Suojaavan maadoituksen käsite ja toimintaperiaate

Käytössä olevien sähkölaitteiden on oltava maadoitettuja. Tarkoituksesta riippuen se voi olla toimiva tai suojaava. Ensimmäinen on tarkoitettu laitteiden oikeaan toimintaan ja toinen ihmisten suojeluun. Toisen ja toisen toimintaperiaate on erilainen.

Maadoituksen päätavoitteet ja tavoitteet

Maaperä pystyy neutraloimaan sähkövirran, koska sen jännitteen aste on nolla. Vastus on maadoituslaitteen tärkein indikaattori, jonka perusteella voidaan arvioida sen laatu ja kyky täyttää tarkoituksensa. Resistiivisyys riippuu maaperän koostumuksesta, kemikaalien läsnäolosta - hapan tai emäksinen, kosteus, löysyys. Maaperän koostumuksesta riippuen voi olla tarpeen käyttää erityistä maadoitussarjaa tai maaperä korvata kokonaan maadoituslaitteiden oikean toiminnan varmistamiseksi.

Maadoitus on minkä tahansa laitteen, sähköasennuksen tai verkon osan kytkentä maadoituslaitteeseen. Se on maadoituselektrodi ja maadoitusjohtimet, joiden kautta virta virtaa maahan ja neutraloidaan.

Maadoituskytkimiä voi olla useita. Hajautetussa järjestelmässä ne sijaitsevat esineen kehällä, jonka sähköverkko on suojattava. Johtava osa (maadoituskytkimet) on yleensä valmistettu metallista. Niille toimitetaan maadoituselektrodeja, joilla on suora kosketus maaperään.

Maadoituslaite on asennettu silmukkaa pitkin. Maasilmukka on sarja elektrodijohtimia, jotka ajetaan maahan. Niiden pituus on 3 metriä, ne sijaitsevat lyhyellä etäisyydellä toisistaan. Liitoksena käytetään vaakasuoraa metallinauhaa, joka asetetaan maaperään matalassa syvyydessä - jopa 1 metri. Liitäntä elektrodeihin suoritetaan tavanomaisella hitsauksella. Erityisissä maadoitussarjoissa laitteiden osat on kytketty kierteellä, mikä ei millään tavalla vaikuta työominaisuuksiin.

Työmaadoitus on tarpeen seuraavissa tapauksissa:

• Suojaa laitteita staattisen sähkön muodostumiselta. Luonnolliset prosessit, kuten salama, voivat vaikuttaa piirissä virtaavaan virtaan aiheuttaen vahinkoa laitteille. Maadoitetut elektrodit tyhjentävät ylimääräisen virran.
• Verkon suojaus oikosululta.
• Ylijännitesuojaus.

Esimerkki työmaasta on salama, joka on kytketty elektrodeihin. Erityisen tärkeä generaattoreissa, muuntajissa.

Suojaava maadoitusperiaate

Suojaava maadoitus on joukko toimenpiteitä, joiden tarkoituksena on suojella laitteita ja niiden kanssa työskenteleviä ihmisiä. Sitä käytetään lähellä olevan laitteen aiheuttamien sähkömagneettisten häiriöiden poistamiseen sekä häiriöiden neutraloimiseksi kytkettäessä virtapiiriä.

Ukkossuojaus

Ilmaympäristö on osa, jolla on suuri vastus, mutta purkauksen teho ylittää tämän vastuksen, joten se hajottaa sen.Salama valitsee matkalla ylemmästä ilmakehästä maahan vähiten vastustuskykyisiä alueita - märät alueet, seinät, puut ja vesipisarat. Tämä selittää tosiasian, että päästöt putoavat usein puuhun - sillä on vähemmän vastusta kuin ympäröivällä ilmalla. Kun se tulee rakennukseen, virta kulkee myös alueiden läpi, joilla on pienin vastus - nämä ovat metalliputkia, sähkölaitteita tai niiden metalliosia, kosteita seiniä. Jos laitetta ei ole maadoitettu, koskettaminen siihen lataamisen aikana voi olla kohtalokasta.

Kun salama on asennettu katolle, varaus menee siihen ja siirtyy sitten maahan ja neutraloituu. On tärkeää, että virrat eivät leviä esineeseen, joten maadoituksen järjestämiseen käytetyillä materiaaleilla on pieni vastus. Sääntöjen mukaan sen ei tulisi ylittää 4 ohmia. Itse salamatanko on kytkettävä maassa oleviin elektrodeihin.

Ylijännitesuoja

Elektroniikkalaitteet ovat herkkiä niiden säteellä toimiville ylijännitteille tai voimakkaille sähköasennuksille. Äkillinen salamanisku lähellä voi vahingoittaa elektroniikkaa.

