Jaký je účel zemlení neutrálního vodiče? Jak se liší zemlení od spojení z hlediska bezpečnosti?

Účel zemlování neutrálu

Poskytnutí referenčního potenciálu

V elektrickém systému poskytuje zemlení neutrálu stabilní referenční potenciál pro celý obvod, který je obvykle definován jako nulový potenciál. To pomáhá určit hodnotu napětí na ostatních částech (např. fázové vodiče) vzhledem k tomuto nulovému potenciálu, což zjednodušuje měření a analýzu napětí. Například v třífázovém čtyřvodičovém nízkonapěťovém distribučním systému (380V/220V) je napětí mezi fázovým vodičem a neutrálním vodičem 220V, a tato hodnota napětí je určena na základě nulového potenciálu neutrálního vodiče.

Zajištění stabilního chodu systému

Pro třífázový nesouměrný zátěž může zemlení neutrálu zajistit relativní stabilitu třífázového napětí. Když je třífázová zátěž nesouměrná (např. v některých bytových čtvrtích nebo malých komerčních elektrizačních scénářích, kde se počet a výkon připojeného elektrického zařízení na různých fázích liší), může neutrální vodič směrovat nesouměrný proud zpět do neutrálního bodu zdroje, aby se zabránilo ovlivnění normálního chodu elektrického zařízení nesouměrností třífázového napětí. Pokud není neutrální vodič zemlen, může nesouměrnost třífázového napětí způsobit velké fluktuace napětí na každé fázi, což může ovlivnit životnost zařízení nebo dokonce způsobit jeho poškození.

Ochrana před poruchami

Při výskytu jednofázového zemného poruchy pomáhá zemlení neutrálu, aby poruchový proud rychle proudil. Například, když je fázový vodič náhodně zazemlen, zemlený neutrální vodič poskytuje nízkoodporovou cestu pro návrat poruchového proudu, takže ochranné zařízení (jako jsou pojistky, spínací relé atd.) může poruchový proud včas detekovat a reagovat odpojením obvodu, což chrání osobní bezpečnost a bezpečnost zařízení.

Rozdíl v bezpečnosti mezi zemlením a spojením s nulou

Různé principy ochrany

• Zemlení (ochranné zemlení): Ochranné zemlení je spolehlivé spojení mezi kovovou obalovou částí nebo rámem elektrického zařízení a zemí. Když dojde k poruše izolace zařízení, jako je například poškození cívkové izolace motoru, které způsobí, že obal je nabité, protože obal je zemlen, bude únikový proud proudit do země přes zemní odpor. Pokud je zemní odpor dostatečně malý, aby dosáhl pracovního proudu ochranného zařízení (např. ochranného relé proti úniku proudu), ochranné zařízení se aktivuje a odpojí obvod; pokud je zemní odpor velký, i když ochranné zařízení nemůže okamžitě reagovat, když se člověk dotkne nabitého obalu, protože lidský odpor je mnohem větší než zemní odpor, většina únikového proudu poteče do země přes zemní odpor, což sníží proud procházející lidským tělem a sníží riziko elektrického šoku.

• Spojení s nulou (ochranné spojení s nulou): Ochranné spojení s nulou spojuje kovovou obalovou část elektrického zařízení s neutrálním vodičem (nulovým vodičem). V třífázovém čtyřvodičovém systému, pokud dojde k úniku proudu zařízení, jako je krátké spojení fázového vodiče s obalem zařízení, pak fáze krátkého spojení se vrátí zpět k zdroji přes neutrální vodič, krátkozavření obvykle způsobí velký proud, který rychle vyfúzí pojistku na vodiči nebo aktivuje spínací relé, což odpojí zdroj a zabrání elektrickému šoku u lidí.

Různé oblasti použití

• Zemlení: Je vhodné pro elektrické systémy, kde neutrální bod není zemlen nebo je zemlen s vysokým odporom, jako jsou jednoduché distribuční systémy v některých venkovských oblastech nebo některé speciální průmyslové elektrizační systémy. V těchto systémech, protože efektivní ochrana před poruchami prostřednictvím spojení s nulou nelze realizovat, je zemlení důležitým prostředkem k zajištění bezpečnosti.

• Spojení s nulou: Je hlavně vhodné pro třífázové čtyřvodičové nízkonapěťové distribuční systémy s přímým zemlením neutrálního bodu (např. běžný systém 380V/220V). V těchto systémech je neutrální vodič již zemlen, a ochrana před únikem proudu lze rychle a efektivně realizovat pomocí ochranného spojení s nulou.

Napětí při poruše je různé

• Zemlení: V systému s ochranným zemlením, když dojde k poruše izolace zařízení, napětí mezi obalem zařízení a zemí je rovno únikovému proudu vynásobenému zemním odporem. Pokud je zemní odpor velký, obal zařízení může nést vysoké napětí vůči zemi. I když proud procházející lidským tělem je relativně malý, stále existuje riziko elektrického šoku.

• Spojení s nulou: V systému s ochranným spojením s nulou, jakmile dojde k úniku proudu zařízení, protože krátkozavření proudu se vrátí zpět k zdroji přes neutrální vodič, teoretické napětí mezi obalem zařízení a zemí rychle klesne téměř na nulu voltů, což velmi zlepšuje bezpečnost.