Apsauginio įžeminimo samprata ir veikimo principas

Veikiantys elektros prietaisai turi būti įžeminti. Priklausomai nuo tikslo, jis gali būti darbinis arba apsauginis. Pirmasis skirtas teisingam prietaisų veikimui, o antrasis - žmonių apsaugai. Vieno ir antro veikimo principas yra skirtingas.

Pagrindiniai įžeminimo tikslai ir uždaviniai

Dirvožemis sugeba neutralizuoti elektros srovę, nes jo įtampos laipsnis yra lygus nuliui. Atsparumas yra pagrindinis įžeminimo įtaiso rodiklis, pagal kurį galima spręsti apie jo kokybę ir sugebėjimą įvykdyti savo tikslą. Atsparumas priklauso nuo dirvožemio sudėties, jame esančių cheminių medžiagų - rūgštinės ar šarminės, drėgmės, purumo. Atsižvelgiant į dirvožemio sudėtį, gali reikėti naudoti specialų įžeminimo rinkinį arba visiškai pakeisti dirvožemį, kad įžeminimo įtaisai veiktų tinkamai.

Įžeminimas yra bet kurio prietaiso, elektros instaliacijos ar tinklo dalies prijungimas prie įžeminimo įrenginio. Tai įžemintas elektrodas ir įžeminimo laidininkai, per kuriuos srovė teka į žemę ir yra neutralizuojama.

Gali būti keli įžeminimo jungikliai. Išskirstytoje schemoje jie yra palei objekto perimetrą, kurio elektros tinklas turi būti apsaugotas. Laidžioji dalis (įžeminimo jungikliai) paprastai yra pagaminta iš metalo. Jiems tiekiami įžeminimo elektrodai, kurie tiesiogiai liečiasi su dirvožemiu.

Įžeminimo įtaisas sumontuotas išilgai kilpos. Įžeminimo kilpa yra elektrodų laidininkų serija, kuri yra įleidžiama į žemę. Jų ilgis yra 3 metrai, jie yra nedideliu atstumu vienas nuo kito. Kaip jungtis naudojama horizontali metalinė juosta, kuri dirvožemyje klojama nedideliame gylyje - iki 1 metro. Prijungimas prie elektrodų atliekamas naudojant įprastą suvirinimą. Specialiuose įžeminimo rinkiniuose įrangos dalys yra sujungtos sriegiu, kuris jokiu būdu neturi įtakos darbinėms savybėms.

Darbinis įžeminimas reikalingas šiais atvejais:

• Apsaugokite įrangą nuo statinės elektros kaupimosi. Natūralūs procesai, tokie kaip žaibas, gali paveikti srovę, tekančią grandinėje, ir sugadinti įrangą. Žemėje sumontuoti elektrodai nuteka perteklinę srovę.
• Tinklo apsauga nuo trumpojo jungimo.
• Apsauga nuo viršįtampio.

Darbinio žemės pavyzdys yra žaibolaidis, sujungtas su elektrodais. Ypač svarbu generatoriuose, transformatoriuose.

Apsauginio įžeminimo principas

Apsauginis įžeminimas yra priemonių rinkinys, skirtas apsaugoti įrangą ir su ja dirbančius žmones. Jis naudojamas pašalinti elektromagnetinius trukdžius, atsirandančius dėl netoliese esančio įrenginio, taip pat neutralizuoti trukdžius, kai įjungiama maitinimo grandinė.

Apsauga nuo žaibo

Oro aplinka yra didelio pasipriešinimo sekcija, tačiau išmetimo galia viršija šį pasipriešinimą, todėl ji per ją prasiskverbia.Keliaudamas iš viršutinės atmosferos į žemę, žaibas parenka mažiausiai pasipriešinančias zonas - šlapias vietas, sienas, medžius ir vandens lašelius. Tai paaiškina faktą, kad išmetimai dažnai patenka į medį - jis turi mažiau atsparumo nei oras aplink jį. Įeinant į pastatą, srovė taip pat praeina per mažiausiai atsparias zonas - tai metaliniai vamzdžiai, elektros prietaisai ar jų metalinės dalys, drėgnos sienos. Jei prietaisas nėra įžemintas, jį paliesti įkrovimo metu gali būti mirtina.

Kai ant stogo sumontuotas žaibolaidis, įkrova patenka į jį, o paskui juda į žemę ir neutralizuojama. Svarbu, kad srovės neplistų į objektą, todėl medžiagos, kurios naudojamos įžeminimui organizuoti, turi mažą pasipriešinimą. Pagal taisykles, jis neturėtų viršyti 4 omų. Pats žaibolaidis turi būti prijungtas prie žemėje esančių elektrodų.

Apsauga nuo viršįtampių

Elektroninė įranga yra jautri galios šuoliams ar galingiems elektros įrenginiams, veikiantiems jų spinduliu. Netoliese įvykęs staigus žaibo smūgis gali sugadinti elektroniką.

