Як працює заземлення, коли земля суха?


19

Заземлення призначене для забезпечення надійного контакту електричного приладу із землею, щоб, якщо є ізоляційний струм, несправний потік потрапляв у землю, а не через тіло людини. Для цього потрібне заземлення з товстих провідників, загнаних глибоко в землю.

Ось як було добре описано заземлення в одному посібнику з насосів (я майже впевнений, що він добре співвідноситься з місцевими будівельними нормами): три сталеві труби, довжиною щонайменше один дюйм і довжиною двадцять футів (шість метрів), повинні бути загнані в землю вертикально в трикутній схемі з відстані не менше двох футів між кожними двома трубами. Верхівка кожної труби повинна бути не менше двох футів нижче поверхні землі. До всіх трьох потрібно приварити загальний сталевий прут, а обладнання, яке заземлюється, повинно бути з'єднане з цим стрижнем. Зварювальні плями необхідно фарбувати, щоб захистити їх від корозії.

Зараз це достатньо металу та виглядає вражаюче. Але як це гарантувати низький опір для струмів розломів ізоляції? Що станеться, якщо земля суха і недостатньо провідна?

Відповіді:


18

Коли земля висохла. іноді заземлення працює погано.

Патологічним випадком заземлення є речі на вершині гір.

Вершини гір, як правило, досить сухі. Людям подобається встановлення обсерваторій на горах. У минулому житті я працював з обсерваторіями.

Заземлювальні стрижні викладені в кільце навколо обсерваторії за допомогою закопаного кабелю, що з'єднує їх. Прути мають верхівки високо у повітрі; Справа в тому, щоб отримати якийсь блискавкозахист і землю, яка взагалі працює. (Блискавка любить високі, металеві речі, як обсерваторії.)

Повітря дуже сухе на вершині гір. ШОЕ зазвичай запобігається заземленням.

Стандартний протокол полягав у тому, що персонал мочився на земних шипах замість того, щоб використовувати порт-горщик (коли це можливо, не турбуючи туристів).

Щоб зробити це складніше, багато сайтів діляться вершиною гори радіопередавачами. Все, що випромінювало РФ, важко екранувати, коли до нього немає функціональної землі. (Хлопці з радіо, у вас є ті самі проблеми, але ви спричинили мій чорт!)

Співробітник мав подібні проблеми із заземленням у минулому житті з піщаними дюнами та заземленням. Допомогти допомогти потрапляння септиків на дюни можуть допомогти.


1
НЕ мочиться на земному стрижні під час відключення живлення або якщо є значні витоки землі. Швидкість корозії земного електрода буде значно прискорена :-). ПІДПРИЄМИ мішки доломіту, викопані в яму, викопану навколо, куди піде ропд, - це ліки NZPO для поганої землі. (Ніколи не мочіть на електричних парканах, навіть якщо ви впевнені, що вони вимкнені.) Для заземлення радіостанції можуть використовуватися довгі (довгі довгі ...) радіальні дроти у вентиляторі.
Рассел Макмахон

2
Мочитися на блискавичний провідник - що могло піти не так ?!
Аль Беннетт

2
@RussellMcMahon - Я думаю, ви маєте на увазі бентоніт (як рекомендує Ергон Енергія ), а не доломіт. Є також "вуглецевий цемент", який є чимось на зразок електропровідного графіту, змішаного з бетоном - виробник стверджує, що він не стискається, коли він висихає, тому він забезпечує більш стійку землю.
Li-aung Yip

1
@ Li-aungYip - добре помічений! Так, бентоніт був тим, що я мав намір. Мозок подав неправильне слово :-). Бентоніт - це складна алюмінієво-силікатна глина, яка має хороші властивості утримування води і яка набухає в розмірах при намоканні. - яка, як ви зазначаєте, може бути менш бажаною властивістю. Бетон, завантажений вуглецем, - відмінна ідея, якщо електропровідність є достатньо високою для досягнення належно низького опору землі. Порушення струму несправності повинно бути прийнятним - наприклад, не надходить високий R при сильному струмі тощо.
Рассел Макмахон,

1
@RussellMcMahon - бетон працює добре навіть без зайвих добавок, він має достатній іонний вміст, щоб бути
приємно

20

Гарантій немає. Системи заземлення будуть розроблені на основі як теоретичних, так і емпіричних результатів, отриманих на основі багаторічного досвіду. Земля, яку ви описуєте, надзвичайно вражає і набагато перевершує те, що я бачив у деяких інших стандартах.

Заземлення НЕ забезпечує особисту безпеку

Зауважте, що хоча особиста безпека не викликає важливих міркувань, ефективність Землі не може зіграти великої ролі у поліпшенні багатьох наслідків, пов'язаних із шоком, і може зробити багатьох з них гіршими, ніж кращими.

