Neden toprak kullanıyoruz

Bunu bir süredir merak ediyorum, bu yüzden biraz kazma yaptım ve her zamanki gibi wikipedia en aydınlatıcıydı. Telgrafın, bir devreyi tamamlamak için ilk kez zemine getirildiği anlaşılıyor. Zeminin çok daha fazla dirence sahip olacağı gerçeği olmasa bile, telden tasarruf etmek iyi bir fikir gibi görünüyordu, bu yüzden elektriğin akması için sonuçta çok daha fazla güce ihtiyacınız olacak.

Bu telgraf için iyiydi, ama başka bir şey için değerinden daha fazla sorun gibi görünüyor.

Mutlak gerilimleri ölçmede bir "referans noktası" argümanı okudum. Bu, tartışmalı bir sorunun çözümü. Gerilimler sadece potansiyel farklar kadar anlamlıdır. Bu nedenle, anlamsız bir referans çerçevesi seçmemek için potansiyel farklılıkları ölçersiniz.

Güvenlik argümanına gelince, topraklama sistemi olmadan çok daha güvenli olacağız. Eğer devreyi tamamlamak için toprak kullanılmamışsa, elektrik genellikle bir kişiden toprağa doğru yol almalıdır. Bu, birinin sadece sıcak olandan ziyade her iki kabloya şok olması için elektrik çarpması riskini azaltacaktır. Topraklama kablosu, gereksiz bir sorunu önlemek için alınan bir güvenlik önlemi gibi görünmektedir.

Alçak gerilim sistemlerine gelince, toprak gereksiz bir gürültü kaynağı oluşturur. Anlayabildiğim kadarıyla, zemin dev dengesiz bir pil + anten gibi davranacaktı. Topraktaki herhangi bir ph farkı, iki toprak noktasındaki su ve mineral bileşimlerinin asitlik farkına bağlı olarak bir dc ofseti anlamına gelir.

Devreyi radyo sinyalleri için tamamlamak üzere kullanmak, bir devrede gereksiz direnç anlamına gelir. Kaliteniz, devrenizin tasarımı yerine toprakta seçtiğiniz merhamettedir.

Muhtemelen özlediğim sorunlar var, ama kaçırdığım gerçekten mantıklı avantajların olup olmadığını gerçekten merak ediyorum.

Devreleri tamamlamak için zemin kullanma tarihini / felsefesini bilen var mı?

Toprak bağlantısı veya referans kullanıldığında kullanılır çünkü uzun deneyim, pratikte en iyi seçim olduğunu göstermiştir. "Topraklamanın" tekerleğinin "yeniden icat edilmesi bazı durumlarda yerini alabilir, ancak genellikle olmayabilir. Birçok durumda birbiriyle çelişen yönler vardır, ancak en iyi sonuç toprak kullanılarak elde edilir. Güç dağıtım sistemleri buna bir örnektir.

Şebeke veya şebeke voltaj sistemleri, sisteme tamamen NON topraklama yapılmasaydı daha güvenli olurdu ve bu, güvenlik "izolasyon transformatörleri", bir hatanın sistemin bir bacağını bir devrenin herhangi bir yerinde tamamen veya kısmen toprakladığı anda kullanması prensibidir. tüm sistem ölümcül bir şekilde kullanıcılar için tehlikeli hale gelir.

SADECE BİR aletin bir izolasyon transformatörü ile kullanılması ve transformatörün aletin yakınında olması gerektiğini unutmayın. Transformatör ve iki veya daha fazla aletten sonra uzun kablo geçişleri kullanmak, bir alette topraklama hatası veya diğerini korumasız bırakarak kablolama riskiyle karşı karşıya kalır.

Bir sistemi izole etmedeki zorluk, pratikte (önemli olan) topraklamadan kaynaklanan sorunlardan çok daha zor. Bazı gemi elektrik sistemlerinde her iki iletken de gemi toprağına göre yüzer (= tuzlu suda yüzerken deniz suyu potansiyeli) AMA ve toprak arızası tehlikelidir, yukarıdaki gibi, toprak arızalarını izlemek ve gidermek için büyük çaba sarf edilir. Toprağa atıfta bulunulmayan kara tabanlı bir sistemde, aynı fazda topraklama hatası, aynı fazdaki tüm kullanıcıları etkiler. Dolayısıyla, bir evin tüm sokağı, bir evdeki bir devredeki bir arızadan etkilenebilir.