Kaip pavyzdys: perkūnijos metu vario kabelyje, jungiančiame namus ir kuriuo teka srovė, gali atsirasti per didelis įkrovimas. Krovinys, didėjant jo dydžiui, gali sugadinti laidą. Tokiu atveju ant elektros linijos yra sumontuotas SPD - impulsinis apsaugos nuo viršįtampio įtaisas, kad perteklinis krūvis patektų į žemę.

Žmonių apsauga

Prietaisų dėklai, visi metaliniai elementai gali praleisti srovę. Palietę nepagrįstą prietaisą, kuriame sukaupta statinė elektra, galite patirti stiprų šoką. Tai visų pirma paveiks širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemą. Guminiai batai, gumuotos pirštinės ir visiškai sausa patalpa padeda sumažinti poveikį, tačiau žmonės retai vaikšto po butą ar biurą su guminiais batais. Trečiojo laido prijungimas prie prietaisų korpuso ir prijungimas prie elektrodų leidžia perteklinę srovę išmesti į žemę.

Senuose privačiuose ir daugiabučiuose namuose įžeminimo priemonės nebuvo vykdomos, todėl visi elektros prietaisai kelia potencialų pavojų žmonėms.

Patys pagaminti prietaisai gali atrodyti taip: prie prietaiso korpuso prijungta viela, kuri išvedama į gatvę ir sujungta su metaliniu gaminiu, įmuštu į žemę (vamzdis, kampas, kibiras, jungiamosios detalės). Šie gaminiai yra geri srovės laidininkai, skirtingai nuo žmogaus kūno, todėl srovė parenka metalą ir eina į žemę.

Skirtumas tarp darbinio įžeminimo ir apsauginio

Darbinis ir apsauginis įžeminimas pagal saugos taisykles neturėtų būti derinamas su vandens kontūru. Elektros iškrovos gali būti pažeistos dėl atmosferos išmetimų, o apsauginis įžeminimas neveiks.

Funkcinio (darbinio) įžeminimo schemoje visos srovę nešančios konstrukcijos yra sujungtos su žemėje sumontuotais elektrodais. Teisingam darbinio įžeminimo veikimui taip pat naudojami saugikliai, kurie patys ima įtampą ir sugenda.

Funkcinis įžeminimas yra numatytas, jei prie prietaisą apsaugančių prietaisų pridedamos gamintojo instrukcijos ir reikalavimai.

Apsauginiam įžeminimo įtaisui keliami daugiau reikalavimų, nes jis turi svarbesnes užduotis: išgelbėti žmonių gyvybes.

Patikimiausias įžeminimas yra numatytas namo elektros grandinėje. Kabeliai, kurie tinka kiekvienam išėjimui, turi būti trijų laidų. Trečias laidininkas yra prijungtas prie žemės ir praleidžia statinę elektrą, taip pat apsaugo nuo trumpojo jungimo ir žaibo patekimo į pastatą.

Apsauginiai įžeminimo reikalavimai

Kad įžeminimo įrenginiai galėtų atlikti savo funkcijas, jie turi atitikti tam tikrus parametrus ir įrangos gamintojo nurodymus.

Niuansai, turintys įtakos funkcionalumui:

• Dirvožemio atsparumas dėl jo fizinių ir cheminių savybių. Geriausiai srovę praleidžia šlapias molis, grafito drožlės, durpės, druskos pelkės ar jūros vanduo. Blogiau - sausas smėlis ar kietos uolienos - granitas, skalda, kvarcas, asfaltas, betonas.
• Žemės elektrodo sąlyčio su dirvožemiu plotas. Kuo didesnis plotas, tuo palankesnės sąlygos susidaryti srovei, tuo greičiau tai vyksta. Plotą galite padidinti įrengdami daugiau elektrodų palei pastato kontūrą. Tokiu atveju jie sujungiami su plienine plokšte į vieną vienetą. Jei padidinsite vieno elektrodo dydį, bendras plotas taip pat padidės. Vertikalaus metalinio kontūro montavimas padeda padidinti plotą, jei apatiniai dirvožemio sluoksniai turi didesnį atsparumą nei paviršiniai.

Kadangi sunku pasiekti idealų atsparumą dirvožemiui, prietaisai yra sukurti atsižvelgiant į jo savybes. Kiekviena elektros instaliacija turi savo įžeminimo įtaisų atsparumo standartus. Pavyzdžiui, elektros pastotės, kurios įtampa yra didesnė kaip 100 kW, varža neturėtų būti didesnė kaip 0,5 Ohm, o namų tinklui su TT sistema, taip pat naudojant automatinį išjungimą - iki 500 Ohm.

Metaliniai įžeminimo jungikliai neturėtų būti padengti dažais ir lakais. Kartais kaip įžeminimo įtaisas naudojama požeminė pastato dalis su metalinėmis konstrukcijomis - elektrai laidus betonas, kurio viduje yra armatūra. Dujiniai metaliniai vamzdžiai negali būti naudojami įžeminimo problemai išspręsti.

