aarding, of aarding, is een fundamenteel onderwerp voor de juiste werking van elektrische systemen en apparaten. Maar weinig mensen begrijpen deze kwestie of de reden waarom het wordt gebruikt.
aarding is een enorm onderwerp vol standaarden, praktische regels, misvattingen, verrassingen en wat magie. De regels voor aarding zijn vrij moeilijk en lijken soms onduidelijk.,
dit inleidende artikel bespreekt de basisprincipes van aarding, geeft een overzicht van de belangrijkste aardingstoepassingen en legt de basis voor het onderzoeken van deze toepassingen van eerste tot laatste.
Wat is aarding?
In analyses van elektrische installaties ziet u vaak de termen grond, grond en aarding. Er zijn verschillende formele definities van deze termen in verschillende normen en codes. Echter, zoals de naam al doet vermoeden, aarding is een verbinding van het elektrische systeem, elektrische apparaten en metalen behuizingen op de grond., Het is ook bekend als aarding, dat wil zeggen, verbinding met de aarde.
hoewel niet-geaarde elektrische systemen bestaan-hetzij omdat ze niet aan de grond worden gehouden door codes of door operationele redenen-zijn de meeste arrays op de een of andere manier geaard.
is de grond een geleider van elektriciteit?
hoewel niet de beste, ja, de grond is een elektrische geleider. Het wordt gebruikt om foutstromen, signalen en radiogolven te dragen.
de voortplanting van Groundwaves is bijzonder belangrijk op het laag – en middelhoge frequentiegedeelte van het radiospectrum., Er zijn ondergrondse laagfrequente radio antennes die werden ontwikkeld tijdens de vroege dagen van de 20e eeuw. Deze elektrische eigenschap wordt zichtbaar wanneer de bliksem van en naar de aarde reist.
Grondverbinding. Figuur met dank aan .
Het is ook belangrijk om te weten dat soms wordt aangenomen dat de aarde als geleider een potentiaal van nul heeft en als referentie wordt genomen in veel spanningsmetingen.
aarding van het stroomsysteem is zeer belangrijk omdat de meeste fouten betrekking hebben op aarding., Vervolgens heeft het een fundamentele rol in de bescherming van zijn componenten en de veiligheid voor de operator. Er zijn verschillende aardingstechnieken gebruikt voor het afmeren van een elektrisch systeem op de grond. Laten we kijken naar elk type volgende.
systeem aarding
systeem aarding verwijst naar de limiet van de gedefinieerde waarden die de spanning heeft op de grond in elk deel van het elektrische systeem. Het verbindt het stroomdragende punt van het elektrische systeem met de grond, d.w.z. het Neutrale van transformatoren en roterende apparatuur en lijnen.,
neutrale aarding
De kunst en wetenschap van neutrale aarding zijn van het grootste belang in deze analyse. Een keuze van methoden voor het aarden van de neutrale in transformatoren en roterende apparatuur is naar voren gekomen om het foutenpercentage en tijdelijke storingen te regelen, waardoor de continuïteit van de dienst wordt verbeterd., De belangrijkste typen neutrale aarding zijn:
- niet geaard: aarding gebeurt niet met opzet, maar het systeem wordt geaard vanwege zijn natuurlijke capaciteit op de grond
- door impedantie
- weerstand — hoge weerstand, lage weerstand
- reactantie-hoge reactantie, resonant (ook hoge reactantie), lage reactantie
- vaste (effectieve)
- /ul>
de meeste neutrale aarding is vast. Bij deze methode wordt het neutrale op grondpotentiaal gehouden, met de volgende voordelen:
- beperkt de spanning die op de isolatie van de apparatuur wordt toegepast., Bedenk dat de materialen die gebruikt worden in de isolatie heb kunnen weerstaan aan de toegepaste spanning;
- Grenzen systeem spanning naar aarde of apparatuur, kasten, onder normale en storingen, het verhogen van de veiligheid van personeel;
- Minimaliseert mogelijke tijdelijke overspanning;
- Zorgt voor een bron van grond-fault current doorgeven, waardoor een snelle fout wissen.
