Terminoloji sağlam bir şekilde temellendirilmiş tarafsız - belge

Tüketici güç kaynakları, jeneratörler veya güç transformatörleridir. Genellikle üç fazlı sargılar bir yıldıza katılın. Bu bağlantının ortak noktasına nötr nokta denir. Doğrudan veya doğrudan güç kaynağındaki topraklama döngüsüne bağlı küçük bir direnç (akım trafosu) aracılığıyla ise, bu - sağlam topraklanmış nötr.

Nötrün topraklama ile çalışması, olası çalışma modlarından yalnızca biridir. Tek fazlı toprak arızalarında şebekenin çalışma koşullarına bağlı olarak, insanları elektrik çarpmasından korumak için gerekli yöntemler, dalgalanmaları sınırlama yöntemleri, diğer modlar da kullanılır:

topraklanmamış (izole) nötr ile;
telafi edilmiş (rezonansla topraklanmış) nötr ile;
etkili bir şekilde topraklanmış nötr ile.

Bu modlar, 6 kV ve üzeri gerilime sahip elektrik tesisatları için tipiktir. İzole bir nötr sistem de 1000 V'a kadar olan voltajlarda kullanılır, ancak topraklanmış kadar yaygın değildir. O sağlar yüksek güvenlik elektrik güvenliğini sağlamak için bir topraklama devresi kullanımının güvenilmez veya verimsiz olduğu mobil elektrik tesisatlarını, madencilik işletmelerini çalıştırırken.

Kompanzasyon tesisatlarının nötr iletkenine montaj, elektrik tesisatlarının kapasitif toprak arıza akımını 1000 V'un üzerine düşürmeye izin verir. Kompanzasyon, düzgün veya kademeli değişken bobin endüktansı nedeniyle gerçekleştirilir. Toprak arıza noktasında, tam kompanzasyondaki akım sıfır olur. Ayrıca etkili koruma çalışması için dirençli nötr topraklama kullanılır. Hasarlı hattı besleyen hücrenin rölesinin tepki verdiği akımın aktif bir bileşenini oluşturur.

110 kV ve üzeri gerilime sahip elektrik hatlarında etkin nötr topraklama kullanılır.

Tüm yerel, kırsal, ülke elektrik şebekeleri, sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile trafo merkezleri tarafından desteklenmektedir. Bu nedenle, çalışmalarının özelliklerini daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

Ölü topraklanmış nötrlü şebekelerin tasarımı

Bu elektrik tesisatlarında kullanılan trafo ve jeneratörler üç fazlı ve bir nötr (sıfır) güç çıkışlarına sahiptir. Faz terminalleri arasındaki gerilime doğrusal ve herhangi bir faz ile sıfır çıkış - faz arasındaki gerilim denir. Hat gerilimi, tüm elektrik tesisatının anma gerilimini belirler. 220 V, 380 V ve 660 V standart değerlerini alabilir. Ev şebekelerinde hat gerilimi 380 V'tur.

Faz voltajı, lineer voltajdan √3 kat daha azdır, bu da 127, 220 ve 380 V'a karşılık gelir. 380 V lineer voltajda, faz voltajı 220 V'tur.

Bu nedenle, güç kaynağı için topraklanmış nötrlü 380 V'luk bir ağ uygundur. üç fazlı tüketiciler 380 V gerilim için ve 220 V gerilim için tek fazlı. Tek fazlı yükler, faz ve nötr iletkenleri arasına bağlanır ve fazlara eşit olarak dağıtılır.

Güç trafosunun kurulu olduğu trafo merkezinin bir toprak döngüsü vardır: toprağa gömülü, belirli bir şekilde bağlanmış çelik veya bakır parçalar. Toprak döngüsünün geometrik boyutları, tek fazlı bir arıza akımının toprak üzerinde yayılmasına etkili bir şekilde katkıda bulunacak şekilde hesaplanır. Bir topraklama cihazının bu akımı iletme yeteneği, yayılma direnci ile ölçülür. Bu parametrenin izin verilen değerleri PUE tarafından düzenlenir. Trafo merkezleri için, toprak döngüsünün direnci 380 V anma geriliminde 4 ohm'u geçmemelidir.

Trafo merkezindeki topraklama döngüsünden çıkan sonuçlar, transformatörün sıfır terminalinden gelen iletkenin de bağlı olduğu şaltın metal şeridi olan nötr baraya bağlanır. Giden kabloların karşılık gelen damarları aynı veri yoluna bağlanır. Faz iletkenleri terminallere bağlanır anahtarlama cihazları: bıçaklı şalterler, otomatik şalterler, sigorta yuvalarının kontak pedleri.

Trafo merkezinden uzanan kablo hatları dört damarlı kablolar ile yapılmaktadır. Daha önce yapılan elektrik tesisatlarında, nötr iletken olarak kullanılan alüminyum kılıflı üç damarlı kablolar bulunmaktadır.

Besleme geriliminin girilmesi için tüketicinin elektrik tesisatında bir giriş şalteri (ASU) bulunur. Aynı zamanda bir trafo merkezi gibi bir sıfır veri yolu içerir. Sıfır besleme kablosu ve giden kablolar ona bağlanır. kablo hatları. ASU'nun nötr baraya da bağlı olan bir yeniden topraklama döngüsü vardır.

Sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile bir ağda insanların elektrik çarpmasından korunması

Şimdi trafo nötrünün neden topraklandığını ve nasıl çalıştığını doğrudan açıklamaya geçelim.

Teorik olarak, elektrik şebekesindeki herhangi bir nokta için nötr iletkenin toprağa göre potansiyeli sıfırdır. Tüketicideki yeniden topraklama devresi, özellikle besleme trafo merkezi uzaktaysa, bu eşitliği daha da dayanıklı hale getirir.

Aşağıdaki durumlarda insanlara elektrik çarpması mümkündür:

Kasasına enerji verildiğinde elektrikli ekipmanın içindeki yalıtım ihlalleri;
Üzerine döşendikleri metal yapılara enerji verildiğinde tel ve kabloların yalıtımının ihlali;
Toprak yüzeyinde veya zeminde geçen insanlar için tehlikeli potansiyel bölgeler oluştuğunda (kademeli voltaj) canlı parçaların yalıtımının ihlali veya elektrikli ekipmanın arızalanması;
Faz voltajı altındaki elektrikli ekipman bileşenleri ile doğrudan temasa yol açan onarım ve çalıştırma sırasındaki hatalar.

