Földelő rendszer

by / Péntek, március 17 2017 / Megjelent a Elektromos és mechanikai

Elektromos berendezésekben vagy áramellátó rendszerekben an földelő rendszer or földelő rendszer biztonsági és funkcionális célból a létesítmény egyes részeit összeköti a Föld vezető felületével. A viszonyítási pont a Föld vezető felülete, vagy a hajókon a tenger felszíne. A földelési rendszer megválasztása befolyásolhatja a berendezés biztonságát és elektromágneses kompatibilitását. A földelő rendszerek szabályozása országonként és az elektromos rendszerek különböző részein jelentősen eltér, bár sokan követik a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság alább ismertetett ajánlásait.

Ez a cikk csak az elektromos áram földelésére vonatkozik. Az alábbiakban felsoroljuk a többi földelő rendszer példáit, a cikkekre mutató hivatkozásokkal:

  • Annak érdekében, hogy megvédjék a szerkezetet a villámcsapástól, a villámot a földelő rendszeren keresztül és a földrúdba kell irányítani, ahelyett, hogy áthaladna a szerkezeten.
  • Az egyvezetékes föld visszatérő áram- és jelvezetékek részeként, például alacsony teljesítményű tápellátáshoz és távíró vezetékekhez.
  • Rádióban, mint egy nagy sínű ​​antenna alaplapja.
  • Kiegészítő feszültségmérlegként egyéb rádióantennák, például dipolok esetén.
  • A földi dipólantenna táppontjaként a VLF és az ELF rádióhoz.

Az elektromos földelés célja

Védő földelés

Nagy-Britanniában a „földelés” a berendezés szabadon vezető részeinek védővezetőkkel történő összekapcsolása a „fő földelő csatlakozóval”, amely a földfelszínnel érintkező elektródához csatlakozik. A védővezető (PE) (néven ismert berendezések földelő vezetője az Egyesült Államok Nemzeti Elektromos Szabályzatában) elkerüli az áramütés veszélyét azáltal, hogy a csatlakoztatott eszközök kitett-vezető felületét a földpotenciál közelében tartják meghibás körülmények között. Hiba esetén az áramot a földelő rendszer engedi a földre áramolni. Ha ez túlzott, akkor a biztosíték vagy a megszakító túláramvédelme működik, ezáltal megvédi az áramkört és eltávolítja az esetleges hiba által okozott feszültségeket a szabadon vezető vezető felületekről. Ez a szétkapcsolás a modern huzalozási gyakorlat alapvető tétele, és „automatikus áramtalanításról” (ADS) nevezik. A megengedett legnagyobb hibaáram-impedancia értékeket és a túláram-védelmi eszközök jellemzőit szigorúan meghatározzák az elektromos biztonsági előírások annak biztosítása érdekében, hogy ez azonnal megtörténjen, és hogy a túláram áramlása közben ne keletkezzen veszélyes feszültség a vezető felületeken. A védelem tehát a feszültség emelkedésének és időtartamának korlátozásával történik.

Alternatív megoldás az mélyreható védelem - például megerősített vagy kettős szigetelés - ahol több független meghibásodásnak kell bekövetkeznie a veszélyes állapot feltárása érdekében.

Funkcionális földelés

A funkcionális föld A csatlakozás az elektromos biztonságtól eltérő célt szolgál, és a normál működés részeként áramot hordozhat. A funkcionális föld legfontosabb példája a semleges az elektromos tápegységben, amikor az áramvezető vezető a földi elektródhoz van csatlakoztatva az áramforrásnál. A funkcionális földcsatlakozást használó eszközök további példái a túlfeszültségcsökkentők és az elektromágneses interferenciaszűrők.

Kisfeszültségű rendszerek

A kisfeszültségű elosztó hálózatokban, amelyek az elektromos energiát a végfelhasználók legszélesebb körébe osztják el, a földelő rendszerek tervezésének legfőbb gondja az elektromos készülékeket használó fogyasztók biztonsága és az áramütés elleni védelem. A földelő rendszernek olyan védőeszközökkel, mint a biztosítékok és a maradékáramú eszközök, együtt kell biztosítania, hogy egy személy ne érintkezzen olyan fémtárggyal, amelynek potenciálja a személy potenciáljához viszonyítva meghaladja a „biztonságos” küszöböt, amelyet általában kb. 50 V.

A 240 V – 1.1 kV rendszerfeszültségű villamos hálózatokon, amelyeket többnyire ipari / bányászati ​​berendezésekben / gépekben használnak, nem pedig nyilvánosan hozzáférhető hálózatokban, a földelő rendszer kialakítása biztonsági szempontból ugyanolyan fontos, mint a háztartási felhasználók számára.