Esimerkiksi: ukkosmyrskyn aikana taloja yhdistävässä kuparikaapelissa voi esiintyä ylikuormitusta, jonka läpi virta kulkee. Lataus sen koon kasvaessa voi tuhota kaapelin. Tällöin voimajohtoon asennetaan SPD - impulssiylijännitesuojalaite siten, että ylimääräinen varaus vapautuu maahan.

Ihmisten suojeleminen

Instrumenttikotelot, kaikki metallielementit pystyvät johtamaan virtaa. Jos kosketat maadoittamatonta laitetta, johon on kertynyt staattista sähköä, saatat saada vakavan iskun. Tämä vaikuttaa ensisijaisesti sydän- ja verisuonijärjestelmään. Kumikengät, kumitetut käsineet ja täysin kuiva huone auttavat vähentämään vaikutuksia, mutta ihmiset käyvät harvoin asunnossa tai toimistossa ympäri kumisaappaita. Kolmannen johdon liittäminen laitteiden runkoon ja sitten liittäminen elektrodeihin mahdollistaa ylimääräisen virran hävittämisen maahan.

Vanhoissa yksityisissä ja kerrostaloissa maadoitustoimia ei suoritettu, joten kaikki sähkölaitteet aiheuttavat potentiaalisen vaaran ihmisille.

Itsetehdyt laitteet voivat näyttää tältä: laitteen runkoon on kytketty lanka, joka tuodaan kadulle ja kytketään maahan ajettuun metallituotteeseen (putki, kulma, ämpäri, liittimet). Nämä tuotteet ovat hyviä virranjohtimia, toisin kuin ihmiskehossa, joten virta valitsee metallin ja menee maahan.

Ero työmaadoituksen ja suojauksen välillä

Turvallisuusmääräysten mukaista työ- ja suojamaadoitusta ei tule yhdistää vesipiiriin. Ilmanpurkaukset voivat vahingoittaa sähköpurkauksia, ja suojamaadoitus ei toimi.

Toiminnallisessa (työ) maadoitusjärjestelmässä kaikki virtaa johtavat rakenteet on kytketty maahan asennettuihin elektrodeihin. Toimivan maadoituksen oikeaan toimintaan käytetään myös sulakkeita, jotka ottavat jännitteen itselleen ja epäonnistuvat.

Toimiva maadoitus tarjotaan, jos laitetta suojaaviin laitteisiin on liitetty valmistajan ohjeet ja vaatimukset.

Suojamaadoituslaitteelle asetetaan enemmän vaatimuksia, koska sillä on tärkeämpi tehtävä: pelastaa ihmisten henkiä.

Luotettavin maadoitus on talon sähköpiirissä. Kaapeleiden, jotka sopivat kuhunkin pistorasiaan, on oltava kolmijohtimia. Kolmas johdin on kytketty maahan ja johtaa staattista sähköä ja estää myös oikosulkujen ja salamien pääsyn rakennukseen.

Suojaavat maadoitusvaatimukset

Jotta maadoitusasennukset voisivat suorittaa tehtävänsä, niiden on noudatettava tiettyjä parametreja ja laitteen valmistajan ohjeita.

Toimintoon vaikuttavat vivahteet:

• Maaperän kestävyys sen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien vuoksi. Märkä savi, grafiittisirut, turve, suola tai merivesi johtavat virtaa parhaiten. Pahempaa - kuivaa hiekkaa tai kovia kiviä - graniitti, murskattu kivi, kvartsi, asfaltti, betoni.
• Maadoituselektrodin kosketuspinta maaperän kanssa. Mitä suurempi alue, sitä edullisemmat olosuhteet syntyvät virran virtaukselle, sitä nopeammin se tapahtuu. Voit lisätä aluetta asentamalla lisää elektrodeja rakennuksen muotoon. Tässä tapauksessa ne on yhdistetty teräslevyn kanssa yhdeksi yksiköksi. Jos suurennat yhden elektrodin kokoa, myös kokonaispinta-ala kasvaa. Pystysuoran metalliradan asentaminen auttaa kasvattamaan pinta-alaa, jos maaperän alemmilla kerroksilla on enemmän vastusta kuin pintakerroksilla.

Koska ihanteellista maaperän kestävyyttä on vaikea saavuttaa, laitteet suunnitellaan sen ominaisuuksien perusteella. Jokaisella sähköasennuksella on omat standardinsa maadoituslaitteiden vastukselle. Esimerkiksi sähköasemalle, jonka jännite on yli 100 kW, vastuksen ei tulisi olla yli 0,5 Ohmia, ja kotiverkolle, jossa on TT-järjestelmä, samoin kuin automaattisen sammutuksen käytölle, enintään 500 Ohmia.

Metallisia maadoituskytkimiä ei tule peittää maaleilla ja lakoilla. Joskus maadoituslaitteena käytetään rakennuksen maanalaista osaa, jossa on metallirakenteita - sähköä johtavaa betonia, jossa on vahvistusta. Kaasumetalliputkia ei voida käyttää maadoitusongelman ratkaisemiseen.

