Systémy uzemnění do hvězdy a trojúhelníku

Naposledy upravil Freeman-des 23.09.2021, 16:30, celkem upraveno 3krát.

Dobrý den, mám doslova malý dotaz ohledně použití šroubováku-potenciometru.

Nářadí: šroubovák-potenciometr, multimetr.
Zdroj napájení: vnitřní zásuvka 220 V bez uzemnění (bez uzemňovacích antén).
Předmět výzkumu: stojan od rychlovarné konvice (bez konvice).

Tento stojan má fázový, nulový a zemnící kontakt. Zástrčku stojanu (která má zemnící kontakt) zasunu do výše popsané zásuvky. Napětí změřím multimetrem:
fáze-nula: 230 voltů,
fáze-zem: 0 voltů (což není příliš překvapivé, protože zásuvka není uzemněna),
nulové uzemnění: 0 voltů.
Vezmu si potenciometr: Zapojím ho do fázového kontaktu ve stojanu – svítí. Zapojím ho do nuly – nesvítí. Zapojím ho do zemnícího kontaktu – trochu svítí.
Vyvstává otázka, proč potenciometr ukazuje rozdíl potenciálů mezi mým prstem a zemí ve stojanu, která není k ničemu připojena? Jediné, co mě napadá, je, že na zemnícím vodiči je fázovým vodičem indukováno nějaké napětí. Ale proč pak multimetr toto napětí mezi zemí a nulou nezaznamená?

Re: Napětí na zemi
23.09.2021, 16: 58
Freeman-des ve zprávě #1532448 napsal:
Nářadí: šroubovák s potenciometrem,
Freeman-des ve zprávě #1532448 napsal:
potenciometr ukazuje rozdíl potenciálů

Promiňte, ale spadne tam něco s vysokorychlostním zvedákem?

Samozřejmě si můžete domyslet, že měli na mysli indikátorový šroubovák. Ale dopadlo to neméně vtipně než u Ilfa a Petrova.

Freeman-des ve zprávě #1532448 napsal:

Jediné, co mě napadá, je, že na zemnícím vodiči je fázovým vodičem indukováno určité napětí.

V každodenním životě je toto vysvětlení dostatečné.
Freeman-des ve zprávě #1532448 napsal:
Ale proč tedy multimetr nezaznamenává toto napětí mezi zemí a nulou?

Ale k zodpovězení této otázky nestačí každodenní vysvětlení.
Musíte nakreslit ekvivalentní obvod a položit si následující otázky:
a) jaký je výstupní odpor výsledného zdroje napětí?
b) jaký je vstupní odpor multimetru?
c) jaký je vstupní odpor indikátorového šroubováku?

Re: Napětí na zemi
24.09.2021, 01: 43

Naposledy upravil sergey zhukov dne 24.09.2021 01:49, upraveno celkem 1krát.

Freeman-des
Pracoval jsem ve výrobě polymerových fólií. Bylo tam mnoho navíjecích válců této fólie, které akumulovaly spoustu statické elektřiny. V této dílně nebylo nutné indikátorový šroubovák nikam zapojovat. Prostě vám v rukou svítil.

Podívejte se pozorně na konstrukci tohoto šroubováku. V sérii s lampou je zapojen rezistor s odporem asi 1 MOhm. Odpor obvodu „rezistor – lampa“ je proto ještě vyšší. Taková sestava nemůže spotřebovávat velký proud.

Zkuste paralelně zapnout indikátorový šroubovák a multimetr v režimu měření napětí. Vidíte? Šroubovák přestal svítit. To znamená, že multimetr v režimu měření napětí odebírá z tohoto nízkoproudého obvodu příliš vysoký proud. S takovým multimetrem nelze měřit napětí v takovém obvodu. Je důležité si uvědomit, že jakýkoli voltmetr musí pro měření napětí odebírat z obvodu malé množství proudu, tj. při zapojení mírně zkresluje činnost obvodu. Pokud je toto „malo“ srovnatelné s proudem, který je tento obvod obecně schopen dodávat (vysoký výstupní odpor obvodu), pak připojení takového voltmetru radikálně změní měřené napětí a dokonce i činnost celého obvodu. Měření se změní ve zkreslení.
Nyní je zkuste zapojit sériově a změřit proud multimetrem. Šroubovák stále svítí a multimetr ukazuje velmi slabý proud (nebo dokonce žádný). To znamená, že šroubovák odebírá z obvodu velmi malý proud. Je vhodnější pro měření napětí v tomto obvodu.

Ano, fázový vodič indukuje napětí v zemnícím vodiči. Mezi nimi je kapacita. Tento efekt někdy není tak slabý. Například relé s vysokým odporem jsou schopna v důsledku takového rušení pracovat nebo chrastit na provozní hranici.

Existuje mnoho způsobů, jak navrhnout uzemňovací systém. Nejznámější a nejpoužívanější z těchto metod je systém pevného uzemnění (nulový bod je přímo spojen se zemí bez odporu). V tomto článku se podíváme na systém pevného uzemnění a probereme poruchy uzemnění.

