Metodes van Aarding

Aardingmetodes en Aardingmats

In elektriese stelsels is daar verskeie aardingmetodes beskikbaar, insluitend draad- of strook-aarding, staaf-aarding, pyp-aarding, plaat-aarding, en aarding deur waterleidings. Van hierdie metodes word pyp-aarding en plaat-aarding die meeste gebruik, en hulle sal in detail ondersoek word.

Aardingmat

'n Aardingmat word gekonstrueer deur verskeie stae met kopergeleiërs te verbind. Hierdie konfigurasie verminder effektief die algehele grondweerstand en speel 'n kritiese rol in die beperking van die grondpotensiaal. Dit is veral geskik vir areas waar groot foutstrome verwag word. By die ontwerp van 'n aardingmat moet verskeie kritiese faktore sorgvuldig oorweeg word:

Veiligheidsoorwegings

Tydens 'n fouttoestand moet die spantingverskil tussen die grond en die grondoppervlak op 'n vlak gehou word wat geen gevaar vorm vir individue wat in kontak kan kom met nie-stroomdragende geleidende oppervlakke van die elektriese stelsel nie. Dit verseker die veiligheid van persone wat om of naby die elektriese installasie werk.

Beskermreëlbediening

Die aardingmat moet in staat wees om ononderbroke foutstrome groot genoeg om die beskermreël te aktiveer, te hanteer. 'n Lae grondweerstand is noodsaaklik om die foutstroom vry te laat vloei deur die mat, wat die beskermreël toelaat om spoedig te werk en die foutige gedeelte van die elektriese stelsel te isoleer.

Fatale Strome Verhoed

Die weerstand van die aardingmat moet sorgvuldig ontwerp word om die vloei van fatale strome deur 'n persoon se liggaam tydens per ongelukse kontak met lewende dele te voorkom. Dit is 'n fundamentele veiligheidsvereiste om menslike lewens te beskerm.

Stapspanting Beperking

Die ontwerp van die grondmat moet verseker dat die stapspanting - die potensiaalverskil tussen twee punte op die grondoppervlak 'n sekere afstand van mekaar - onder die toelaatbare waarde bly. Hierdie toelaatbare waarde hang af van verskeie faktore, soos die resistiviteit van die grond en die fouttoestande nodig om die foutige toerusting van die lewende elektriese stelsel te isoleer. Deur die stapspanting binne veilige grense te hou, word die risiko van elektriese skok aan individue wat naby die geaarde installasie loop, geminimaliseer.

Aardingelektrodes
'n Aardingelektrode verwys na enige draad, staaf, pyp, plaat, of 'n groep geleiders wat horisontaal of vertikaal in die grond ingeplant word. In elektriese verdeelstelsels is 'n algemene vorm van die aarde-elektrode 'n staaf, tipies ongeveer 1 meter lank, wat vertikaal in die grond gedryf word. Hierdie eenvoudige maar effektiewe ontwerp help om 'n betroubare verbinding tussen die elektriese stelsel en die aarde te vestig, wat die veilige dissipasie van foutstrome moontlik maak.

Daarenteen, in opwekkings-onderstasies, word in plaas van afsonderlike stae, dikwels 'n grondmat gebruik. 'n Grondmat bestaan uit verskeie geleiers wat met mekaar verbind is om 'n netwerk te vorm. Hierdie benadering bied verskeie voordele bo die gebruik van enkele elektrodes. Die groter oppervlakarea en die verbindende aard van die grondmat gee 'n laer algehele weerstand, wat dit in staat stel om hoër foutstrome meer effektief te hanteer. Dit help ook om die elektriese potensiaal meer ewe uit oor die onderstasie-area te versprei, wat die risiko van gevaarlike stap- en aanraakspantings wat 'n bedreiging kan vorm vir personeel en toerusting, verminder.

Pyp-aarding
Onder verskeie aardingmetodes wat toepasbaar is onder dieselfde grond- en vochttoestande, steek pyp-aarding uit as een van die mees algemene en effektiewe stelsels. In hierdie benadering word 'n gegalvaniseerde staalpyp met perforasies, wat aan goedgekeurde spesifikasies ooreenkomstig tot lengte en diameter, vertikaal in grond geïnstalleer wat permanent nat bly, soos in die bygevoegde illustrasie getoon.

Die keuse van die pyp se grootte is 'n kritiese oorweging, aangesien dit bepaal word deur twee primêre faktore: die grootte van die stroom wat die aardingstelsel moet geleideloop en die eienskappe van die grond. 'n Groter-diameter pyp of 'n langer pyp mag vereis word om hoër foutstrome te hanteer, wat verseker dat die elektriese laai veilig en doeltreffend in die grond gedissipeer kan word. Daarbenewens het verskillende grondtipes verskillende elektriese resistiwiteite; byvoorbeeld, grond met 'n hoër resistiwiteit mag 'n groter-grootte pyp vereis om die gewenste lae-weerstandverbinding met die aarde te bereik. Hierdie presiese grootteproses verseker die betroubaarheid en veiligheid van die pyp-aardingstelsel, wat dit 'n voorkeurkeuse maak vir 'n wye verskeidenheid elektriese installasies.

