Wat is die voordele van die gebruik van 'n algemene grondstelsel in kragverspreiding en watter voorsorgmaatreëls moet geneem word?

Wat is gemeenskaplike gronding?

Gemeenskaplike gronding verwys na die praktyk waar 'n stelsel se funksionele (werklike) gronding, toerustingbeskermende gronding, en bliksemskermgronding 'n enkele grondings-elektrode-stelsel deel. Dit kan ook beteken dat grondingsgeleiders van verskeie elektriese toestelle saamgevoeg word en aan een of meer gemeenskaplike grondings-elektrodes gekoppel word.

1. Voordelige van Gemeenskaplike Gronding

• Eenvoudiger stelsel met minder grondingsgeleiders, wat onderhoud en inspeksie makliker maak.

• Die ekwivalente grondingsweerstand van meerdere grondings-elektrodes in parallel verbinding is laer as die totale weerstand van aparte, onafhanklike grondingsstelsels. Wanneer die strukturele staal of wapening van 'n gebou as die gemeenskaplike grondings-elektrode gebruik word—wegens sy inherente lae weerstand—word die voordele van gemeenskaplike gronding nog meer uitgespreek.

• Verbeterde betroubaarheid: as een grondings-elektrode misluk, kan ander dit kompenseer.

• Vermindering in die aantal grondings-elektrodes, wat installasie- en materiaalkoste verlaag.

• Indien daar 'n isolasiefout voorkom wat lei tot 'n fase-na-chassis kortsluiting, vloei 'n groter foutstroom, wat verseker dat beskermtoestelle vinnig werks. Dit verlaag ook die aanraakspanning wanneer personeel foute toerusting aanraak.

• Verminder risiko's van oorspannings as gevolg van bliksem.

Teoreties moet om blikseminduseerde terugflitsing te voorkom, bliksemskermgronding op 'n veilige afstand van geboustrukture, elektriese toerusting, en hul grondingsstelsels gehou word. In werklike ingenieurspraktyk is dit egter dikwels onprakties. Geboue het tipies talryke ingaande nutslyne (krag, data, water, ens.) oor 'n wyd area versprei. Veral wanneer gewapende betonstrukturele wapening as versteekte bliksemskermgeleiders gebruik word, word dit amper onmoontlik om die bliksemskermstelsel elektries van gebouleidinge, toerustingomhulsels, of kragstelselgronding te skei.

In sulke gevalle word gemeenskaplike gronding aanbeveel—die transformatorneutrale, alle funksionele en beskermende grondings van elektriese toerusting, en die bliksemskermstelsel aan dieselfde grondings-elektrodenetwerk gekoppel. Byvoorbeeld, in hoogbougeboue, integreer die elektriese gronding met die bliksemskermstelsel effektief 'n Faraday-kasie deur die gebou se interne staalraamwerk te gebruik. Al die interne elektriese toerusting en geleiders wat aan hierdie kasie gekoppel is, word daardoor beskerm teen blikseminduseerde potensiaalverskille en terugflitsing.

Daarom, wanneer 'n gebou se metalliese struktuur vir gronding gebruik word, is gemeenskaplike gronding vir verskeie stelsels nie net moontlik nie, maar ook voordelig, verskaf die algehele grondingsweerstand onder 1 Ω behou word.

2. Belangrike Oorwegings vir Gemeenskaplike Gronding

Aard van grondingsstrome:
Die risiko geassosieer met grondpotensiaalverhoging (GPR) hang af van die grootte, duur, en frekwensie van grondingsstrome. Byvoorbeeld, bliksemafleiers of -staaf kan baie hoë strome dra tydens 'n blikseminslag, maar hierdie gebeure is kort en selde—so die resultate GPR stel 'n beperkte risiko voor.

Die gemeenskaplike grondingsweerstand moet egter die strengste vereiste onder al die verbonden stelsels bevredig, ideaal gesproke ≤1 Ω.

In laevoltagedeelstelsels met stevig gegronde neutrale, kan die gemeenskaplike grondings-elektrode kontinue lekstrome van alle verbonden laste dra, wat sirkulerende grondstrome vorm. As die grondingsweerstand bo veilige limiete beweeg, kan dit beide toerusting en personeel in gevaar bring.

