מהו מטרת הצבת הקבל האדיש? כיצד ההבדל בין הצבה ליצירת קשר ביחס לבטיחות?

מטרת ההארה הנייטרלית

ספק פוטנציאל מתייחס

במערכת חשמל, הארת נייטרלית מספקת פוטנציאל מתייחס יציב לכל המעגל, שמתוגדר בדרך כלל כפוטנציאל אפס. זה עוזר לקבוע את ערך המתח של קווים אחרים (כמו קו החום) ביחס לפוטנציאל האפס הזה, מה שהופך מדידת מתח וניתוח ליותר נוחים ומדוייקים. למשל, במערכת הפצה תלת-פאזה עם ארבעה חוטים (380V/220V), המתח בין הקו החיובי לקו הנייטרלי הוא 220V, והערך של מתח זה מתבסס על הפוטנציאל האפס של הקו הנייטרלי.

בטיחות פעולתה היציבה של המערכת

עבור עומס לא מאוזן בתלת-פאזה, הארת נייטרלית יכולה להבטיח את היציבות היחסית של מתח התלת-פאזה. כאשר העומס בתלת-פאזה אינו מאוזן (לדוגמה, באזורים מסוימים של מגורים או בסצנריונים קטנים של חשמל מסחרי, מספר המכשירים החשמליים והעוצמה שלהם המחוברים לפאזה שונים), הקו הנייטרלי יכול להפנות את הזרם הלא מאוזן בחזרה לנקודת הניטרל של המקור כדי למנוע השפעה על פעולת המכשירים החשמליים עקב אי-איזון במתח התלת-פאזה. אם הקו הנייטרלי אינו מחובר לקרקע, האי-איזון בתלת-פאזה עשוי לגרום למתח בכל פאזה להשתנות באופן משמעותי, ולהשפיע על חיי הפעולה של המכשיר או אפילו להרוס אותו.

הגנה מתקלות

במקרה של תקלה חד-פאזית לקרקע, הארת נייטרלית עוזרת לזרם התקלה לזרום במהירות. לדוגמה, כאשר חוט חי יוצר קצר לקרקע, הקו הנייטרלי המחובר לקרקע מספק נתיב חזרה בעל 저נגד נמוך עבור זרם התקלה, כך שהמכשיר הגנה (כמו פוזרים, מכelli circuit breakers, וכו') יכול לזהות את זרם התקלה בזמן ולפעול כדי לנתק את המעגל, ובכך להגן על בטיחות האנשים והציוד.

הבדלים בבטיחות בין חיבור לקרקע לחיבור לאפס

עקרונות הגנה שונים

• חיבור לקרקע (הגנה באמצעות חיבור לקרקע) : הגנה באמצעות חיבור לקרקע היא חיבור אמין בין מעטפת המתכת או המסגרת של המכשיר החשמלי לקרקע. כאשר מתרחשת תקלה של דליפה במכשיר, כגון פגיעה בבודד הסלילים של המנוע כך שהמעטפת טעונה, מכיוון שהמעטפת מחוברת לקרקע, זרם הדליפה יזרום לקרקע דרך ההתנגדות לקרקע. אם ההתנגדות לקרקע קטנה מספיק כדי לגרום לזרם הקרקע להגיע לסף הפעולה של מכשיר ההגנה (כמו מגן דליפות), מכשיר ההגנה יפעל לנתק את המעגל; אם ההתנגדות לקרקע גדולה, למרות שאפשר שמכשיר ההגנה לא יופעל מיד, כאשר גוף האדם מגע במעטפת הטעונה, מכיוון שהתנגדות הגוף הרבה יותר גדולה מתנגדות הקרקע, רוב זרם הדליפה יזרום לקרקע דרך התנגדות הקרקע, ובכך יפחית את הזרם העובר בגוף האדם ומפחית את סיכון החשמל.

• חיבור לאפס (הגנה באמצעות חיבור לאפס) : הגנה באמצעות חיבור לאפס היא חיבור בין מעטפת המתכת של המכשיר החשמלי לקו הנייטרלי (קו האפס). במערכת תלת-פאזה עם ארבעה חוטים, אם מתרחשת דליפה במכשיר, כמו קצר בין חוט חם לעטיפת המכשיר, אז זרם הקצר יחזור למקור דרך הקו הנייטרלי, זרם הקצר בדרך כלל גדול, ינתק במהירות את הפוזר על הקו או יפעיל את מכונת הניתוק, ובכך ינתק את הזין כדי למנוע מכות חשמל.

טווחי שימוש שונים

• חיבור לקרקע: מתאים למערכות חשמל שבהן נקודת הניטרל לא מחוברת לקרקע או מחוברת לקרקע בהתנגדות גבוהה, כמו מערכות הפצה פשוטות באזורים כפריים או מערכות חשמל תעשייתי מיוחדות. במערכות אלו, מכיוון שלא ניתן להשיג הגנה אפקטיבית נגד תקלות באמצעות חיבור לאפס, חיבור לקרקע הוא אמצעי חשוב לבטיחות.

• חיבור לאפס: מתאים בעיקר למערכת הפצה תלת-פאזה עם ארבעה חוטים בה נקודת הניטרל מחוברת ישירות לקרקע (כמו מערכת 380V/220V נפוצה). במערכת כזו, הקו הנייטרלי כבר מחובר לקרקע, והגנה מהירה ויעילה מפני דליפות יכולה להיות מושגת באמצעות חיבור לאפס מגן.

מתח בשעות תקלה שונה

• חיבור לקרקע: במערכת הגנה באמצעות חיבור לקרקע, כאשר מתרחשת תקלה של דליפה במכשיר, המתח לקרקע של מעטפת המכשיר שווה לזרם הדליפה כפול ההתנגדות לקרקע. אם ההתנגדות לקרקע גדולה, אפשר שמעטפת המכשיר תישא מתח גבוה לקרקע. למרות שזרם העובר בגוף האדם קטן יחסית, עדיין קיים סיכון לחשמל.

• חיבור לאפס: במערכת הגנה באמצעות חיבור לאפס, כאשר מתרחשת דליפה במכשיר, מכיוון שזרם הקצר חוזר למקור דרך הקו הנייטרלי, המתח התאורטי לקרקע של מעטפת המכשיר ירד במהירות לשנייה קרוב לאפס וולט, מה שמשפר מאוד את הבטיחות.