A legtöbb fejlett országban 220 V-os, 230 V-os vagy 240 V-os földelt érintkezős aljzatokat vezettek be közvetlenül a második világháború előtt vagy után, bár országos népszerűségük jelentős. Az Egyesült Államokban és Kanadában az 120-as évek közepe előtt telepített 1960 V-os konnektorok általában nem tartalmaztak földdugót. A fejlődő világban előfordulhat, hogy a helyi huzalozási gyakorlat nem biztosít kapcsolatot az aljzat földelőcsapjával.

Tápfeszültség hiányában a földelő csatlakozást igénylő eszközök gyakran a tápfüggetlenséget használják. Néhányan dedikált földelő rudakat használtak. Sok 110 V-os készülék polarizált csatlakozóval rendelkezik, hogy meg lehessen különböztetni a „vezetéket” és a „semlegeset”, de a tápellátás semleges használata a berendezés földeléséhez nagyon problematikus lehet. Előfordulhat, hogy a „vezeték” és a „semleges” véletlenül megfordul a kimenetben vagy a csatlakozóban, vagy a nulla-föld csatlakozás meghibásodhat vagy helytelenül van felszerelve. Még a semleges semleges terhelési áramok is veszélyes feszültségesést okozhatnak. Ezen okok miatt a legtöbb ország mára szinte egyetemes védelmi földkapcsolatokat írt elő.

Ha a véletlenszerűen energiával ellátott tárgyak és a tápcsatlakozás közötti hibaút alacsony impedanciával rendelkezik, a hibaáram olyan nagy lesz, hogy az áramkör túlfeszültség-védő készüléke (biztosíték vagy megszakító) kinyílik a földhiba megszüntetése érdekében. Ahol a földelő rendszer nem biztosít alacsony impedanciájú fémvezetőt a berendezés házai és a tápegység között (például TT-vel külön földelt rendszerben), a hibaáramok kisebbek, és nem feltétlenül működnek a túláram-védő berendezésen. Ebben az esetben egy maradékáram-érzékelőt telepítenek a földbe szivárgó áram észlelésére és az áramkör megszakítására.

IEC terminológia

Az IEC 60364 nemzetközi szabvány kétbetűs kódokkal különbözteti meg a földelési elrendezés három családját TN, TTés IT.

Az első betű a föld és a tápegység (generátor vagy transzformátor) közötti kapcsolatot jelzi:

"T" - Egy pont közvetlen összeköttetése a földdel (latinul: terra)
"I" - Egyetlen pont sem kapcsolódik a földhöz (elszigetelés), kivéve talán nagy impedancia révén.

A második betű jelzi a föld vagy a hálózat és a szállított elektromos eszköz közötti kapcsolatot:

"T" - A földcsatlakozás a földdel való közvetlen közvetlen összeköttetésen keresztül történik (latinul: terra), általában földi rúdon keresztül.
„N” - A földcsatlakozást az áramellátás biztosítja Nhálózat, különálló védőföldelő (PE) vezetőként vagy a semleges vezetővel kombinálva.

A TN hálózatok típusai

egy TN földelő rendszer, a generátor vagy a transzformátor egyik pontja földhöz kapcsolódik, általában egy háromfázisú rendszer csillagpontja. Az elektromos készülék teste a transzformátor földi csatlakozásán keresztül a földdel van összekötve. Ez az elrendezés jelenlegi szabvány a lakossági és ipari villamos rendszerek számára, különösen Európában.

A vezetőt, amely összeköti a fogyasztó elektromos berendezésének szabadon álló fémes részeit, hívják védő föld. A háromfázisú rendszerben a csillagponthoz csatlakozó vagy egyfázisú visszatérő áramot hordozó vezetőt nevezzük semleges (N). A TN rendszerek három változatát különböztetjük meg:

TN-S
A PE és az N különálló vezetők, amelyek csak az áramforrás közelében vannak összekapcsolva.
TN-C
A kombinált PEN vezető mind a PE, mind az N vezető funkcióit ellátja. (230 / 400v rendszereken, amelyeket általában csak elosztóhálózatokhoz használnak)
TN-C-S
A rendszer egy része kombinált PEN vezetőt használ, amelyet egy bizonyos ponton fel lehet osztani különálló PE és N vonalra. A kombinált PEN vezető általában az alállomás és az épület belépési pontja között fordul elő, a föld és a semleges elválasztódnak a kiszolgálófejben. Az Egyesült Királyságban ez a rendszer más néven ismert védő többszörös földelés (PME), mivel a gyakorlatban a kombinált semleges és földvezetéket sok helyen valódi földhöz kötik, hogy csökkenjen az áramütés veszélye PEN vezető törése esetén. Hasonló rendszerek Ausztráliában és Új-Zélandon vannak jelölve több földelésű semleges (MEN) Észak-Amerikában pedig több földelésű semleges (MGN).
TN-S: különálló védőföldelésű (PE) és semleges (N) vezetők a transzformátortól a fogyasztó készülékig, amelyek az épület elosztási pontja után semmilyen ponton nem vannak egymással összekapcsolva.
TN-C: kombinált PE és N vezető egészen a transzformátortól a fogyasztóig.
TN-CS földelő rendszer: kombinált PEN vezeték a transzformátortól az épület elosztó pontjáig, de különálló PE és N vezetők rögzített beltéri vezetékekben és rugalmas tápkábelekben.

 

Lehetséges, hogy mind a TN-S, mind a TN-CS tápokat ugyanabból a transzformátorból vegyük. Például egyes földalatti kábelek burkolatai korrodálódnak, és megszüntetik a jó földkapcsolatokat, így azok az otthonok, ahol nagy ellenállású „rossz földek” találhatók, TN-CS-vé alakíthatók. Ez csak akkor lehetséges a hálózaton, ha a semleges megfelelő robusztus a meghibásodások ellen, és az átalakítás nem mindig lehetséges. A PEN-nek megfelelőnek kell lennie a meghibásodás ellen, mivel egy nyitott áramkörű PEN képes teljes fázisú feszültséget érzékelni a rendszer földeléséhez csatlakoztatott bármely kitett fémen a törés után. Az alternatíva egy helyi föld biztosítása és átalakítás TT-re. A TN hálózat fő vonzereje az alacsony impedanciájú földelőút, amely lehetővé teszi az automatikus leválasztást (ADS) egy nagy áramú áramkörön, ha egy vonalról PE-re rövidzárlat jön létre, mivel ugyanaz a megszakító vagy biztosíték fog működni LN vagy L esetén is. -PE hibák, és nincs szükség RCD-re a földhibák észleléséhez.

TT hálózat

egy TT (Terra-Terra) földelő rendszer, a fogyasztó védőföldelő csatlakozását egy helyi földelektróda biztosítja (néha Terra-Firma csatlakozásnak is nevezik), és van egy másik, egymástól függetlenül telepített generátor. A kettő között nincs „földelővezeték”. A hibahurok impedanciája magasabb, és ha az elektróda impedanciája valóban nagyon alacsony, akkor a TT telepítésnek mindig RCD-t (GFCI) kell lennie az első leválasztónak.

A TT földelő rendszer nagy előnye a többi felhasználó által csatlakoztatott berendezés csökkentett vezetett interferenciája. A TT mindig is előnyösebb volt olyan speciális alkalmazásoknál, mint a telekommunikációs helyszínek, amelyek élvezik az interferenciamentes földelés előnyeit. A TT hálózatok nem jelentenek komoly kockázatot semleges törés esetén. Ezenkívül azokon a helyeken, ahol a villamos energiát fej fölött osztják el, a földvezetékeket nem fenyegeti az a veszély, hogy feszültség alá kerülnek, ha bármelyik felsővezeték-vezetőt eltörik mondjuk egy kidőlt fa vagy ág.

Az RCD előtti korszakban a TT földelő rendszer általános használatra nem volt vonzó, mivel a vonal-PE rövidzárlat esetén nehéz megbízható automatikus leválasztást (ADS) megszervezni (összehasonlítva a TN rendszerekkel, ahol ugyanaz a megszakító) vagy a biztosíték LN vagy L-PE hibák esetén működik). Mivel a maradékáramú készülékek enyhítik ezt a hátrányt, a TT földelő rendszer sokkal vonzóbbá vált, feltéve, hogy az összes váltóáramú áramkör RCD-védelemmel rendelkezik. Néhány országban (például az Egyesült Királyságban) azokban az esetekben ajánlottak, amikor az alacsony impedancia-potenciállal rendelkező zónát nem praktikus fenntartani kötés útján, ahol jelentős kültéri vezetékek vannak, például a lakóházakhoz és bizonyos mezőgazdasági beállításokhoz, vagy ahol nagy a hibaáram más veszélyeket jelenthet, például üzemanyag-raktárakban vagy kikötőkben.

