Де земля / мінус для повітряних ліній електропередач?

12

Нещодавно я дізнався, що земля може використовуватися для складання ланцюгів за допомогою високих напруг.

Мені хотілося б дізнатися, чи так працює повітряна лінія електропередач, і якщо так, де саме припиняються кабелі / ланцюги - на підстанціях чи щось таке?

З цього приводу негативний (чорний) мережевий провід в моєму будинку, куди це йде?

У мене був гугл навколо, але я не був дуже впевнений, що шукати, тому запитую тут. Якщо хтось може вказати мені в правильному напрямку, я би вдячний!

Дякую!

mains grounding

— Джон Хант
джерело

5

У північноамериканській практиці чорний провід "гарячий" (120 вольт). Червоний і синій також можуть використовуватися для гарячих проводів. Нейтральний (0 вольт, заземлений) провід білий. Зелений колір є безпечним майданчиком і не повинен нормально переносити струм. Зелений і білий провід будуть з'єднані разом на службовому вході в будівлю.

— Пітер Беннетт

Розглянемо акумулятор. У нього немає землі, він має позитивний термінал і негативний термінал. Підключивши його до пристрою, пристрій може визначити заземлення і може підключити його до одного з клем або іншої точки схеми. Як і батарея, енергокомпанія не надсилає «заземлений» провід до вашого будинку чи будівлі. Він надсилає 2-х або 3-х фазну потужність, а у вашій будівлі ви визначаєте заземлення - часто це зв'язує один із проводів живлення (нейтральний) до стрижня заземлення. Потім він розподіляється у ваші торгові точки як земля. Таким чином, повітряні лінії не мають "землі".

— Адам Девіс

2

Поміркуйте над тим: чому електричний заземлення називається заземленням ?

— Ерік Ліпперт

2

@PeterBennett: ОП знаходиться у Великобританії, де гаряча або червона, або коричнева, а нейтральна - або чорна, або синя, а земля - або зелена, або жовто-зелена. У нових робочих проводках слід використовувати коричневий / синій / жовто-зелений режим.

— Ерік Ліпперт

1

Зауважте, що чорний / синій провід не негативний, а досить нейтральний .

— Ерік Ліпперт

14

Ця публікація головним чином стосується ґрунту / землі / ґрунту як провідника та важливості заземлення для безпеки. Можливо, це не притаманна відповідь, але вона може бути корисною. Інші значення землі - див. Інші відповіді.

Я думаю, що відповідь на ваше запитання:

http://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system

Дивіться системи TN, TN-C і TN-CS.

Кабелі, про які ви питаєте, про припинення роботи у найближчого трансформатора.

Детальніше про заземлення та чому земля / ґрунт не використовується як провідник для ліній електропередач.

Заземлення в електромережах середньої та високої напруги в нормальних умовах не забезпечує значної потужності. Електролінії високої напруги трифазні, струм тече головним чином між фазами і землею - для них просто опорний "нуль". Земля працює скоріше як орієнтир і розряджає статичну електрику з корпусів обладнання високої напруги та інших струмопровідних частин, які мають бути заземленими. Високовольтне обладнання добре ізолюється, і воно може накопичувати великі електростатичні заряди.

Перенесення сили землею (грунтом), ймовірно, закінчиться дуже швидкою корозією електродів і, можливо, деякими екологічними змінами в ґрунті, оскільки ґрунт містить воду, солі, кислоти. Все це стає сумішшю електролітів.

Заземлення також працює як захист від блискавки. Ось такий спосіб направити / контролювати блискавкову енергію в землю з низькими "втратами потужності". Коли немає навмисного заземлення - блискавка все одно знайде 50 інших способів. У цьому випадку - заземлення можна вважати заземленням високого опору / опору. Дуже велика потужність може випромінюватися при високій стійкості, що може спричинити неконтрольований вогонь чи вибух в будь-якому місці, у багатьох місцях і т. Д. Тому краще зробити «шосе» для блискавки, заземливши великі металеві речі.