Hvězdná soustava na pevné zemi (Y);

Systém pevné země je nejběžnějším a jedním z nejfunkčnějších návrhů systému. Hvězdicový (Y) systém je jednou z nejčastěji používaných instalací, protože podporuje jednofázové a neutrální zatížení. Uzemnění pevně uzemněné hvězdicové soustavy (Y) s přihlédnutím k neutrálnímu bodu je znázorněno níže.

Čemu byste měli věnovat pozornost na obrázku výše:

Nejprve je napětí uzemněného systému fixováno fázovým napětím vinutí. Uzemnění částí energetického systému, jako je materiálová struktura, a udržování zbytku prostředí z velké části na nulovém potenciálu má vážné důsledky.

Konkrétně, úroveň izolace mezi fází a zemí zařízení se musí rovnat fázovému napětí, což je 57,7 % síťového napětí. Kromě toho je systém méně citlivý na přechody napětí mezi fází a zemí. Jinými slovy, systém je vhodný pro napájení zátěží z vedení do neutrálu.

Vzhledem k tomu, že velikosti fázového napětí jsou stejné, jednofázové zatížení připojené mezi fází a nulový vodič bude stejné na jakékoli fázi.

Tento systém je velmi běžný na úrovních použití, jako je 480Y/277V a 208Y/120V ve většině rozvodných sítí.

Ačkoli je uzemňovací systém zapojený do hvězdy více než většina běžných zemnících systémů, hvězdicové pole (Y) není jediným konfigurovaným uzemňovacím systémem.

systém delta (∆) pevná země;

Uzemnění systému trojúhelníku (∆) je znázorněno níže.

Solidly-Grounded Yıldız (Y) sistem ile karşılaştırıldığında Solidly-Grounded üçgen (∆) sistemin bazı dezavantajları bulunmaktadır. Faz-toprak gerilimi eşit değildir ve bunun sonucunda üçgen (∆) systém, tek fazla yüklemeleri için uygun değildir. Topraklanmış tek iletken B fazı olduğundan ve yanlış tanımlanabilirliğinden, uygun faz tespiti olmaksızın şok riski bulunmaktadır.

Üçgen (∆) dizilimi baska tarzlarda yapılandırılabilir. Şekilde gösterilen dizilim ilk bakışta mantıklı gibi görünmese de bu sistemin, tek faz ve 3 faz yük kablolarının birbirinden ayrı tutuldukça 3 fazlı ve tek fazlı yüklere uygun olduğu görülebilmektedir.

Bu sistem 240 V AC 3 faz ve 120/240 V AC tek faz gerektiren küçük çaplı hizmetlerde yaygın olarak kullanılabilmektedir.

A fazı gerilimini topraklamak için B fazı ve C fazı gerilimlerinin topraklanması için olan miktarın %173’ü kadar gerekmekte olduğuna dikkat edilmelidir.

Zkrat, který je společným rysem zde zobrazených systémů pevného uzemnění a dalších existujících systémů pevného uzemnění, má za následek zvýšený poruchový proud vůči zemi.

Tato situace je známá jako zemní spojení. Jak je znázorněno níže, napětí na vadné fázi je statické. Protože odpor fázového a poruchového zkratu je malý, protéká fází zkratu velký proud.

Proud a napětí na dalších dvou fázích se nemění. Skutečnost, že pevný zemnící systém může odolat velkým zemním poruchovým proudům, je důležitou vlastností tohoto typu uzemňovacího systému a ovlivňuje návrh systému. Podle statistik tvoří 90-95 % všech zkratových systémů zemní poruchy. Proto je tato otázka důležitá.

Zemní porucha v uzemňovacím systému vyžaduje co nejrychlejší odstranění závady. Ve srovnání s jinými systémy uzemnění je to největší nevýhoda systému pevného uzemnění.

Systém pevného uzemnění je velmi účinný při snižování pravděpodobnosti přechodů mezi fází a zemí. Aby k tomu však došlo, systém musí být účinně uzemněn. Jedním z ukazatelů účinnosti uzemňovací soustavy je poměr aktuálního zemního poruchového proudu ke stávajícímu třífázovému poruchovému proudu. Pro účinné uzemňovací systémy by měl být tento poměr obvykle alespoň 60 %.

Většina veřejných systémů, které poskytují služby komerčním a průmyslovým systémům, je řádně uzemněna. Vzhledem k tomu, že komerční nebo průmyslová zařízení používají samostatné uzemňovací hromosvody, není pro napájecí systémy v těchto zařízeních upřednostňováno více uzemněných nulových vodičů kvůli možnosti cirkulujících zemních proudů.

Použití vícenásobných zemnících nulových vodičů je zakázáno v komerčních nebo průmyslových zařízeních v jurisdikci NEC (National Electrical Code). Místo toho bylo pro tento systém preferováno jednostranné uzemnění.

Obecně je nejvýhodnější pevný zemní systém. Jednofázové napájení je vyžadováno, když je nutné zajistit fázově neutrální zátěž. Má také nejstabilnější charakteristiky fázového napětí.

Avšak vybavení potřebné pro tento systém a velké zemní poruchové proudy, které může odolat, jsou nevýhodami a mohou snížit spolehlivost systému.