A TT földelő rendszert Japánban használják, az RCD egységekkel a legtöbb ipari környezetben. Ez további követelményeket támaszthat a változó frekvenciájú hajtásokra és a kapcsolt üzemmódú tápegységekre, amelyek gyakran jelentős szűrőkkel bocsátják a nagyfrekvenciás zajt a földvezetékre.

IT-hálózat

Egy IT Az elektromos elosztórendszernek nincs hálózata a földhöz, vagy csak nagy impedanciájú csatlakozása van.

Compare

TT IT TN-S TN-C TN-CS
Földzárási hurok impedanciája Magas Legnagyobb Elő/Utó Elő/Utó Elő/Utó
RCD inkább? Igen N / A Választható Nem Választható
Szüksége van földelektródra a helyszínen? Igen Igen Nem Nem Választható
PE vezető költsége Elő/Utó Elő/Utó Legnagyobb Legkevésbé Magas
A semleges törés veszélye Nem Nem Magas Legnagyobb Magas
Biztonság Széf Kevésbé biztonságos legbiztonságosabb Legkevésbé biztonságos Széf
Elektromágneses interferencia Legkevésbé Legkevésbé Elő/Utó Magas Elő/Utó
Biztonsági kockázatok Magas hurok impedancia (lépésfeszültség) Kettős hiba, túlfeszültség Törött semleges Törött semleges Törött semleges
Előnyök Biztonságos és megbízható A folyamatosság, költség legbiztonságosabb Költség Biztonság és költség

Egyéb terminológiák

Míg sok ország épületeire vonatkozó nemzeti előírások az IEC 60364 terminológiát követik, Észak-Amerikában (Egyesült Államok és Kanada) a „berendezés földelő vezetője” kifejezés az ágak berendezésének földelésére és földelő vezetékeire, valamint a földelő elektróda vezetőjére utal. földelő földelő rudat (vagy hasonlót) a szervizpanellel összekötő vezetőkhöz használják. A „földelt vezető” a „semleges” rendszer. Az ausztrál és új-zélandi szabványok módosított PME földelő rendszert használnak, többszörös földelésű semleges (MEN) néven. A semleges földelés (földelés) történik minden fogyasztói szolgáltatási ponton, ezáltal a semleges potenciálkülönbséget nulla értékre nullázza az LV vonalak teljes hosszában. Az Egyesült Királyságban és néhány Nemzetközösségi országban a „PNE” kifejezést, vagyis a fázis-semleges-földet használják annak jelzésére, hogy három (vagy több, nem egyfázisú csatlakozás esetén) vezetéket használnak, azaz PN-S-t.

Ellenállás földeléssel semleges (India)

A HT-rendszerhez hasonlóan az ellenállási földelő rendszert is bevezetik Indiában a bányászat számára, az LT rendszerre vonatkozó Központi Villamosenergia-hatósági előírások szerint (1100 V> LT> 230 V). A csillag semleges pont szilárd földelése helyett megfelelő semleges földelési ellenállást (NGR) kell hozzáadni, amely a földszivárgási áramot 750 mA-ig korlátozza. A hibás áramkorlátozás miatt biztonságosabb a gázos aknákban.

Mivel a földszivárgás korlátozott, a szivárgásvédelem csak 750 mA bemenetre vonatkozik. Szilárd földelésű rendszerben a szivárgási áram rövidzárlati áramra is felmehet, itt legfeljebb 750 mA-re korlátozódik. Ez a korlátozott üzemi áram csökkenti a szivárgás relé védelmének általános működési hatékonyságát. A bányákban bekövetkezett áramütés ellen a biztonság és a legmegbízhatóbb védelem jelentősége megnőtt.

Ebben a rendszerben vannak olyan lehetőségek, hogy a csatlakoztatott ellenállás felnyílik. Ellenőrzés elkerülése érdekében az ellenállás figyelésére szolgáló kiegészítő védelem bevezetésre kerül, amely hiba esetén megszakítja az áramellátást.

Földszivárgás elleni védelem

A föld Az áramszivárgás nagyon káros lehet az emberek számára, ha átjutna rajtuk. Az elektromos készülékek / berendezések által okozott véletlenszerű ütés elkerülése érdekében a forrásnál földszivárgás-relét / -érzékelőt használnak az áram leválasztására, ha a szivárgás meghaladja a bizonyos határt. A földszivárgás megszakítót használják erre a célra. Az áramérzékelő megszakítót RCB / RCCB-nek hívják. Az ipari alkalmazásokban a földszivárgás-reléket külön CT-vel (áramváltó), CBCT (mag-kiegyensúlyozott áramváltó) néven használják, amelyek érzékelik a rendszer szivárgási áramát (nulla fázissorrendű áram) a CBCT másodlagos oldalán keresztül, és ez működteti a relét. Ez a védelem a milliamperek tartományában működik, és 30 és 3000 mA között állítható.

