Af hverju er jarðarleiðin minni en hittileiðin?

Aðferðir við stærð á jarðaröð

Stærð jarðaröðar þarf ekki að passa stærð orka- (eða hitt) rásar. Hins vegar verður hún að fylgja strikt reglum sem eru tilgreindar í raforkulögum, eins og National Electrical Code (NEC) í Bandaríkjunum. Fjölmargar stök stafa á stærðina á jarðaröð:

Þó sé ekki algengt, í tilfærslum með langar rásar eða kerfi þar sem er mikilvægt að minnka viðmót, gæti jarðaröðin verið nauðsynlegt að aukast í stærð. Þetta er vegna þess að lengri jarðaröð getur tekið mikið spenna, sem í sér drar aukin viðmót á jarðaröð. Til að lágmarka þetta máli og tryggja öruggleika og traust rafkerfisins, gæti jarðaröðin verið staðfest að passa stærð hita rásarinnar.

Í ákveðnum raforkuverkum gætu verktakar valið að gera jarðaröðina sömu stærð og hita rás, sem auka öryggismæling. Þessi venju er sérstaklega algeng í kritískum kerfum þar sem raforkufrekari geta haft alvarlegar afleiðingar, eða svæðum þar sem staðbundið raforkulög setur strengari kröfur. Með notkun stærri jarðaröð er hægt að bæta áfangaröðum, sem minnkar áhættuna af raforkusprengingu og tæki.

Skilningur á stærð jarðaröð í rafkerfum

Þegar jarðaröðin er minni en orkarásin

Í mörgum rafkerfum er jarðaröðin (eða jarðaröð) vanalega minni í stærð heldur en hita- (hitt) og nýtra rás, og þessi hönnunarmat byggist á nokkrum stökum:

Virka hverrar rásar tegundar

• Hitarás: Þessi rás er aðsótt um að halda fulla hittströmmu í rás sem fer fram í rás. Hann veitir raforku tengdum tækjum og búnaði.

• Nýtrarás: Hann virkar sem afturkomurási fyrir straum, sem halar sama magn straums og hita rás til baka til orkurunnar.

Jarðaröð: Aðalhlutverk hans er að veita öruggan leið fyrir villustraum, eins og þeir sem myndast við skammrás eða raforkulekk. Með að stýra þessum óvenjulegum straumum, hann varnar tæki og varnar starfsmenn frá raforkusprengingu. Mikilvægt er að jarðaröðin er ekki að taka þátt í venjulegum straumarás rásarinnar.

Krafð á straumarás

Þar sem jarðaröðin aðeins keyrir straum við villu, þarf ekki að halda samfelldu hittstraum eins og hita rás. Villustraum fer yfirleitt í hratt, oftast eingöngu þar til yfirstraumvarnartæki, eins og rafstraumsbrotara eða lykt, brotnar til að hætta rás. Af þessum ástæðum getur jarðaröðin verið staðfest til að standa við þessa stuttar hækrunar án þess að hætta upp. Hönnun hans leyfir honum að halda villustraum bara svo lengi að varnartæki brotnar rás, og stutt villutími minnkar áhættu af merkilegri hitti. Þetta gerir kleift að nota minni rað, sem lætur kostnað og efni, en samt uppfyllir væntu öruggleik og prestanda. Auka stærð jarðaröð mun kosta óþarfa kostnað án auka öruggleika.

Athugað spennuhlutverk

Spennuhlutur er ekki mikilvægur í hönnun jarðaröða þar sem þeir keyra ekki straum samfelld. Auk þess eru jarðaröð oftar en ekki settar upp í sjaldgæfar lengdir. Þessi stutt lengd leyfir villustraum að fara fljótt í jarðaröð, sem brotnar rafstraumsbrotara án þess að hætta upp. Þannig er hægt að nota minni jarðaröð án þess að hætta prestandu rásarinnar.

Reglugerðar á stærð

National Electrical Code (NEC): NEC veitir nánar lýsingu í töflu 250.122 sem tilgreinir lágmarksstærð jarðaröð. Þessi kröfur eru byggðar á metinu yfirstraumvarnartækis, eins og rafstraumsbrotara eða lykt, sem varnar rás.

International Electrotechnical Commission (IEC): Samkvæmt NEC, IEC stöðluðu nánar lágmarksstærð jarðaröð. En IEC reglur hefur venju að hugsa um stærð hittarás og hámarks vildarað. Þessar lög tryggja að jarðaröð séu rétt staðfest - ekki of ljótt, sem gæti leitt til misfalla við villa, neitt of stórt, sem væri óþarfa.

