Czy podłączenie uziemienia w domowej instalacji elektrycznej jest naprawdę konieczne?
Wiem, że odpowiedź na moje pytanie brzmi: „Tak!”. Uziemienie jest potrzebne, aby osoba nie dotknęła metalowej części wadliwego sprzętu i nie doznała porażenia prądem. Tak więc osoba działa jako przewodnik zamykający obwód między metalową częścią wysokiego napięcia a ziemią (z definicji przy zerowym woltach). Stąd połączenie uziemiające oferuje alternatywną ścieżkę przepływu prądu, a dzieje się tak, ponieważ gdzieś w systemie dystrybucji mocy przewód neutralny N jest podłączony do metalowego pręta osadzonego w ziemi. Moje pytanie brzmi: co się stanie, jeśli ten przewód neutralny - połączenie z masą zostanie usunięty, jak pokazano na rysunku? To sprawiłoby, że przewód uziemiający w domowych gniazdkach elektrycznych stałby się zbędny, ponieważ osoba dotykająca metalowej obudowy wadliwego sprzętu nie zamyka obwodu, ponieważ nie ma obwodu zawierającego uziemienie. Więc, jak rozumiem, zadziałałoby (być może), gdyby system dystrybucji energii nie był nigdzie uziemiony. Czy można zrealizować całkowicie unoszący się od ziemi system dystrybucji energii? Jestem prawie pewien, że odpowiedź brzmi nie, ale nie wiem dlaczego ... więc, dlaczego nie jest to możliwe ??? Dziękuję Ci.
Odpowiedzi
To, czego nie bierzesz pod uwagę, to fakt, że uziemiona obudowa lub metalowa skrzynka zawierająca „nieuczciwe” połączenie pod napięciem będą ujawniać się same, jeśli wystąpi usterka powodująca dotknięcie uziemionego metalu na żywo. Spali bezpiecznik iw ciągu kilku milisekund problem zostanie zabezpieczony i ujawniony .
W przypadku izolowanego źródła prądu przemiennego (takiego jak wtórny transformator izolujący) nic nie wskazuje na to, że pod napięciem mogło dojść do kontaktu z metalową obudową. Możesz go dotknąć i być może poczujesz lekkie mrowienie, ale nie jest to wyraźnie ujawniające się samo.
Wystąpił błąd 1 i nie ujawnia się on sam ...
Jakiś czas później pojawia się kolejna usterka, która może wystąpić w dowolnym miejscu na Twojej ulicy lub w dowolnym domu na tej ulicy. Ta usterka powoduje połączenie przewodu neutralnego z ziemią.
Błąd 2 też się nie ujawnia, ponieważ nie przepali bezpiecznika: -
Następnie dotknij odkopanej metalowej skrzynki lub obudowy: -
zasymuluj ten obwód - schemat utworzony za pomocą CircuitLab
Fioletowe strzałki pokazują przepływ prądu rażenia
Teraz metalowe pudełko jest śmiertelną pułapką (ponieważ nie jest uziemione) i czeka na następną pechową osobę, która przyjdzie i ją dotknie. Nie ujawniło się nic, co mogłoby świadczyć o zaistnieniu niebezpiecznej sytuacji.
Pierwsza „wskazówka” (jeśli ją przeżyjesz) to porażenie prądem.
Oprócz odpowiedzi Andy'ego, zasilanie pływające może wymagać podwójnych wyłączników w każdym obwodzie, aby wyzwolić obie linie, ponieważ nie można przewidzieć, która faza zostanie „zneutralizowana” przy pierwszym zwarciu.
Celowe neutralizowanie jednej linii pozwala uniknąć tego ryzyka i dlatego tylko przewody pod napięciem wymagają zabezpieczenia za pomocą bezpiecznika lub wyłącznika.
Przedstawiony system uziemienia to system TT stosowany we Włoszech z trójfazowym napięciem zasilania 400 V i jednofazowym 230 V.
W tym systemie odpowiedzialność za uziemienie neutralne transformatora spoczywa na dostawcy usług użyteczności publicznej, podczas gdy uziemienie w metalowej obudowie spoczywa na użytkowniku.
System umożliwia stosowanie wyłączników automatycznych (MCB) i przerywaczy zwarć doziemnych (GFCI) w celu usunięcia zwarć międzyfazowych, międzyprzewodowych i ziemnozwarciowych.
Najbardziej prawdopodobną lokalizacją zwarcia międzyfazowego byłaby metalowa obudowa. Gdyby neutralna i metalowa obudowa nie byłaby uziemiona, nie nastąpiłoby wyzwolenie, aby usunąć taki błąd i pozostałby niezauważony. Naturalnym skutkiem byłoby porażenie prądem w wyniku kontaktu z metalową obudową pod napięciem i uziemieniem, gdyby inna linia lub przewód neutralny zostały jednocześnie uziemione w innym miejscu.
W trzy układzie faz, bez ludzi (lub cennych zwierząt / wyposażenie) i nie przewodzących przerw, nie ma potrzeby do tego zbędny „neutralne”, lub połączenia „ziemi”.
Problemy pojawiają się, gdy pojawiają się usterki, ludzie i cenne zwierzęta / sprzęt, które wymagają ochrony przed energią elektryczną (pożar), prądami ciała (porażenie / śmierć) i przepięciami (sprzęt).
Ziemia i wbite w nią kawałki metalu zapewniają dobrą ścieżkę przewodzenia dla ludzi, którzy dotykają wadliwego systemu i „ziemi”.
Całe zamieszanie polega na tym, aby upewnić się, że ludzie (i cenne zwierzęta), które normalnie dotykają ziemi, nie dotykają również wadliwego sprzętu, którego napięcie może wywoływać prądy uderzeniowe. A także, że prądy zwarciowe (w przewodach) są wystarczająco wysokie, aby przepalić bezpieczniki (wyłączniki automatyczne), które wymagają niskiej impedancji do Ziemi i przez nią.
Dlatego upewniamy się, że istnieje wystarczająca izolacja i odległość, aby ludzie nie mogli dotykać obwodów pod napięciem, że obwody są zabezpieczone i uziemione (rezerwowe połączenie powrotne), a także obecnie mamy również zabezpieczenie przed upływem (prąd różnicowy lub zwarcie doziemne) urządzenia.
Uziemienie nie jest w rzeczywistości skomplikowane, ale zbyt wiele różnych aspektów jest zamiatanych pod ten sam dywan (np. Uszkodzenie sprzętu zasilającego przez przegrzanie, śmierć w wyniku pożaru, śmierć w wyniku porażenia prądem elektrycznym, uszkodzenie sprzętu w wyniku nieustalonych napięć, aby zidentyfikować kilka usterek środki ochrony w nowoczesnej podaży).