andere Aardingsmethoden
andere aardingsmethoden worden soms gebruikt in systemen 600V en lager.,
- lijn aarding
- Zig-zag aardingstransformator
- hoek-van-de-delta
- Mid-fase aarding
apparatuur en veiligheid aarding
mensen moeten worden beschermd omdat een kleine hoeveelheid stroom die door het lichaam circuleert grote schade of de dood kan veroorzaken.
aarding van apparatuur verbindt alle niet-stroomdragende metalen delen van het bedradingssysteem of-apparaat met de grond., Voorbeelden zijn de kast van de service-apparatuur, de frames van transformatoren en motoren, de metalen leiding en dozen, het metalen schild van afgeschermde kabels, palen, torens, en meer.
aarding van apparatuur beperkt de spanning tussen niet-stroomdragende onderdelen en tussen deze onderdelen en de aarde tot een veilige waarde, wat de beveiliging verhoogt. Het maakt ook snelle foutenoplossing mogelijk.
om mensen en dieren in de omgeving te beschermen, worden energiecentrales en onderstations gebouwd op grondmatten. Deze praktijk minimaliseert elektrische schok potentieel.,
aarding van apparatuur. Figuur met dank aan .
Hechtapparatuur voor het voldoen aan de veiligheidsnormen
verlijming bestaat uit de onderlinge verbinding van alle niet-stroomdragende metalen delen van de installatie om de elektrische continuïteit en geleidbaarheid te waarborgen. Op deze manier, metalen stukken zijn op een gemeenschappelijke en minimale potentiaal boven de grond. Codes vereisen verlijming in geaarde en niet-geaarde arrays.,
deze koppeling gedraagt zich als een pad met een lage impedantie dat de aardfoutstroom veilig geleidt en de snelle werking van overstroombeveiligingssystemen op een geaard systeem en de werking van aardfoutdetectoren op geaarde systemen met een hoge impedantie en op niet-geaarde systemen helpt.
Codes hebben ook betrekking op het verlijmen van metalen bouwdelen (niet-elektrisch) die per ongeluk van energie kunnen worden voorzien.
bescherming tegen statische elektriciteit met statische aarding
Het doel van het beheersen van statische ladingen is om mensen en eigendommen te beschermen.,
de wrijving tussen twee oppervlakken van isolatiematerialen kan ertoe leiden dat elektronen van het ene oppervlak naar het andere worden overgebracht, waardoor een potentiaalverschil van duizenden volt ontstaat. Dit potentiële verschil kan statische vonken veroorzaken, die een bron van branden en explosies zijn.
elektronische onderdelen en apparatuur zijn niet bestand tegen het momentane vermogen dat door statische elektriciteit wordt opgewekt. Er zijn verschillende methoden om te beschermen tegen de gevaren van statische elektriciteit, aarding en hechting zijn twee van hen.,
statische aarding zorgt voor een aardverbinding met lage weerstand, waardoor de statische elektriciteitsproductie wordt beperkt. Deze praktijk voorkomt vonken tussen de lichamen.
gevaarlijke locaties zijn bijzonder belangrijk voor het aan de grond zetten, omdat ze ontvlambare of ontvlambare materialen kunnen bevatten en vonken veroorzaakt door statische elektriciteit kunnen de atmosfeer ontsteken.
elektrostatische inductie kan ook de oorzaak zijn van transiënte omstandigheden die onbedoelde gebeurtenissen in aangrenzende circuits teweegbrengen, die valse relaisbewerkingen veroorzaken, uitschakeling van stroomonderbrekers, of valse signalen in regelcircuits, om er maar een paar te noemen.,
bliksembeveiliging aarding
bliksembeveiliging speelt een sleutelrol bij het ontwerp en de werking van elektrische energiesystemen. In gebieden met frequente stormen is bliksem de meest voorkomende oorzaak van storingen en schade.
een bliksembeveiligingssysteem onderschept of leidt bliksem af en biedt een bepaald pad voor het veilig uitvoeren van de pieken naar de grond door adequate downgeleiders naar aardelektroden. Zo helpt het rampzalige gebeurtenissen zoals branden, verwondingen en doden te voorkomen.,
bliksembeveiliging speelt een sleutelrol bij het ontwerp en de werking van elektrische energiesystemen. Figuur met dank aan .
