แนวคิดและหลักการป้องกันสายดิน

เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้งานจะต้องต่อสายดิน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการที่จะสามารถทำงานหรือป้องกัน สิ่งแรกคือการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์และสิ่งที่สองคือเพื่อปกป้องผู้คน หลักการทำงานของหนึ่งและสองนั้นแตกต่างกัน

เป้าหมายหลักและวัตถุประสงค์ของการลงดิน

ดินสามารถแก้กระแสไฟฟ้าได้เนื่องจากระดับแรงดันเป็นศูนย์ ความต้านทานเป็นตัวบ่งชี้หลักของอุปกรณ์กราวด์ซึ่งเป็นไปได้ที่จะตัดสินคุณภาพและความสามารถในการบรรลุวัตถุประสงค์ ความต้านทานที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของดินการปรากฏตัวของสารเคมีในนั้น - เป็นกรดหรือด่าง, ความชื้น, ความเปราะบาง ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของดินคุณอาจต้องใช้ชุดสายดินพิเศษหรือเปลี่ยนพื้นดินอย่างสมบูรณ์เพื่อการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์สายดิน

การต่อลงดินเป็นการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ใด ๆ การติดตั้งระบบไฟฟ้าหรือส่วนหนึ่งของเครือข่ายไปยังอุปกรณ์กราวด์ มันเป็นตัวนำและสายดินกราวด์ที่กระแสไหลลงสู่พื้นดินและถูกทำให้เป็นกลาง

อาจมีสวิตช์สายดินหลายตัว ในวงจรแบบกระจายพวกมันจะอยู่รอบ ๆ ขอบเขตของวัตถุที่ต้องมีการรักษาความปลอดภัยเครือข่ายไฟฟ้า ส่วนตัวนำ (ตัวนำดิน) มักจะทำจากโลหะ อิเล็กโทรดสายดินจะถูกนำไปยังพวกเขาซึ่งมีการสัมผัสโดยตรงกับดิน

อุปกรณ์ต่อสายดินนั้นติดตั้งอยู่บนวงจร ห่วงกราวด์เป็นชุดตัวนำอิเล็กโทรดที่อุดตันลงสู่พื้นดิน ความยาวของพวกมันคือ 3 เมตรพวกมันอยู่ห่างกันเพียงเล็กน้อย แถบโลหะแนวนอนถูกนำมาใช้เป็นสารประกอบซึ่งวางอยู่ในดินที่ระดับความลึกตื้นถึง 1 เมตร การเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้านั้นดำเนินการโดยใช้การเชื่อมแบบธรรมดา ในชุดสายดินพิเศษชิ้นส่วนของอุปกรณ์จะทำเกลียวซึ่งไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติการทำงาน

จำเป็นต้องใช้สายดินในกรณีต่อไปนี้:

• ปกป้องอุปกรณ์จากไฟฟ้าสถิตย์ กระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติเช่นฟ้าผ่าสามารถส่งผลกระทบต่อกระแสที่ไหลในวงจรซึ่งเป็นผลมาจากอุปกรณ์ที่ได้รับความเสียหาย อิเล็กโทรดที่ติดตั้งในพื้นดินปล่อยกระแสเกิน
• การป้องกันเครือข่ายจากไฟฟ้าลัดวงจร
• ป้องกันไฟกระชาก

ตัวอย่างของพื้นที่ทำงานคือสายล่อฟ้าที่เชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้า โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหม้อแปลง

หลักการป้องกันสายดิน

สายดินป้องกันเป็นชุดของมาตรการที่มีวัตถุประสงค์เพื่อปกป้องอุปกรณ์และผู้ที่ทำงานกับมัน มันถูกใช้เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์ใกล้เคียงเช่นเดียวกับเพื่อแก้ปัญหาสัญญาณรบกวนในระหว่างการสลับในวงจรไฟฟ้า

ป้องกันฟ้าผ่า

สื่ออากาศเป็นส่วนที่มีความต้านทานสูง แต่การคายประจุมีกำลังเกินความต้านทานนี้ดังนั้นจึงสามารถทะลุผ่านได้ ระหว่างทางจากชั้นบนของชั้นบรรยากาศสู่โลกฟ้าผ่าเลือกพื้นที่ที่มีความต้านทานน้อยที่สุด - พื้นที่เปียกผนังต้นไม้และหยดน้ำสิ่งนี้อธิบายถึงความจริงที่ว่าการปล่อยลงสู่ต้นไม้มักมีความต้านทานน้อยกว่าอากาศรอบ ๆ เมื่อมันเข้าสู่อาคารกระแสก็จะผ่านพื้นที่ที่มีความต้านทานน้อยที่สุดนั่นคือท่อโลหะเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือชิ้นส่วนโลหะผนังเปียก หากอุปกรณ์ไม่ได้ต่อลงดินการสัมผัสอุปกรณ์ ณ เวลาที่มีการชาร์จไฟอาจถึงแก่ชีวิตได้