Föld csatlakoztathatóság ellenőrzése

A földi mag mellett az elosztó / berendezésellátó rendszertől egy különálló p pmag működik. A föld csatlakoztathatóságát ellenőrző eszköz rögzítve van a beszerzési végén, amely folyamatosan figyeli a föld összeköttetését. A p kísérleti mag ebből az ellenőrző eszközből indul, és egy csatlakozó vonalvezetéken halad keresztül, amely általában táplálja a mozgó bányászati ​​gépeket (LHD). Ezt a p magot az elosztó végén egy dióda áramkörön keresztül a földhöz csatlakoztatják, amely befejezi az ellenőrző eszköz által kezdeményezett elektromos áramkört. Ha megszakad a földdel való kapcsolat a járművel, ez a pilóta áramkör leválasztódik, a beszerzési végén rögzített védőberendezés aktiválódik, és leválasztja a gép energiáját. Az ilyen típusú áramkör kötelező a föld alatti bányákban használt hordozható nehéz elektromos berendezések számára.

Ingatlanok

Költség

  • A TN hálózatok megtakarítják az alacsony impedanciájú földcsatlakozás költségeit az egyes fogyasztók telephelyén. Egy ilyen csatlakozáshoz (eltemetett fémszerkezet) van szükség védő föld az IT és TT rendszerekben.
  • A TN-C hálózatok megtakarítják a különálló N és PE ​​csatlakozásokhoz szükséges további vezeték költségeit. A törött semleges semlegesítés kockázatának csökkentésére azonban speciális kábeltípusokra és sok földhöz való csatlakozásra van szükség.
  • A TT hálózatok megfelelő RCD (földhiba-megszakító) védelmet igényelnek.

Biztonság

  • TN-ben a szigetelési hiba nagy valószínűséggel nagy rövidzárlati áramhoz vezet, amely túláram-megszakítót vagy biztosítékot vált ki, és leválasztja az L vezetékeket. A TT rendszereknél a földzárlati hurok impedanciája túl magas lehet, vagy túl magas ahhoz, hogy a kívánt időn belül megtegye, tehát általában RCD-t (korábban ELCB) alkalmaznak. A korábbi TT-rendszereknél hiányozhat ez a fontos biztonsági funkció, lehetővé téve a CPC-nek (áramkörvédő vezetőnek vagy PE) és az esetlegesen hozzátartozó fémes alkatrészeknek, amelyek az emberek számára elérhetőek (kitetten vezető részek és idegenvezető alkatrészek) hosszabb ideig feszültség alatt állnak, hiba esetén amelyek valós veszélyt jelentenek.
  • TN-S és TT rendszerekben (és a TN-CS-ben a megosztási ponton túl) egy maradékáram-eszköz használható további védelemre. Ha a fogyasztói eszközben nincs szigetelési hiba, az egyenlet IL1+IL2+IL3+IN = 0 érvényes, és egy RCD lekapcsolhatja a tápfeszültséget, amint ez az összeg eléri a küszöböt (általában 10–500 mA). L vagy N és PE ​​közötti szigetelési hiba nagy valószínűséggel kiváltja az RCD-t.
  • Az IT és a TN-C hálózatokban a maradékáramú eszközök sokkal kevésbé valószínű, hogy észleljék a szigetelési hibát. Egy TN-C rendszerben nagyon érzékenyek lennének a nem kívánt kiváltásokra is, amelyek a különféle RCD-n keresztüli áramkörök földelő vezetői érintkezésével vagy a valódi földdel érintkeznek, ezáltal gyakorlatilag kivitelezhetetlenné téve őket. Ezenkívül az RCD-k általában elkülönítik a semleges magot. Mivel a TN-C rendszerben ezt nem biztonságos megtenni, a TN-C RCD-jét úgy kell vezetékezni, hogy csak a vonalvezetőt szakítsák meg.
  • Egyvégű egyfázisú rendszerekben, ahol a föld és a semleges kombinálva vannak (TN-C, és a TN-CS rendszerek azon része, amely kombinált semleges és földi magot használ), ha érintkezési probléma merül fel a PEN vezetőben, akkor a földelő rendszernek a törés utáni összes része az L vezető képességéhez vezet. Egy kiegyensúlyozatlan többfázisú rendszerben a földelő rendszer potenciálja a legnagyobb terhelésű vezeték felé mozog. A semleges potenciáljának ilyen növekedését a törésen túl a következőknek nevezzük semleges inverzió. Ezért a TN-C csatlakozások nem haladhatnak át dugaszolóaljzaton vagy hajlékony kábelen, ahol nagyobb az érintkezési problémák valószínűsége, mint a rögzített vezetékeknél. Fennáll a veszélye annak is, ha egy kábel megsérül, amelyet koncentrikus kábelszerkezet és több földelektróda segítségével lehet csökkenteni. Az elveszített semleges (kis) kockázatai miatt a „földelt” fémmegmunkálás veszélyes potenciálra vezethető vissza, valamint a valódi földdel való jó érintkezés közelségének megnövekedett sokk kockázata miatt az Egyesült Királyságban tilos a TN-CS-anyagok használata lakókocsi-telepek és a hajók parti ellátása, valamint a gazdaságokban és a kültéri építési helyeken történő használatra erősen bátortalan, ezért ilyen esetekben ajánlott minden TT kültéri vezetéket RCD-vel és külön földelektródával elkészíteni.
  • Az informatikai rendszerekben az egyetlen szigetelési hiba valószínűleg nem okoz veszélyes áramokat az emberi testben a földdel érintkezve, mert ilyen áram áramlására nincs alacsony impedancia áramkör. Az első szigetelési hiba azonban hatékonyan átalakíthatja az informatikai rendszert TN-rendszerré, majd egy második szigetelési hiba veszélyes testáramhoz vezethet. Sőt, egy többfázisú rendszerben, ha az egyik vonalvezető kapcsolatba lép a földdel, akkor a többi fázismagot a fázis-semleges feszültség helyett a földhöz viszonyítva fázisfeszültségre növekszik. Az IT rendszerek nagyobb átmeneti túlfeszültségeket is tapasztalnak, mint más rendszerek.
  • A TN-C és a TN-CS rendszerekben a kombinált semleges és a föld mag és a földtest közötti bármilyen kapcsolat normál körülmények között jelentős áramot hordozhat, és törött semleges helyzetben még tovább képes átvinni. Ezért a fő potenciális potenciálkötő vezetékeket ennek szem előtt tartásával kell méretezni; A TN-CS használata nem tanácsos olyan helyzetekben, mint például benzinkutak, ahol sok eltemetett fémszerkezet és robbanásveszélyes gázok vannak kombinálva.