naast elektrische energiesystemen kunnen hoge constructies zoals schoorstenen, tanks, torens en gebouwen bliksembeveiligingssystemen nodig hebben, hoewel niet alle objecten of constructies op een bepaalde locatie deze nodig hebben. Ook hier zijn gevaarlijke locaties belangrijk omdat bliksem vonken produceert en het risico op brand en explosies hoog is.,
houd er rekening mee dat het onmogelijk is om 100% van een constructie te beschermen tegen directe stoten, behalve door het geheel in te kapselen met metaal.
met betrekking tot transmissiesystemen kan een goed ontworpen aarddraadsysteem de stroomuitval aanzienlijk verminderen omdat het de fasegeleiders beschermt door de directe impact van blikseminslagen te ontvangen.
bescherming tegen door bliksem veroorzaakte overspanningen
tijdelijke overspanningen zijn dagelijkse gebeurtenissen in elektrische energiesystemen. Switching is hun belangrijkste oorzaak, maar switching pieken zijn relatief gemakkelijk te hanteren., Echter, bliksemstoten zijn de meest ernstige en moeilijk te beheren. Ze kunnen de systeemspanning verhogen tot vele malen de nominale spanning. Als de apparatuur in het stroomsysteem niet is beschermd tegen bliksemstoten, zal er aanzienlijke schade optreden.
overlopende aarddraden, naast afscherming tegen directe blikseminslagen, verminderen de effecten van geïnduceerde pieken.
ook zijn overspanningsbeveiligers in shunt aangesloten over de stukken elektrische apparatuur om transiënten naar de grond te leiden.,
Aardingstechnieken ter bescherming van elektronische apparatuur
Computers, communicatiesystemen, instrumenten en regelapparatuur vereisen een goede aarding voor een correcte werking. Vaker wel dan niet, de veiligheid aarding van apparatuur is hetzelfde voor elektronische apparatuur als het is voor elk ander soort apparatuur.
controlekamer. Figuur met dank aan Unsplash.,
soms worden op elektronische apparatuur speciale aardingstechnieken toegepast, die afwijken van conventionele veilige aardingspraktijken, maar er moet op worden gelet dat deze technieken niet leiden tot onveilige praktijken.
sommige elektrische distributiesystemen voor elektronische apparatuur zijn ten onrechte geïnstalleerd met de bedoeling de hoeveelheid elektrische ruis in het aardingssysteem te minimaliseren. Maar deze installaties voldoen niet aan de voorschriften van de Nationale Elektrische Code (NEC), waardoor de veiligheid van het personeel in gevaar komt.,
bescherming van gegevenscircuits tegen storingen of schade impliceert niet altijd aarding, hoewel een goede aarding deze bescherming vergemakkelijkt.
een overzicht van Aardingstechnieken en toepassingen
een van de belangrijkste maar minst begrepen overwegingen bij het ontwerp van elektrische systemen is aarding.
aarding bestaat uit een lage impedantie verbinding met de aarde. De grond is een slechte geleider, maar goed genoeg voor dit doel.,
aarding speelt een sleutelrol bij de correcte werking van elektrische systemen, zowel stroom als elektronica, en bij de bescherming van mensen.
- systeem aarding helpt grondfouten te detecteren en te verwijderen.
- aarding van apparatuur biedt een retourpad voor grondstoring stroom.
- binding houdt elektrische continuïteit en geleidbaarheid.
- statische aarding voorkomt de opbouw van statische elektriciteit, waardoor de kans op brand of explosies bij het hanteren van gevaarlijke materialen wordt verminderd.,
- bliksembeveiliging aarding helpt structuren en apparatuur te beschermen tegen directe stakingen.
- bovengrondse Gronddraden en overspanningsbeveiligingen, aangesloten op de grond, kunnen gevaarlijke systeemoverspanningen beperken tot Veilige waarden.
fundamenteel is het aarden van een elektronisch systeem hetzelfde als het aarden van elk elektrisch systeem. Er moet echter op worden gelet dat speciale aardingstechnieken geen gevaarlijke omstandigheden veroorzaken.