เมื่อติดตั้งสายล่อบนหลังคาประจุจะเข้าสู่มันจากนั้นจะเคลื่อนที่ไปที่พื้นและทำให้เป็นกลาง มันเป็นสิ่งสำคัญที่กระแสไม่แพร่กระจายภายในวัตถุดังนั้นวัสดุที่ใช้ในการเตรียมพื้นดินมีความต้านทานต่ำ ตามกฎแล้วไม่ควรเกิน 4 โอห์ม ตัวนำฟ้าผ่าจะต้องเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าในพื้นดิน

ป้องกันไฟกระชาก

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความไวต่อไฟกระชากหรือการติดตั้งไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในรัศมีของพวกเขา ฟ้าผ่าทันทีที่อยู่ใกล้เคียงสามารถทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้

ตัวอย่างเช่น: ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองอาจมีการเก็บประจุส่วนเกินในสายทองแดงซึ่งเชื่อมต่อกับบ้านและกระแสที่ไหลผ่าน ประจุที่มีขนาดเพิ่มขึ้นสามารถทำลายสายเคเบิลได้ ในกรณีนี้ SPD จะถูกวางไว้บนสายไฟ - อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเพื่อให้ประจุส่วนเกินถูกลงสู่พื้น

คุ้มครองผู้คน

กรณีของอุปกรณ์องค์ประกอบโลหะทั้งหมดมีความสามารถในการดำเนินการในปัจจุบัน หากคุณสัมผัสอุปกรณ์ที่ไม่มีเหตุผลซึ่งมีไฟฟ้าสถิตย์สะสมอยู่คุณสามารถได้รับแรงกระแทกอย่างรุนแรง ซึ่งจะส่งผลกระทบหลักระบบหัวใจและหลอดเลือดและประสาท รองเท้ายาง, ถุงมือยาง, ห้องที่แห้งสนิทช่วยลดแรงกระแทก แต่ผู้คนมักจะเดินไปรอบ ๆ อพาร์ทเมนต์หรือสำนักงานในรองเท้ายาง การเชื่อมต่อสายไฟที่สามเข้ากับตัวเรือนอุปกรณ์แล้วเชื่อมต่อเข้ากับขั้วไฟฟ้าช่วยให้คุณสามารถใช้กระแสไฟฟ้าส่วนเกินลงกับพื้น

ในอาคารส่วนตัวและอพาร์ทเมนต์เก่าไม่ได้มีการดำเนินการต่อสายดินดังนั้นเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิดจึงเป็นอันตรายต่อผู้คน

อุปกรณ์ทำที่บ้านสามารถมีลักษณะเช่นนี้: ลวดเชื่อมต่อกับร่างกายของอุปกรณ์ซึ่งจะปรากฏบนถนนและเชื่อมต่อกับผลิตภัณฑ์โลหะที่ขับเคลื่อนลงไปที่พื้น (ท่อ, มุม, ถัง, อุปกรณ์) ผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าที่ดีซึ่งแตกต่างจากร่างกายมนุษย์ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจึงเลือกโลหะและเข้าสู่พื้นดิน

ความแตกต่างของการลงกราวด์จากการป้องกัน

การทำงานและการต่อลงดินตามกฎความปลอดภัยไม่ควรใช้ร่วมกับวงจรน้ำ ในระหว่างการปลดปล่อยบรรยากาศเครื่องใช้ไฟฟ้าอาจได้รับความเสียหายและโลกป้องกันจะไม่ทำงาน

ในวงจรกราวด์ที่ใช้งานได้ (ทำงาน) โครงสร้างที่มีกระแสไฟฟ้าทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าที่ติดตั้งในพื้นดิน สำหรับการทำงานที่ถูกต้องของพื้นที่การทำงานฟิวส์ยังใช้แรงดันไฟฟ้าที่ตัวเองและล้มเหลว

การทำงานของสายดินนั้นมีการติดตั้งในกรณีที่คำแนะนำของผู้ผลิตและข้อกำหนดที่ป้องกันอุปกรณ์นี้ถูกเชื่อมต่อกับอุปกรณ์

มีข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับอุปกรณ์กราวด์ป้องกันเนื่องจากมีหน้าที่สำคัญกว่า: ช่วยชีวิตผู้คน

