Jak działa uziemienie, gdy ziemia jest sucha?

Uziemienie ma na celu zapewnienie niezawodnego kontaktu urządzenia elektrycznego z ziemią, tak że w przypadku uszkodzenia izolacji prąd przepływa do ziemi zamiast przez ciało człowieka. Wymaga to uziemienia wykonanego z grubych przewodników wbitych głęboko w ziemię.

Oto, jak opisano dobre uziemienie w instrukcji obsługi pompy domowej (jestem prawie pewien, że dobrze koreluje z lokalnymi przepisami budowlanymi): trzy rury stalowe, każda o średnicy co najmniej jednego cala i długości sześciu metrów (sześć metrów), muszą zostać wbite w ziemię pionowo w układzie trójkąta z odległością co najmniej dwóch stóp między każdą z dwóch rur. Góra każdej rury musi znajdować się co najmniej dwie stopy pod powierzchnią ziemi. Wspólny pręt stalowy musi być przyspawany do wszystkich trzech, a uziemione urządzenie musi być podłączone do tego pręta. Miejsca spawania należy pomalować, aby zabezpieczyć je przed korozją.

Teraz jest dużo metalu i wygląda imponująco. Ale jak to gwarantuje ścieżkę niskiej rezystancji dla prądów zwarciowych izolacji? Co się stanie, jeśli ziemia będzie sucha i nie przewodzi wystarczająco?

Kiedy ziemia będzie sucha. czasami uziemienie działa źle.

Patologicznym przypadkiem uziemienia są rzeczy na szczycie gór.

Szczyty górskie są zazwyczaj dość suche. Ludzie lubią instalować obserwatoria na górach. W poprzednim życiu pracowałem z obserwatoriami.

Pręty uziemiające są rozmieszczone wokół pierścienia wokół obserwatorium za pomocą zakopanego kabla łączącego je. Wędki mają wierzchołki wysoko w powietrzu; chodzi o to, aby uzyskać ochronę odgromową i ziemię, która w ogóle działa. (Błyskawica lubi wysokie, metaliczne rzeczy, takie jak obserwatoria.)

Na szczycie gór powietrze jest bardzo suche. ESD zwykle zapobiega uziemieniu.

Standardowym protokołem było, aby pracownicy oddawali mocz na kolce ziemi zamiast używać porta-nocnika (w miarę możliwości bez denerwowania turystów).

Aby to utrudnić, wiele witryn dzieli szczyt górski z nadajnikami radiowymi. Cały ten wypromieniowany RF jest trudny do ekranowania, gdy nie ma funkcjonalnego uziemienia do podłączenia. (Radia, macie te same problemy, ale spowodowaliście mój cholerny!)

Współpracownik miał podobne problemy z uziemieniem w poprzednim życiu z wydmami i uziemieniem. Pomocne może być spuszczenie szamba na wydmy.

Nie ma gwarancji. Systemy uziemiające zostaną opracowane zarówno na podstawie teorii, jak i wyników empirycznych uzyskanych z długiego doświadczenia. Ziemia, którą opisujesz, jest niezwykle imponująca i znacznie lepsza niż to, co widziałem w niektórych innych standardach.

Uziemienie NIE zapewnia bezpieczeństwa osobistego

Należy pamiętać, że podczas gdy bezpieczeństwo osobiste jest uwarunkowane względami uziemienia, skuteczność ziemi nie może odgrywać istotnej roli w poprawie wielu wyników związanych z szokiem i może sprawić, że wiele z nich będzie gorszych niż lepszych.

Najważniejsza jest umiejętność radzenia sobie z prądami zwarciowymi bez powodowania lokalnego wzrostu potencjału ziemi, a tym samym wyzwalania urządzeń przerywających zasilanie (bezpieczników lub przerywaczy). W obrębie obiektu droga do ziemi dla osoby, która zetknie się z przewodnikiem pod napięciem, będzie albo do uziemionego metalowego przedmiotu (czajnika lub tostera itp.), Albo poprzez rozproszoną lokalną ziemię do mokrej podłogi lub pozornie nieuziemioną półprzewodzącą powierzchnię. uziemiony korpus urządzenia, uziemienie ma na celu zapewnienie zwarcia do dowolnego prądu zwarciowego z urządzenia i będzie działać bez odniesienia do uziemienia budynku, pod warunkiem, że przewód powrotny ma rezystancję uziemienia lub ma być np. w NZ ( mój kraj) obsługujemy system MEN lub „Multiple Earth Neutral”, w którym uziemienie i zero są podłączone do każdej tablicy przełączników. Niektóre systemy mogą łączyć neutralne i uziemienie w skrzynce rozdzielczej budynku, aw niektórych systemach NIE ma połączenia neutralnego z uziemieniem - np. Przynajmniej niektóre systemy pokładowe pływają całym systemem na ziemi lokalnej (woda morska i kadłub). W systemie podłączonym do uziemienia lokalne uziemione korpusy urządzenia ZWIĘKSZĄ ryzyko porażenia prądem u osoby dotykającej przewodu pod napięciem z innego źródła niż dane urządzenie, ponieważ oferują one ścieżkę uziemienia twardego, niezależnie od skuteczności budynku.

