Werkende elektrische apparaten moeten geaard zijn. Afhankelijk van het doel kan het werken of beschermend zijn. De eerste is voor de juiste werking van apparaten en de tweede is voor het beschermen van mensen. Het werkingsprincipe van de ene en de tweede is anders.
De belangrijkste doelen en doelstellingen van aarding
De grond kan elektrische stroom neutraliseren, omdat de mate van spanning nul is. Weerstand is de belangrijkste indicator van een aardingsapparaat waarmee het mogelijk is om de kwaliteit en het vermogen om het doel te bereiken te beoordelen. De specifieke weerstand hangt af van de samenstelling van de grond, de aanwezigheid van chemicaliën erin - zuur of alkalisch, vocht, brosheid. Afhankelijk van de samenstelling van de grond, moet u mogelijk een speciale aardingskit of een volledige vervanging van de grond gebruiken voor een juiste werking van aardingsapparaten.
Aarding is de verbinding van elk apparaat, elektrische installatie of deel van het netwerk met een aardingsapparaat. Het is een aardingsgeleider en aardingsgeleiders waardoor stroom in de grond stroomt en wordt geneutraliseerd.
Er kunnen meerdere aardingsschakelaars zijn. In een gedistribueerd circuit bevinden ze zich rond de omtrek van een object waarvan het elektrische netwerk moet worden beveiligd. Het geleidende deel (aardgeleiders) is meestal gemaakt van metaal. Aardingselektroden worden naar hen toe gebracht, die direct contact maken met de grond.
Het aardingsapparaat is op een circuit gemonteerd. De aardlus is een reeks elektrodegeleiders die in de grond verstopt raken. Ze zijn 3 meter lang en bevinden zich op een kleine afstand van elkaar. Als compound wordt een horizontale metalen strip gebruikt, die tot een diepte van maximaal 1 meter in de grond wordt gelegd. De aansluiting op de elektroden gebeurt met conventioneel lassen. In speciale aardingssets zijn delen van de apparatuur voorzien van schroefdraad, wat de werkingseigenschappen niet beïnvloedt.
Aarding is nodig in de volgende gevallen:
- Apparatuur beschermen tegen statische elektriciteit. Processen die in de natuur voorkomen, zoals bliksem, kunnen de stroom in het circuit beïnvloeden, waardoor apparatuur beschadigd kan raken. Elektroden die in de grond zijn geïnstalleerd, ontladen overtollige stroom.
- Netwerkbescherming tegen kortsluiting.
- Overspanningsbeveiliging.
Een voorbeeld van een werkende grond is een bliksemafleider die is aangesloten op elektroden. Vooral relevant in generatoren, transformatoren.
Beschermend aardingsprincipe
Beschermende aarding is een reeks maatregelen die gericht zijn op het beschermen van apparatuur en de mensen die ermee werken. Het wordt gebruikt om elektromagnetische interferentie die wordt veroorzaakt door een apparaat in de buurt te elimineren en om interferentie tijdens het schakelen in het stroomcircuit te neutraliseren.
Bescherming tegen bliksem
Het luchtmedium is een sectie met een hoge weerstand, maar de ontlading heeft een kracht die deze weerstand overtreft en breekt er dus doorheen. Op weg van de bovenste atmosfeer naar de aarde selecteert de bliksem de gebieden met de minste weerstand: natte gebieden, muren, bomen en waterdruppels.Dit verklaart waarom lozingen vaak in de boom vallen - het heeft minder weerstand dan de lucht eromheen. Wanneer het het gebouw binnenkomt, stroomt het ook door de gebieden met de minste weerstand - dit zijn metalen buizen, elektrische apparaten of hun metalen onderdelen, natte muren. Als het apparaat niet geaard is, kan het dodelijk zijn als het tijdens het opladen wordt aangeraakt.
Wanneer een bliksemafleider op het dak is geïnstalleerd, komt de lading erin en gaat dan naar de grond en wordt geneutraliseerd. Het is belangrijk dat de stromen zich niet binnen het object voortplanten, dus de materialen die worden gebruikt om de grond uit te rusten hebben een lage weerstand. Volgens de regels mag deze niet hoger zijn dan 4 ohm. De bliksemafleider zelf moet worden aangesloten op de elektroden in de grond.
Overspanningsbeveiliging
Elektronische apparatuur is gevoelig voor spanningspieken of krachtige elektrische installaties die in hun straal werken. Plotselinge blikseminslagen in de buurt kunnen de elektronica beschadigen.
Een voorbeeld: bij onweer kan er een overbelasting ontstaan in de koperkabel waarmee de woningen zijn verbonden en waardoor stroom vloeit. Een lading met een grotere omvang kan de kabel vernietigen. In dit geval wordt een SPD op de voedingslijn geplaatst - een overspanningsbeveiligingsapparaat zodat overtollige lading in de grond wordt gestort.
