Alles wat u moet weten over aarden

Aarding. De basis

Aarding — elektrische verbinding van een voorwerp van geleidend materiaal met aarde. Aarding bestaat uit een aardingsdraad (een geleidend deel of een reeks onderling verbonden geleidende delen die direct of via een tussenliggend geleidend medium in elektrisch contact met de aarde staan) en een aardingsdraad die het te aarden apparaat verbindt met de aardingsdraad. De aardingsschakelaar kan een eenvoudige metalen staaf zijn (meestal staal, minder vaak koper) of een complex complex van speciaal gevormde elementen.

De kwaliteit van de aarding wordt bepaald door de waarde van de elektrische weerstand van het aardingscircuit, die kan worden verminderd door het contactoppervlak of de geleidbaarheid van het medium te vergroten - door veel staven te gebruiken, het zoutgehalte in de grond te verhogen, enz. Aardingsapparaat in Rusland zijn de vereisten voor aarding en de opstelling ervan gereguleerd Regels voor elektrische installatie (PUE).

Beschermende aardgeleiders in alle elektrische installaties, evenals nulleiders in elektrische installaties met een spanning tot 1 kV met een vast geaarde nulleider, inclusief bussen, moeten de letteraanduiding PE hebben en een kleuraanduiding met afwisselende lengte- of dwarsstrepen breedte (voor bussen van 15 tot 100 mm) geel en groen.

Nul werkende (neutrale) draden zijn gemarkeerd met de letter N en blauw. De gecombineerde nul beschermende en nul werkende geleiders moeten de letteraanduiding PEN hebben en een kleuraanduiding: blauw over de gehele lengte en geelgroene strepen aan de uiteinden.

Storingen in het aardingsapparaat

Verkeerde PE-draden

Soms worden waterleidingen of verwarmingsbuizen gebruikt als aardgeleider, maar kunnen ze niet als aardgeleider worden gebruikt. De waterleiding kan niet-geleidende inzetstukken hebben (bijv. kunststof leidingen), het elektrische contact tussen de leidingen kan breken als gevolg van corrosie en ten slotte kunnen sommige leidingen worden gedemonteerd voor reparatie.

Combinatie van werkende neutrale en PE-draad

Een andere veel voorkomende overtreding is de eenwording van de werkende nulleider en de PE-geleider achter het scheidingspunt (indien aanwezig) op de stroomverdeling. Een dergelijke overtreding kan leiden tot het verschijnen van vrij aanzienlijke stromen langs de PE-draad (die in normale toestand geen stroom zou moeten voeren), evenals valse positieven op het reststroomapparaat (indien geïnstalleerd). Onjuiste scheiding van de PEN-draad

De volgende manier om een ​​PE-geleider te "creëren" is uiterst gevaarlijk: een werkende nulleider wordt direct in het stopcontact bepaald en er wordt een jumper tussen geplaatst en het PE-contact van het stopcontact.De PE-geleider van de belasting die op deze uitgang is aangesloten, blijkt dus te zijn aangesloten op de werkende nulleider.

Het gevaar van deze schakeling is dat het fasepotentiaal verschijnt op het massacontact van het stopcontact en dus in het geval van het aangesloten apparaat als aan een van de volgende voorwaarden is voldaan:
— Onderbreking (ontkoppeling, doorbranden, enz.) van de neutrale draad in het gebied tussen de uitgang en de afscherming (en verder naar het aardingspunt van de PEN-draad);
— Verwissel de fase- en neutrale (fase in plaats van nul en vice versa) draden die naar deze uitgang gaan.

Beschermende aardingsfunctie

Het beschermende effect van aarding is gebaseerd op twee principes:

— Reductie tot een veilige waarde van het potentiaalverschil tussen het geaarde geleidende object en andere geleidende objecten die een natuurlijke aarding hebben.

— Lekstroom wanneer een geaard geleidend object in contact komt met een fasegeleider. In een goed ontworpen systeem leidt het verschijnen van een lekstroom tot de onmiddellijke werking van beveiligingsinrichtingen (aardlekschakelaars — aardlekschakelaar).

Aarding is dus alleen het meest effectief in combinatie met het gebruik van aardlekschakelaars. In dit geval zal bij de meeste isolatieschendingen de potentiaal op geaarde objecten de gevaarlijke waarden niet overschrijden. Bovendien wordt het defecte deel van het netwerk in zeer korte tijd afgesloten (tienden van een seconde — de uitschakeltijd van de aardlekschakelaar).