1. ve 2. paragraflarda açıklanan durumları ortadan kaldırmak için, tüm elektrikli cihazlar ve metal yapılar topraklama döngüsüne bağlanır. Bunun için işletmelerde, elektrikli ekipman bulunan odaların çevresine, tüm metal parçaların takılı olduğu bir çelik şerit döşenir. Bu yüzden potansiyelleri zorla dünyanın potansiyeli ile eşittir.

Bu şekilde topraklanmış kasaya giden faz iletkenlerinin kısa devre yapması durumunda, koruma devre dışı kalsa bile, arıza akımı topraklama iletkenleri üzerinden toprak döngüsüne akacaktır. Acil durum binasına dokunan bir kişinin vücudunun toprağa göre direnci, toprak ile vücut arasındaki dirence göre çok daha fazladır. Dolayısıyla insan vücudundan tehlikeli değerleri aşan bir akım geçmiyor.

İkinci koruma ilkesi, acil durum modunun hızlı bir şekilde kapatılmasıdır. Sonuçta akım sadece devreye gitmeyecek, transformatörün nötrüne doğru gidecektir. Akımı olan bir kısa devre organize edilmiştir. büyük önem. Koruyucu ekipman buna başarılı bir şekilde yanıt verecektir: bir sigorta veya bir devre kesici. Kaza neredeyse anında ortadan kalkacak, hasarlı kısım kapatılacaktır.

Şimdi 3. maddeye ve voltaj koruma adımına geçelim. ıslak yatmak beton zeminçıplak bir tele yaklaşmak tehlikelidir. Hayatı tehdit eden potansiyel, sudaki halkalar gibi ondan dalgalar halinde çıkıyor. Ayaklarınız zeminin farklı potansiyele sahip bölgelerindeyse elektrik çarpması da yaşayabilirsiniz.

İç mekanlarda böyle bir durum söz konusuysa, zeminin içinde bir potansiyel eşitleme sistemi düzenlenir: metal bir ağ örülür. Izgara, birkaç yerde toprak döngüsüne bağlanır. Böylece, yoldan geçen birinin bacakları kafesin metal çubukları tarafından şant edilir, çoğu akım onu geçecek.

PUE'ye göre topraklama sistemlerinin sınıflandırılması

Yukarıda açıklanan topraklama şeması TN-C olarak adlandırılır. Ölü topraklanmış nötrü tüketicilere bağlayan iletken, hem yük akımını aktarmaya hem de elektrikli ekipman kasalarını topraklama döngüsüne bağlamaya hizmet ettiği için birleşik olarak adlandırılır. PEN kısaltmasını taşır.

Bu evrensellikte, böyle bir sistemin ana dezavantajı belirir. PEN iletkeninden sıfır yük akımı geçtiğinde bir potansiyel farkı oluşur. Bu özellikle dengesiz faz yükleri için geçerlidir. Alt satır: elektrikli ekipman kasalarındaki potansiyel, toprak potansiyelinden farklı olabilir.

Elektrik tesisatlarında, özellikle eski olanlarda, PEN iletkeninde kopmalar teorik olarak mümkündür. Aynı zamanda zemine göre üzerinde bir potansiyel olabilir. faz voltajı. Bu rejim insan hayatını tehdit ediyor.

Davaların gerekçelendirilmesinde teknik zorluklar var elektrikli ev aletleri TN-C sistemine bağlı.

Bu eksikliklerin giderilmesi için TN-S sistemi. İçinde, çalışma akımının koruma ve anahtarlama işlevleri iki nötr iletken arasında bölünmüştür. Çalışma akımı, sıfır çalışma iletkeni - N'yi iletir ve sıfır koruyucu PE, mahfazaları topraklama döngüsüne bağlamaya yarar.

PEN'in N ve PE'ye ayrılması, doğrudan nötrün topraklandığı trafo merkezinde gerçekleşir. Ancak elektrik tesisatlarını modernize ederken ve yeniden inşa ederken, bu herhangi bir şekilde yapılabilir. şalt. Bu durumda, tüm devre bir bütün olarak TN-C-S olarak adlandırılır. Ayırma noktasında yeniden topraklama döngüsü gereklidir.

PUE'ye göre izole edilmiş bir nötre sahip ağlar, IT olarak adlandırılır. Besleme trafo merkezinin topraklama döngüsüne bağlantı için iletkenleri yoktur. Tüketici kendi topraklama döngüsünü düzenler.

Sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötrü de olan bir TT sistemi vardır. TN sistemlerinden farklı olarak, yalnızca sıfır çalışan bir iletkene sahiptir. Tüketiciye sıfır koruyucu kendi topraklama cihazından gelmektedir.

Elektrik enerjisinin üretimi, dönüştürülmesi, taşınması, dağıtılması ve tüketilmesi simetrik üç fazlı telli sistem üzerinden gerçekleştirilir. Sistemin simetrisi, faz ve lineer gerilimlerin eşitliği, tüm fazların akımla eşit şekilde yüklenmesi, gerilimlerin ve akımların aynı faz kayması ile sağlanır.

Ancak operasyon sırasında simetri ihlalleri kaçınılmazdır. üç fazlı sistem, şunlardan kaynaklanabilir: tel kopması, izolasyon arızası, üst üste binme yabancı objeler, anahtarlama cihazlarının fazlarının anahtarlanmaması, vb.

Her durumda, dengesizlik, ekipmanın güvenliği için tehlikeli olabilecek akımların aperiodik bileşeninin yanı sıra negatif ve sıfır bileşen akımların ortaya çıkmasına neden olur. Bu nedenle asimetri bir an önce düzeltilmelidir. Nötr ağın çalışma modu, açık faz modlarında röle koruma hızı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Birkaç nötr çalışma modu vardır: yalıtılmış, sağır topraklı Ve etkili bir şekilde topraklanmış. Her modun kendi avantajları ve dezavantajları vardır. 35 kV'a kadar gerilime sahip şebekelerde, yalıtılmış bir nötr kullanılır. Bu, transformatörün YG sargılarının orta noktasının toprağa bağlı olmadığı anlamına gelir.