Bescherming van mensen
Behuizingen van apparaten, alle metalen elementen kunnen stroom geleiden. Als u een ongeaard apparaat aanraakt waarin zich statische elektriciteit heeft opgehoopt, kunt u een harde klap krijgen. Dit heeft voornamelijk invloed op het cardiovasculaire en zenuwstelsel. Rubberen schoenen, rubberen handschoenen, een absoluut droge kamer helpen de impact te verminderen, maar mensen lopen zelden rond in het appartement of kantoor in rubberen laarzen. Door de derde draad op de instrumentbehuizing aan te sluiten en vervolgens op de elektroden aan te sluiten, kunt u overtollige stroom in de grond gebruiken.
In oude privé- en meergezinswoningen werden geen aardingsmaatregelen uitgevoerd, daarom vormen alle elektrische apparaten een potentieel gevaar voor mensen.
Zelfgemaakte apparaten kunnen er als volgt uitzien: een draad wordt verbonden met het lichaam van het apparaat, dat wordt weergegeven op straat en verbonden met een metalen product dat in de grond wordt gedreven (buis, hoek, emmer, fittingen). Deze producten zijn goede stroomgeleiders, in tegenstelling tot het menselijk lichaam, dus de stroom selecteert het metaal en gaat de grond in.
Verschil tussen werkende aarding en beschermend
Werk- en beschermende aarding volgens veiligheidsregels mogen niet worden gecombineerd met een watercircuit. Bij atmosferische ontladingen kunnen elektrische apparaten beschadigd raken en werkt de aarding niet.
In het functionele (werkende) aardingscircuit zijn alle stroomdragende constructies aangesloten op in de grond geïnstalleerde elektroden. Voor de juiste werking van de werkvloer worden ook zekeringen gebruikt die spanning op zichzelf nemen en falen.
Werkende aarding is uitgerust in het geval dat de instructies van de fabrikant en de vereisten die dit apparaat beschermen aan de apparaten zijn bevestigd.
Er zijn meer vereisten voor een beschermend aardingsapparaat, omdat het belangrijkere taken heeft: het redden van mensenlevens.
| Doel van het werkende aardingsapparaat | Doel van beschermende aarding |
| Krachtige apparaten | Driefasige apparaten met een vermogen van minder dan 1 kW |
| Elektronische gevoelige apparatuur | Een- en tweefasige apparaten die geen contact maken met de grond |
| Medische apparatuur | Apparaten met een capaciteit van meer dan 1 kW |
| Elektronische technologie die een drager is van belangrijke informatie | In gezekerde circuits met neutrale geleider |
De meest betrouwbare aarding is voorzien in het elektrische circuit van het huis. Kabels die in elk stopcontact passen, moeten driedraads zijn.De derde kern sluit aan op de grond en verwijdert statische elektriciteit en voorkomt ook dat kortsluiting en bliksem het gebouw binnendringen.
Vereisten voor beschermende aarde
Om aardingsinstallaties hun functies te laten vervullen, moeten ze voldoen aan bepaalde parameters en de instructies van de fabrikant van de apparatuur.
Nuances die de functionaliteit beïnvloeden:
- Bodemweerstand vanwege de fysisch-chemische eigenschappen. Natte klei, grafietschilfers, turf, kwelders of zeewater voeren de beste stroom. Erger nog - droog zand of harde rotsen - graniet, steenslag, kwarts, asfalt, beton.
- Het contactgebied van de aardelektrode met de grond. Hoe groter het gebied, hoe gunstiger de voorwaarden worden geschapen voor de stroom, hoe sneller dit gebeurt. U kunt de oppervlakte vergroten door langs de contouren van het gebouw een groter aantal elektroden te installeren. In dit geval zijn ze met elkaar verbonden met een stalen plaat in een enkele eenheid. Als u de afmeting van één elektrode vergroot, neemt ook de totale oppervlakte toe. De installatie van een verticale metalen contour helpt om het oppervlak te vergroten als de onderste lagen van de grond meer weerstand hebben dan de oppervlakte.
Omdat het moeilijk is om een ideale bodemweerstand te bereiken, worden apparaten gemaakt op basis van de kenmerken ervan. Elke elektrische installatie heeft zijn eigen weerstandsnormen voor aardingsapparaten. Voor een elektrisch onderstation met een spanning van meer dan 100 kW mag de weerstand bijvoorbeeld niet meer zijn dan 0,5 Ohm, en voor een thuisnetwerk met een TT-systeem, evenals het gebruik van automatische uitschakeling, tot 500 Ohm.
