Mi a cél külön földelő nélküli és feszültséges vezetékek használatának egy elektromos áramkörben?

A környezetben a föld, fázis és nulláv vezetékek szétválasztásának célja

Fázisvezeték

Elektromos energia továbbítása: A fázisvezeték felelős az elektromos energiát továbbító fővezetékért a körben. Továbbítja az áramforrás (pl. 220V hálózat) által biztosított váltakozó áramot a különböző elektromos berendezésekhez, hogy azok működéséhez szükséges energiát biztosítsa. Például, amikor bekapcsol egy lámpát, az áram a fázisvezetékből áramlik a lámpába, áthalad a lámpa filamenjén, majd a nulláv vezetéken keresztül visszaér a tápegységhez, így a lámpa megvilágít.

Magas potenciál biztosítása: A fázisvezeték magas potenciálkülönbséget mutat a nulláv vezetékkel és a földelési vezetékkel szemben. Váltakozó áram körzetekben a fázisvezeték feszültsége szinuszgörbe szerint változik, és csúcsértéke általában 220V négyzetgyökének kétszerese (kb. 311V). Ez a magas potenciálkülönbség a forrás, ami meghajtja az áramot a körben, hogy az elektromos berendezések megfelelően működhessenek. Például egy elektromos motorban a fázis és a nulláv vezeték közötti potenciálkülönbség által generált áram eredményezi a motor tekercseinek mágneses mezőjének létrejöttét, ami a motor rotorának forgását indítja el.

Nulláv vezeték

• Kör bezárása: A nulláv vezeték fő szerepe, hogy kört alkosson a fázisvezetékkel, hogy az áram ciklikusan áramoljon a tápegység és az elektromos berendezések között. Normál esetben a nulláv vezeték potenciálja közel áll a geodetikus potenciálhoz, hasonlóan a földelési vezeték potenciáljához. Például otthoni villamos energiában az áram a fázisvezetékből áramlik a berendezésekbe, ahol dolgoznak, majd a nulláv vezetéken keresztül visszaér a tápegységhez, így teljes körletet alkotva.

• Feszültség kiegyensúlyozása: A nulláv vezeték szerepe a háromfázis körzetben a feszültség kiegyensúlyozása is. A háromfázis negyedvezetős ellátási rendszerben a három fázisvezeték feszültségei 120 fokkal vannak eltolva egymástól, és a háromfázis körzetben a feszültségeket a nulláv vezeték összekapcsolásával lehet kiegyensúlyozni. Ha a nulláv vezeték megszakad vagy rossz kapcsolattartása van, ez háromfázis feszültség kiegyensúlytalanságát okozhatja, ami akadályozhatja a berendezések megfelelő működését, sőt, károsíthatja őket. Például egyes gyárakban vagy kereskedelmi helyeken, ha a háromfázis terhelés kiegyensúlyult, a nulláv vezetékben áramló áram növekedhet, ezért fontos, hogy a nulláv vezeték jól legyen összekötve, hogy a villamos energiaszolgáltatás stabil működjön.

Földelési vezeték

• Biztonsági védelem: A földelési vezeték fő célja a biztonsági védelem. Amennyiben az elektromos berendezésekben hiba, például szivárgás vagy rövidzárlat keletkezik, a földelési vezeték gyorsan bevezeti a szivárgó áramot a földre, hogy elkerülje az emberi sokkolást. Például, ha egy mosógép burkolata töltött, és a mosógép földelési vezetékkel van összekötve, a szivárgó áram a földelési vezetéken keresztül fut a földre, nem pedig az emberi testen keresztül, így megvédi a felhasználó biztonságát.

• Statikus elektricitás kiesése: A földelési vezetékek segítenek a statikus elektricitás, amelyet az elektromos berendezések termelnek, kiesésében is. Néhány száraz környezetben az elektromos berendezések könnyen statikus elektricitást gyűjthetnek, amit, ha nem törölnek ki időben, nagyobb potenciálra tudnak emelkedni, károsodást okozva az emberi testre vagy a berendezésekre. A földelési vezeték összekapcsolásával a statikus elektricitást gyorsan le lehet vezetni a földre, garantálva a berendezések és a környezet biztonságát. Például egy számítógépes szervertermekben, ahhoz, hogy megelőzzék a statikus elektricitás általi károsodást, általában földelési rézszalagokat tesznek, hogy minden elektromos berendezést kössönek a földre, hogy kiesjen a statikus elektricitás.

Egyetlen vezeték nem tudja mindezeket a célokat szolgálni

Különböző elektromos jellemzők: A fázisvezeték, a nulláv vezeték és a földelési vezeték elektromos jellemzői eltérőek a körben. A fázisvezeték magas potenciálkülönbséggel rendelkezik, és felelős az elektromos energiát továbbító fővezetékért; a nulláv vezeték körletet formál és kiegyensúlyozza a feszültséget; a földelési vezetékek biztonságot nyújtanak és kiesztik a statikus elektricitást. Ha egyetlen vezetékkel próbálnánk mindezeket a funkciókat egyszerre elérni, instabil lenne a kör elektromos teljesítménye, növekvő a berendezések kudarcának kockázata. Például, ha a földelési vezetéket és a fázis vagy nulláv vezetéket kombinálnák, amikor az elektromos berendezés szivárg, a szivárgó áram nem tudna időben a földre futni, ezzel növelve az emberi sokkolás kockázatát.

Biztonsági előírások tiltják: Az elektromos biztonság érdekében országaink szigorú elektromos biztonsági előírásokat készítettek, amelyek világosan kimondják, hogy a fázisvezeték, a nulláv vezeték és a földelési vezeték elkülönülten kell legyenek telepítve. Ezek az előírások hosszú távú gyakorlati tapasztalatokon és tudományos kutatásokon alapulnak, hogy megvédjék az emberek életét és vagyonát. Ha ezeket az előírásokat megszegik, és egyetlen vezetékkel helyettesítik a három vezetéket, ez komoly elektromos balesetekhez, még életveszélyes helyzetekhez is vezethet. Például, ha az elektromos telepítések építésében a munkavállalók költségek megtakarítása érdekében a földelési vezetéket és a nulláv vezetéket kombinálnák, akkor szivárgási baleset esetén a szivárgás védelmi berendezés talán nem működne megfelelően, így nagy biztonsági kockázatot jelentene a felhasználók számára.