolige stroomonderbreker als ingangsschakelaar te installeren.

Uitleg van de oorzaak van een veel voorkomende fout

De angst voor grote stromen die door de oplader van de consument vloeien zou alleen gerechtvaardigd zijn als de grond tussen de oplader van de consument en de oplader van het transformatorstation gemaakt zou zijn van metalen met een lage weerstand. Omdat in de praktijk de aarding van gebouwen alleen door de hoofd-PEN-geleider met de aarding van de transformator is verbonden, zal de weerstand bij breuk scherp toenemen als gevolg van de afwezigheid van geleiders parallel aan de PEN-geleider, waardoor de mogelijkheid van grote stromen wordt geëlimineerd. die door het plaatselijke aardingsapparaat stroomt.

Omdat de weerstand van de aardlus van de lokale lader wordt gebruikt om de parameters van de elektrische installatie van de consument te berekenen (om de kans op het creëren van een gevaarlijke stapspanning op het grondgebied van de consument te verkleinen, is meestal de minimaal mogelijke numerieke waarde vereist), is de bodem er wordt geen rekening gehouden met de weerstand tussen de transformator die consumenten voedt en de lokale oplader van de consument - het resultaat van de weerstand van de lokale consument. Het geheugen van een individuele consument wordt alleen voor een individuele consument genomen, en niet voor het hele elektrische netwerk. Met andere woorden: aangezien de open metalen delen van een individuele verbruiker niet rechtstreeks op de transformator zijn aangesloten (maar alleen via de hoofdaardingsbus), kan bij een breuk in de PEN-geleider tussen de consumentenlader en de transformatorstationlader Er wordt een enorme elektrische weerstand gevormd door de grond ertussen, waardoor Ohm volgens de wet niet toestaat dat er grote stromen door de oplader van een individuele consument stromen.

Beschermende aarding is een opzettelijke elektrische verbinding met de aarde of het equivalent daarvan met metalen, niet-stroomvoerende onderdelen die onder stroom kunnen staan ​​als gevolg van een kortsluiting in het lichaam en om andere redenen (inductieve invloed van aangrenzende delen onder spanning, mogelijke verwijdering, bliksemontlading , enz.).

Een beschermende aarding is bedoeld om het gevaar van een elektrische schok te elimineren bij aanraking van de elektrische installatiebehuizing en andere niet stroomvoerende metalen onderdelen die onder spanning staan ​​vanwege kortsluiting in de behuizing en om andere redenen.

Het toepassingsgebied van beschermende aarding is elektrische installaties met spanningen tot 1000 V in netwerken met een geïsoleerde centrale lijn en boven 1000 V in netwerken met elke modus van de nulleider van de stroombron (zowel geïsoleerd als stevig geaard).

In overeenstemming met de vereisten van GOST 12.1.030-81 moet een beschermende aarding van de elektrische installatie worden uitgevoerd:

in alle gevallen bij een nominale spanning van 380 V en hoger AC en 440 V en hoger DC;

bij nominale spanningen van 42V tot 380V AC en van 110V tot 440V DC bij het werken in gevaarlijke omstandigheden, vooral bij gevaarlijke installaties en installaties buitenshuis.

Opmerking: de kenmerken van deze voorwaarden worden gegeven in de verplichte bijlage bij GOST 12.1.013-78.

Beschermende aarding wordt toegepast op metalen onderdelen van elektrische installaties en apparatuur die toegankelijk zijn voor menselijk contact en geen andere vormen van bescherming hebben, bijvoorbeeld behuizingen van elektrische machines, transformatoren, lampen, verdeelbordframes, metalen buizen en elektrische bedradingsschalen, enz.

Het werkingsprincipe van beschermende aarding in elektrische installaties met spanningen tot 1000V:

vermindering van de aanraakspanning op een geaarde behuizing wanneer de voedingsspanning ernaar wordt kortgesloten.

Dit wordt bereikt dankzij de lage weerstand van het aardingsapparaat (Ohm). Stroom vloeit langs de weg van de minste weerstand, en omdat... menselijk verzet (
kOhm), dan gaat deze naar de aardelektrode of een equivalent daarvan.

Het schematische diagram van beschermende aarding wordt getoond in Fig.:

(A) - driefasig netwerk; (b) - tweedraads AC en (c) - DC-netwerken.

Opmerking: de maximaal toegestane waarden van aanraakspanningen en -stromen door het menselijk lichaam, rekening houdend met de duur van de blootstelling, worden gegeven in GOST 12.1.038-82.

Aarding wordt uitgevoerd met behulp van speciale apparaten - aardgeleiders- dit is een set aardgeleiders: metalen geleiders die in contact staan ​​met de aarde, en aardgeleiders die de geaarde delen van de elektrische installatie verbinden met de aardgeleider.

Afhankelijk van de relatieve positie van de aardgeleiders en de te aarden apparatuur, wordt onderscheid gemaakt tussen aardingsapparaten op afstand en lusaardingsapparaten. De eerste worden gekenmerkt door het feit dat de aardgeleiders zich buiten de locatie bevinden waar de geaarde apparatuur zich bevindt, of geconcentreerd zijn op een deel van deze locatie (Fig. 20.4).

Een lusaardingsapparaat (Fig. 20.5), waarvan de aardelektroden zich langs de contour (perimeter) rond de geaarde apparatuur op korte afstand van elkaar (enkele meters) bevinden, biedt een betere mate van bescherming dan de vorige

Aardelektroden kunnen enkelvoudig of groepsgewijs, kunstmatig of natuurlijk zijn.

Een groepsaardingssysteem bestaat uit verticale staven en een horizontale strook die deze verbindt.

De volgende worden gebruikt als natuurlijke aardingsmiddelen:

Pijpleiding in de grond gelegd;

Putmantelbuizen (metaal);

Loodmantel van in de grond gelegde kabels;

Andere metalen constructies in de grond.

De totale weerstand van het aardingsapparaat bestaat uit de weerstand van natuurlijke en kunstmatige aardelektroden:

Waar
– vereiste (toegestane) weerstandswaarde van het aardingsapparaat.

Vereisten voor beschermende aardingsweerstand worden geregeld door de PUE. Op elk moment van het jaar mag deze weerstand niet hoger zijn dan 4 ohm