Aarding bij uitval van elektrische apparatuur Een typisch geval van uitval van elektrische apparatuur is de fasespanning die de metalen behuizing van het apparaat raakt als gevolg van een defecte isolatie. Afhankelijk van de getroffen beveiligingsmaatregelen zijn de volgende opties mogelijk:

— De zaak is niet onderbouwd, er is geen aardlekschakelaar (de gevaarlijkste optie). De behuizing van het apparaat bevindt zich op fasepotentiaal en dit wordt op geen enkele manier gedetecteerd. Het aanraken van zo'n defect apparaat kan dodelijk zijn.

— De behuizing is geaard, er is geen aardlekschakelaar. Als de lekstroom in het aardingscircuit van het faselichaam groot genoeg is (overschrijdt de drempel van de zekering die dat circuit beschermt), zal de zekering doorslaan en het circuit uitschakelen. De hoogste effectieve spanning (naar aarde) van een geaarde behuizing is Umax = RGIF, waarbij RG? grondweerstand IF? de stroom waarbij de zekering die dit circuit beveiligt, doorslaat. Deze optie is niet veilig genoeg, omdat met een hoge aardingsweerstand en grote zekeringwaarden het potentieel van de geaarde draad behoorlijk significante waarden kan bereiken. Bij een aardingsweerstand van bijvoorbeeld 4 ohm en een zekering van 25 A kan het potentiaal oplopen tot 100 volt.

— Behuizing niet geaard, aardlekschakelaar geïnstalleerd. Het lichaam van het apparaat bevindt zich op fasepotentiaal en dit wordt pas gedetecteerd als er een pad is waar de lekstroom doorheen kan. In het ergste geval zal lekkage optreden via het lichaam van een persoon die zowel een defect apparaat als een object met een natuurlijke aarding aanraakt. De aardlekschakelaar schakelt het defecte deel van het netwerk uit zodra er een lek optreedt. Een persoon krijgt alleen een elektrische schok van korte duur (0,010,3 seconden - de reactietijd van een aardlekschakelaar), die in de regel geen schade aan de gezondheid toebrengt.

— Behuizing is geaard, aardlekschakelaar is geïnstalleerd. Dit is de veiligste optie, omdat de twee beschermende maatregelen elkaar aanvullen.Wanneer de fasespanning de aardgeleider raakt, vloeit de stroom van de fasegeleider door het isolatiedefect in de aardgeleider en verder de aarde in. De aardlekschakelaar detecteert deze lekkage onmiddellijk, ook al is deze zeer klein (meestal is de gevoeligheidsdrempel van de aardlekschakelaar 10 mA of 30 mA), en verbreekt snel (0,010,3 seconden) het deel van het netwerk met een storing. Als de lekstroom groot genoeg is (overschrijdt de uitschakeldrempel van de zekering die dat circuit beschermt), kan de zekering ook doorslaan. Welk beveiligingsapparaat (RCD of zekering) het circuit zal activeren, hangt af van hun snelheid en lekstroom. Het is mogelijk dat beide apparaten triggeren.

Soorten aarding

TN-C

Het TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) systeem werd voorgesteld door het Duitse concern AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) in 1913. De werkende nulleider en de PE-geleider (beschermende aarde) in dit systeem zijn gecombineerd in één dirigent. Het grootste nadeel was de vorming van netspanning (1,732 keer hoger dan de fasespanning) op de behuizingen van de elektrische installaties bij een noodnulonderbreking.

Vandaag kun je dit echter vinden aardingssysteem in de gebouwen van de landen van de voormalige USSR.

TN-S

Om het voorwaardelijk gevaarlijke TN-C-systeem in de jaren dertig te vervangen, werd het TN-S-systeem (Terre-Neutre-Separe) ontwikkeld, waarbij de werkende en beschermende nulleider direct in het onderstation worden gescheiden en de aardelektrode een vrij complexe constructie is van metalen beslag.

Dus wanneer de werkende nul in het midden van de lijn breekt, kregen de elektrische installaties geen netspanning.Later maakte een dergelijk aardingssysteem het mogelijk om differentiële automaten en automaten te ontwikkelen die werden aangedreven door stroomlekkage, in staat om een ​​verwaarloosbare stroom te detecteren. Hun werk tot op de dag van vandaag is gebaseerd op de wetten van Kirgoff, volgens welke de stroom die door de fasegeleider vloeit numeriek gelijk moet zijn aan de stroom die door de werkende nulleider vloeit.

Je kunt ook het TN-CS-systeem observeren, waarbij de scheiding van nullen plaatsvindt in het midden van de lijn, maar in het geval van een breuk in de neutrale draad tot aan het scheidingspunt, zal de behuizing onder netspanning staan, wat vormt bij aanraking levensgevaar.