Praktísk dæmi

• Fyrir rás sem varnar af 15 amp breyta, er hita rás typisk #12 AWG, og jarðaröðin verður að vera að minnsta kosti #14 AWG kopar.

• Með 20 amp breytu, er hita rás 10 AWG, og jarðaröðin ætti að vera að minnsta kosti #12 AWG kopar.

• Í tilfærslu 50 amp breytu, er hita rás # 6 AWG, og lágmarksstærð jarðaröð er 10 AWG kopar.

• Fyrir 100 amp breyta og panel, þar sem þjónusturás er #4 AWG, verður jarðaröðin að vera að minnsta kosti #8 AWG kopar.

• Fyrir 200 amp þjónustu, eru hitarásar að minnsta kosti #3/0 AWG, og jarðaröðin ætti að vera # 4 AWG.

• Rásar með mjög stórum breytum, eins og þeir sem eru metnir 600 amp, krefjast jarðaröða sem eru stærðar eins og hætta villustraum.

Þó að jarðaröðin sé minni en hita rás í mesti hluti, eru undantekningar.

Þegar jarðaröðin er sama stærð og orkarásin

Það eru ákveðnar tilfærslur þar sem jarðaröðin verður að vera sama stærð og orkarásin:

Bandingaröð

Þegar jarðaröð er notuð fyrir banding, eins og tenging á raforkutækja með jarðakerfi, gæti hún verið sama stærð og orkarásin. Þetta tryggir að hún geti haldið villustraum og varnað banding tenging, sem gefur öruggan vernd gegn raforkuhauslyndum.

Stór rað

Fyrir rás sem nota stórar rað (til dæmis 3/0 AWG eða stærri), biður NEC um stærri jarðaröð. Þetta er til að tryggja að jarðakerfi geti haldið stórum villustraum sem tengjast stórum rás og varnað öruggleika raforkuverksins.

Sérstök tæki

Ákveðin tegund af kynnisbundið eða stórt tæki, eins og sólarhrifstöð, gæti krafist jarðaröða sem eru sama stærð og orkarás. Þetta er nauðsynlegt til að tryggja hagkvæma villustraum og minnka viðmót, sem aukar öruggleika og prestandu tækisins og raforkuverksins.

Afleiðingar af rangri stærð jarðaröð

Jarðaröð í rafkerfi er ekki alltaf sama stærð og hitt eða nýtrarás; hún getur verið annað hvort stærri eða minni. Þegar kemur að notkun stærri jarðaröð, en það kemur ekki með neina áhættu fyrir rafkerfi, þá kemur hún með aukinn kostnað vegna aukinnar efna. Í tilfærslum þar sem er nauðsynlegt að bæta við lengd, getur verið notaður tengingabox til að bæta við rásinni án þess að hætta upp á jarðakerfi.

Faktiskt, stærri jarðaröð gefur nokkrar kostgildi og getur verið sérstaklega gagnleg í ákveðnum tilfærslum. Með sínum lægra viðmót, stærri rásar draga að minnka spennuhlut, sem tryggir stöðugri raforkutengingu. Þetta verður sérstaklega mikilvægt í kerfum sem krefjast stærri straumarás. Með að minnka spennuloss, stærri jarðaröð hjálpar að halda samræmd raforkuprestandu, sem aukar öruggleika og traust rafkerfisins.

Á móti, notkun jarðaröð sem er of ljótt getur leitt til alvarlega vandamál. Ljósar rásar hafa hærri raforkuviðmót, sem getur hætt við rétt virkni rafstraumsbrotara. Þetta hættir að rafstraumsbrotari brotnar ekki eins fljótt eins og ætti við villa, sem leyfir mögulega farliga magn straums að fara í gegnum kerfið. Auk þess, ljósar jarðaröð geta ekki haldið óþarfa villustraum, sem leitar að hætta upp. Í stærstu tilfærslu, getur hætta upp leitt til að rásin smelti, sem myndar mikil eldsáhættu og setur bæði eignir og líf á hættu.

Til að tryggja öruggleika og besta prestandu rafkerfisins, er mikilvægt að nota jarðaröð sem er rétt staðfest. Til dæmis, í venjulegu 100 amp þjónustu með 150 fet keyrslu, er 8 AWG (American Wire Gauge) jarðaröð venjulega tillögð. Með að fylgja þessum stærðarreglum, er hægt að tryggja að raforkuhauslyndum verði varnað og að jarðakerfi vinist vel, sem veitir öruggan vernd við villa.