У деяких мережах використовується "функціональне заземлення", і в цьому випадку земля справді використовується для передачі живлення.

У мережах низької напруги (110 В або 230 В в Європі) заземлення використовується як "захисне заземлення", щоб забезпечити захист RCD. Старіший спосіб захисту - це з'єднання корпусів струмопровідних пристроїв із землею. Якщо пристрій пошкоджено (вигоріла ізоляція, механічні пошкодження тощо) і напруга "виходить" на заземлений корпус - запобіжники вибухнуть через коротке замикання.

Ваш чорний провід, ймовірно, йде на трансформатор на електростанції / трансформаторній станції. Це заземлено там. У деяких країнах заземлений провід повинен бути підключений до системи заземлення біля будинку (металеві стрічки, що закопуються під будинком), але в цьому випадку - цей провід не чорний, а жовтий із зеленими смугами. Це залежить від системи заземлення, що використовується у вашій країні. Про різні системи заземлення ви можете прочитати на wikipedia (посилання нижче).

Заземлення / заземлення - це річ із "багатьма гранями" ...

І немає такого зміну, як "негативна" чи "позитивна" лінія в змінному струмі. Є фазний, нульовий та / або заземлений провід. Фазовий провід з часом стає позитивним (напруга вище нуля) або негативним (нижче нульової напруги). Нуль залишається на нулі відносно ... земля / земля :)

Чи може хтось виправити / перевірити мої мовні помилки? Моя англійська погана, я не хочу когось вводити в оману в такій важливій справі (заземлення / заземлення).

— Каміль
джерело

Можливо, варто обговорити різницю між заземленим (тобто провідним заземленим) та нейтральним (тобто провідником, який повертає струм навантаження в однофазному блоці живлення - "чорний провід", на який посилається Джон Хант.) Інакше ваш відповідь здебільшого правильна.

— Li-aung Yip

@ Li-aungYip Вправо. Це залежить від виду заземлювальної системи, яка використовується для подачі живлення до його будинку.

— Каміль

Звичайно, це залежить від системи заземлення. Крім того, мій коментар щодо того, що чорний провід є нейтральним, невірний - як зазначив Пітер Беннет в коментарях, Північна Америка використовує чорний колір для активного провідника.

— Li-aung Yip

1

Безпеки земля зазвичай не несуть значні струми. Повернення землю ( так званий «загальний») виконує всі поточні з системи , яка йде в.

— Kaz

@Kaz Я мав на увазі електромережі. Я це виправив.

— Каміль

10

Будьте обережні, щоб не плутати «земля» / «земля» та «негатив» / «нейтраль».

Земля або земля - це провідник, який з'єднує енергосистему з масою землі, тобто через закопані електроди. Заземлюючий провідник зазвичай не несе струму. (Виняток: лінії SWER.)

Усі енергосистеми потребують підключення до землі.

Як уже пояснив Каміль, це потрібно для забезпечення посилання на напругу, розсіювання статичної електрики, розсіювання ударів блискавки на землю тощо. (Виняток: енергосистеми з ізольованою нейтраллю - не дуже поширені.)
Нейтральний - це провідник, який забезпечує зворотний шлях для струму навантаження.

Типові кольори для цих провідників наведені у статті Вікіпедії про кольорові кодові кольори.

Отже, які енергосистеми мають землі, які нейтралі, а які - обидві?

Розбита за типом енергосистеми (австралійська практика; практика США може відрізнятися.)

У високовольтній трифазній системі є три діючих провідника. Якщо навантаження врівноважене, як і для повітряних ліній високої напруги, весь струм здійснюється за допомогою трифазних провідників, і нейтралі не потрібні .

Земля використовується для посилального напруги і безпеки заземлення цілей серед інших причин.

Отже, наявні провідники: 3 × Активні провідники, Земля.

