Varför har jordning ingen returväg i elnätet?

I elektriska systemer fungerar jordning (grounding) främst för att erbjuda en säker väg för felströmmar att ledas till marken, vilket skyddar både utrustning och personal. Men jordning är inte den normala returvägen för ström eftersom det finns tydliga skillnader i funktion och design mellan jordning och den normala returvägen. Här följer några viktiga orsaker:

1. Säkerhetssyfte

1.1 Upplösning av felströmmar

• Felskydd: Jordningens primära syfte är att erbjuda en väg med låg impedans för felströmmar att snabbt flöda till marken, vilket aktiverar skyddsutrustning (som brytare eller sikringar) att slå ifrån och skära av den defekta kretsen, vilket förhindrar skador på utrustning och elektrisk stöt.

• Säkerhetsjordning: Genom att jorda utrustningens behållare och metallkomponenter garanteras att behållaren bibehåller jordpotential även om ett internt fel uppstår, vilket skyddar personalen.

2. Normal driftväg

2.1 Den normala returvägen för ström

• Neutralledare: I normala trefas- eller enfas-system är returvägen för ström genom neutralledaren (neutral). Neutralledaren ansluts till det neutrala punkten av stridskällan, vilket bildar en stängd slinga för att säkerställa att ström kan flöda tillbaka till stridskällan.

• Designsyfte: Neutralledaren är utformad för att erbjuda en väg med låg impedans för att säkerställa att ström flödar smidigt under normala driftförhållanden, vilket undviker betydande spänningsfall eller strömbalansproblem.

3. Minimera elektromagnetisk störning

3.1 Minska elektromagnetisk störning

• Signalintegritet: I elektroniska enheter och styrsystem används huvudsakligen jordning för att minska elektromagnetisk störning (EMI) och radiofrekvensstörning (RFI), vilket skyddar signalintegriteten och stabiliteten.

• Referenspunkt: Jordning ger en stabil referenspotential för att säkerställa att signaler inte påverkas av extern störning under överföring.

4. Undvik strömbalansproblem

4.1 Strömbalans

• Tre-fassystem: I tre-fassystem balanserar neutralledaren strömmarna mellan de tre faserna, vilket säkerställer jämnfördelning av ström och förhindrar för hög neutralström, vilket kan orsaka spänningsfall och överhettning av utrustning.

• En-fassystem: I en-fassystem fungerar också neutralledaren som returväg, vilket säkerställer en stängd slinga mellan lasten och stridskällan.

5. Regler och standarder

5.1 Regulatoriska krav

• Elektriska regler: Nationella och internationella elektriska regler och standarder (som NEC, IEC) anger tydligt användning och designkrav för jordning och neutralledare för att säkerställa säkerheten och tillförlitligheten i elektriska system.

• Efterlevnad: Genom att följa dessa regler och standarder säkerställs efterlevnad och säkerhet i elektriska system, vilket undviker potentiella risker och olyckor.

Sammanfattning

Jordning i elektriska system används främst för säkerhetsskydd och minskning av elektromagnetisk störning, inte som den normala returvägen för ström. Den normala returvägen för ström erbjuds av neutralledaren, som är utformad för att säkerställa stabilt strömförflyttande under normala driftförhållanden, vilket undviker strömbalansproblem och spänningsfall. Jordning och neutralledare har olika funktioner och design, och arbetar tillsammans för att säkerställa säker och stabil drift av elektriska system.