Böyle bir güç kaynağı sistemine sahip tek fazlı bir toprak arızası, hasarlı bir hattın acil olarak kapatılmasına yol açmaz, çünkü toprak arıza akımı oldukça önemsizdir, değeri yalnızca toprağa göre hasar görmemiş iki fazın kapasitansından kaynaklanmaktadır. 35 kV'a kadar olan şebekelerde tek fazlı bir toprak arızasının akımı arkı koruyamaz.

Bir fazın ("tam toprak") metalik kısa devre olması durumunda, diğer iki fazdaki voltaj doğrusal hale gelir, ancak tüketicilere güç beslemesi kalan iki fazda korunur. Bu tür çalışma modlarında transformatörlerin güvenliği için, lineer girişlerin yalıtımına karşılık gelen gerilim sınıfı için nötrünün yalıtımı yapılır.

35 kV'a kadar önemli kapasitif hat akımlarında, transformatörlerin nötrüne bağlı ark önleyici bobinler kullanılır. Ark söndürme, telafi eden bobinin endüktansı ile sağlanır. kapasitif akım temel hata.

Güç kaynağı sistemi ile etkili bir şekilde topraklanmış nötr nötr sargıların hangi kısmının topraklandığı bir ağ düşünülür güç transformatörleri. Bu tür şebekelerde tek fazlı bir kısa devre, hasarlı bölümün bağlantısının kesilmesine yol açar.

Kısa devre akımı arızadan en yakına doğru akar. topraklanmış nötrler yerdeki transformatörler, döngü fazının direncine göre dağıtılır - sıfır. Nötrleri topraklanmamış olan transformatörlere kısa devre akımı (bundan böyle kısa devre olarak anılacaktır) akmaz.

Elektrik şebekelerindeki her türlü hasar için hasarın %80'inin tek fazlı kısa devrelere, yakın tek fazlı kısa devrelere düştüğü gerçeği göz önüne alındığında. önemli akımları var, etkilerini sınırlamaya çalışıyorlar.

Bunu yapmak için, şebekedeki bazı nötrler topraklanmadan bırakılır, böylece devre döngüsünün direnci artar ve tek fazlı kısa devre akımları sınırlanır. Topraklanmış ve topraklanmamış nötrlerin toplam dengesi, röle koruma cihazlarının seçici çalışma koşullarına ve kısa devre akımlarının sınırlandırılmasına göre hesaplanır.

Ayrıca, önemli koşul topraklama noktalarını seçerken, asimetrik hasar durumunda nötr sargılardaki aşırı gerilimi sınırlandırmak için bir koşul vardır. Güç ekipmanında, nötr yalıtım sınıfı genellikle YG sargılarının anma geriliminden bir gerilim sınıfı daha düşük alınır. Bu uygulama, yüksek ekonomik etki sağlayan yalıtım ve ekipman boyutlarından tasarruf etmenizi sağlar.

Ancak öte yandan, nötr izolasyon seviyesinin düşürülmesi, nötr terminalindeki aşırı gerilimleri ve akımları sınırlayacak ekipmanların kullanılması ihtiyacını doğurur. Kısa süreli aşırı gerilimlere karşı koruma olarak aşırı gerilim bastırıcılar kullanılabilir; akımları sınırlamak için akım sınırlayıcı reaktörler ve kapasitörler kullanılır.

Sağır topraklama modunda, yerel tüketiciye sahip ağlar çalışır. Nötrün bu çalışma modu ile transformatörün AG sargılarının orta noktası topraklama döngüsüne bağlanır. Konut binalarının panolarında, kalkanların mahfazası da toprak döngüsüne bağlanır.

Böylece, her daireye veya eve iki kablo "girer": faz ve sıfır - böylece tüketiciye 220 V'luk bir voltaj sağlar. Yalıtım hasar görürse faz teli, topraklanmış yapılara dokundurularak, ağın hasarlı bölümünün bağlantısı hemen kesilir. beton duvarlar ve katlar apartman binaları, ayrıca toprak potansiyeline sahiptir.

Kısa devre akımı, koruyucu anahtarlama ekipmanının çalışması için yeterli değerlere sahiptir. İÇİNDE Son zamanlarda, elektrik güvenliği seviyesini artırmak için, çalışma sıfırına ek olarak, elektrikli ev aletlerinin mahfazalarına bağlanan yaşam alanlarına koruyucu bir topraklama iletkeni de getirilir. Ekrandaki koruyucu topraklama kablosu da topraklanmış yapılara bağlanır.

Herhangi bir voltaj sınıfındaki ototransformatörlerin her zaman sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr ile çalıştığına dikkat edilmelidir. Ototransformatörün OG sargılarının yalıtımı, nominal değerden daha düşük olan tipik gücün değerine göre yapılır, bu da yalıtım seviyesinin düşürüldüğü anlamına gelir. Aslında bu, bir ototransformatörün bir transformatöre göre ekonomik avantajıdır.

Ototransformatörlerin açık fazlı anahtarlanmasıyla, elektromanyetik sistemde sıfır çıkışın ölü topraklaması ile sınırlandırılabilen tehlikeli aşırı gerilimler meydana gelir.

Yukarıdakilere dayanarak, nötr çalışma modunun, güç kaynağının güvenilirliği ve bir bütün olarak güç sisteminin çalışma modu üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu sonucuna varabiliriz.

Modern insan hayatı, konforu ve gerekli her şeyin sağlanması, ayrılmaz bir şekilde elektrikle bağlantılıdır. Onun sayesinde bir insan, yaşamından maksimum faydayı elde etmek için bir geçim kaynağına ve doğanın güçlerini etkileme fırsatına sahip olur. Ancak elektriğin sahip olduğu birçok avantaja ek olarak, büyük bir eksi var - elektrik tüketen ve üreten cihazlar ve ekipmanlar, kullanım kurallarına uymazsanız insan hayatı için tehdit oluşturur.