W przypadku rozproszonego uziemienia wewnątrz pomieszczeń, sytuacja podobna do powyższej powstaje, gdy prąd z odsłoniętego przewodu do uziemienia przechodzi przez nieformalne lokalne uziemienie, a następnie do uziemienia. Dobre uziemienie budynku może pogorszyć wstrząs.

tzn. uziemienie budynku będzie miało niewielki bezpośredni wpływ na ochronę użytkowników przed wstrząsami. Skutkuje to zapewnieniem działania sprzętu ochronnego.

ELCB - ratownicy Ratuje się, gdy działa ELCB (wyłączniki różnicowoprądowe). ELCB wykrywa nierównowagę prądu między fazą a punktem zerowym (przejście i powrót), która występuje, gdy osoba przekierowuje część prądu z obwodu pod napięciem do ziemi. ELCB są zaprojektowane do wyzwalania przy prądach poniżej tych, które mogą być pobierane przez osobę mającą kontakt z siecią. Zostały zaprojektowane tak, aby zadziałały w czasie krótszym niż czas potrzebny na jedno „bicie serca”, tym samym usuwając (teoretycznie) zdolność do powodowania migotania serca. Nadal możesz poczuć kopnięcie! - zapytaj mnie, skąd to wiem :-). [[Test zaciśniętej pięści prawdopodobnie pozwala ci to sprawdzić. YMMV. Nie próbuj tego w domu. Auć!]]

Powyższy schemat pochodzi z „Ochrony przeciwporażeniowej”

Idę na ziemię

Rezystancja uziemienia polega na zapewnieniu środków dostępu do skutecznie zerowej rezystancji uziemienia, która jest „tam”. Dostęp do „Out there” uzyskuje się, zapewniając wystarczająco duże połączenie z zerowym uziemieniem, aby opór medium (gleby) nie zwiększał zbytnio osiągniętego oporu. Często uziemienie omowe „X” ma na celu ustalenie, że „X” jest doświadczone jako odpowiednie do wymaganej ochrony. Opisany sposób osiągnięcia „X” (tutaj 3 x 20 stóp prętów itp.) Opiera się na akceptowalnych najgorszych przypadkach (lub powinno być).

Liniowa grupa przewodników rozmieszczonych w odstępach „niezbyt daleko i nie za blisko” względem siebie, tworzy skuteczny cylinder o średnicy zbliżonej do średnicy wiązki, przy czym zbyt daleko i zbyt blisko opiera się zarówno na teorii, jak i praktyce. Ten cylinder można połączyć za pomocą „krzywoliniowych kwadratów” otaczającego ośrodka z większym cylindrem otaczającego ośrodka, który w miarę oddalania się rośnie w efektywną półkulę. Rezystancja każdego „kwadratu” jest równa (przy prawidłowym skonstruowaniu), ponieważ kwadrat o szerokości N jednostek będzie miał również N jednostek głębokości.

Przejście od cylindra przewodnika do półkuli odbywa się w kilku promieniach pierwotnego wiązki przewodów. To do właściwych organów należy dopilnowanie, aby typowe zwierciadła wody, typy gleby, rodzaj przewodnika, określone układy przewodów i fazy Księżyca były takie, aby układ ten zaspokajał potrzebę wystarczająco często, aby był wystarczająco bezpieczny dla rozważanych zastosowań. tzn. w bardzo suchych warunkach z niektórymi rodzajami gleby w niektórych warunkach uskokowych wyniki mogą nie być wystarczająco dobre w niektórych przypadkach. Koszt i praktyczność odgrywają rolę w określaniu, jak często „przy niektórych okazjach” może być. Ponieważ awaria może prowadzić do śmierci lub pożarów, wymagania systemów uziemiających mają tendencję do błądzenia po hojnej stronie rozsądku.

tl: dr; Ponieważ „ziemia” jest wspólnym czynnikiem zarówno dla ciebie, jak i przewodnika, nie stanowi problemu.

