Gdzie jest masa / minus dla napowietrznych linii energetycznych?

12

Niedawno dowiedziałem się, że uziemienie można wykorzystać do uzupełnienia obwodów za pomocą wysokich napięć.

Chciałbym wiedzieć, czy tak działają napowietrzne linie energetyczne, a jeśli tak, to gdzie dokładnie kończą się kable / obwody - na podstacjach czy coś takiego?

Jeśli chodzi o tę kwestię, ujemny (czarny) przewód sieciowy w moim domu, dokąd to zmierza?

Miałem google wokół, ale tak naprawdę nie byłem pewien, czego szukać, dlatego pytam tutaj. Jeśli ktoś może skierować mnie w dobrym kierunku, doceniam to!

Dzięki!

mains grounding

— John Hunt
źródło

5

W praktyce w Ameryce Północnej czarny drut jest „gorący” (120 woltów). Czerwony i niebieski mogą być również używane do gorących drutów. Przewód neutralny (0 woltów, uziemienie) jest biały. Zielony jest uziemieniem bezpieczeństwa i zwykle nie powinien przewodzić prądu. Zielone i białe przewody zostaną połączone razem przy wejściu serwisowym do budynku.

— Peter Bennett

Zastanów się nad baterią. Nie ma uziemienia, ma dodatni zacisk i ujemny zacisk. Po podłączeniu do urządzenia urządzenie może zdefiniować uziemienie i może podłączyć je do jednego z zacisków lub innego punktu w obwodzie. Podobnie jak akumulator, firma energetyczna nie wysyła przewodu „uziemiającego” do domu lub budynku. Wysyła moc 2 lub 3 fazową, a w budynku określasz uziemienie - często wiąże to jeden z przewodów zasilających (neutralny) z prętem uziemiającym. To jest następnie dystrybuowane do twoich punktów sprzedaży jako ziemia. Jako takie, linie napowietrzne nie mają „uziemienia”.

— Adam Davis,

2

Zastanów się: dlaczego uziemienie elektryczne nazywa się uziemieniem ?

— Eric Lippert,

2

@PeterBennett: OP znajduje się w Wielkiej Brytanii, gdzie gorący jest czerwony lub brązowy, a neutralny jest czarny lub niebieski, a ziemia jest zielona lub żółto-zielona. Nowe okablowanie robocze powinno stosować konwencję brązowo / niebiesko / żółto-zieloną.

— Eric Lippert,

1

Zauważ, że czarny / niebieski przewód nie jest ujemny, ale raczej neutralny .

— Eric Lippert,

14

Ten post dotyczy głównie uziemienia / ziemi / gleby jako przewodnika i znaczenia uziemienia dla bezpieczeństwa. Może nie jest to dokładna odpowiedź, ale może być też przydatna. Dla innych znaczeń ziemi - zobacz inne odpowiedzi.

Myślę, że odpowiedź na twoje pytanie jest tutaj:

http://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system

Zobacz systemy TN, TN-C i TN-CS.

Kable, o które pytasz, kończą się przy najbliższym transformatorze.

Więcej informacji o uziemieniu i dlaczego ziemia / gleba nie jest używana jako przewodnik dla linii energetycznych.

Uziemienie w sieciach średniego i wysokiego napięcia nie przenosi znaczącej mocy w normalnych warunkach. Linie elektroenergetyczne wysokiego napięcia są 3-fazowe, prąd przepływa głównie między fazami, a uziemienie jest dla nich tylko „zero”. Uziemienie działa bardziej jako odniesienie i rozładowuje elektryczność statyczną z obudów urządzeń wysokiego napięcia i innych części przewodzących, które powinny mieć potencjał ziemi. Urządzenia wysokiego napięcia są dobrze izolowane i mogą gromadzić duże ładunki elektrostatyczne.

Przenoszenie energii z ziemi (gleby) prawdopodobnie skończyłoby się bardzo szybką korozją elektrod i być może pewnymi zmianami środowiskowymi w glebie, ponieważ gleba zawiera wodę, sole, kwasy. Wszystko to staje się mieszanką elektrolitów.

Uziemienie działa również jako ochrona odgromowa. To sposób na skierowanie / kontrolowanie mocy pioruna do ziemi przy niskich „stratach mocy”. Gdy nie ma celowego uziemienia - piorun i tak znajdzie 50 innych sposobów. W takim przypadku uziemienie można uznać za uziemienie o wysokiej impedancji / rezystancji. Bardzo wysoka moc może być emitowana przy wysokiej odporności, co może powodować niekontrolowany pożar lub wybuch w dowolnym miejscu, w wielu miejscach itp. Dlatego lepiej jest zrobić „autostradę” dla błyskawicy, uziemiając duże metalowe przedmioty.