Elektrik tesisatları ve güvenlik gerekliliklerine göre sınıflandırılması

Her türlü elektrik tesisatında insan hayatı için tehlike derecesini etkileyen ana faktörler şunlardır:

Gerilim;
nötr topraklama türü;
toprağa kapalı akımın değeri;
akımın aktığı parçaların yalıtımı;
insan vücudunun direnci;
kapsama alanındaki toprak (toprak) direnci elektrik akımı.

Bu ana kaynaklara dayanarak, mevcut "Elektrik Tesisatı Kurallarında" (PUE), tüm tesisatlar dört kategoriye ayrılmıştır.

Birinci grup, 220 kV ve üzerinde çalışan transformatörlerin nötrü sağlam topraklanmış ve 110 ila 220 kV arasında etkin şekilde topraklanmış nötrü olan tesisatlardan oluşur. Etkili bir şekilde topraklanmış nötr, toprak arıza akımının sınırlandığı bir devredir, içerebilir Farklı türde dirençler (aktif, doğrusal olmayan ve reaktif) ve ayrıca topraklanmamış bir nötr.

İkincisi, kullanıldığı kurulumları içerir. izole nötr veya voltajı 3 ila 35 kV arasında değişen şebekelerde çalışan ark dirençleri ve reaktörlerin yardımıyla rezonans topraklaması.

Üçüncüsü, sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötre sahip bir şebeke kullanan ve 110 ila 600 V arasında voltaj altında çalışan elektrik tesisatlarıdır. Bu tesisatlarda, toprak arıza akımları büyüktür.

Elektrik tesisatlarının güvenli işletimi

Elektrik tesislerinde çalışan insanların sağlığını ve yaşamını tehdit eden unsurları tamamen dışlamak, doğal bir geçmişe sahip oldukları için mümkün değildir. Ancak bunları en aza indirmek ve tesislerde çalışmayı olabildiğince güvenli hale getirmek sadece mümkün değil, aynı zamanda gereklidir. Bunu yapmak için, elektrik tesisatlarının bakımı ve işletilmesi ile ilgili tüm çalışmalar, tek bir kural ve yönetmelikler koleksiyonunda düzenlenmiştir: "Elektrik tesisatlarının kurulumu için kurallar" (PUE). Biri temel gereksinimler PUE, elektrik tesisatlarının koruyucu topraklamasıdır. Bu makalede daha ayrıntılı olarak tartışılacak olan bu gerekliliktir.

Koruyucu topraklama, bu tesislerde ve şebekelerde çalışan ve bakımını yapan personeli ve elektrik kullanan tüketicileri korumak için tasarlanmıştır. Ev aletleri ve cihazlar. Koruyucu topraklama ne sağlar? Elektrik tesisatlarının akım taşımayan ancak canlı iletkenlerin yalıtımının bozulması nedeniyle enerjilenen metal parçalarına kazara temas halinde insan güvenliği.

Elektrik tesisatlarında topraklama nedir?

Koruyucu topraklamanın kullanımına ilişkin gereksinimler ve kurallar, tüm sürecin standardizasyonunu düzenleyen ve tanımlayan tek bir belgede özetlenmiştir - GOST. Personel ve tüketicilerin korunmasını sağlayan topraklama, kesinlikle kurallara uygun olarak yapılır. PUE gereksinimleri ve karşılık gelen GOST. Elektrik tesisatlarının koruyucu topraklaması, elektrik tesisatlarının metal parçalarının toprakla ve toprak yoksa toprak yerine geçen bir iletkenle elektrik bağlantısını sağlar. Tesisatın artık başka bir koruması olmayan bölümlerinin topraklanmış olduğuna da dikkat edilmelidir.

Böylece elektrik üniteleri, cihazlar, makineler, lambalar, prizler ve anahtarların metal kasaları ile kablo ve tel zırhları topraklanmış olur.

Elektrik tesisatları için mevcut topraklama sistemleri

Elektrik tesisatlarının koruyucu topraklama sistemleri, güç kaynağının ölü topraklanmış nötr, izole nötr gibi özelliklerine göre belirlenir. Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) tarafından geliştirilen üç ana sistem vardır: TN, IT ve TT. Onları daha ayrıntılı olarak ele alalım.

TN sistemi ve alt sistemleri

Elektrik tesisatının metal parçalarının sıfır topraklama iletkenleri kullanılarak nötre bağlandığı, nötrü sağlam topraklanmış sistemler TN grubuna aittir. Bu grubun da sıfır çalışma ve koruyucu iletkenler kullanılarak oluşturulan alt grupları vardır. Dolayısıyla, bu iletkenler ağın tüm uzunluğu boyunca tek bir kabloda birleştirilirse, alt sistem TN-C olarak adlandırılır. Bu eski Sovyet sistemidir. Koruyucu ve çalışıyorsa nötr Tel sadece güç kaynağından başlayan devre bölümünde birleştirilir ( trafo merkezi), o zaman bu zaten bir TN-C-S alt sistemidir. Sıfır çalışma ve koruyucu kabloların ağ boyunca ayrı kablolarla ayrılması durumunda, bu alt sistem TN-S olarak adlandırılır. Elektrik tesisatının genel güvenliği için daha çok tercih edilir.

IT ve TT sistemleri

Nötr topraklamasının olmadığı veya rezonans topraklaması ile yapılan sisteme IT adı verilir. Böyle bir sistemde, elektrikli ekipmanın metal parçaları, topraklama cihazlarına bağlı ayrı iletkenler tarafından topraklanır.

Elektrikli ekipmanın metal parçalarının, güç kaynağının nötrüne herhangi bir şekilde bağlı olmayan cihazlar kullanılarak topraklandığı, sağlam bir şekilde topraklanmış bir sistem TT olarak adlandırılır ve yalnızca mobil binalar için kullanılır. Diğer durumlarda, böyle bir sistem kullanımını gerektirir

topraklama cihazları

PUE'ye göre, bir kişiyi tehlikeli voltajlardan korumak için, tarafından monte edilen bir topraklama devresi kullanılır. elektriksel bağlantı iletken malzemelerden yapılmış ve canlı parçalardan izole edilmiş, toprak elektrotlu kurulum parçaları. Buna karşılık, topraklama iletkeni, iyi elektriksel iletkenliğe ve toprakla geniş bir temas alanına sahip metalden yapılmış bir iletkendir. Hep birlikte - bir topraklama iletkeni ve onu elektrik tesisatlarının parçalarına elektriksel olarak bağlayan teller ve bir topraklama cihazı var.