Boonop, met die wye gebruik van rekenaars en sensitiewe elektroniese toerusting, word filtergronding dikwels benodig. Groot lyn-na-grond EMI/RFI-filters voer beduidende kapasitiewe lekstrome na die aarde, wat ook bydra tot die totale grondstroom.

Impak van grondpotensiaalverhoging op verbonden toerusting:
Neem 'n binne-inpakket substationseenheid as voorbeeld. Tradisioneel is die transformatorneutrale, metaalomhulsel, en lasttoerusting chassis aan 'n gemeenskaplike grond gekoppel. Terselfdertyd is bliksemafleiers dikwels 'n aparte grond gegee om gevaarlike potensiaalverhoging tydens ontlading te vermy.

Wanneer 'n lasttoestel 'n isolasiefout ontwikkel en stroom lek, vloei die hele foutlusstroom deur die gemeenskaplike grondings-elektrode, wat die plaaslike grondpotensiaal verhoog—andersgesteld, die omhulselspanning van die skakelgoed. Indien onderhoudspersoneel die kabinetdeur onder hierdie omstandighede oopmaak, loop hulle 'n risiko om elektries geskok te word. Sulke voorvalle het herhaaldelik voorgekom.

As gevolg hiervan word funksionele gronding (bv. transformatorneutraal) dikwels van beskermende en bliksemskermgronding in binne-substations geïsoleer—selfs al verhoog dit die installasiekomplikasie.

3. Relevante Standaarde en Regulasies (China)

• Volgens huidige Chinese kragbedryfstandaarde:

• Vir Klasse B elektriese installasies, indien die voorsieningsdistribusietransformator nie binne 'n gebou met Klasse B-toerusting geleë is nie, en sy hoëspankant in 'n ongegronde, Petersen-spoel (boogverdeling-spoel)-gegronde, of hoëweerstandgegronde stelsel werk, dan mag die laevoltagestelsel se werklike gronding dieselfde grondings-elektrode deel as die transformator se beskermende gronding, mits die grondingsweerstand R ≤ 50/I (Ω) en R ≤ 4 Ω bevredig.

• Vir Klasse A elektriese installasies wat in effektief gegronde stelsels werk, moet die transformator se werklike gronding buite die beskermende grondingrooster geleë wees—d.w.s. gemeenskaplike gronding is nie toegelaat nie.

• Indien die distribusietransformator binne 'n gebou met Klasse B elektriese installasies geleë is, en sy hoëspankant laeweerstandgronding gebruik, dan mag die laevoltagewerklike gronding die beskermende gronding deel indien:

• Grondingsweerstand R ≤ 2000/I (Ω) bevredig, en

• Die gebou 'n hoofequipotentiële binding (MEB) stelsel implementeer.

• Addisioneel, vir stelsels bo 1 kV wat as groot grondingskortsluitingstroomstelsels geklassifiseer word, is gemeenskaplike gronding toelaatbaar as snelle foutverwydering verseker word, maar die grondingsweerstand moet < 1 Ω wees.

• Beskermende gronding van distribusietransformators in Klasse A-installasies mag dieselfde grondings-elektrode deel as die geassosieerde bliksemafleiergronding.

4. Gevolgtrekking

Praktiese ervaring wys dat in openbare laevoltagedeelstelsels, waar volledige skeiding van grondingsstelsels dikwels onbereikbaar is, gemeenskaplike gronding—wat werklike, beskermende, en bliksemskermgronding kombinseer—veiliger, ekonomieser, eenvoudiger om te installeer, en makliker om te onderhou is.

Om potensiële risiko's van gemeenskaplike gronding te verminder, moet ingenieurs:

• Die gebou se strukturele staal volledig as 'n natuurlike grondings-elektrode gebruik,

• Die totale grondingsweerstand onder 1 Ω behou, en

• Komprehensiewe equipotentiële binding deur die heelal implementeer.

Hierdie maatreëls verlaag effektief risiko's en verseker veilige, betroubare operasie van moderne elektriese installasies.