Nie jest tak, że „ziemia” w tym miejscu kontaktu jest sucha i niezbyt przewodząca, ponieważ gdyby tak było, to dlaczego moje ciało byłoby lepszym przewodnikiem, widząc, że stoi na jakimś podłożu bezpośrednio nad „ziemią”, miedź / stal / itp. jest wbijany. Najważniejsze, że tutaj patrzymy, o ile więcej 3 gigantyczne kawałki przewodzącego metalu chcą pobierać ten prąd niż twoje biedne małe ciało, a tutaj chcą o wiele więcej.

„Sucha ziemia” jest terminem względnym. To, co wydaje się suche, może nadal przewodzić do pewnego poziomu. Prawdziwa sucha ziemia spryskuje i pozostawia tylko piaszczyste ziarna. A sucha gleba nie wchodzi głęboko. W Belgii normą uziemienia (dokument w języku niderlandzkim) jest pręt o długości 1,5 m, zakopany pionowo o głębokości 60 cm lub pręt o długości 2,1 m sięgający powierzchni (więc oba osiągają głębokość 2,1 m). W większości przypadków wystarczy to, aby dotrzeć do wilgotnej gleby. Akceptowaną alternatywą jest pętla zakopana na głębokości co najmniej 60 cm, więc to jeszcze mniej. Warto jednak zauważyć, że Belgia ma umiarkowany klimat i nigdzie nie ma wyjątkowo suchej gleby, nawet w piaszczystej glebie Kempen .
Rura o długości 6 m (!) Zapewni dodatkowe bezpieczeństwo. (Po prostu zastanawiam się, jak wbić to w skalistą ziemię ...)

Russell jest tutaj najbliższy do skorygowania: to nie uziemienie chroni cię przed szokiem. Zamiast tego połączenie przewodów uziemiających urządzenia z punktem neutralnym sieci przy wejściu serwisowym (i tylko przy wejściu serwisowym!) Zapewnia ścieżkę powrotną dla przepływu prądu z „uziemionej” obudowy z powrotem do źródła (wejście serwisowe) neutralny) przez EGC i tym samym wyzwolić bezpiecznik lub przepalić bezpiecznik na zwarciu między napięciem a podwoziem - działa to nawet, gdy układ jest pływający (tzn. nieuziemiony), na przykład po stronie wtórnej transformatora izolacyjnego („ osobno wyprowadzony system ”w języku NEC).

Jak już wspomniano, różnicowe zabezpieczenia wyłączania personelu (ELCB, RCD i GFCI, które są zgodne z UL943 klasy A lub równoważnymi krzywymi wyzwalania) są znacznie lepsze niż same uziemienie i wiązanie w ochronie przed wstrząsami; w rzeczywistości NEC 2014 406.4 (D) (2) (b) i (c) zezwala na ochronę GFCI jako substytut obecności przewodu uziemiającego urządzenia, gdy wymiana istniejącego nieuziemionego okablowania jest niepraktyczna lub niepożądana.

Co więcej, jeśli chodzi o podłączenie sieci elektrycznej budynku do ziemi - jest to konieczne, aby zabezpieczyć się przed niektórymi skutkami udarów i wyładowań atmosferycznych, nawet jeśli połączenie EGC będzie działało całkiem dobrze bez elektrody uziemiającej podłączonej do uziemienia wejścia serwisowego jako przenośne generatory używane „poza siecią” są okablowane w ten sposób zgodnie ze specyfikacjami OSHA / ... - pręty uziemiające nie są najskuteczniejszym sposobem realizacji tego zadania. Zamiast tego, tak zwana ziemia Uferalub bardziej ogólnie, ponieważ stosowana jest „betonowa elektroda uziemiająca”. W tym układzie matryca wzmacniająca dużego obiektu żelbetowego stykającego się z glebą, takiego jak fundament budowlany, jest łączona zamiast napędzania pręta uziemiającego i wiązania z tym. Jest to dozwolone dla wszystkich konstrukcji w USA według NEC 250.52 (A) (3), a nawet jest wymagane w przypadku nowych konstrukcji w niektórych lokalnych kodeksach budowlanych.

„Uziemienie ma zapewnić niezawodny kontakt urządzenia elektrycznego z ziemią, tak że w przypadku uszkodzenia izolacji prąd trafi na ziemię zamiast przez ciało człowieka. Wymaga to uziemienia wykonanego z grubych przewodów wbitych głęboko w ziemię”.

To jest źle. Rzeczywistym połączeniem z fizycznym gruntem jest pręt, którego celem jest ochrona budynku przed uderzeniem pioruna. Nie ma absolutnie nic wspólnego z ochroną przed uszkodzeniem izolacji.

Ponadto, w stanie uszkodzenia, prąd przepływa do bezpiecznego przewodu uziemiającego, więc przewodność rzeczywistej gleby nie wchodzi w nią.