1000 V'a kadar elektrik tesisatlarında kullanılan akımın cinsine göre sağlam topraklanmış nötr veya izoleli topraklama şemaları kullanılır ( alternatif akım), sağlam bir şekilde topraklanmış veya yalıtılmış orta nokta (doğru akım). Güç kaynağının (jeneratör veya trafo) nötrü doğrudan topraklama cihazına bağlı ise ölü topraklı olarak adlandırılır ve kendisine bağlı olmayan veya yüksek dirençli cihazlar aracılığıyla bağlanan nötr izole edilmiş kabul edilir.

Topraklama cihazlarının türleri

Toprak elektrotları iki türe ayrılır: yapay ve doğal. Birinci tip topraklama yapıları, çeşitli metal nesneler. En az iki buçuk metre uzunluğunda ve toprağa gömülü (kazılmış) köşeler, çubuklar ve borular olabilirler. Kendi aralarında, kaynak yoluyla büyük çaplı (en az 8-10 mm) çelik şeritler veya metal tel - filmaşin - parçaları ile bağlanırlar. Topraklama iletkenleri, hem metal hem de bakır lastikler ve elektrikli ekipmanın parçalarına kaynak veya cıvata ile bağlanan bakır tel demetleri olabilir.

İkinci tip topraklama yapıları, metalden yapılmış ve bir topraklama iletkeni olarak toprağa güvenilir bir şekilde bağlanmış bina yapılarının kullanılmasını içerir. Tüm betonarme yapılar topraklama iletkenlerini bağlamak için metal ipoteklere sahip olmalıdır. Bu durumda topraklama iletkenlerinin suni topraklama iletkenlerinde kullanılan iletkenlerden hiçbir farkı yoktur.

Başka bir topraklama cihazı türü sıfırlamadır. Bu tür koruyucu topraklama, elektrik tesisatlarının akımdan izole edilmiş parçalarının nötr bir tel aracılığıyla ölü topraklanmış bir nötr ile bağlanmasından oluşur. Sıfırlama, cihaz kasasına herhangi bir fazın kapanması durumunda kısa devre oluşmasını sağlar ve koruyucu kapatma ekipmanının daha verimli çalışmasını sağlar.

Topraklama cihazları için gereklilikler

Topraklama için kullanılan tüm cihazların devletin onayladığı standartlara uygun olması, bina kodları ve PUE. Görevleri, insanların güvenliğini, elektrik tesisatlarının korunmasını ve çalışma şekillerini sağlamaktır.

Hiçbir durumda elektrik tesisatının birkaç parçasının topraklama iletkenlerine sahip olmasına izin verilmez - her parça, PUE'de belirtilenden daha az olmayan bir kesit çapına sahip yalnızca bir topraklama kablosuna karşılık gelmelidir. Açık olarak yerleştirilen topraklama iletkenleri siyaha boyanarak agresif ortamların etkilerinden korunur.

Topraklama cihazlarının teknik durumu ve topraklamanın kontrolü, cihazın görünen kısmının çıplak gözle incelenmesi, toprağın kısmen açılması ile incelenmesi ve topraklama cihazının parametrelerinin ölçülmesi ile gerçekleştirilir. Görünür kısım cihazlar her altı ayda bir denetlenir.

Koruyucu ve topraklama iletkenlerinin bağlantıları için gereklilikler

Topraklama iletkeni ve topraklama iletkenlerinin tüm bağlantıları kaynakla yapılır. Elektrik tesisatı, makine ve cihazların kasaları, topraklama devresindeki ana topraklama kontağı ve yüksek gerilim hattı mesnetleri cıvatalı bir topraklama iletkeni ile bağlanır. Topraklama iletkenleri, bakır demetlerin yanı sıra çelik veya bakır lastiklerden yapılmıştır. Bir toprak kablosu da toprak iletkeni olarak kullanılabilir. Bu amaçlar için, düşük dirençli bağlantılara izin veren hem çok telli hem de tek damarlı bakır kullanılır.

Topraklama cihazlarının direncinin ölçülmesi

Mevcut topraklama cihazının direncinin kural ve yönetmeliklerin gerekliliklerine uygun olduğundan emin olmak için mevcut direncin ölçümleri yapılır. Böyle bir ölçümün görevi, topraklama sisteminin, içinden geçen akıma - sözde yayılan akıma - direnç değerini belirlemektir.

Ölçümler, gerekli güvenlik standartlarına uygun olarak gerçekleştirilir: tek fazlı kısa devreden kaçınma ve dielektrik eldivenler ve çizmeler ile yalıtım araçları dahil olmak üzere kişisel koruyucu ekipman kullanımı.

Toprak direncini ölçmek için ekipman ve araçlar

Yayılan akımlara karşı direnci ölçmek için kullanılan ana alet IS-10 topraklama ölçerdir. Bu cihaz, geniş uygulamasını açıklayan beş ölçüm aralığında çalışır. Minimum aralık 0,01 ila 9,99 ohm arasındaki dirençtir, ardından 0,1-99,9 ohm, 1-999 ohm, 0,01-9,99 kOhm aralıkları gelir. Bu cihaz tarafından belirlenen maksimum direnç, 1 ila 999 mΩ aralığındadır. Uzak akım ve potansiyel elektrotlar, ölçümler için aletle birlikte kullanılır.

bu not alınmalı ölçüm devresi topraklama katı kurallara göre monte edilir - cihazın bağlantı iletkenleri, her şeyden önce akım ve potansiyel elektrotlara, ardından cihaza ve son olarak topraklama elektroduna.

Topraklama Test Yöntemleri

Farklı topraklama cihazlarının yayılan akıma karşı direnç miktarı aynı değildir ve elektrik tesisatının türü, bu tesisatın kurulduğu yerdeki toprağın durumu ve kullanılan bu tür cihazların türü gibi birçok faktöre bağlıdır.

