Aizsargzemējuma jēdziens un darbības princips

Darbojošajām elektriskajām ierīcēm jābūt iezemētām. Atkarībā no mērķa tas var būt darba vai aizsargājošs. Pirmais ir paredzēts pareizai ierīču darbībai, bet otrais - cilvēku aizsardzībai. Viena un otrā darbības princips ir atšķirīgs.

Galvenie iezemēšanas mērķi un uzdevumi

Augsne spēj neitralizēt elektrisko strāvu, jo tās sprieguma pakāpe ir nulle. Pretestība ir galvenais iezemēšanas ierīces rādītājs, pēc kura var spriest par tās kvalitāti un spēju izpildīt mērķi. Pretestība ir atkarīga no augsnes sastāva, ķīmisko vielu klātbūtnes tajā - skābā vai sārmainā, mitruma, vaļīguma. Atkarībā no augsnes sastāva, pareizai zemējuma ierīču darbībai var būt nepieciešams izmantot īpašu zemējuma komplektu vai pilnībā nomainīt augsni.

Zemējums ir jebkuras ierīces, elektroinstalācijas vai tīkla daļas savienojums ar iezemēšanas ierīci. Tas ir iezemēts elektrods un zemējuma vadītāji, caur kuriem strāva ieplūst zemē un tiek neitralizēta.

Var būt vairāki zemējuma slēdži. Dalītā shēmā tie atrodas gar objekta perimetru, kura elektrotīkls ir jānostiprina. Vadošā daļa (zemējuma slēdži) parasti ir izgatavota no metāla. Viņiem tiek piegādāti zemējuma elektrodi, kuriem ir tieša saskare ar augsni.

Zemējuma ierīce ir uzstādīta gar cilpu. Zemes cilpa ir virkne elektrodu vadītāju, kas tiek ievadīti zemē. To garums ir 3 metri, tie atrodas nelielā attālumā viens no otra. Kā savienojumu tiek izmantota horizontāla metāla sloksne, kas tiek ieklāta augsnē nelielā dziļumā - līdz 1 metram. Savienojumu ar elektrodiem veic, izmantojot parasto metināšanu. Īpašos zemējuma komplektos aprīkojuma daļas ir savienotas ar vītni, kas nekādā veidā neietekmē darba īpašības.

Darba zemējums ir nepieciešams šādos gadījumos:

• Iekārtu aizsardzība pret statiskās elektrības uzkrāšanos. Dabiski procesi, piemēram, zibens, var ietekmēt strāvu, kas plūst ķēdē, izraisot iekārtas bojājumus. Zemē uzstādītie elektrodi iztukšo lieko strāvu.
• Tīkla aizsardzība pret īssavienojumiem.
• Aizsardzība pret pārspriegumu.

Darba zemes piemērs ir zibensnovedējs, kas savienots ar elektrodiem. Īpaši svarīgi ģeneratoros, transformatoros.

Aizsardzības zemējuma princips

Aizsardzības zemējums ir pasākumu kopums, kura mērķis ir aizsargāt aprīkojumu un cilvēkus, kas ar to strādā. To lieto, lai novērstu elektromagnētiskos traucējumus, kas rodas no tuvumā esošas ierīces, kā arī neitralizētu traucējumus, ieslēdzot strāvas ķēdi.

Zibensaizsardzība

Gaisa vide ir sekcija ar augstu pretestību, bet izlādei ir jauda, ​​kas pārsniedz šo pretestību, tāpēc tā tai izlaužas.Ceļā no atmosfēras augšējās daļas uz zemi zibens izvēlas apgabalus ar vismazāko pretestību - mitrās zonas, sienas, kokus un ūdens pilienus. Tas izskaidro faktu, ka izplūdes bieži iekrīt kokā - tam ir mazāka pretestība nekā gaisam ap to. Ienākot ēkā, strāva iet arī caur zonām ar vismazāko pretestību - tās ir metāla caurules, elektroierīces vai to metāla daļas, mitras sienas. Ja ierīce nav iezemēta, pieskaršanās tai uzlādes laikā var būt nāvējoša.

Kad uz jumta ir uzstādīts zibensnovedējs, lādiņš iekļūst tajā, pēc tam pārvietojas zemē un tiek neitralizēts. Ir svarīgi, lai strāvas netiktu izplatītas objektā, tāpēc zemējuma sakārtošanai izmantotajiem materiāliem ir maza pretestība. Saskaņā ar noteikumiem tas nedrīkst pārsniegt 4 omus. Pats zibensnovedējs ir jāpievieno zemē esošajiem elektrodiem.

Pārsprieguma aizsardzība

Elektroniskās iekārtas ir jutīgas pret strāvas pārspriegumu vai jaudīgām elektroinstalācijām, kas darbojas to rādiusā. Pēkšņs zibens spēriens tuvumā var sabojāt elektroniku.

