Çalışan elektrikli cihazlar topraklanmalıdır. Amaca bağlı olarak, çalışma veya koruyucu olabilir. Birincisi cihazların doğru çalışması için, ikincisi insanları korumak içindir. Bir ve ikincinin çalışma prensibi farklıdır.
Topraklamanın temel amaçları ve hedefleri
Toprak, elektrik akımını nötralize edebilir, çünkü voltaj derecesi sıfırdır. Direnç, kalitesini ve amacını yerine getirme yeteneğini değerlendirmenin mümkün olduğu bir topraklama cihazının ana göstergesidir. Spesifik direnç, toprağın bileşimine, içindeki kimyasalların varlığına - asidik veya alkalin, nem, kırılganlığa bağlıdır. Toprağın bileşimine bağlı olarak, topraklama cihazlarının doğru çalışması için bazı özel topraklama kitleri veya toprağın tamamen değiştirilmesi gerekebilir.
Topraklama, herhangi bir cihazın, elektrik tesisatının veya ağın bir kısmının topraklama cihazına bağlanmasıdır. Akım toprağa akan ve nötralize edilen bir topraklama iletkeni ve topraklama iletkenleridir.
Birkaç topraklama anahtarı olabilir. Dağıtılmış bir devrede, elektrik şebekesi sabitlenmesi gereken bir nesnenin çevresinde bulunurlar. İletken kısım (topraklama iletkenleri) genellikle metalden yapılır. Toprakla doğrudan temas eden topraklama elektrotları onlara getirilir.
Topraklama cihazı bir devreye monte edilmiştir. Topraklama döngüsü, toprağa yapışan bir dizi elektrot iletkenidir. Uzunlukları 3 metredir, birbirlerinden küçük bir mesafede bulunurlar. Toprakta 1 metreye kadar sığ bir derinliğe kadar serilmiş bir bileşik olarak yatay bir metal şerit kullanılır. Elektrotlara bağlantı geleneksel kaynak kullanılarak gerçekleştirilir. Özel topraklama kitlerinde, ekipmanın parçaları dişlidir, bu da çalışma özelliklerini etkilemez.
Aşağıdaki durumlarda çalışma topraklaması gereklidir:
- Ekipmanı statik elektrikten korumak. Yıldırım gibi doğada meydana gelen süreçler, devrede akan akımı etkileyebilir, bunun sonucunda hangi ekipman zarar görebilir. Zemine monte edilen elektrotlar aşırı akım boşalır.
- Kısa devrelere karşı ağ koruması.
- Dalgalanma koruması.
Bir çalışma zemini örneği, elektrotlara bağlı bir paratonerdir. Özellikle jeneratörlerde, transformatörlerde önemlidir.
Koruyucu topraklama prensibi
Koruyucu topraklama, ekipmanı ve onunla çalışan insanları korumayı amaçlayan bir dizi önlemdir. Yakındaki bir cihazdan kaynaklanan elektromanyetik paraziti ortadan kaldırmak ve güç devresinde anahtarlama sırasında paraziti nötralize etmek için kullanılır.
Yıldırımdan Korunma
Hava ortamı yüksek dirençli bir bölümdür, ancak deşarjın bu direnci aşan bir gücü vardır, bu nedenle içinden kırılır. Atmosferin üst katmanlarından dünyaya giden yolda, yıldırım en az dirençli alanları seçer - ıslak alanlar, duvarlar, ağaçlar ve su damlaları.Bu, deşarjların genellikle ağaca düştüğü gerçeğini açıklar - etrafındaki havadan daha az dirence sahiptir. Binaya girdiğinde, akım en az dirençli alanlardan da geçer - bunlar metal borular, elektrikli aletler veya metal parçaları, ıslak duvarlardır. Cihaz topraklanmamışsa, şarj geçişi sırasında cihaza dokunmak ölümcül olabilir.
Çatıda bir paratoner monte edildiğinde, yük ona girer ve daha sonra yere hareket eder ve nötralize edilir. Akımların nesnenin içinde yayılmaması önemlidir, bu nedenle zemini donatmak için kullanılan malzemeler düşük bir dirence sahiptir. Kurallara göre, 4 ohm'u geçmemelidir. Yıldırım iletkeninin kendisi topraktaki elektrotlara bağlanmalıdır.
Dalgalanma koruması
Elektronik ekipman, yarıçaplarında çalışan güç dalgalanmalarına veya güçlü elektrik tesisatlarına duyarlıdır. Yakındaki ani yıldırım çarpmaları elektronik parçalara zarar verebilir.
Örnek olarak: fırtına sırasında, evlerin bağlı olduğu ve akımın aktığı bakır kabloda aşırı yük oluşabilir. Boyutunda artış olan bir şarj kabloyu tahrip edebilir. Bu durumda, güç hattına bir SPD yerleştirilir - aşırı yükün zemine çekilmesi için bir aşırı gerilim koruma cihazı.