Sähkölaitteiden asennussääntöjen mukaan maadoitus edellyttää:

• Verkot, joiden jännite on yli 380 V.
• Erittäin vaaralliset ja ulkoasennukset.

Maadoitettavien ja maadoitettujen laitteiden osat:

• Sähkölaitteiden kotelot.
• Toissijainen muuntajan käämitys.
• Sähkölaite-asemat.
• Jakelulaudat, kaappikehykset.
• Laitteiden metallirakenteet.
• Rauta kaapelivaippa.

Jos jännite ei ylitä 42 VAC tai 110 VDC, maadoitusta ei tarvita.

Kotitalouksien maadoitus

Suurin osa kodin onnettomuuksista liittyy laitteen koskettamiseen, mikä vahingoittaa eristystä. Ihmiskeho on tässä tapauksessa nykyinen johdin. Sähköliedet, pesukoneet ja astianpesukoneet, lämpöpatterit, mikroaaltouunit, kattilat, tietokoneet, astianpesukoneet - kaikki nämä ovat metallirakenteita, jotka johtavat sähköä hyvin ja voivat olla haitallisia terveydelle ilman maadoitusta.

Oikosulku on verkon vaihe- ja nollajohtimien välinen kosketus, joka johtaa hätäsuojauksen toimintaan ja laitteen irrotukseen virtalähteestä. Useimmiten ei tapahdu oikosulku, vaan kotitalouslaitteiden koteloon kertyvä virtavuoto. Se voi johtaa sähköiskuun.

Ihmisten turvallisuuden kannalta on välttämätöntä asentaa pistorasiat, joissa on maadoitusliittimet. Kolmen johtimen kaapeli on kytkettävä pistorasiaan. Kaksi- ja kolmijohtimisella järjestelmällä maadoitus on varustettu eri tavoin - kytkentärasiasta tai sähköpaneelista.

Kaasu-, vesi- tai kaukolämpöputkia ei voida käyttää maadoituselektrodina.

Maadoitus sähkövikojen sattuessa

Laitevikalla tarkoitetaan eristeen vaurioitumista ja vaiheen esiintymistä laitekotelossa. Jos laitteen osat ovat jännitteisiä, mutta niillä ei ole suojausta maadoituksen tai vikavirtasuojainten muodossa, henkilö, joka ei ole tietoinen vaarasta, voi saada sähköiskun.

Toisessa vaihtoehdossa nykyinen vuoto ei välttämättä ole merkittävä, laitteen suojalaite ei reagoi jännitteeseen eikä sammuta laitetta. Henkilö voi saada pienen iskun.

Jos koteloa ei ole maadoitettu, mutta vikavirtasuoja on asennettu, se toimii 0,02 sekunnissa sen jälkeen, kun henkilö koskettaa laitekoteloa. Tämä aika ei riitä vahingoittamaan terveyttä.

Tehokkain piiri turvallisuuden kannalta on maadoitus ja vikavirtasuoja. Virtavuodon sattuessa ja sen siirtyessä maahan RCD reagoi ja sammuttaa laitteen.

Kuinka päämaadoituselementtien parametrit lasketaan

Maadoituslaitteen parametrien laskenta suoritetaan kaavojen mukaisesti. Alkuelementit ovat:

• maaperän kestävyys tällä alueella;
• elektrodien pituus, paksuus, halkaisija sekä niiden lukumäärä.

Käytännössä kaikissa tapauksissa on poikkeamia suunnitellusta työsuunnitelmasta, koska maaperän indikaattoria on analysoitava tarkemmin. Tätä on melkein mahdotonta tehdä: 100 neliömetrille on porattava noin 100 enintään 10 m syvää minimiinaa, jotta voidaan arvioida maaperän kerrokset, sen koostumus ja alkuaineiden - savi, kalkkikivi, hiekka ja muut komponentit.

Maadoituslaitteiden asennus tapahtuu maadoituksen pääperiaatteen mukaisesti: turvakertoimen läsnäolo, jolla on parametrien keskiarvot. Mitä pienempi saavutettu vastus, sitä parempi kaikille sähkölaitteille ja ihmisille.

Maadoituskytkinten asennus

Pystyelektrodit suorittavat tehtävänsä tehokkaammin, koska ne voidaan asentaa syvemmälle. Vaakasuoraan matalalla syvyydellä vastus kasvaa erityisesti talvella, kun maaperän ylemmät kerrokset jäätyvät läpi.

Elektrodeissa käytetään nastoja, joiden pituus on yli 1 metri (yleensä 1,5 m). Tällaiset rakenteet on helppo lyödä maahan tavanomaisella vasaralla; liitäntä tehdään vaakasuorassa tasossa, jonka syvyys on vähintään 0,5 m.