Найважливішим фактором є здатність керувати струмами несправності, не викликаючи зростання місцевого потенціалу заземлення, і таким чином відключати обладнання для переривання живлення (запобіжники або вимикачі). У приміщенні шлях на землю для людини, яка контактує з живим провідником, буде або до заземленого металевого предмета (чайник або тостер тощо), або через розподілену місцеву землю до мокрої підлоги або, мабуть, незаземлену напівпровідну поверхню. Заземлене тіло приладу, заземлення призначене для забезпечення короткого замикання на будь-який струм несправності всередині приладу і буде функціонувати без посилання на землю будівлі, за умови, що зворотний провідник знаходиться на опорі заземлення або має бути, наприклад, у NZ ( моя країна) ми працюємо з МЕНЮ чи системою "Нейтральна множина Землі", де на кожній платі комутатора підключені земля та нейтраль. Деякі системи можуть з'єднувати тільки нейтраль і землю на розподільній коробці будівлі, а в деяких системах НЕ є нейтральне з'єднання із землею - наприклад, принаймні деякі суднові системи плавають цілою системою на місцевому (морській воді та корпусі) землі. У системі, підключеній до заземлення, місцеві заземлені органи приладу збільшують шанс ураження електричним струмом для людини, яка торкнеться живого проводу від іншого джерела, ніж відповідний прилад, оскільки вони пропонують жорсткий заземлений шлях, незалежно від ефективності побудови землі.

У випадку розподіленого ґрунту всередині приміщення ситуація, подібна до вище, виникає зі струмом від опроміненого провідника до заземлення через неофіційну локальну землю, а потім на землю. Хороше заземлення будівлі може погіршити шок.

тобто заземлення будівель мало матиме прямий вплив на захист окупантів від удару. Там, де це має ефект, - забезпечення захисного обладнання.

ELCB - рятувальники, де це працює, якщо ELCB (вимикачі витоку Землі) обладнані. ELCB виявляє дисбаланс струму між фазою та нейтраллю (перехід та повернення), який виникає, коли людина переводить частину струму з живого ланцюга на землю. ELCB призначені для відключення струмів нижче того, який може бути залучений особою, яка звертається до електромережі. Вони розроблені для подорожі менше, ніж часу, необхідного для одного "серцебиття", тим самим позбавляючи (теоретично) здатність викликати фібриляцію серця. Ви ще можете відчути удар! - запитайте мене, як я знаю :-). [[Назад тестування кулака на кулаці, ймовірно, ви можете це перевірити. YMMV. Не спробуйте цього вдома. Ой!]]

введіть тут опис зображення

Наведена вище схема від "Електричний захист від ударів"

Йде на землю

Опір Землі базується на наданні засобів доступу до фактично нульового опору Землі, який знаходиться "там". Доступ до "там" забезпечує достатньо велике з'єднання з нульовою землею, щоб опір середовища (ґрунту) не додав занадто великого досягнутого опору. Часто "X" ом земля спрямована на те, де "X" встановлений досвідом як адекватний для необхідного захисту. Описаний метод досягнення "X" (тут 3-х стопні ноги тощо) заснований на прийнятних найгірших умовах (або повинні бути).

Лінійна група провідників, розташованих «не надто далеко і не надто близько» відносно один одного, утворюють ефективний циліндр приблизно діаметром пучка - занадто далеко і занадто близько, щоб спиратися як на теорію, так і на практику. Цей циліндр можна замислити для з'єднання «криволінійними квадратиками» навколишнього середовища до більшого циліндра навколишнього середовища, який у міру віддалення відростає у ефективну половину сфери. Опір кожного "квадрата" дорівнює (при правильному побудові), оскільки квадрат, який має ширину N одиниць, також буде глибоким N одиниць.

Перехід від ефективно циліндра провідника до половини сфери відбувається за декількома радіусами вихідного пучка провідника. Визначальні органи повинні гарантувати, що типові води, типи ґрунтів, тип провідника, визначені схеми провідника та фази Місяця такі, що розташування задовольнятиме потребу досить часто, щоб бути достатньо безпечним для розглянутих застосувань. тобто в дуже сухих умовах з деякими типами ґрунту в деяких випадках несправності результати можуть бути недостатньо хорошими. Вартість та практичність відіграють важливу роль у визначенні того, наскільки часто це може бути "в деяких випадках". Оскільки збій може призвести до загибелі або пожежі, вимоги систем заземлення, як правило, помиляються на великій стороні розумних.


1
Ого. Я хотів би, щоб я міг підкреслити це двічі.
Нік Джонсон

7
Варто зазначити, що там, де я живу (США, Західне узбережжя) ELCB, майже всезагально називають GFCIs (Перемикач замикання на землю), до того моменту, якби ви зайшли в будь-який місцевий магазин обладнання, ніхто б не мав уявлення, що таке ELCB. всі.
Коннор Вольф

3

тл: д-р; Оскільки "земля" є загальним фактором і для вас, і для провідника, це не питання.

Справа не в тому, що "земля" суха і не дуже провідна в цій точці дотику, тому що якби це було так, чому б моє тіло було кращим провідником, бачачи, що воно стоїть на якійсь підкладці безпосередньо над "землею", що мідь / сталь / і т.д. вводиться в. Головне, на що ми дивимось, це те, наскільки більше 3 гігантських шматка електропровідного металу хочуть взяти цей струм, ніж ваше бідне тіло, і ось вони хочуть до біса набагато більше.