Kā piemēru: pērkona negaisa laikā vara kabelī, kas savieno mājas un caur kuru plūst strāva, var rasties pārmērīga maksa. Lādiņš, palielinoties tā lielumam, var sabojāt kabeli. Šajā gadījumā uz elektropārvades līnijas ir uzstādīts SPD - impulsa pārsprieguma aizsardzības ierīce, lai liekā lādiņa nonāktu zemē.

Cilvēku aizsardzība

Instrumentu korpusi, visi metāla elementi spēj vadīt strāvu. Pieskaroties nepamatotai ierīcei, kurā ir uzkrājusies statiskā elektrība, jūs varat saņemt smagu šoku. Tas galvenokārt ietekmēs sirds un asinsvadu un nervu sistēmu. Gumijas apavi, gumijoti cimdi un absolūti sausa telpa palīdz mazināt triecienu, taču cilvēki reti staigā pa dzīvokli vai biroju gumijas zābakos. Trešā vada pievienošana ierīču korpusam un pēc tam savienošana ar elektrodiem ļauj lieko strāvu novadīt zemē.

Vecajās privātās un daudzdzīvokļu ēkās zemējuma pasākumi netika veikti, tāpēc visas elektroierīces rada potenciālu apdraudējumu cilvēkiem.

Pašu izgatavotas ierīces var izskatīties šādi: ierīces korpusam ir pievienots vads, kas tiek izvadīts uz ielas un savienots ar zemē iedzītu metāla izstrādājumu (caurule, stūris, spainis, armatūra). Šie produkti ir labi strāvas vadītāji, atšķirībā no cilvēka ķermeņa, tāpēc strāva izvēlas metālu un nonāk zemē.

Atšķirība starp darba zemējumu un aizsargājošo

Darba un aizsargājošo zemējumu saskaņā ar drošības noteikumiem nedrīkst kombinēt ar ūdens ķēdi. Elektriskās izlādes var sabojāt atmosfēras izlādes, un aizsargzemējums nedarbosies.

Funkcionālā (darba) zemējuma shēmā visas strāvu vadošās konstrukcijas ir savienotas ar zemē uzstādītiem elektrodiem. Pareizai darba zemējuma darbībai tiek izmantoti arī drošinātāji, kas paši uzņem spriegumu un neizdodas.

Funkcionāls zemējums tiek nodrošināts, ja ierīcēm, kas aizsargā ierīci, ir pievienotas ražotāja instrukcijas un prasības.

Aizsardzības iezemēšanas ierīcei tiek izvirzītas vairāk prasību, jo tai ir svarīgāki uzdevumi: cilvēku dzīvību glābšana.

Visuzticamākais zemējums tiek nodrošināts mājas elektriskajā ķēdē. Kabeļiem, kas iederas katrā kontaktligzdā, jābūt trīs vadiem. Trešais vadītājs ir savienots ar zemi un vada statisko elektrību, kā arī novērš īssavienojumu un zibens iekļūšanu ēkā.

Aizsardzības prasības zemēšanai

Lai zemēšanas iekārtas varētu veikt savas funkcijas, tām jāatbilst noteiktiem parametriem un iekārtas ražotāja norādījumiem.

Nianses, kas ietekmē funkcionalitāti:

• Augsnes izturība tās fizikālo un ķīmisko īpašību dēļ. Vislabāk strāvu vada mitrs māls, grafīta šķembas, kūdra, sāls purvi vai jūras ūdens. Sliktāk - sausas smiltis vai cietie ieži - granīts, šķembas, kvarcs, asfalts, betons.
• Zemes elektroda kontakta laukums ar augsni. Jo lielāka platība, jo labvēlīgāki apstākļi tiek radīti strāvas plūsmai, jo ātrāk tas notiek. Jūs varat palielināt platību, uzstādot vairāk elektrodu gar ēkas kontūru. Šajā gadījumā tie ir savienoti kopā ar tērauda plāksni vienā vienībā. Palielinot viena elektroda izmēru, palielināsies arī kopējā platība. Vertikāla metāla kontūra uzstādīšana palīdz palielināt platību, ja augsnes apakšējiem slāņiem ir lielāka pretestība nekā virszemes.

Tā kā ir grūti panākt ideālu augsnes pretestību, ierīces tiek veidotas, pamatojoties uz tās īpašībām. Katrai elektroinstalācijai ir savi standarti attiecībā uz iezemēšanas ierīču pretestību. Piemēram, elektriskajai apakšstacijai ar spriegumu virs 100 kW pretestībai nevajadzētu būt lielākai par 0,5 Ohm, bet mājas tīklam ar TT sistēmu, kā arī automātiskas izslēgšanās izmantošanai - līdz 500 Ohm.

Metāla zemējuma slēdžus nedrīkst pārklāt ar krāsām un lakām. Dažreiz kā iezemēšanas ierīce tiek izmantota ēkas pazemes daļa ar metāla konstrukcijām - elektrību vadošs betons ar iekšējo stiegrojumu. Gāzes metāla caurules nevar izmantot zemējuma problēmas risināšanai.