Щоб представити трохи інтуїції, ось малюнок того, як струм протікає в трифазній системі, пов'язаній з віа без нейтралі:
У низьковольтній трифазній системі розподілу навантаження може не врівноважуватися. Тому нейтральний провідник необхідний для проведення струму незбалансованого навантаження.

На додаток до нейтральної необхідний також ґрунт. Чи взаємопов’язано це між точками, залежить від того, як було сконструйовано заземлення. Наприклад, дві будівлі на відстані 100 метрів можуть бути окремо заземлені, і між ними не було б земного провідника.

Отже, наявні провідники: 3 × Активні провідники, Нейтральні та, можливо, Земля.
У низьковольтному однофазному ланцюзі , як це може бути у вашому будинку, у вас є
- активний провідник, який передає струм навантаження від локального розподільного трансформатора
- нейтральний провідник, який повертає струм навантаження в локальний розподільний трансформатор
- заземлюючий провідник для орієнтації на напругу та безпечне заземлення - це не несе струму. Єдиний раз, коли земляний провідник проводить струм, це коли коротке замикання є активним на землю - у цьому випадку ваш пристрій залишкового струму (RCD, австралійський термін) або переривник ланцюга несправності (GFCI, американський термін) виявлять це і відключаться ваш блок живлення.
Отже, наявні провідники: 1 × Активний, Нейтральний, Земний.

— Лі-Аун Іп
джерело

1

Уже пізно, і я збираюся лягати спати, тому не соромтесь редагувати свою відповідь, якщо я зробив якісь кричущі помилки.

— Li-aung Yip

Я не впевнений у цьому, але якщо ви використовуєте землю в якості провідника - електроди можуть хімічно реагувати з водою. Ця вода не становить 100% води, вона містить деякі солі, кислоти тощо. Електроди можуть дуже швидко руйнуватися, тому використання землі для перенесення «побутових струмів» між будівлями може бути поганою ідеєю. Доброї ночі :)

— Каміль

"Усі енергосистеми потребують підключення до землі." - як тоді працюють літаки?

— Paŭlo Ebermann

@ PaŭloEbermann "Як тоді працюють літаки?" Літаки також вимагають підключення до землі, і це надзвичайно важливо. Коли літають літаки - для часткового викиду використовуються спеціальні «гніти». Під час посадки - використовуються розрядники в посадковому приладі. Коли літак заправляється в аеропорту, він повинен бути постійно заземлений і підключений до паливної машини, яка палить його для запобігання вибуху палива.

— Каміль

Я також хочу запропонувати додати це зображення до вашої відповіді: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/3-phase_flow.gif . Це забезпечує добру інтуїцію щодо трифазного струму без нейтралі.

— Пітер

4

Мені хотілося б дізнатися, чи так працює повітряна лінія електропередач, і якщо так, де саме припиняються кабелі / ланцюги - на підстанціях чи щось таке?

Вийдіть на вулицю і знайдіть силовий полюс з трансформатором, і ретельно огляньте його. Конфігурації значно відрізняються, але типовою установкою в Північній Америці є:

Існує високовольтна гаряча лінія та лінія високої напруги повернення, що створює ланцюг до підстанції.
Трансформатор кріпиться до високої напруги гарячим і нейтральним.
Трансформатор знижує ~ 7200В переменного струму до 240В змінного струму, сконфігурований як два витяжки та один нейтральний, причому розпалювачі є 240В один від одного, а кожен 120В перебуває в нейтралі. Ви, перебуваючи у Великобританії, швидше за все, матимете дещо іншу конфігурацію, оскільки я вважаю, що ви використовуєте 240VAC протягом усього шоу.
Заземлюючий провід або спускається по полюсу до землі від трансформатора, або ж полюс подається на місце сталевим кабелем, який використовується як заземлювач трансформатора.
Дві гарячі точки і один нейтральний підходять до коробки автоматичного вимикача.
Коробка вимикачів може бути заземлена мідним кабелем, прикріпленим до бруса, закопаного у дворі.