Ölçüm tekniği, IS-10 cihazları için toprak direncini ölçerken geçerli olan kuralda görüntülenen iki yöntemi içerir. Cihazın pasaportunda belirtilen direnci 5 ohm'dan yüksek ise üç telli devre kullanılır. Değerler bu değerden küçük ise dört telli bir devre kullanılır.

1 kV'a kadar ölü topraklanmış nötre sahip elektrik tesisatlarında, elektrik güvenliğini yalnızca koruyucu bir otomatik kapanma yardımıyla sağlamak mümkün olmadığında, yeniden topraklama yapılır.

Yeniden topraklama, 1 kV sıfıra kadar elektrik tesisatlarında kasıtlı bir bağlantıdır. koruyucu iletken(PE) devresini güç kaynağının topraklama cihazına elektriksel olarak bağlı olan veya olmayan bir topraklama cihazına bağlayın.

PUE-7 sayfa 1.7.61

Havai hatlardan beslenen 1 kV'a kadar gerilime sahip elektrik tesisatlarının yeniden topraklanması 1.7.102-1.7.103 uyarınca yapılmalıdır. “Önerilen” ifadesi, doğal toprak elektrotları olarak kullanılan yapıların bağlı olduğu bir ana potansiyel eşitleme sistemi varsa, bu doğal topraklama iletkenleri tarafından yeniden topraklamanın sağlandığı ve yapay bir topraklama iletkeninin elektrik tesisatının isteğe bağlı olduğu anlamına gelir. PUE-7, madde 1.7.102 ve madde 1.7.103'e uygun olarak havai hatlarda ve bunların kollarında yeniden topraklama yapılmalıdır.

PUE-7 sayfa 1.7.102

PUE-7 sayfa 1.7.103
1.7.103. Yılın herhangi bir zamanında her bir havai hattın PEN iletkeninin tüm yeniden topraklamalarının toprak elektrotlarının (doğal olanlar dahil) toplam yayılma direnci, 660 hat gerilimlerinde sırasıyla 5, 10 ve 20 Ohm'dan fazla olmamalıdır. , 380 ve 220 V kaynak üç fazlı akım veya 380, 220 ve 127 V kaynak tek fazlı akım. Bu durumda, tekrarlanan topraklamaların her birinin topraklama iletkeninin yayılma direnci, aynı voltajlarda sırasıyla 15, 30 ve 60 ohm'dan fazla olmamalıdır. -de özdirenç toprak ρ > 100 Ohm⋅m, belirtilen normların 0,01ρ kat artmasına izin verilir, ancak on kattan fazla olamaz.

Açık iletken parçalardaki (elektrikli ekipmanların metal kasaları vb.) -parti iletken parçalar.

Besleme hattının sıfır çalışma iletkeni olduğunda, binaya giren harici iletişim yoluyla indüklenen potansiyellerin binanın elektrik tesisatına girmesini önlemek ve elektrik alıcılarının topraklanmış yuvalarına getirilen potansiyeli azaltmak için yeniden topraklama yapılır. kırık.

Yeniden topraklama kuruluysa, o zaman ayrı bir elektrik alıcısı kasaya kısa devre yaptığında, kısa devre akımı yalnızca nötr koruyucu iletkenden değil, aynı zamanda güç kaynağının topraklama iletkenlerinin direnci yoluyla kısmen topraktan da geçer. ve yeniden topraklama. Sonuç olarak, hasarlı elektrik alıcısının gövdesindeki toprağa göre voltaj düşer ve güç kaynağının nötr voltajı yükselir. Bu voltajların oranı, karşılık gelen toprak elektrotlarının dirençlerinin oranı ile orantılıdır.

Şehirlerin dağıtım ağlarında, fabrikalarda ve endüstriyel Girişimcilik dağıtım şeması elektriksel potansiyellerçok daha zor, çünkü birkaç elektrik tesisatı genellikle yeniden topraklama için kullanıldıkları bir trafodan besleniyor. doğal toprak elektrotları direnci hesaplama ile hesaba katılması neredeyse imkansız olan. Bu nedenle, PUE-7 madde 1.7.61 uyarınca, elektriksel ölçümler sırasında, yeniden topraklamanın topraklama iletkeninin direnci standartlaştırılmamıştır.

PUE-7
1.7.61. TN sistemini kullanırken, binaların elektrik tesisatlarının girişindeki ve diğer erişilebilir yerlerdeki PE ve PEN iletkenlerinin yeniden topraklanması önerilir. Yeniden topraklama için öncelikle doğal topraklama kullanılmalıdır. Yeniden topraklama toprak elektrodunun direnci standardize edilmemiştir. içinde büyük ve çok katlı binalar benzer bir işlev, ana toprak barasına sıfır koruyucu bir iletken bağlayarak potansiyel eşitleme ile gerçekleştirilir.

Havai hatlardan beslenen 1 kV'a kadar gerilime sahip elektrik tesisatlarının yeniden topraklanması 1.7.102-1.7.103 uyarınca yapılmalıdır.

Bağımsız elektrikli alıcılar için dış mekan kurulumu ile binalar veya yapılar için olduğu kadar, metal kutu bunların hemen yakınında yeniden topraklama, bu yapıların dokunarak erişilebilen iletken kısımları ile zemin arasındaki potansiyelleri eşitleme işlevini de yerine getirir ve ayrıca adım gerilimlerinin olası değerlerini azaltır.

Binaların içinde, arazi genellikle mevcut değildir. Bu koşullar altında tek fazlı kısa devreler sırasında elektrik çarpması tehlikesi, PUE temelinde potansiyel eşitlemenin yapılması gereken, aynı anda dokunulabilen iletken parçalar arasındaki potansiyel farkın değeri ile belirlenir. -7, maddeler 1.7.82 ve 1.7.83.

