Mọi thứ bạn cần biết về nối đất

nối đất. Những thứ cơ bản

nối đất - kết nối điện của một vật thể bằng vật liệu dẫn điện với trái đất. Nối đất bao gồm dây nối đất (bộ phận dẫn điện hoặc tập hợp các bộ phận dẫn điện liên kết với nhau tiếp xúc trực tiếp với đất hoặc thông qua môi trường dẫn điện trung gian) và dây nối đất nối thiết bị được nối đất với dây nối đất. Công tắc nối đất có thể là một thanh kim loại đơn giản (thường là thép, ít hơn là đồng) hoặc một tổ hợp phức tạp gồm các phần tử có hình dạng đặc biệt.

Chất lượng của nối đất được xác định bởi giá trị điện trở của mạch nối đất, có thể giảm bằng cách tăng diện tích tiếp xúc hoặc độ dẫn điện của môi trường — sử dụng nhiều thanh, tăng hàm lượng muối trong đất, v.v. thiết bị nối đất ở Nga, các yêu cầu về nối đất và sự sắp xếp của nó được quy định Quy tắc lắp đặt điện (PUE).

Dây nối đất bảo vệ trong tất cả các hệ thống lắp đặt điện, cũng như dây trung tính bảo vệ trong hệ thống lắp đặt điện có điện áp lên đến 1 kV với trung tính nối đất chắc chắn, kể cả thanh cái, phải có ký hiệu chữ PE và ký hiệu màu với các sọc dọc hoặc ngang xen kẽ. chiều rộng (dành cho xe buýt từ 15 đến 100 mm) màu vàng và xanh lá cây.

Dây không hoạt động (trung tính) được đánh dấu bằng chữ N và màu xanh lam. Các dây dẫn làm việc bằng không và bảo vệ bằng không kết hợp phải có ký hiệu chữ cái PEN và ký hiệu màu: xanh lam dọc theo toàn bộ chiều dài và các sọc màu vàng lục ở hai đầu.

Lỗi trong thiết bị nối đất

Sai dây PE

Đôi khi ống dẫn nước hoặc ống dẫn nhiệt được sử dụng làm dây dẫn nối đất, nhưng chúng không thể được sử dụng làm dây dẫn nối đất. Đường nước có thể có các miếng chèn không dẫn điện (ví dụ: ống nhựa), tiếp xúc điện giữa các ống có thể bị đứt do ăn mòn và cuối cùng, một số ống có thể được tháo rời để sửa chữa.

Kết hợp trung tính làm việc và dây PE

Một vi phạm phổ biến khác là sự thống nhất của trung tính làm việc và dây dẫn PE phía sau điểm phân tách của chúng (nếu có) trên phân phối điện. Vi phạm như vậy có thể dẫn đến sự xuất hiện của dòng điện khá đáng kể dọc theo dây PE (không được mang dòng điện ở trạng thái bình thường), cũng như dương tính giả trên thiết bị dòng dư (nếu được lắp đặt). Tách dây PEN không chính xác

Cách «tạo» dây dẫn PE sau đây cực kỳ nguy hiểm: dây trung tính đang hoạt động được xác định trực tiếp trong ổ cắm và một nút nhảy được đặt giữa nó và tiếp điểm PE của ổ cắm.Do đó, dây dẫn PE của tải được kết nối với đầu ra này hóa ra được kết nối với trung tính làm việc.

Điều nguy hiểm của mạch này là điện thế pha sẽ xuất hiện ở điểm tiếp xúc đất của ổ cắm và do đó, trong trường hợp thiết bị được kết nối nếu bất kỳ điều kiện nào sau đây được đáp ứng:
— Gián đoạn (đứt, cháy, v.v.) dây trung tính ở khu vực giữa đầu ra và tấm chắn (và xa hơn nữa, đến điểm nối đất của dây PEN);
— Hoán đổi dây pha và dây trung tính (pha thay vì không và ngược lại) đi đến đầu ra này.

Chức năng nối đất bảo vệ

Tác dụng bảo vệ của nối đất dựa trên hai nguyên tắc:

— Giảm đến giá trị an toàn của hiệu điện thế giữa vật dẫn điện nối đất và vật dẫn điện khác có nối đất tự nhiên.

- Dòng điện rò khi một vật dẫn nối đất tiếp xúc với một dây dẫn pha. Trong một hệ thống được thiết kế phù hợp, sự xuất hiện của dòng rò dẫn đến hoạt động ngay lập tức của các thiết bị bảo vệ (thiết bị dòng dư — RCD).

Do đó, nối đất chỉ hiệu quả nhất khi kết hợp với việc sử dụng các thiết bị dòng điện dư. Trong trường hợp này, với hầu hết các vi phạm cách điện, điện thế trên các vật được nối đất sẽ không vượt quá các giá trị nguy hiểm. Ngoài ra, phần mạng bị lỗi sẽ bị ngắt kết nối trong thời gian rất ngắn (một phần mười giây — thời gian ngắt của RCD).