Vir pyp-aarding bepaal standaardpraktyk spesifieke dimensies vir die aardingpyp, wat volgens grondtoestande varieer. Tipies word in gewone grond 'n pyp met 'n diameter van 40 mm en 'n lengte van 2,5 meter gebruik. Echter, in droë en rotsige grond is 'n langer pyp nodig om 'n effektiewe verbinding met die aarde te verseker. Die diepte waar die pyp begrawe word, is direk verwant aan die vochtinhoud van die grond, aangesien 'n meer nat omgewing beter elektriese geleidigheid bevorder.

In 'n tipiese installasie word die pyp op 'n diepte van 3,75 meter geplaas. Om sy prestasie te verbeter, word die onderkant van die pyp omring deur klein stukkies kokskool of houtskool, ongeveer 15 cm weg. Wisselende liggies van kokskool en sout word aangewend, wat verskillende doeleindes dien. Die kokskool verhoog die effektiewe kontakarea met die aarde, terwyl die sout die aarde-weerstand verminder, wat kollektief die doeltreffendheid van die aardingstelsel optimaliseer.
'n Addisionele pyp, met 'n diameter van 19 mm en 'n minimum lengte van 1,25 meter, word via 'n verkleinde sokkel aan die top van die gegalvaniseerde yster (GI) pyp geheg. Hierdie sekondêre pyp speel 'n kritiese rol in die instandhouding van die stelsel se funksionaliteit, veral tydens ongunstige weerstoestande.

Tydens die somermaande neem die vochtinhoud in die grond natuurlik af, wat lei tot 'n toename in aarde-weerstand. Om hierteen te veg, word 'n sementbetonstruktuur gebou om 'n konstante watervoorsiening te verseker. Om 'n effektiewe aarde-verbinding te handhaaf, word 3 tot 4 emmers water deur 'n tuit aan die 19 mm-diameter pyp gegooi, wat aan die hoof GI-pyp geheg is. Die aarde-draad, wat 'n GI-draad of 'n GI-draadstrook met 'n voldoende doorsnede om foutstrome veilig te geleideloop, word deur 'n 12 mm-diameter GI-pyp begrawe, ongeveer 60 cm onder die grondoppervlak.
Plaat-aarding
Plaat-aarding behels die begraving van 'n aardingplaat in die grond. Die plaat kan gemaak word van koper, met afmetings van 60 cm × 60 cm × 3 mm, of gegalvaniseerde yster, met afmetings van 60 cm × 60 cm × 6 mm. Die plaat word vertikaal geplaas, met sy bo-op 'n diepte van minstens 3 meter vanaf die grondoppervlak. Hierdie diepte is krities vir die versekering van 'n betroubare elektriese gronding, aangesien dit die plaat in staat stel om voldoende kontak met die grond te maak, wat die veilige dissipasie van elektriese strome in die geval van 'n fout moontlik maak.

Plaat-aarding
By die implementering van plaat-aarding word die aardingplaat in byliggende liggies van kokskool en sout ingeplant, met 'n minimum dikte van 15 cm vir hierdie liggies. Hierdie kombinasie help om die grondresistiwiteit rondom die plaat te verminder, wat die effektiviteit van die aardingstelsel verhoog. 'n Aarde-draad, gemaak van of gegalvaniseerde yster (GI) of koper, word dan vas aan die aardingplaat geheg met mutsies en bout. Ten spyte van koper se superieure elektriese geleidigheid, word koperplaatte en -drade nie algemeen vir gronding gebruik nie, weens hul beduidend hoër koste in vergelyking met GI-alternatiewe. Hierdie koste-effektiwiteit maak GI-materiaal die voorkeurkeuse vir die meeste praktiese aardingtoepassings.
Aarding Deur Waterleidings
Aarding deur waterleidings is 'n ander metode om 'n elektriese verbinding met die aarde te vestig. In hierdie benadering word 'n GI- of koperdraad aan die waterleidings geheg. Die verbinding word met staalbinddraad bevestig, wat aan 'n koperleier geheg word. Hierdie metode maak gebruik van die uitgebreide metaalnetwerk van waterleidings, wat tipies 'n goeie kontak met die grond het, om 'n lae-weerstandpad vir elektriese stroom in die geval van 'n fout te verskaf. Echter, hierdie aardingmetode moet ooreenstem met relevante veiligheidsreëls en loodsende kode om beide elektriese veiligheid en die integriteit van die waterbevorradingstelsel te verseker.

Waterleidings word tipies van metaal gemaak en begrawe onder die grondoppervlak, wat effektief 'n direkte verbinding met die aarde vestig. In die geval van 'n fout, word die stroom wat deur die gegalvaniseerde yster (GI) of koperdraad vir aarding geleideloop, direk in die grond deur die waterleiding gekanaliseer. Dit verskaf 'n gerieflike en dikwels effektiewe pad vir die dissipasie van foutstrome, wat die uitgebreide ondergrondse netwerk van die waterleiding en sy inherente geleidigheid as 'n metaalstruktuur benut.