Elektromágneses kompatibilitás

  • A TN-S és a TT rendszerekben a fogyasztónak alacsony zajcsatlakozása van a földdel, amely nem szenved az N vezetőn megjelenő feszültségtől a visszatérő áramok és a vezető impedanciája következtében. Ez különösen fontos bizonyos típusú telekommunikációs és mérőberendezéseknél.
  • A TT rendszerekben minden fogyasztónak megvan a maga kapcsolata a földdel, és nem veszi észre olyan áramot, amelyet más fogyasztók okozhatnak egy közös PE vonalon.

Előírások

  • Az Egyesült Államok Nemzeti Elektromos Szabályzatában és a Kanadai Elektromos Szabályzatban az elosztó transzformátor táplálása kombinált semleges és földelő vezetéket használ, de a szerkezeten belül külön semleges és védő földelő vezetékeket használnak (TN-CS). A semlegeset csak a vevő leválasztó kapcsolójának táp oldalán szabad földelésre csatlakoztatni.
  • Argentínában, Franciaországban (TT) és Ausztráliában (TN-CS) az ügyfeleknek saját földi összeköttetéseiket kell biztosítaniuk.
  • Japánt a PSE törvény szabályozza, és a legtöbb telepítésnél TT földelést alkalmaz.
  • Ausztráliában a többszörös földelésű (MEN) földelő rendszert használják, és azt az AS 5 szabvány 3000. fejezete ismerteti. Egy LV-vevő számára TN-C rendszer az utcában lévő transzformátorról a helyiségekre (a semleges többször földelve ebben a szegmensben) és egy TN-S rendszert a telepítésen belül, a fő kapcsolótáblától lefelé. Összességében tekintve, ez egy TN-CS rendszer.
  • Dániában a nagyfeszültségű szabályozás (Stærkstrømsbekendtgørelsen) és a malajziai 1994. évi villamosenergia-rendelet kimondja, hogy minden fogyasztónak TT-földelést kell használnia, bár ritka esetekben a TN-CS engedélyezhető (ugyanúgy használható, mint az Egyesült Államokban). A szabályok eltérnek a nagyobb társaságok esetében.
  • Indiában, a Központi Villamosenergia-felügyeleti Szabályzat, CEAR, 2010 41. szabálya szerint, földelés, semleges vezeték biztosított egy háromfázisú, 3-vezetékes rendszerben és egy további harmadik vezeték egy kétfázisú, 4-vezetékes rendszerben. A földelést két külön csatlakozással kell elvégezni. A földelőrendszer legalább két vagy több földelőgödröt (elektródot) tartalmaz, hogy megfelelő földelés történjen. A 2. szabály szerint az 3 kW-nál nagyobb terhelésű, 42 V-ot meghaladó telepítésnél megfelelő földszivárgás-védő berendezéssel kell ellátni a terhelést földzavar vagy szivárgás esetén.