วัตถุประสงค์ของอุปกรณ์กราวด์ที่ใช้งาน	วัตถุประสงค์ของการลงกราวด์ป้องกัน
เครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูง	เครื่องใช้ไฟฟ้าสามเฟสที่มีกำลังไฟฟ้าน้อยกว่า 1 kW
อุปกรณ์ที่ไวต่อไฟฟ้า	อุปกรณ์เดี่ยวและสองเฟสที่ไม่ได้สัมผัสกับกราวด์
อุปกรณ์ทางการแพทย์	เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีความจุมากกว่า 1 กิโลวัตต์
เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นพาหะของข้อมูลสำคัญ	ในวงจรหลอมรวมกับตัวนำที่เป็นกลาง

การต่อลงดินที่เชื่อถือได้มากที่สุดนั้นมีอยู่ในวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน สายเคเบิลที่เหมาะสมกับแต่ละเต้ารับต้องเป็นสามสายแกนที่สามเชื่อมต่อกับพื้นดินและกำจัดไฟฟ้าสถิตย์และยังป้องกันการลัดวงจรและฟ้าผ่าจากการเข้ามาในอาคาร

ข้อกำหนดของโลกป้องกัน

สำหรับการติดตั้งสายดินเพื่อตอบสนองการทำงานพวกเขาจะต้องปฏิบัติตามพารามิเตอร์บางอย่างและคำแนะนำของผู้ผลิตอุปกรณ์

ความแตกต่างที่มีผลต่อการทำงาน:

• ความต้านทานต่อดินเนื่องจากลักษณะทางเคมีกายภาพ ดินเปียก, ชิปกราไฟต์, พีท, บึงน้ำเค็มหรือน้ำทะเลดำเนินการในปัจจุบันที่ดีที่สุด เลวลง - ทรายแห้งหรือหินแข็ง - หินแกรนิต, หินบด, ควอตซ์, แอสฟัลต์, คอนกรีต
• พื้นที่ที่สัมผัสกับขั้วไฟฟ้ากราวด์กับดิน ยิ่งพื้นที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยยิ่งจะถูกสร้างขึ้นสำหรับการไหลของกระแสไฟฟ้า คุณสามารถเพิ่มพื้นที่โดยการติดตั้งอิเล็กโทรดจำนวนมากขึ้นตามแนวของอาคาร ในกรณีนี้พวกเขาเชื่อมต่อกันด้วยแผ่นเหล็กเป็นหน่วยเดียว หากคุณเพิ่มขนาดของอิเล็กโทรดหนึ่งพื้นที่ทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นด้วย การติดตั้งรูปร่างโลหะแนวตั้งช่วยเพิ่มพื้นที่ถ้าชั้นล่างของดินมีความต้านทานมากกว่าพื้นผิว

เนื่องจากเป็นการยากที่จะบรรลุความต้านทานต่อดินในอุดมคติอุปกรณ์จึงถูกสร้างขึ้นตามลักษณะของมัน การติดตั้งระบบไฟฟ้าแต่ละครั้งมีมาตรฐานความต้านทานของตัวเองสำหรับอุปกรณ์สายดิน ตัวอย่างเช่นสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยที่มีแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 100 kW ความต้านทานไม่ควรเกิน 0.5 Ohms และสำหรับเครือข่ายในบ้านที่มีระบบ TT รวมถึงการใช้การปิดเครื่องอัตโนมัติสูงสุด 500 Ohms

สวิทช์ต่อสายดินจะต้องไม่เคลือบด้วยวัสดุทาสี บางครั้งในฐานะอุปกรณ์ดินส่วนใต้ดินของอาคารที่มีโครงสร้างโลหะถูกนำมาใช้ - คอนกรีตนำไฟฟ้าที่มีการเสริมแรงอยู่ข้างใน อย่าใช้ท่อโลหะที่เป็นแก๊สเพื่อแก้ปัญหาการต่อลงดิน

ตามกฎการติดตั้งไฟฟ้าต่อไปนี้อาจมีการต่อสายดิน:

• เครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 380 V.
• โดยเฉพาะอย่างยิ่งการติดตั้งที่เป็นอันตรายและกลางแจ้ง

ชิ้นส่วนของอุปกรณ์ภายใต้การต่อลงดินและการต่อลงดิน:

• เปลือกหุ้มสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า
• ขดลวดทุติยภูมิ
• ไดรฟ์ของเครื่องใช้ไฟฟ้า
• สวิตช์บอร์ดเฟรมตู้
• อุปกรณ์ก่อสร้างโลหะ
• สายเคเบิลเหล็กปลอก

หากแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 42 V AC หรือ 110 V DC ไม่จำเป็นต้องต่อสายดิน

สายดินในครัวเรือน

อุบัติเหตุในประเทศส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสอุปกรณ์ที่มีความเสียหายของฉนวน ร่างกายมนุษย์ในกรณีนี้คือตัวนำปัจจุบัน เตาไฟฟ้าเครื่องซักผ้าและเครื่องล้างจานเครื่องทำความร้อนหม้อน้ำเตาไมโครเวฟหม้อไอน้ำเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องล้างจาน - ทั้งหมดนี้เป็นโครงสร้างโลหะที่นำกระแสไฟฟ้าได้ดีและไม่มีสายดินอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพ

ลัดวงจร - นี่คือการติดต่อของเฟสและสายไฟที่เป็นกลางในเครือข่ายซึ่งนำไปสู่การดำเนินการของการป้องกันฉุกเฉินและการตัดการเชื่อมต่อของอุปกรณ์จากพลังงาน ส่วนใหญ่มักจะไม่ใช่ไฟฟ้าลัดวงจร แต่การรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าที่สะสมอยู่ในที่อยู่อาศัยของอุปกรณ์ที่ใช้ในครัวเรือน ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อต

เพื่อความปลอดภัยของมนุษย์จำเป็นต้องติดตั้งซ็อกเก็ตที่มีการต่อลงดิน ต้องต่อสายเคเบิลสามสายเข้ากับเต้าเสียบ ด้วยระบบสองคอร์และสามคอร์การต่อสายดินนั้นติดตั้งในรูปแบบที่แตกต่างกัน - จากกล่องรวมสัญญาณหรือแผงไฟฟ้า

อย่าใช้ก๊าซน้ำหรือท่อความร้อนกลางเป็นอิเล็กโทรดพื้นดิน

การทำงานของสายดินในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้อง

ความผิดปกติของอุปกรณ์หมายถึงความเสียหายของฉนวนและการเกิดเฟสในกล่องเครื่องมือหากชิ้นส่วนของอุปกรณ์มีพลังงาน แต่ไม่มีการป้องกันในรูปแบบของการลงดินและ RCD บุคคลที่ไม่ได้ตระหนักถึงอันตรายอาจได้รับไฟฟ้าช็อต

ในศูนย์รวมที่สองการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าอาจไม่สำคัญอุปกรณ์ป้องกันอุปกรณ์จะไม่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าและจะไม่ปิดอุปกรณ์ บุคคลที่อาจได้รับการระเบิดเล็กน้อย

หากกรณีไม่ได้ต่อสายดิน แต่ติดตั้ง RCD จะทำงาน 0.02 วินาทีหลังจากที่ผู้ใช้แตะที่ตัวอุปกรณ์ เวลานี้ไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ

วงจรที่มีประสิทธิภาพที่สุดในด้านความปลอดภัยคือการมีสายดินและ RCD หากมีกระแสรั่วไหลและไหลลงสู่พื้นดิน RCD จะทำปฏิกิริยาและปิดอุปกรณ์

การคำนวณพารามิเตอร์ขององค์ประกอบดินหลักอย่างไร

การคำนวณพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ต่อสายดินนั้นดำเนินการตามสูตร องค์ประกอบเริ่มต้นคือ:

• ความต้านทานดินในบริเวณนี้
• ความยาวความหนาเส้นผ่านศูนย์กลางของขั้วไฟฟ้ารวมทั้งจำนวน

ในทางปฏิบัติในทุกกรณีมีความไม่สอดคล้องกับแผนการทำงานที่กำหนดไว้เนื่องจากดัชนีดินจำเป็นต้องวิเคราะห์อย่างแม่นยำมากขึ้น เป็นไปไม่ได้ที่จะทำเช่นนี้: ที่ 100 ตารางเมตรคุณจะต้องเจาะมินิเหมืองประมาณ 100 เมตรลึกถึง 10 เมตรเพื่อประเมินชั้นดินองค์ประกอบและการรวมองค์ประกอบ - ดินหินปูนทรายและส่วนประกอบอื่น ๆ

การติดตั้งอุปกรณ์ลงดินจะดำเนินการตามหลักการหลักของการต่อลงดิน: การปรากฏตัวของระยะขอบของความปลอดภัยโดยมีค่าเฉลี่ยของพารามิเตอร์ ยิ่งความต้านทานลดลงจะยิ่งดีสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและผู้คนทั้งหมด

การติดตั้งสายดิน

อิเล็กโทรดแนวตั้งทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากสามารถติดตั้งได้ในระดับความลึกที่ยอดเยี่ยม เมื่อวางแนวนอนที่ระดับความลึกตื้น ๆ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะในฤดูหนาวเมื่อชั้นบนของพื้นแข็งตัว

สำหรับขั้วไฟฟ้าจะใช้พินความยาวมากกว่า 1 เมตร (ปกติคือ 1.5 เมตร) โครงสร้างดังกล่าวง่ายต่อการตอกลงกับพื้นด้วยค้อนธรรมดาการเชื่อมต่อทำในระนาบแนวนอนอย่างน้อย 0.5 ม. ในความลึก