Nối đất khi thiết bị điện có sự cố Trường hợp điển hình của sự cố thiết bị điện là điện áp pha chạm vào thân kim loại của thiết bị do hỏng cách điện. Tùy thuộc vào các biện pháp bảo mật được áp dụng, có thể có các tùy chọn sau:

— Trường hợp không được chứng minh, không có RCD (tùy chọn nguy hiểm nhất). Phần thân của thiết bị sẽ ở pha điện thế và điều này sẽ không bị phát hiện theo bất kỳ cách nào. Chạm vào một thiết bị bị lỗi như vậy có thể gây tử vong.

— Vỏ được nối đất, không có RCD. Nếu dòng rò trong mạch nối đất thân pha đủ lớn (vượt quá ngưỡng của cầu chì bảo vệ mạch đó) thì cầu chì sẽ nổ và ngắt mạch. Điện áp hiệu dụng cao nhất (với đất) của trường hợp nối đất sẽ là Umax = RGIF, trong đó RG? điện trở nối đất NẾU? dòng điện mà cầu chì bảo vệ mạch này ngắt. Tùy chọn này không đủ an toàn, vì với điện trở nối đất cao và xếp hạng cầu chì lớn, tiềm năng của dây nối đất có thể đạt đến giá trị khá đáng kể. Ví dụ, với điện trở đất 4 ôm và cầu chì 25 A, điện thế có thể đạt tới 100 vôn.

— Vỏ không nối đất, đã lắp đặt RCD. Phần thân của thiết bị sẽ ở điện thế pha và điều này sẽ không được phát hiện cho đến khi có một đường dẫn cho dòng điện rò rỉ đi qua. Trong trường hợp xấu nhất, sự rò rỉ sẽ xảy ra qua cơ thể của một người chạm vào cả thiết bị bị lỗi và vật thể có mặt đất tự nhiên. RCD sẽ tắt phần bị lỗi của mạng ngay khi xảy ra rò rỉ. Một người sẽ chỉ bị điện giật trong thời gian ngắn (0,010,3 giây — thời gian phản ứng của RCD), theo quy luật, không gây hại cho sức khỏe.

— Vỏ được nối đất, RCD được lắp đặt. Đây là lựa chọn an toàn nhất vì hai biện pháp bảo vệ bổ sung cho nhau.Khi điện áp pha chạm vào dây dẫn đất, dòng điện chạy từ dây dẫn pha qua chỗ khiếm khuyết cách điện trong dây dẫn đất và đi sâu hơn vào trong đất. RCD ngay lập tức phát hiện ra sự rò rỉ này, ngay cả khi nó rất nhỏ (thường ngưỡng độ nhạy của RCD là 10 mA hoặc 30 mA) và nhanh chóng (0,010,3 giây) ngắt kết nối phần mạng có lỗi. Ngoài ra, nếu dòng rò đủ lớn (vượt quá ngưỡng ngắt của cầu chì bảo vệ mạch đó), thì cầu chì cũng có thể bị đứt. Thiết bị bảo vệ nào (RCD hoặc cầu chì) sẽ ngắt mạch tùy thuộc vào tốc độ và dòng rò của chúng. Cả hai thiết bị đều có thể kích hoạt.

Các loại nối đất

TN-C

Hệ thống TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) được đề xuất bởi mối quan tâm của Đức AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) vào năm 1913. Trung tính làm việc và dây dẫn PE (tiếp đất bảo vệ) trong hệ thống này được kết hợp trong một dây dẫn. Hạn chế lớn nhất là sự hình thành điện áp nguồn (cao hơn 1,732 lần so với điện áp pha) trên vỏ của các thiết bị điện trong trường hợp mất điện khẩn cấp.

Tuy nhiên, hôm nay bạn có thể tìm thấy điều này hệ thống nối đất trong các tòa nhà của các quốc gia thuộc Liên Xô cũ.

TN-S

Để thay thế hệ thống TN-C nguy hiểm có điều kiện vào những năm 1930, hệ thống TN-S (Terre-Neutre-Separe) đã được phát triển, trong đó trung tính làm việc và trung tính bảo vệ được tách trực tiếp trong trạm biến áp và điện cực đất được xây dựng khá phức tạp. của phụ kiện kim loại.

Do đó, khi số 0 đang hoạt động bị ngắt ở giữa đường dây, các thiết bị điện không nhận được điện áp lưới.Sau đó, một hệ thống nối đất như vậy đã có thể phát triển các ô tô tự động vi sai và ô tô tự động được kích hoạt bằng cách rò rỉ dòng điện, có khả năng cảm nhận dòng điện không đáng kể. Công việc của họ cho đến ngày nay dựa trên định luật Kirgoff, theo đó dòng điện chạy qua dây dẫn pha phải bằng số với dòng điện chạy qua dây trung tính làm việc.

Bạn cũng có thể quan sát hệ thống TN-CS, trong đó sự phân tách các số 0 diễn ra ở giữa đường dây, nhưng trong trường hợp dây trung tính bị đứt đến điểm phân tách, trường hợp này sẽ ở dưới điện áp mạng, điều này sẽ gây nguy hiểm đến tính mạng khi chạm vào.