İnsanların korunması
Cihazların kasaları, tüm metal elemanlar akım iletebilir. Statik elektriğin biriktiği topraklanmamış bir cihaza dokunursanız, güçlü bir darbe alabilirsiniz. Bu öncelikle kardiyovasküler ve sinir sistemini etkileyecektir. Lastik ayakkabılar, lastik eldivenler, kesinlikle kuru bir oda, etkiyi azaltmaya yardımcı olur, ancak insanlar nadiren lastik botlarda daire veya ofiste dolaşırlar. Üçüncü kablonun cihaz muhafazasına bağlanması ve daha sonra elektrotlara bağlanması, toprağa aşırı akım kullanmanıza izin verir.
Eski özel ve çok apartmanlı binalarda topraklama önlemleri alınmamıştır, bu nedenle tüm elektrikli cihazlar insanlar için potansiyel bir tehlike oluşturmaktadır.
Ev yapımı cihazlar şöyle görünebilir: cihazın gövdesine, sokakta görüntülenen ve zemine sürülen bir metal ürüne (boru, köşe, kova, bağlantı parçaları) bağlı bir tel bağlanır. Bu ürünler insan vücudunun aksine iyi akım iletkenleridir, bu nedenle akım metali seçer ve toprağa girer.
Çalışma topraklamasının koruyucudan farkı
Güvenlik kurallarına göre çalışma ve koruyucu topraklama, bir su devresi ile birleştirilmemelidir. Atmosferik deşarjlar sırasında elektrikli cihazlar zarar görebilir ve koruyucu topraklama çalışmaz.
Fonksiyonel (çalışan) topraklama devresinde, tüm akım taşıyan yapılar toprağa monte edilen elektrotlara bağlanır. Çalışma alanının doğru çalışması için, kendiliğinden voltaj alan ve arızalanan sigortalar da kullanılır.
Çalışma topraklaması, üreticinin talimatları ve bu cihazı koruyan gereksinimlerin cihazlara eklenmesi durumunda donatılmıştır.
Koruyucu bir topraklama cihazı için daha fazla gereksinim vardır, çünkü daha önemli görevleri vardır: insanların hayatlarını kurtarmak.
| Çalışma topraklama cihazının amacı | Koruyucu topraklamanın amacı |
| Yüksek güçlü cihazlar | 1 kW'tan az güce sahip üç fazlı cihazlar |
| Elektronik Hassas Ekipman | Yere temas etmeyen tek ve iki fazlı cihazlar |
| Tıbbi cihazlar | 1 kW'dan fazla kapasiteye sahip cihazlar |
| Önemli bilgilerin taşıyıcısı olan elektronik teknolojisi | Nötr iletkenli sigortalı devrelerde |
En güvenilir topraklama evin elektrik devresinde sağlanır. Her bir prize uyan kablolar üç telli olmalıdır.Üçüncü çekirdek zemine bağlanır ve statik elektriği giderir ve ayrıca kısa devrelerin ve yıldırımın binaya girmesini önler.
Koruyucu Toprak Gereksinimleri
Topraklama tesisatlarının işlevlerini yerine getirmesi için, belirli parametrelere ve ekipman üreticisinin talimatlarına uymaları gerekir.
İşlevselliği etkileyen nüanslar:
- Fizikokimyasal özellikleri nedeniyle toprağa direnç. Islak kil, grafit cips, turba, tuz bataklıkları veya deniz suyu en iyi akımı iletir. Daha kötü - kuru kum veya sert kayalar - granit, kırma taş, kuvars, asfalt, beton.
- Toprak elektrodunun toprakla temas alanı. Alan büyüdükçe, akım akışı için daha uygun koşullar yaratılır, bu daha hızlı gerçekleşir. Binanın konturu boyunca daha fazla sayıda elektrot takarak alanı artırabilirsiniz. Bu durumda, çelik bir plaka ile birlikte tek bir üniteye bağlanırlar. Bir elektrotun boyutunu artırırsanız, toplam alan da artacaktır. Dikey bir metal konturun montajı, toprağın alt katmanları yüzeydekilerden daha fazla dirence sahipse alanı arttırmaya yardımcı olur.
İdeal toprak direncini elde etmek zor olduğundan, cihazlar özelliklerine göre oluşturulur. Her elektrik tesisatının topraklama cihazları için kendi direnç standartları vardır. Örneğin, 100 kW'dan fazla voltajlı bir elektrik trafo merkezi için direnç 0,5 Ohm'dan fazla olmamalıdır ve TT sistemi olan bir ev ağı ve 500 Ohm'a kadar otomatik kapanma kullanımı için.