Saskaņā ar Elektroiekārtu uzstādīšanas noteikumiem uz zemējumu attiecas:

• Tīkli ar spriegumu virs 380 V.
• Īpaši bīstamas un āra instalācijas.

Zemētas un iezemētas aprīkojuma daļas:

• Korpusi elektroiekārtām.
• Sekundārā transformatora tinums.
• Elektrisko ierīču piedziņa.
• Sadales dēļi, skapju rāmji.
• Iekārtas metāla konstrukcijas.
• Dzelzs kabeļa apvalks.

Ja spriegums nepārsniedz 42 VAC vai 110 VDC, zemējums nav nepieciešams.

Mājsaimniecības zemējums

Lielākā daļa negadījumu sadzīves vidē ir saistīti ar pieskaršanos ierīcei, kurai ir bojāta izolācija. Cilvēka ķermenis šajā gadījumā ir strāvas vadītājs. Elektriskās plītis, veļas un trauku mazgājamās mašīnas, apkures radiatori, mikroviļņu krāsnis, katli, personālie datori, trauku mazgājamās mašīnas - tās visas ir metāla konstrukcijas, kas labi vada elektrību un bez iezemēšanās var kaitēt veselībai.

Īssavienojums ir kontakts starp fāzes un nulles vadiem tīklā, kas noved pie avārijas aizsardzības darbības un ierīces atvienošanas no barošanas avota. Visbiežāk notiek nevis īssavienojums, bet gan strāvas noplūde, kas uzkrājas mājsaimniecības aprīkojuma korpusā. To darot, var izraisīt elektrošoku.

Cilvēka drošībai ir nepieciešams uzstādīt kontaktligzdas ar zemējuma kontaktiem. Pie kontaktligzdas jāpievieno trīs vadu kabelis. Izmantojot divu vadu un trīs vadu sistēmu, zemējums tiek aprīkots dažādos veidos - no sadales kārbas vai elektriskā paneļa.

Gāzes, ūdens vai centralizētās siltumapgādes caurules nevar izmantot kā iezemētu elektrodu.

Zemējuma darbība elektrisku traucējumu gadījumā

Ar iekārtas atteici saprot izolācijas bojājumus un fāzes parādīšanos ierīces korpusā. Ja iekārtas daļām ir strāva, bet tām nav aizsardzības zemējuma un RCD veidā, persona, kas neapzinās briesmas, var iegūt elektrošoku.

Otrajā variantā pašreizējā noplūde var nebūt nozīmīga, aprīkojuma aizsardzības ierīce nereaģēs uz spriegumu un neizslēgs ierīci. Persona var saņemt nelielu triecienu.

Ja korpuss nav iezemēts, bet ir uzstādīts RCD, tas iedarbojas 0,02 sekundēs pēc tam, kad persona pieskaras ierīces korpusam. Šis laiks nav pietiekams, lai kaitētu veselībai.

Visefektīvākā ķēde no drošības viedokļa ir zemējuma un RCD klātbūtne. Pašreizējas noplūdes un tās pārejas gadījumā uz zemi RCD reaģē un izslēdz ierīci.

Kā tiek aprēķināti galveno zemējuma elementu parametri

Zemējuma ierīces parametru aprēķins tiek veikts pēc formulām. Sākotnējie elementi ir:

• augsnes izturība šajā apgabalā;
• elektrodu garums, biezums, diametrs, kā arī to skaits.

Praksē visos gadījumos pastāv neatbilstības plānotajam darba plānam, jo ​​augsnes rādītājs ir jāanalizē precīzāk. To izdarīt ir gandrīz neiespējami: uz 100 kvadrātmetriem ir jāizurbj apmēram 100 mini mīnas, kuru dziļums ir līdz 10 m, lai novērtētu augsnes slāņus, tā sastāvu un elementu - māla, kaļķakmens, smilšu un citu - iekļaušanu. komponentiem.

Zemējuma ierīču uzstādīšana tiek veikta saskaņā ar galveno iezemēšanas principu: drošības faktora klātbūtne, kam ir parametru vidējās vērtības. Jo mazāka iegūtā pretestība, jo labāk visām elektroierīcēm un cilvēkiem.

Zemējuma slēdžu uzstādīšana

Vertikālie elektrodi efektīvāk pilda savas funkcijas, jo tos var uzstādīt lielākā dziļumā. Liekot horizontāli nelielā dziļumā, pretestība palielinās, īpaši ziemā, kad augsnes augšējie slāņi sasalst.

Elektrodiem tiek izmantoti tapas, kuru garums ir lielāks par 1 metru (parasti 1,5 m). Šādas konstrukcijas ir viegli iemest zemē, izmantojot parasto āmuru; savienojums tiek veikts horizontālā plaknē, kuras dziļums ir vismaz 0,5 m.