Erdung ist eines der ersten Konzepte, auf die wir beim Studium der Elektrotechnik stoßen. Die Notwendigkeit, eine schützende Erdung einzuführen, beruht auf der Tatsache, dass eine notwendige Bedingung für die Sicherheit ist Der Betrieb einer elektrischen Anlage ist das erzwungene Schließen aller leitenden Komponenten auf den Boden.
Das Prinzip der Erdung
Es ist bekannt, dass das Geniale in der überwiegenden Mehrheit der Fälle einfach ist. Ebenso bei Erdung. Es basiert auf mehreren äußerst einfachen und offensichtlichen Bestimmungen.
Sie laufen darauf hinaus, dass:
- Es wird garantiert, dass sowohl ein Durchschlag der Isolierung am leitenden Körper der elektrischen Anlage als auch eine merkliche Abnahme seines Widerstands verhindert werden.
- Ein möglicher Treffer auf den Körper weist keine sichtbaren äußeren Anzeichen auf.
- Wenn eine Person solche Teile berührt, steht sie unter dem Einfluss eines hohen Potentials.
- Der auffällige Faktor ist der Strom, der beim Berühren der leitenden Oberfläche auftritt und durch den menschlichen Körper zum Boden fließt.
- Es ist nur möglich, den Strom auf ein sicheres Niveau zu reduzieren, indem die Potentialdifferenz zwischen dem leitenden Element und verringert wird Masse, für die es ausreicht, die Metallteile des Gehäuses mit einem kleinen Draht gewaltsam mit der Erde zu verbinden Widerstand.
Infolgedessen fließt der Strom während des Isolationsausfalls einfach hauptsächlich in den Boden und fließt nicht durch den menschlichen Körper. Dies ist in Abbildung 1 grafisch dargestellt.
Warum der Erdwiderstand klein ist
Nach dem Ohmschen Gesetz fließt der Strom immer in einem geschlossenen Regelkreis. In diesem Fall - von einem Pol des Kraftwerks zur Erdungselektrode durch die elektrische Installation mit ihrem Erdungssystem. In diesem Fall ist der geringe Widerstand der Erdung der Anlage keine Garantie für einen geringen Widerstand des umgekehrten Zweigs der betrachteten Schaltung. In der Tat ist der spezifische Bodenwiderstand groß genug, und auf den ersten Blick tritt der Effekt des Rangierens des menschlichen Körpers durch Erdungselemente nicht auf.
Bei aller Gültigkeit dieser Argumentation wird ein Umstand nicht berücksichtigt. In diesem Fall die Tatsache, dass aufgrund des extrem großen, nahezu unendlichen Querschnitts des Mediums zwischen der Erdung Elektroden des Kraftwerks und der Elektroinstallation wird der Widerstand des umgekehrten Zweigs unseres geschlossenen Regelkreises recht gering sein.
Dies erlaubt:
- das Erdungssystem, um seine Schutzfunktionen qualitativ zu erfüllen;
- Gewährleistung einer hohen Zuverlässigkeit ihrer Implementierung aufgrund fehlender Pausen
- Sparen Sie erheblich beim Verlegen eines zusätzlichen Kabels, das die Erdungselektroden der Anlage und des Kraftwerks verbindet.
Merkmale der Erdungsvorrichtung
Die Schutzerdung erfüllt ihre Funktionen nur dann qualitativ, wenn zwischen der Erdungselektrode, an die das Gerät angeschlossen ist, und der Erdung nur ein geringer Übergangswiderstand besteht.
Dies wird erreicht:
- hohe Kontaktfläche, die wiederum durch mehrere durch Schweißen starr verbundene Platten bereitgestellt wird, Abbildung 2;
- durch Vertiefen der Elektroden unterhalb der Gefriertiefe (der spezifische Widerstand des gefrorenen Bodens steigt stark an).
Um die letzte Bedingung zu erfüllen, sind vertikale Erdungsschalter mit einer Länge von bis zu 3 m gut geeignet (Abbildung 3).
Außerdem darf der Erdungswiderstand 4 Ohm nicht überschreiten. Letzteres wird durch die Tatsache bestimmt, dass der Widerstand des menschlichen Körpers mindestens einige hundert Ohm beträgt, d.h. zwei Größenordnungen höher.