Pagal elektros instaliacijos įrengimo taisykles įžeminimas priklauso nuo:

• Tinklai, kurių įtampa viršija 380 V.
• Itin pavojingi ir lauko įrenginiai.

Įrangos dalys, kurios turi būti įžemintos ir įžemintos:

• Elektros įrangos gaubtai.
• Antrinio transformatoriaus apvija.
• Elektrinių prietaisų pavaros.
• Skirstomieji skydai, spintelių rėmai.
• Įrangos metalinės konstrukcijos.
• Geležinis kabelio apvalkalas.

Jei įtampa neviršija 42 VAC arba 110 VDC, įžeminti nereikia.

Namų ūkio įžeminimas

Dauguma nelaimingų atsitikimų buitinėje aplinkoje yra susiję su prietaiso lietimu, dėl kurio pažeidžiama izoliacija. Žmogaus kūnas šiuo atveju yra srovės laidininkas. Elektrinės kaitlentės, skalbimo mašinos ir indaplovės, šildymo radiatoriai, mikrobangų krosnelės, katilai, asmeniniai kompiuteriai, indaplovės - visa tai yra metalinės konstrukcijos, kurios gerai praleidžia elektrą ir gali būti kenksmingos sveikatai be įžeminimo.

Trumpasis jungimas yra tinklo fazinių ir nulinių laidų kontaktas, dėl kurio veikia avarinė apsauga ir prietaisas atjungiamas nuo maitinimo šaltinio. Dažniausiai įvyksta ne trumpasis jungimas, o buitinės įrangos korpuse besikaupiantis srovės nuotėkis. Tai padarius, gali kilti elektros smūgis.

Žmonių saugumui būtina įdiegti lizdus su įžeminimo kontaktais. Prie išleidimo angos turi būti prijungtas trijų laidų kabelis. Naudojant dviejų laidų ir trijų laidų sistemą, įžeminimas įrengiamas įvairiais būdais - nuo jungties dėžutės ar elektros skydo.

Dujų, vandens ar centralizuoto šildymo vamzdžiai negali būti naudojami kaip įžeminimo elektrodas.

Įžeminimas veikiant elektriniams gedimams

Įrangos gedimas suprantamas kaip izoliacijos pažeidimas ir fazės atsiradimas prietaiso korpuse. Jei įrangos dalys yra įtampos, bet neturi apsaugos įžeminimo ir RCD pavidalu, asmuo, nežinantis apie pavojų, gali gauti elektros smūgį.

Antruoju variantu dabartinis nuotėkis gali būti nereikšmingas, įrangos apsaugos įtaisas nereaguos į įtampą ir neišjungs prietaiso. Asmuo gali sulaukti nedidelio smūgio.

Jei korpusas nėra įžemintas, tačiau RCD yra įdiegtas, jis veiks po 0,02 sekundės po to, kai asmuo palies prietaiso korpusą. Šio laiko nepakanka, kad pakenktumėte sveikatai.

Efektyviausia grandinė saugumo požiūriu yra įžeminimo ir RCD buvimas. Esant srovės nuotėkiui ir jo perėjimui į žemę, RCD reaguoja ir išjungia prietaisą.

Kaip apskaičiuojami pagrindinių įžeminimo elementų parametrai

Įžeminimo įtaiso parametrų apskaičiavimas atliekamas pagal formules. Pradiniai elementai yra:

• dirvožemio atsparumas šioje srityje;
• elektrodų ilgis, storis, skersmuo, taip pat jų skaičius.

Praktiškai visais atvejais yra neatitikimų planuojamam darbo planui, nes dirvožemio rodiklis turi būti analizuojamas tiksliau. To padaryti beveik neįmanoma: 100 kvadratinių metrų plote reikia išgręžti apie 100 iki 10 m gylio minų, kad būtų galima įvertinti dirvožemio sluoksnius, jo sudėtį ir elementų - molio, kalkakmenio, smėlio ir kitų - įtraukimą. komponentai.

Įžeminimo įtaisų montavimas atliekamas pagal pagrindinį įžeminimo principą: saugos faktoriaus buvimą, turint vidutines parametrų vertes. Kuo mažesnė varža, tuo geriau visiems elektros prietaisams ir žmonėms.

Įžeminimo jungiklių montavimas

Vertikalūs elektrodai efektyviau atlieka savo funkcijas, nes juos galima montuoti didesniame gylyje. Klojant horizontaliai nedideliame gylyje, atsparumas padidėja, ypač žiemą, kai peršąla viršutiniai dirvožemio sluoksniai.

Elektrodams naudojami kaiščiai, kurių ilgis yra didesnis nei 1 metras (paprastai 1,5 m). Tokias konstrukcijas lengva įkalti į žemę naudojant įprastą plaktuką; jungtis atliekama horizontalioje plokštumoje, mažiausiai 0,5 m gylyje.