Alkalmazási példák

  • Az Egyesült Királyság azon területein, ahol a föld alatti villamos kábelezés elterjedt, a TN-S rendszer általános.
  • Indiában az LT-ellátás általában TN-S rendszeren keresztül történik. A semleges kettős földeléssel rendelkezik az elosztó transzformátornál. A semleges és a föld külön-külön fut az elosztóvezetéken / kábeleken. A földeléshez külön vezetéket kell használni a légvezetékekhez és a kábelek páncélozásához. A földeléshez további földelektródákat / gödröket kell felszerelni a felhasználói végekre.
  • Európa legtöbb modern otthonában TN-CS földelő rendszer van. Az egyesített semleges és a föld a legközelebbi transzformátor alállomás és a kiszolgált üzem (a mérő előtti biztosíték) között történik. Ezt követően külön földelő és semleges magokat használnak az összes belső vezetékben.
  • Az Egyesült Királyság régebbi városi és külvárosi házaiban általában van TN-S-ellátás, és a földcsatlakozást a földalatti ólom- és papírkábel vezetékhüvelyén keresztül szállítják.
  • A norvég idősebb házak az informatikai rendszert, míg az újabb házak a TN-CS-t használják.
  • Néhány idősebb ház, különösen a maradékáram-megszakítók és vezetékes otthoni hálózatok feltalálása előtt épített házak házon belüli TN-C elrendezést alkalmaznak. Ez már nem ajánlott gyakorlat.
  • A laboratóriumi helyiségekben, az orvosi létesítményekben, az építkezésekben, a javító műhelyekben, a mozgatható elektromos berendezésekben és más olyan környezetekben, amelyeket motorgenerátorokon keresztül szállítanak, ha a szigetelési hibák fokozott kockázata áll fenn, gyakran az izolációs transzformátorokból származó informatikai földelési rendszert használják. Az informatikai rendszerekkel kapcsolatos két hibával kapcsolatos problémák enyhítése érdekében az elszigetelő transzformátoroknak csak kis számú rakományt kell ellátniuk, és szigetelés-ellenőrző berendezéssel kell őket védeni (általában a költségek miatt csak orvosi, vasúti vagy katonai informatikai rendszerek használják).
  • Távoli területeken, ahol a kiegészítő PE-vezeték költsége meghaladja a helyi földi összeköttetés költségeit, a TT hálózatokat általában használják néhány országban, különösen a régebbi ingatlanokban vagy a vidéki területeken, ahol a biztonságot egyébként veszélyeztetheti egy a PE vezeték fölött, mondjuk, egy kidőlt faág. Az egyedi tulajdonságokra vonatkozó TT-készletek szintén megfigyelhetők többnyire TN-CS rendszerekben, ahol az egyedi tulajdonságokat nem tartják megfelelőnek a TN-CS-ellátáshoz.
  • Ausztráliában, Új-Zélandon és Izraelben a TN-CS rendszert használják; azonban a bekötési szabályok jelenleg kimondják, hogy ezen túlmenően minden ügyfélnek külön csatlakozást kell biztosítania a földhöz mind a vízvezeték-kötésen keresztül (ha fémes vízcsövek lépnek be a fogyasztó helyiségeibe), mind a külön földelőelektródán keresztül. Ausztráliában és Új-Zélandon ezt hívják Multiple Folded Neutral Linknek vagy MEN Linknek. Ez a MEN Link eltávolítható telepítéses tesztelés céljából, de használat közben vagy reteszelő rendszerrel (például záróanyákkal), vagy két vagy több csavarral van összekötve. A MEN rendszerben a Semleges integritása a legfontosabb. Ausztráliában az új telepítéseknek a nedves területeken újrahevítő alapbetonokat is össze kell kötniük a földvezetékkel (AS3000), jellemzően megnövelve a földelés méretét, és ekvipotenciális síkot biztosítanak olyan területeken, mint a fürdőszobák. Régebbi telepítéseknél nem ritka, hogy csak a vízvezeték-kötést találják meg, és megengedett, hogy ilyen maradjon, de ha bármilyen frissítési munkát végeznek, akkor be kell szerelni a kiegészítő földelektródot. A védőföldelés és a semleges vezetők addig vannak kombinálva, amíg a fogyasztó semleges csatlakozója (a villamosenergia-fogyasztásmérő semleges csatlakozásának oldalán található) - ezen a ponton túl a védőföldelés és a semleges vezetők külön vannak.

