Waarom heeft aarding in elektriciteit geen terugkeerpad?
In elektrische systemen dient aarding (aarding) primair om een veilig pad te bieden voor storingstroom om naar de aarde geleid te worden, waardoor apparatuur en personeel beschermd worden. Echter, aarding is niet het normale terugkeerpad voor stroom omdat er duidelijke verschillen zijn in functie en ontwerp tussen aarding en het normale terugkeerpad. Hieronder staan enkele belangrijke redenen:
1. Veiligheidsdoel
1.1 Afvoer van storingstroom
Storingbescherming: Het primaire doel van aarding is om een laag impedantie pad te bieden voor storingstroom om snel naar de aarde te vloeien, waardoor beschermingsapparatuur (zoals schakelaars of zekeringen) wordt geactiveerd en de defecte schakeling wordt afgesneden, voorkomend dat apparatuur wordt beschadigd en elektrische schokken optreden.
Veilige aarding: Door de behuizing en metalen delen van de apparatuur aan te sluiten op de aarde, wordt ervoor gezorgd dat de behuizing zelfs bij interne storingen op aardpotentiaal blijft, waardoor het personeel beschermd wordt.
2. Normaal werkpad
2.1 Normaal terugkeerpad voor stroom
Neutrale geleider: In normale driedriefase- of enkelefasystemen is het terugkeerpad voor stroom via de neutrale geleider (neutraal). De neutrale geleider verbindt met het neutrale punt van de energiebron, waardoor een gesloten lus wordt gevormd om ervoor te zorgen dat de stroom kan terugkeren naar de energiebron.
Ontwerpdoel: De neutrale geleider is ontworpen om een laag impedantie pad te bieden om ervoor te zorgen dat de stroom soepel kan vloeien onder normale werkomstandigheden, waardoor significante spanningdalingen of stroomonevenwichtigheden worden voorkomen.
3. Vermindering van elektromagnetische interferentie
3.1 Minimalisatie van elektromagnetische interferentie
Signaalintegriteit: In elektronische apparatuur en besturingssystemen wordt aarding primair gebruikt om elektromagnetische interferentie (EMI) en radiofrequente interferentie (RFI) te verminderen, waardoor signaalintegriteit en -stabiliteit worden beschermd.
Referentiepunt: Aarding biedt een stabiel referentiepotentiaal om ervoor te zorgen dat signalen onaangetast blijven door externe interferentie tijdens de overdracht.
4. Voorkoming van stroomonevenwicht
4.1 Stroombalans
Driedriefasesystemen: In driedriefasesystemen balanst de neutrale geleider de stromen tussen de drie fasen, waardoor een uniforme stroomverdeling wordt gegarandeerd en overmatige neutrale stroom wordt voorkomen, wat spanningdalingen en oververhitting van apparatuur zou kunnen veroorzaken.
Enkelefasystemen: In enkelefasystemen dient de neutrale geleider ook als terugkeerpad, waarbij een gesloten lus tussen de belasting en de energiebron wordt gewaarborgd.
5. Regels en normen
5.1 Wettelijke eisen
Elektrische codes: Nationale en internationale elektrische codes en normen (zoals NEC, IEC) specificeren duidelijk de gebruiksaanwijzingen en ontwerpeisen voor aarding en neutrale geleiders om de veiligheid en betrouwbaarheid van elektrische systemen te waarborgen.
Naleving: De naleving van deze codes en normen garandeert de conformiteit en veiligheid van elektrische systemen, waardoor potentiële risico's en ongelukken worden voorkomen.
Samenvatting
Aarding in elektrische systemen wordt primair gebruikt voor veiligheidsbescherming en om elektromagnetische interferentie te verminderen, niet als het normale terugkeerpad voor stroom. Het normale terugkeerpad voor stroom wordt geboden door de neutrale geleider, die is ontworpen om stabiele stroomvoer te garanderen onder normale werkomstandigheden, waardoor stroomonevenwichtigheden en spanningdalingen worden voorkomen. Aarding en de neutrale geleider hebben duidelijk verschillende functies en ontwerpen, samenwerkend om de veilige en stabiele werking van elektrische systemen te waarborgen.