PUE-7
1.7.82. 1 kV'a kadar elektrik tesisatlarındaki ana potansiyel eşitleme sistemi, aşağıdaki iletken parçaları birbirine bağlamalıdır (Şekil 1.7.7):

TN sistemindeki besleme hattının sıfır koruyucu PE veya PEN iletkeni;
IT ve TT sistemlerinde elektrik tesisatının topraklama cihazına bağlanan topraklama iletkeni;
bina girişinde yeniden topraklama iletkenine bağlı topraklama iletkeni (topraklama iletkeni varsa);
binada bulunan metal iletişim boruları: sıcak ve soğuk su temini, kanalizasyon, ısıtma, gaz temini vb. Gaz tedarik boru hattının binanın girişinde bir yalıtım eki varsa, boru hattının yalnızca binanın yanından yalıtım ekine göre olan kısmı ana potansiyel eşitleme sistemine bağlanır;
bina çerçevesinin metal parçaları;
merkezi havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinin metal parçaları. Merkezi olmayan havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinin varlığında, fanlar ve klimalar için güç panellerinin PE veriyoluna metal hava kanalları bağlanmalıdır;
2. ve 3. kategorideki yıldırımdan korunma sisteminin topraklama cihazı;
işlevsel (çalışan) topraklamanın topraklama iletkeni, varsa ve çalışan topraklama ağını koruyucu topraklama topraklama cihazına bağlama konusunda herhangi bir kısıtlama yoksa;
telekomünikasyon kablolarının metalik kılıfları.

Binaya dışarıdan giren iletken kısımlar, binaya giriş noktalarına mümkün olduğunca yakın bağlanmalıdır. Ana potansiyel eşitleme sistemine bağlanmak için bu parçaların tümü, potansiyel eşitleme sisteminin iletkenleri kullanılarak ana topraklama barasına (bkz. 1.7.119-1.7.120) bağlanmalıdır.

PUE-7 sayfa 1.7.83
1.7.83. Ek potansiyel eşitleme sistemi, sabit elektrikli ekipmanın aynı anda dokunarak erişilebilen tüm açık iletken parçalarını ve dokunulabilen metal parçalar da dahil olmak üzere üçüncü taraf iletken parçalarını birbirine bağlamalıdır. bina yapıları bina, ayrıca TN sistemindeki nötr koruyucu iletkenler ve koruyucu iletkenler dahil IT ve TT sistemlerindeki koruyucu topraklama iletkenleri prizler. Potansiyel eşitleme için, elektrik devresinin iletkenliği ve sürekliliği ile ilgili olarak koruyucu iletkenler için 1.7.122'nin gerekliliklerini karşılamaları halinde, özel olarak sağlanan iletkenler veya açık ve üçüncü taraf iletken parçalar kullanılabilir.

PUE-7 sayfa 1.7.122
1.7.102. Havai hatların uçlarında veya bunlardan 200 m'den daha uzun dallarda ve ayrıca havai hatların elektrik tesisatlarına girişlerinde, dolaylı temas durumunda koruyucu bir önlem olarak, otomatik kapanma PEN iletkeninin yeniden topraklanması yapılmalıdır. Bu durumda, her şeyden önce, doğal topraklama kullanılmalıdır, örneğin, desteklerin yer altı parçaları ve yıldırım dalgalanmaları için tasarlanmış topraklama cihazları (bkz. Bölüm 2.4). Yıldırım dalgalanma koruması koşulları altında daha sık topraklama gerekli değilse, belirtilen tekrarlanan topraklamalar gerçekleştirilir. Şebekelerde PEN iletkeninin yeniden topraklanması doğru akım olmaması gereken ayrı yapay topraklama iletkenleri kullanılarak yapılmalıdır. metal bağlantılar yeraltı boru hatları ile. PEN iletkenini yeniden topraklamak için topraklama iletkenlerinin boyutları Tabloda verilenlerden daha az olmamalıdır. 1.7.4.

Sıfır koruma iletkenini yeniden topraklamanın ana görevi, açık iletken parçalardaki ve kırılması durumunda gerilimi azaltmaktır. En tehlikeli durum nötr iletkenin kırılmasıdır. tek fazlı kısa devre mola yerinin arkasındaki vücutta (yerde). Bu durumda tekrarlanan topraklama olmadığında, bu tür hasarlar koruma cihazları tarafından otomatik olarak kapatılamadığından, kırılma noktasının gerisindeki tüm güç alıcılarının kasalarındaki gerilim uzun süre faza yakın olacaktır.

Sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötre sahip bir ağ devresi, bir kişiyi elektrik çarpmasından korumaya yarar. Acil durumlarda, ölü topraklanmış bir nötr, potansiyelleri eşitler ve bunun sonucunda bir kişi dokunur. metal parçalar elektrikli ekipman güvenli hale gelir.

Koruyucu cihaz ayrıca bir rol oynayacaktır. acil durumlar kısa devreler sırasında ağdaki akım arttığından güç kaynağını kapatarak.

Cihaz ve çalışma prensibi

Tüketici beslenmesi elektrik enerjisi güç transformatörleri ve jeneratörler tarafından üretilir. Çoğu zaman, bu cihazların üç fazının sargıları, yıldız şemasına göre bağlanır; ortak nokta nötrdür. Bu nötr, toprağa düşük bir dirençle veya doğrudan güç kaynağının hemen yanında bağlanırsa, buna sağlam topraklanmış nötr denir.

Toprak arızaları sırasında ağın çalışma modlarına, bir kişiyi elektrik çarpmasından korumak için gerekli yöntemlere, aşırı gerilimleri sınırlama yöntemlerine bağlı olarak, nötrün topraklama ile diğer çalışma modları da kullanılır:

Etkili bir şekilde topraklanmış nötr ile.
Topraklanmamış nötr ile.
Dengelenmiş nötr.

Bu modlar için kullanılır elektrikli aletler 6 kilovolt veya daha fazla. 1 kV'a kadar kullanılmış ve geniş uygulama bulamamıştır. öyle güvenli iş yalnızca toprak döngüsü oluşturmanın imkansız olduğu mobil cihazlar.

Nötr üzerine kompanzasyon cihazlarının montajı, 1 kV'tan daha yüksek bir voltajla çalışan cihazların kapasitif kısa devre akımını azaltmayı mümkün kılar. Kompanzasyon, arıza noktasındaki akımın sıfır olduğu indüktörler kullanılarak yapılır. İçin verimli çalışma koruma, dirençli bir nötr topraklama kullanılır. Oluşturuyor aktif kısım koruyucu rölenin çalıştığı akım.