Toprak referanslı bir sisteminiz olduğunda, bağımsız devreler için algılama ve yönetimin güvenlik yönleri kolayca ele alınır. Topraklanmış muhafazalar hem koruma hem de algılama sağlar, arıza akımları toprağa akar ve kolay arıza sonlandırmasına (sigortalar) izin vermek için "teşvik edilebilir" veya çok düşük seviyede (ELCB / GFI) tespit edilebilir. Yer referansı, yerel güç sistemlerinde genel bir pozitiftir.

Çok az modern sistem, zemini gerçek bir iletken olarak kullanır.
SWER ( S ingle W eire E arth R eturn) güç sistemleri bir seferde çok kullanıldı ve hala bazı kırsal sistemlerde kullanılıyor. Birkaç ay önce burada (NZ) bir tane gördüm ama nadirdir. Aslında çok kullanışlı ve uygun maliyetlidirler ancak genellikle teknik olarak anlamlı olmayan nedenlerle ortadan kaldırılırlar. Her bir uçta yeterince iyi bir toprak bağlantısı sağlama maliyeti, çoğu zaman, fazladan bir iletken eklemenin maliyetine kıyasla düşüktür.

19 kV SWER hattı:

Wikipedia SWER

SWER slayt gösterisi - iyi

SWER videosu - NZ

Mükemmel SWER slayt gösterisi / öğretici

SWER - Gelişmekte olan ülke kullanımına başvuruda Avustralya deneyimi

SWER - Vikipedi

RF sinyalleri genellikle zemine yansıyan bir hayalet görüntüye karşı dengesiz sinyaller olarak "başlatılır". Tipik bir çeyrek dalga dikey radyatörü, yer düzlemine yansıyan örtük bir görüntüye sahiptir. AM brodcast istasyonlarının yüksek kulelerinin neredeyse tamamı bu sistemi kullanıyor. Dipol veya diğer antenlerle karşılaştırıldığında kullanılan malzemelerde ekonomiler vardır, radyasyon deseni çok yönlüdür ve radyasyon açıları doğrudan dalga iletişimine uygundur - çoğu izleyici AM yayın istasyonları için vericinin yanındadır.

• TV alıcı antenleri 9 geleneksel Yagi tasarımları) ve kıtalararası haberler vb. İçin kullanılan uzun mesafeli yayın istasyonları genellikle bunun yerine ışın veya benzer antenler kullanır. HRH delta Loop topraklanmamış referans anten, bu tür uygulamalar için özel olarak geliştirilmiştir.

Topraklamaya ihtiyaç duyan sistemlerde, yerel koşulların etkilerini yeterince minimize etmek için yeterince iyi zeminler sağlamak için teknikler geliştirilmiştir. Zemine uygun olarak büyük ölçüde sıfır büyüklüktedir, çünkü mantıken sonsuz büyüklüktedir. Yerel zeminin gerçek zemine bağlanması güçtür ve ilgili her uygulama için yöntemler ve ihtiyaçlar iyi anlaşılmıştır.

Bir sürü yanlış varsayım yapıyorsunuz. Bazı çok eski güç iletim sistemleri zemini iletkenlerden biri olarak kullandı, ancak bugün işler böyle yapılmıyor, en azından yeni sistemler değil.

Aksi takdirde, bu doğru olmadığında şeylerin her zaman toprak toprağına bağlı olduğunu varsayarsınız. Burada ABD'de bir eve giden güç beslemesi gerçekte yüzüyor. Üç fazdan birinin trafosunun ikincisidir. İkincil orta musluk ile 220 V'dir. Çoğu devre, 110 V elde etmek için bir uç ile orta musluk arasında çalıştırılır.

Transformatör sekonderinden gelen üç tel yüzerken, merkez musluk kasıtlı olarak evde topraklanır. Bu kısmen aydınlatma ile uğraşmak ve büyük statik birikmeyi önlemek içindir. Toprak bağlantısı olmadan, tüm devre toprağa göre bazı yüksek gerilimlere kadar şarj edebilir. Şimşek çakan bir fırtınada, bu doğrudan bir vuruş olmadan bile özellikle kötü olabilir.

"Toprak" dediğinizde, topraklama ile devre topraklama arasında gerçekten bir ayrım yapmanız gerekir. Dünya toprakları kulağa hoş geliyor, dünyaya doğrudan bir bağlantı. Devre topraklamasının gerçek topraklama ile bir ilgisi yoktur. Sadece devrede düğüme verdiğimiz isim, diğer düğümler için 0 V referansını düşünüyoruz. Bu çoğunlukla kolaylık sağlamak içindir.

