Kakšen je namen zemljenja neutralnega vodnika? Kako se zemljenje razlikuje od povezave glede na varnost?

Namenska točka zemljenja

Osnovna funkcija

V električnem sistemu namenska točka zemljenja zagotavlja stabilno referenčni potencial za celotno kruto, ki je običajno določen kot ničelni potencial. To pomaga pri določanju vrednosti napetosti drugih vodil (na primer, faza) glede na ta ničelni potencial, kar omogoča boljšo in natančnejšo meritvijo in analizo napetosti. Na primer, v trifaznem četverovidnem nizkonapetostnem distribucijskem sistemu (380V/220V) je napetost med živim vodilom in neutralnim vodilom 220V, in ta vrednost napetosti je določena na osnovi ničelnega potenciala neutralnega vodila.

Zagotavljanje stabilnega delovanja sistema

Pri neustreznem trifaznem obremenitvi lahko namenska točka zemljenja zagotovi relativno stabilnost trifazne napetosti. Ko je trifazno obremenitev neustrezen (na primer, v nekaterih prebivalstvenih območjih ali manjših komercialnih električnih scenarijih, kjer je število in moč povezane električne opreme na različnih fazah različno), lahko neutralno vodilo usmeri neustrezen tok nazaj k neutralni točki viru, da se izogne vplivu neustreznosti trifazne napetosti na normalno delovanje električne opreme. Če ni neutralnega vodila zemljene, lahko neustreznost trifazne napetosti povzroči velike fluctuacije napetosti posameznih faz, kar vpliva na življenjsko dobo naprave ali celo poškoduje napravo.

Zaščita pred napakami

Ob enofaznem zemljitvenem defektu pomaga namenska točka zemljenja hitremu pretoku defektnega toka. Na primer, ko se živo vodilo nenamerno zemlji, zemljeno neutralno vodilo zagotavlja nizko-impedančno povratno pot za defektni tok, tako da zaščitna naprava (na primer, preklopniki, varnostni preklopniki itd.) lahko ugotovi defektni tok in ukrepa, da prekine kruto, s tem pa zaščiti osebno in strojno varnost.

Razlike v varnosti med zemljenjem in povezovanjem z ničlo

Različni principi zaščite

• Zemljenje (varnostno zemljenje): Varnostno zemljenje je zanesljiva povezava med metalno lupino ali okvir električne opreme in tla. Ko v opremi pride do napake, kot je poškodba izolacije navijalnika motorja, zaradi katere postane lupina nabita, ker je lupina zemljena, bo odtežni tok tekel v tlo skozi upornost zemljenja. Če je upornost zemljenja dovolj majhna, da dosežejo zemljenski tok prag delovanja zaščitne naprave (na primer, naprave za zaščito pred odtežnimi tokovi), bo zaščitna naprava delovala in prekinila kruto; če je upornost zemljenja velika, čeprav zaščitna naprava ne more biti takoj aktivirana, ko se človek dotakne nabite lupine, ker je upornost človeškega telesa veliko večja od upornosti zemljenja, bo večina odtežnega toka tekla v tlo skozi upornost zemljenja, s tem pa zmanjšala tok skozi človeško telo in zmanjšala tveganje električnega udara.

• Povezovanje z ničlo (varnostno povezovanje z ničlo): Varnostno povezovanje z ničlo je povezava metalne lupine električne opreme s neutralnim vodilom (neutralnim vodilom). V trifaznem četverovidnem sistemu, če pride do odtežne napake v opremi, na primer, kadar pride do kratkega zapora med faznim vodilom in lupino opreme, bo faza kratkega zaporovnega toka vrnila nazaj k viru skozi neutralno vodilo, kratki zaporovni tok je običajno velik in hitro pretopi preklopnike na vodilu ali preklopi preklopnik, s tem pa prekine vir in prepreči električni udar ljudem.

Različna področja uporabe

• Zemljenje: Ustreza električnim sistemom, kjer so neutralne točke nezemljene ali zemljene z visokim upori, kot so preprosti distribucijski sistemi v nekaterih podeželskih območjih ali nekateri posebni industrijski električni sistemi. V teh sistemih, ker se z varnostnim povezovanjem z ničlo ne more učinkovito doseči zaščita pred napakami, je zemljenje pomembno sredstvo za zagotavljanje varnosti.

• Povezovanje z ničlo: Ustreza predvsem trifaznemu četverovidnemu nizkonapetostnemu distribucijskemu sistemu z neposrednim zemljenjem neutralne točke (na primer, pogost 380V/220V sistem). V tem sistemu je neutralno vodilo že zemljeno, in z varnostnim povezovanjem z ničlo se lahko hitro in učinkovito doseže zaščita pred odtežnimi tokovi.

Različna napetost ob napaki

• Zemljenje: V varnostnem sistemu zemljenja, ko v opremi pride do odtežne napake, je napetost do tla lupine opreme enaka odtežnemu toku pomnoženemu z upornostjo zemljenja. Če je upornost zemljenja velika, lahko lupina opreme nosi visoko napetost do tla. Čeprav je tok skozi človeško telo relativno majhen, obstaja še vedno tveganje električnega udara.

• Povezovanje z ničlo: V varnostnem sistemu povezovanja z ničlo, ko pride do odtežne napake v opremi, bo teoretična napetost do tla lupine opreme hitro padla blizu nič voltov, ker se kratki zaporovni tok vrne k viru skozi neutralno vodilo, kar bistveno izboljša varnost.