Metal topraklama anahtarları boya malzemeleri ile kaplanmamalıdır. Bazen, topraklama cihazı olarak, binanın metal yapılara sahip yeraltı kısmı kullanılır - içinde takviyeli elektrik iletken beton. Topraklama problemini çözmek için gaz metal borular kullanmayın.
Elektrik Tesisatı Kurallarına göre, aşağıdakiler topraklamaya tabidir:
- Gerilimi 380 V'den yüksek olan ağlar
- Özellikle tehlikeli ve açık hava tesisatları.
Topraklama ve topraklamaya tabi ekipman parçaları:
- Elektrikli cihazlar için muhafazalar.
- Sekonder transformatör sargısı.
- Elektrikli ev aletleri sürücüleri.
- Santraller, dolap çerçeveleri.
- Metal inşaat ekipmanları.
- Demir kılıf kablosu.
Voltaj 42 V AC veya 110 V DC'yi geçmezse, topraklama gerekli değildir.
Ev topraklaması
Çoğu ev kazası yalıtım hasarı olan bir cihaza dokunmayı içerir. Bu durumda insan vücudu bir akım iletkendir. Elektrikli ocaklar, çamaşır makineleri ve bulaşık makineleri, radyatörler, mikrodalga fırınlar, kazanlar, PC'ler, bulaşık makineleri - bunların hepsi elektriği iyi ileten ve topraklama yapmadan sağlığa zararlı olabilecek metal yapılardır.
Kısa devre - bu, fazın ve nötr tellerin ağdaki temasıdır, bu da acil durum korumasına ve cihazın güçle bağlantısının kesilmesine yol açar. Çoğu zaman, kısa devre değil, ev ekipmanının gövdesinde biriken bir akım kaçağıdır. Bu elektrik çarpmasına neden olabilir.
İnsan güvenliği için topraklama kontaklarına sahip soketlerin takılması gerekir. Prize üç telli bir kablo bağlanmalıdır. İki çekirdekli ve üç çekirdekli bir sistemle topraklama, bağlantı kutusundan veya elektrik panosundan farklı şekillerde donatılmıştır.
Topraklama elektrodu olarak gaz, su veya merkezi ısıtma boruları kullanmayın.
Elektrik arızalarında topraklama işlemi
Ekipman arızası, yalıtımda hasar ve cihaz kasasında bir fazın meydana gelmesi anlamına gelir.Ekipmanın parçalarına enerji verilir, ancak topraklama ve RCD şeklinde koruma yoksa, tehlikenin farkında olmayan bir kişi elektrik çarpmasına maruz kalabilir.
İkinci düzenlemede, akım kaçağı önemli olmayabilir, ekipman koruma cihazı voltaja cevap vermez ve cihazı kapatmaz. Bir kişi küçük bir darbe alabilir.
Kasa topraklanmamışsa, ancak RCD takılıysa, bir kişi cihaz gövdesine dokunduktan sonra 0,02 saniye çalışacaktır. Bu kez sağlığa zarar vermek için yeterli değil.
Güvenlik açısından en etkili devre, topraklama ve RCD'nin varlığıdır. Akım kaçağı meydana gelir ve toprağa geçerse, RCD tepki verir ve cihazı kapatır.
Ana topraklama elemanlarının parametrelerinin hesaplanması nasıl
Topraklama cihazının parametrelerinin hesaplanması formüllere göre yapılır. Başlangıç elemanları:
- bu alanda toprak direnci;
- elektrotların uzunluğu, kalınlığı, çapı ve sayıları.
Uygulamada, her durumda, toprak endeksinin daha doğru bir şekilde analiz edilmesi gerektiğinden, amaçlanan çalışma planıyla tutarsızlıklar vardır. Bunu yapmak neredeyse imkansız: 100 metrekarede, toprak katmanlarını, bileşimini ve elementlerin - kil, kireçtaşı, kum ve diğer bileşenler dahil edilmesini değerlendirmek için 10 m derinliğe kadar yaklaşık 100 mini mayın delmek gerekiyor.
Topraklama cihazlarının montajı, topraklamanın ana prensibine göre gerçekleştirilir: parametrelerin ortalama değerlerine sahip bir güvenlik payı varlığı. Direnç ne kadar düşük olursa, tüm elektrikli cihazlar ve insanlar için o kadar iyidir.
Topraklama tesisatı
Dikey elektrotlar, büyük bir derinliğe monte edildikleri için işlevlerini daha etkili bir şekilde yerine getirir. Sığ bir derinlikte yatay döşemeyle, özellikle kışın üst katmanlarının donması durumunda direnç artar.
Elektrotlar için, uzunluğu 1 metreden (genellikle 1.5 m) fazla olan pimler kullanılır. Bu tür yapıların geleneksel bir çekiçle zemine çekiçlenmesi kolaydır, bağlantı en az 0,5 m derinlikte yatay bir düzlemde yapılır.