Radyo yine bambaşka bir konudur. Radyo dalgaları bir devreyi tamamlamaz, en azından uzak sahadayken genel normal durumda değil. Toprak, radyolarda anten için referans olarak ve bazen küçük bir antenin daha büyük görünmesini sağlamak için bir ayna olarak kullanılır. Bazen bu toprak toprak topraktır, ama çoğu zaman değildir ve kesinlikle olmak zorunda değildir.

Birisinin ilk kez topraklama ve elektrik şebekesine karar verme arayışında bu siteyi fark ettim. Topraklama veya topraklama nedenleri, elektrik okurken bulduğum kadar en az 3 kattır:

1 Özellikle havai malzemeler üzerinde statik yapı. Tabii ki doğrudan ev aletlerine bağlı olan rüzgar vb. Havai kablolar üzerindeki statik yapı, birisine bir kişi aracılığıyla bir tost makinesinden kötü bir şok söyleyecektir.

2Ark Zemin Olayları. Wisconsin'deki erken tedarik sistemi hakkında eski bir belgede okudum. Arcing Ground'a internetten birçok referans. Ancak erken topraklanmamış sistemlerde anladığım kadarıyla, bir faz iletkeni toprağa düştüğünde ve tekrar toplandığında beklenmedik bir şekilde bir yay çizildiği fark edildi. Bir tel toprağa temas ettiğinde, diğer fazlar ile şimdi bağlanmış toprak arasındaki kapasitans yoluyla kasıtsız bir tam devre oluştuğu için gerçekleştirilmiştir. Bazen rezonansa yakın bir devre oluşur ve diğer fazlarla tehlikeli istenmeyen topraklama iletkeni arasında çok yüksek gerilimlere neden olur. Besleme sisteminin çeşitli voltaj seviyelerini toprağa bağlayarak, bu Arcing Ground Problemi, havai iletkenler ile toprak arasındaki kapasitif bağlantı kısa devre yaptığından ortadan kaldırılır.

3Toprak bir iletkendir. Dolayısıyla, topraklanmamış bir sistemde, bir fazın toprağa bağlanacağı şekilde bir yalıtım arızası meydana gelirse, toprak bu voltajda canlı hale gelir, ancak başka bir şey olmaz. İkinci bir hata oluşana kadar. Toprak daha sonra iki arızayı birbirine bağlar ve yüksek akımlar ve ekipmanın istenmeyen enerjilenmesi meydana gelebilir. yani aktifi No 1 Main St'de toprağa bağlı olan bir tost makinesi, No 26 Main St'de bulunan bir lambaya aktif de toprağa kısa devre ile bağlanabilir. Ekmek kızartma makinesini No 1'de açmak, lambanın No 26'da yanmasına ve tam tersi. Hiç şüphe yok ki bu herhangi bir elektrikçiyi karıştırırdı. Besleme transformatörünün yıldız (Wye) noktasını toprağa bağlayarak satın alın, toprağın ne olacağını tam olarak biliyoruz. Nötr bir iletkendir, çünkü kaynağı nötr bir şekilde bağlarız.

Voltaj referansı, yıldız noktasını topraklayarak toprağa voltajın hat voltajından ziyade faz voltajına en aza indirilmesidir. SWER sistemleri, Avustralya'nın kırsal alanlarında hala yaygındır. Bazı madenler, fabrikalar ve gemiler topraklanmamış bir sistemle çalışıyor. Bu durumda, göstergeler veya röleler, toprağa bağlantı meydana gelirse derhal belirtilecek veya alarm verilecek ve nöbetçi elektrikçi ikinci bir toprak bağlantısı yapılmadan önce hatayı (umarız) bulup düzeltecek şekilde düzenlenir. Avantajı, sistemin bir arızayı deneyimlemesidir ve arızayı değil, böylece arz ve üretimi korur. Arıza hızla yalıtıldığı ve giderildiği sürece. Tedarik sistemini kim ve ne zaman toprakladığını bilen var mı?

Elektrik sistemini dolaşım sistemimiz, bir basınç hattı ve bir dönüş hattı, pozitif ve negatif, sıcak ve nötr (tek bir döngü) olarak en basit devrelerde görün. Toprak sadece güvenlik için kullanılmalıdır.