Sağlam bir şekilde topraklanmış bir nötr en etkili yol insanları elektrik çarpmasından koruyun. Çoğunda kullanılır elektrik ağları beslenme. Fazlar arasındaki gerilime doğrusal ve faz ile sıfır - faz arasındaki gerilim denir. Anma gerilimi elektrik tesisatı tarafından belirlenir doğrusal değer Gerilim. 220, 380, 660 volt olabilir. Ev elektrik şebekelerinde voltaj 380 volttur.

Tek fazlı tüketiciler, fazlar ve sıfır arasında eşit olarak bağlanır. trafo merkezinde bir toprak döngüsü vardır. O içerir metal parçalar birbirine bağlı ve toprağa gömülü. Devrenin boyutları, kısa devre sırasında akımın zemin boyunca etkin dağılımı dikkate alınarak belirlenir.

Topraklamanın çalışabilirliği, akım yayılma direncinin değeri ile belirlenir. Bu parametrenin izin verilen değerleri elektrik tesisatı kurallarında belirtilmiştir. Elektrik trafo merkezleri için, toprak direnci 380 voltluk bir voltajda 4 ohm'u geçmemelidir.

Toprak döngüsü, metal bir şerit şeklinde yapılmış nötr bir baraya bağlanır. Transformatörün nötr kablosu ona bağlanır. Ayrıca, tüketicilere giden kablo damarları da buna bağlıdır. Fazlar birbirine bağlıdır Devre kesiciler, sigorta kontakları.

Adım voltajı aşağıdaki gibi davranır. Yalıtılmamış bir canlı iletken ıslak bir beton zemin üzerinde bulunuyorsa, ona yaklaşmak çok tehlikelidir. Gerginlik, sudaki daireler gibi dalgalar halinde ondan uzaklaşır. Bir kişinin ayakları bu bölgeye girerse elektrik çarpması meydana gelir.

İnsanları kademe geriliminden korumak için odanın zeminine inşa ederler. metal örgü hangisinde farklı yerler toprak döngüsüne bağlanır. Bu sayede kişinin bacakları ızgaranın metal bağlantı parçaları ile şöntlenmekte ve elektrik akımının büyük kısmı kişinin yanından geçmektedir.

PUE gereksinimleri

Toprak, cihaza özel bir iletken ile bağlanmalıdır. Elektrik akımının akış yolunu kısaltmak ve maliyetleri azaltmak için, transformatör gibi bir voltaj kaynağının hemen yanında bir yer seçin. Toprak elektrotu mevcut beton temel ise, o zaman donatıya bir sınırlama vardır. beton taban metalden yapılmış, bağlantı iki veya daha fazla yerde yapılır.

Yerin derinliklerinde bulunan metal çerçevelere de benzer sayıda bağlantı yapılır. Bu koşullar altında, topraklama sistemi bir kişiyi hoş olmayan durumlardan etkili bir şekilde koruyabilir.

Binanın farklı katlarında bulunan trafolar güç kaynağı görevi görüyorsa nötr bağlantısı yapılır. ayrı tel hangisine bağlı metal çerçeve tüm bina.

Toprak bağlantı devresi sigorta, sigorta ve bu devrenin sürekliliğini bozabilecek diğer bileşenleri içermemelidir. Ayrıca mekanik hasarı önleyen yardımcı önlemler de alırlar.

Bazı PUE kısıtlamaları

Çalışan, koruyucu veya nötr iletkenlere monte edilmişse, toprak elektrot teli bu cihazdan hemen sonra nötr iletkene monte edilir.
Topraklama cihazının 220 volt ağdaki direnci, metre başına 100 ohm'dan fazla artan bir direnç oluşturan toprağın özel özellikleri dışında, maksimum 4 ohm değeri ile sınırlıdır.
havai iletim hatlarında, topraklamanın tekrarı için hattın sonunda ve girişinde topraklama yapılır. Bu verimli çalışmayı sağlar koruyucu aletler. Bu kural, kuruluma gerek olmadığında kullanılır. Büyük bir sayı yıldırım çarpması sırasında aşırı gerilimi ortadan kaldırabilen cihazlar.
Bir topraklama cihazı için iletken seçerken, toprağa döşenen yeniden topraklama için kullanılan iletkenlerin izin verilen en küçük boyutları ve malzemesi için standartları uygulamak gerekir. Örneğin çelik köşe kullanılıyorsa et kalınlığı en az 4 mm olmalıdır. PUE'nin 1.7.117 maddesi uyarınca ana baraya bağlı topraklama kablolarının toplam kesit alanı şu şekilde olmalıdır:

10 mm 2 - bakır tel.
16 mm 2 - alüminyum iletken.
75 mm 2 - çelik iletken.

Koruma için kurulan elektrik makinesinin bir tepki hızı olmalıdır. kısa devre 220 voltta 0,4 s'den fazla.

İÇİNDE ev ağı Elektrik Tesisatı Kanunu'nun 7.1.36 maddesine göre, tüketicilere üç iletkenli ortak ekranlardan bir ağ döşenmesi gerekir: faz, çalışma sıfırı ve koruyucu topraklama (topraklanmış nötr). Bununla birlikte, birçok dairede, prizlerde topraklama kontağının olmamasıyla onaylanan bu gereksinim sıklıkla ihlal edilmektedir.

eskimiş düzenleme gereksinimleri konut binaları için önemsiz kapasiteler için belirlenmiştir. Günümüzde ev tipi elektrikli cihazların gücü önemli ölçüde artmıştır. Dairelerde klima mevcuttur. Ocaklar, fırınlar hangisi daha yüksek güce sahiptir.

Korumanın etkinliğini artırmak için modern daireler bir ön koşul, topraklamanın varlığıdır. Yeni konut inşaatlarında, standart projelerde zaten ölü topraklanmış bir nötr yer almaktadır. Eski binalarda, iyi mal sahipleri büyük onarımlar sırasında topraklama yaparlar.