Остаточно підстави називаються підставами, оскільки вони прикріплюються до землі. Як правило, ми очікуємо, що спеціальні наземні лінії, які фактично заземлюються, проводять струм лише в надзвичайних ситуаціях; зазвичай струм на гарячому повинен дорівнювати струму на нейтралі.

Початківцям корисно думати про аналогії з водою. Гарячим є трубопроводи подачі під тиском. Нейтральною є лінія зливу. Захисний майданчик - це додатковий стік у підвалі, який використовується лише тоді, коли будинок затоплений.

В Інтернеті є багато фотографій, які показують, як це все працює. Ось декілька:

http://waterheatertimer.org/See-inside-main-breaker-box.html

— Ерік Ліпперт
джерело

Скільки може мати типовий трансформатор типу цього? waterheatertimer.org/images/Electricity-from-the-pole-4.jpg Є 7.2kV лінія всюди і в кожному будинку є окремий трансформатор в США?

— Каміль

@Kamil: Напруги від підстанції різняться, і один трансформатор зазвичай обслуговує кілька будинків. Але в основному, так, саме так це прокладено в житлових кварталах, які мають надземний електрообслуговування. Як це стосується будинків, які обслуговують землю, я не знаю.

— Ерік Ліпперт

@Kamil: Я б очікував, що такий маленький трансформатор буде приблизно 50-100 кВА. Трансформатори на полюсах можуть отримати великі розміри до 500 кВа, перш ніж вони стануть занадто важкими, щоб поставити їх на полюси.

— Li-aung Yip

2

Більшість промислових ліній електропередач використовують змінний струм, тому немає жодного позитивного та негативного проводів. Поширені трифазні дроти та нейтральний провід. Споживач електропостачання може використовувати всі трифазні дроти або лише один фазний і нейтральний (як і більшість побутових).

Загальна схема живлення складається з цих трьох пристроїв: електростанція - електрична підстанція, яка перетворює напругу (або їх серії) - пристрій споживання електроенергії. Фазний провід і нейтральний провід роблять замкнутий ланцюг живлення між двома з них.

Для тролейбусного транспорту (електричні автобуси, поїзди) використовується постійний струм, а також змінний струм. Один візок часто позитивний, а інший візок або рейки - негативний. У цьому випадку живлення до візків подається на підстанції, яка перетворює, а також виправляє енергію, що приймається від промислової лінії змінного струму.

— Вованія
джерело

3

Це правда. Однак у США житлові споживачі зазвичай отримують потужність "Спліт Фаза". Це означає, що вони отримують дві лінії змінного струму та одну нейтральну. Лінії розташовані на 180 градусах поза фазою, а не на 120 градусів, як у 3-фазній системі. Таким чином, ви можете отримати 120VAC від лінії до нейтралі, або 240VAC від лінії до лінії. Ці з'єднання здійснюються шляхом вибору відповідних вимикачів на головній панелі вимикачів будинку.

— бітмейк

@bitsmack Отже ... ці клієнти мають 3-провідну систему? 2 фази і нуль?

— Каміль

@Kamil Три "струмоведучих" дроти: лінія 1, лінія 2 і нейтральна. Рядки 1 і 2 є "гарячими" або під напругою. Нейтральний забезпечує шлях повернення струму. Є також "заземлюючий" провідник, який або походить від утиліти, або з'єднується з великим заземлюючим стрижнем, який забивається в землю в кожному будинку. Це заземлення використовується тільки з міркувань безпеки: струм буде протікати в землю лише тоді, коли буде електрична несправність. Цей струм призведе до вимикання вимикачів (та вимикачів заземлення).

— бітсмак

@bitsmack Я знаю, як працює заземлення / заземлення, я електрик за освітою. Просто було цікаво систем США. Ніколи про них не дізнався.

— Каміль

@Kamil Дуже добре, я не намагався бути поблажливим. Я читаю вашу відповідь, і очевидно, що ви знаєте, про що говорите! У Вікіпедії є сторінка цієї системи: en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power . Бережіть :)

— бітмак