Metalen aardingsschakelaars mogen niet worden bekleed met lakmaterialen. Soms wordt als ondergronds apparaat het ondergrondse deel van het gebouw met metalen constructies gebruikt - elektrisch geleidend beton met wapening binnenin. Gebruik geen metalen gasleidingen om het aardingsprobleem op te lossen.
Volgens de elektrische installatieregels moet het volgende worden geaard:
- Netwerken met een spanning hoger dan 380 V.
- Bijzonder gevaarlijke en buiteninstallaties.
Onderdelen van apparatuur onderhevig aan aarding en aarding:
- Behuizingen voor elektrische apparatuur.
- Secundaire transformatorwikkeling.
- Aandrijvingen van elektrische apparaten.
- Schakelborden, kastframes.
- Metalen bouwmachines.
- IJzeren mantelkabel.
Als de spanning niet hoger is dan 42 V AC of 110 V DC, is aarding niet vereist.
Aarding voor huishoudens
Bij de meeste huishoudelijke ongevallen wordt een apparaat aangeraakt dat isolatieschade heeft. Het menselijk lichaam is in dit geval een stroomgeleider. Elektrische kookplaten, wasmachines en vaatwassers, radiatoren, magnetrons, boilers, pc's, vaatwassers - dit zijn allemaal metalen structuren die elektriciteit goed geleiden en zonder aarding schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid.
Kortsluiting - dit is het contact van de fase- en neutrale draden in het netwerk, wat leidt tot de werking van noodbeveiliging en het loskoppelen van het apparaat van de stroom. Meestal is het geen kortsluiting, maar een lekstroom die zich ophoopt in de behuizing van huishoudelijke apparatuur. Dit kan een elektrische schok veroorzaken.
Voor de menselijke veiligheid is het noodzakelijk stopcontacten met aardingscontacten te installeren. Op het stopcontact moet een driedraads kabel worden aangesloten. Met een tweeaderig en drieaderig systeem is aarding op verschillende manieren uitgerust - vanaf de aansluitdoos of het elektrische paneel.
Gebruik geen gas-, water- of cv-leidingen als aardelektrode.
Aarding bij elektrische storingen
Defecte apparatuur betekent schade aan de isolatie en het optreden van een fase in de instrumentenkoffer.Als delen van de apparatuur onder spanning staan, maar geen bescherming hebben in de vorm van aarding en aardlekschakelaar, kan een persoon die zich niet bewust is van het gevaar een elektrische schok krijgen.
In de tweede uitvoering is het mogelijk dat de huidige lekkage niet significant is, het apparaatbeschermingsapparaat reageert niet op spanning en schakelt het apparaat niet uit. Een persoon kan een kleine klap krijgen.
Als de behuizing niet is geaard, maar de aardlekschakelaar is geïnstalleerd, werkt deze 0,02 seconden nadat een persoon de behuizing van het apparaat heeft aangeraakt. Deze tijd is niet genoeg om de gezondheid te schaden.
Het meest effectieve circuit qua veiligheid is de aanwezigheid van aarding en aardlekschakelaar. Als een stroomlek optreedt en in de grond terechtkomt, reageert de aardlekschakelaar en wordt het apparaat uitgeschakeld.
Hoe is de berekening van de parameters van de belangrijkste aardingselementen
De berekening van de parameters van het aardingsapparaat wordt uitgevoerd volgens de formules. De startelementen zijn:
- bodemweerstand in dit gebied;
- de lengte, dikte, diameter van de elektroden, evenals hun aantal.
In de praktijk zijn er in alle gevallen discrepanties met het beoogde werkplan, omdat de bodemindex nauwkeuriger moet worden geanalyseerd. Dit is praktisch onmogelijk: op 100 vierkante meter moet u ongeveer 100 minimijnen tot 10 m diep boren om de grondlagen, de samenstelling en de opname van elementen - klei, kalksteen, zand en andere componenten te evalueren.
De installatie van aardingsapparaten wordt uitgevoerd volgens het hoofdprincipe van aarding: de aanwezigheid van een veiligheidsmarge, met gemiddelde waarden van de parameters. Hoe lager de weerstand, hoe beter voor alle elektrische apparaten en mensen.
Aardingsinstallatie
Verticale elektroden voeren hun functies effectiever uit, omdat ze op grote diepte kunnen worden geïnstalleerd. Bij horizontale plaatsing op ondiepe diepte neemt de weerstand toe, vooral in de winter, wanneer de bovenste lagen van de grond bevriezen.
Voor elektroden worden pinnen gebruikt met een lengte van meer dan 1 meter (meestal 1,5 m). Dergelijke constructies zijn gemakkelijk in de grond te slaan met een conventionele hamer, de verbinding wordt gemaakt in een horizontaal vlak van minimaal 0,5 m diep.