Nagyfeszültségű rendszerek

A nagyfeszültségű (1 kV feletti) hálózatokban, amelyek a lakosság számára sokkal kevésbé hozzáférhetők, a földelőrendszer tervezésének középpontjában kevésbé a biztonság, és inkább az ellátás megbízhatósága, a védelem megbízhatósága és a berendezésre gyakorolt ​​hatás áll rendelkezésre. rövidzárlat. Csak a leggyakrabban előforduló fázis-föld rövidzárlat nagyságát befolyásolja jelentősen a földelőrendszer megválasztása, mivel az áram útja többnyire a földön keresztül záródik. Az elosztó alállomásokban elhelyezett háromfázisú HV / MV áramváltók a leggyakoribb áramforrások az elosztó hálózatok számára, és semleges földelésük típusa határozza meg a földelő rendszert.

A semleges földelésnek öt típusa van:

  • Masszív földelésű semleges
  • Földeletlen semleges
  • Ellenállás földeléssel semleges
    • Alacsony ellenállású földelés
    • Nagy ellenállású földelés
  • Reaktancia földelésű semleges
  • Földelő transzformátorok (például a cikkcakk transzformátor) használata

Masszív földelésű semleges

In szilárd or közvetlenül földelt semleges, a transzformátor csillagpontja közvetlenül kapcsolódik a földhöz. Ennél a megoldásnál egy kis impedanciájú útvonalat biztosítunk az alapzavar lezárásához, és ennek következtében nagyságuk összehasonlítható a háromfázisú hibaáramokkal. Mivel a semleges a földhöz közeli potenciálban marad, az érintetlen fázisokban a feszültségek a hibát megelőzőekhez hasonló szinten maradnak; emiatt ezt a rendszert rendszeresen használják nagyfeszültségű átviteli hálózatokban, ahol a szigetelési költségek magasak.

Ellenállás földeléssel semleges

A rövidzárlat földelési hibájának korlátozása érdekében további semleges földelési ellenállást (NGR) kell hozzáadni a semleges, a transzformátor csillagpontja és a föld közé.

Alacsony ellenállású földelés

Alacsony ellenállás esetén a hibahatár viszonylag magas. Indiában a nyílt öntött bányákra 50 A-ra korlátozódik, a Központi Villamosenergiaügyi Hatóság (CEAR, 2010) 100. szabálya szerint.

Földeletlen semleges

In földeletlen, izolált or lebegő semleges A rendszerhez, mint az informatikai rendszerhez, nincs közvetlen kapcsolat a csillagpont (vagy a hálózat bármely más pontja) és a föld között. Ennek eredményeként a földhiba-áramoknak nincs útja, amelyet le kell zárni, és így elhanyagolható nagyságrendűek. A gyakorlatban azonban a hibaáram nem lesz nulla: az áramkör vezetékei - különösen a földalatti kábelek - belső képességükkel rendelkeznek a föld felé, ami viszonylag nagy impedanciát mutat.

Az izolált semleges vonalú rendszerek továbbra is működhetnek, és folytonos ellátást biztosíthatnak még földhiba esetén is.

A szakadatlan földzavar jelenléte jelentős biztonsági kockázatot jelenthet: ha az áram meghaladja a 4 A - 5 A értéket, elektromos ív alakul ki, amely a hiba megszüntetése után is fennmaradhat. Emiatt főként földalatti és tengeralattjáró hálózatokra, valamint ipari alkalmazásokra korlátozódnak, ahol nagy a megbízhatóság iránti igény és viszonylag alacsony az emberi érintkezés valószínűsége. A több földalatti adagolóval rendelkező városi elosztó hálózatokban a kapacitív áram elérheti a több tíz ampert, ami jelentős kockázatot jelent a berendezés számára.

Az alacsony hibaáram és az azt követő folyamatos működés előnyeit ellensúlyozza az a vele járó hátrány, hogy a hiba helyét nehéz felismerni.

TOP

FELHASZNÁLÁSA AZ RÉSZLETEI?