Proč nemá zazemnění v elektrotechnice cestu zpět?

V elektrických systémech slouží zazemlení (zazemlení) především k poskytnutí bezpečné cesty pro proudy závad do země, chráníc tak zařízení a osob. Nicméně, zazemlení není normální cestou návratu proudu, protože existují výrazné rozdíly ve funkci a návrhu mezi zazemlením a normální cestou návratu proudu. Zde jsou některé klíčové důvody:

1. Bezpečnostní účel

1.1 Rozptyl proudů závad

• Chránění před závadami: Hlavním účelem zazemlení je poskytnout cestu s nízkou impedancí pro rychlý tok proudů závad do země, což aktivuje ochranná zařízení (jako jsou spínací relé nebo pojistky), aby se vypnuly a odpojily vadné obvody, zabránily poškození zařízení a elektrickému šoku.

• Bezpečnostní zazemlení: Zazemlením obalu a kovových částí zařízení se zajistí, že i v případě vnitřní závady zůstane obal na potenciálu země, což chrání osoby.

2. Normální pracovní cesta

2.1 Normální cesta návratu proudu

• Neutrální vodič: V běžných třífázových nebo jednofázových systémech je cesta návratu proudu skrz neutrální vodič (neutral). Neutrální vodič je spojen s neutrálním bodem zdroje energie, tvoří uzavřenou smyčku, která zajistí, že proud může proudit zpět ke zdroji energie.

• Návrh: Neutrální vodič je navržen tak, aby poskytoval cestu s nízkou impedancí, aby se zajistil hladký tok proudu za běžných provozních podmínek, zabránila se tak významným klesnutím napětí nebo nerovnoměrnému rozdělení proudu.

3. Snížení elektromagnetického rušení

3.1 Minimalizace elektromagnetického rušení

• Integrita signálů: V elektronických zařízeních a řídicích systémech se zazemlení používá především k snížení elektromagnetického rušení (EMI) a radiofrekvenčního rušení (RFI), chráníc tak integritu a stabilitu signálů.

• Referenční bod: Zazemlení poskytuje stabilní referenční potenciál, aby bylo zajištěno, že signály zůstanou neovlivněny vnějším rušením během přenosu.

4. Předcházení nerovnoměrnému rozdělení proudu

4.1 Rovnováha proudu

• Třífázové systémy: V třífázových systémech neutrální vodič vyrovnává proudy mezi třemi fázemi, zajistí rovnoměrné rozdělení proudu a předejde nadměrnému proudu v neutrálním vodiči, který by mohl způsobit klesnutí napětí a přehřátí zařízení.

• Jednofázové systémy: V jednofázových systémech slouží neutrální vodič také jako cesta návratu, zajistí uzavřenou smyčku mezi zatížením a zdrojem energie.

5. Pravidla a standardy

5.1 Regulační požadavky

• Elektrické předpisy: Národní a mezinárodní elektrické předpisy a standardy (jako jsou NEC, IEC) jasně stanovují použití a návrh zazemlení a neutrálních vodičů, aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivost elektrických systémů.

• Soulad: Dodržováním těchto předpisů a standardů se zajistí soulad a bezpečnost elektrických systémů, předejdou se tak možná rizika a nehody.

Shrnutí

Zazemlení v elektrických systémech se používá především pro bezpečnostní ochranu a snížení elektromagnetického rušení, nikoliv jako normální cesta návratu proudu. Normální cesta návratu proudu je poskytována neutrálním vodičem, který je navržen tak, aby zajistil stabilní tok proudu za běžných provozních podmínek, předejde tak nerovnoměrnému rozdělení proudu a klesnutí napětí. Zazemlení a neutrální vodič mají odlišné funkce a návrhy, spolupracují tak, aby zajistily bezpečnou a stabilní operaci elektrických systémů.