1
Чи можу я створити якийсь крайній зустрічний приклад? Наче я стою в басейні, розташованому над величезною масою мокрої землі, і ці заземлювальні стрижні загнані в сто футів у суху землю. І я граю з електричним двигуном, підключеним до електромережі, який заземлений за допомогою цих далеких стрижнів. Чи все одно буду захищений?
shartooth

Заземлення зазвичай не має струму, інші два дроти (однофазні). Він повинен бути обмежений струмами несправності.
russ_hensel

@sharptooth У цей момент вам потрібно обчислити питомий опір води і землі, залежно від того, який нижчий має бути шлях, який проходить струм, оскільки мета стрижнів полягає у створенні відштовхувального опору 0, можна припустити, що будь-якої хвилини різниці, яку створює ґрунт, буде недостатньо, щоб цей опір був більшим, ніж той, який можна створити навколо себе (навіть якщо занурений).
Jeff Langemeier

Ось що мене турбує в цьому сценарії. Я в басейні з можливо несправним мотором, і ці стрижні підключені до досить сухої землі. Чому вони мають "відносний нульовий" опір?
shartooth

1
Запит на повторний пул - дивіться мою відповідь. Будівельний майданчик не захистить вас незалежно від того, наскільки це добре чи погано - це не його робота.
Рассел Макмахон

3

"Суха земля" - відносний термін. Те, що здається сухим, все ще може призвести до певного рівня. Справжня суха земля розсипається і залишає просто піщані зерна. І сухий грунт не заглиблюється. У Бельгії норма заземлення (документ голландською мовою) - це стрижень 1,5 м, вертикально заглиблений глибиною 60 см, або 2,1 м стрижень, що досягає поверхні (тому обидва йдуть на 2,1 м глибиною). У більшості випадків цього достатньо, щоб досягти вологих грунтів. Прийнятою альтернативою є петля, закопана глибиною не менше 60 см, так що це навіть менше. Варто зазначити, що Бельгія має помірний клімат і ніде немає надзвичайно сухого ґрунту, навіть у піщаному ґрунті Кемпена .
Труба завдовжки 6 м (!) Надасть вам додаткову безпеку. (Я просто думаю, як ти заженеш це в кам’янистий грунт ..)


2

Рассел найближчий до виправлення тут: це не заземлення, що рятує вас від шоку. Замість цього, він є склеюванням обладнання заземлення проводів до мережі нейтральної біля службового входу (і тільки при вході в сервісі!) , Що забезпечує зворотний шлях для протікання струму від «заземлених» шасі назад до джерела (службова входу нейтрально) через EGC і, таким чином, спрацьовуйте вимикачем або нагнітайте запобіжник на короткій підвісі шасі - це працює, навіть якщо система плаває (тобто незаземлена), наприклад на вторинній стороні ізоляційного трансформатора (" окремо похідна система "у дослідженні NEC).

Як вже було зазначено, диференціальні пристрої для захисту від персоналу (ELCB, RCD та GFCI, які відповідають UL943 класу A або еквівалентні криві відключення) значно перевершують заземлення та з'єднання поодинці в захисті від удару; насправді, NEC 2014 406.4 (D) (2) (b) та (c) дозволяють захист GFCI як заміну наявності заземлюючого провідника обладнання, коли недоцільно або небажано замінювати наявну незаземлену електропроводку.

Крім того, що стосується підключення електромережі будівлі до землі - це потрібно для захисту від певних перенапруг та впливу блискавки, навіть незважаючи на те, що зв'язок EGC буде працювати досить добре без заземлюючого електрода, підключеного до службового вхідного заземлення як переносних генераторів використовувані "від мережі" з'єднуються таким чином, згідно специфікацій OSHA / ... - стрижні заземлення не є найефективнішим засобом для виконання цього завдання. Натомість те, що відомо як земля Уфераабо більш загально, як використовується "електрод, зафіксований бетоном". У такому розташуванні армуюча матриця великого залізобетонного об'єкту, що знаходиться в контакті з ґрунтом, наприклад будівельний фундамент, приєднується замість того, щоб забити грунтовий стрижень і приєднати до цього. Це дозволено для будь-якого будівництва в США за NEC 250,52 (A) (3), і навіть потрібно в новому будівництві в деяких місцевих будівельних нормах.


1

"Заземлення покликане забезпечити надійний контакт електричного приладу з землею, щоб, якщо є ізоляційний струм несправності, потрапляв у землю, а не через тіло людини. Для цього потрібне заземлення з товстих провідників, загнаних глибоко в землю".

Це неправильно. Фактичним з'єднанням з фізичною землею є стрижень, метою якого є захист будівлі від ударів блискавки. Це не має нічого спільного із захистом від несправності ізоляції.

Крім того, у несправному стані струм проходить до безпечного заземлюючого провідника, тому провідність фактичного ґрунту не потрапляє в нього.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.