W niektórych sieciach stosuje się „uziemienie funkcjonalne”, w tym przypadku ziemia jest rzeczywiście wykorzystywana do przenoszenia energii.

W sieciach niskiego napięcia (110 V lub 230 V w Europie) uziemienie służy jako „uziemienie ochronne”, aby umożliwić ochronę RCD. Starszą metodą ochrony jest łączenie obudów urządzeń przewodzących z ziemią. W przypadku uszkodzenia urządzenia (spalona izolacja, uszkodzenia mechaniczne itp.) I napięcia „wychodzącego” do uziemionej obudowy - bezpieczniki wybuchną z powodu zwarcia.

Twój czarny przewód prawdopodobnie przechodzi do transformatora w elektrowni / stacji transformatorowej. Jest tam uziemiony. W niektórych krajach przewód uziemiający musi być podłączony do systemu uziemienia w pobliżu domu (metalowe taśmy zakopane pod domem), ale w tym przypadku - ten przewód nie jest czarny, ale żółty z zielonymi paskami. To zależy od systemu uziemienia używanego w twoim kraju. Możesz przeczytać o różnych systemach uziemienia na wikipedii (link poniżej).

Uziemienie / uziemienie to kwestia „wielu twarzy” ...

I nie ma czegoś takiego jak „ujemna” lub „dodatnia” linia w prądzie przemiennym. Jest drut fazowy, zero i / lub drut uziemiający. Drut fazowy z czasem staje się dodatni (napięcie powyżej zera) lub ujemny (poniżej napięcia zero). Zero pozostaje na poziomie zero względem ... ziemi / ziemi :)

Czy ktoś może poprawić / sprawdzić błędy językowe? Mój angielski jest zły, nie chcę nikogo wprowadzać w błąd w tak ważnej sprawie (uziemienie / uziemienie).

— Kamil
źródło

Warto omówić różnicę między uziemieniem (tj. Uziemionym przewodnikiem) a neutralnym (tj. Przewodnikiem, który zwraca prąd obciążenia w jednofazowym zasilaczu - „czarny przewód”, do którego odnosi się John Hunt). odpowiedź jest w większości poprawna.

— Li-aung Yip

@ Li-aungYip Right. To zależy od rodzaju systemu uziemienia używanego do dostarczania energii do jego domu.

— Kamil

Jasne, to zależy od systemu uziemienia. Również mój komentarz na temat czarnego drutu jako neutralnego jest niepoprawny - jak zauważył Peter Bennett w komentarzach, Ameryka Północna używa czarnego jako aktywnego przewodnika.

— Li-aung Yip

1

Podstawa bezpieczeństwa zwykle nie przenosi znaczących prądów. Powrót mielony (aka „wspólne”) prowadzi wszystkie bieżące out systemu, który idzie w.

— Kaz

@Kaz Miałem na myśli sieci energetyczne. Poprawiłem to.

— Kamil

10

Uważaj, aby nie pomylić „ziemi” / „ziemi” z „ujemną” / „neutralną”.

Ziemia lub ziemia to przewodnik, który łączy system elektroenergetyczny z masą ziemi, tj. Za pomocą zakopanych elektrod. Przewód uziemiający zwykle nie przewodzi prądu. (Wyjątek: linie SWER.)

Wszystkie systemy zasilania wymagają połączenia z ziemią.

Jak już wyjaśnił Kamil, jest to wymagane, aby podać napięcie odniesienia, rozproszyć elektryczność statyczną, rozproszyć uderzenia pioruna w ziemię itp. (Wyjątek: systemy zasilania z izolowanym punktem zerowym - niezbyt częste).
Przewód neutralny jest przewodnikiem zapewniającym ścieżkę powrotną dla prądu obciążenia.

Typowe kolory tych przewodów podano w artykule w Wikipedii na temat kodów kolorów kabli.

Które systemy energetyczne mają ziemie, które mają neutralne, a które oba?

Podział według rodzaju systemu zasilania (praktyka australijska; praktyka amerykańska może się różnić).

W trójfazowym układzie wysokiego napięcia są trzy aktywne przewody. Jeśli obciążenie jest zrównoważone, podobnie jak w przypadku napowietrznych linii wysokiego napięcia, cały prąd jest przenoszony przez przewody trójfazowe, a neutralny nie jest potrzebny .

Ziemia jest wykorzystywana do celów odniesienia napięcia i uziemienia bezpieczeństwa wśród innych powodów.

Obecne przewodniki to: 3 × Aktywne przewodniki, Ziemia.

Aby zapewnić intuicję, oto obraz tego, jak prąd płynie w trójfazowym układzie połączonym z trójnikiem bez przewodu zerowego:
W trójfazowym układzie rozdzielczym niskiego napięcia obciążenie może nie być zrównoważone. Dlatego przewód neutralny jest wymagany do przenoszenia niezrównoważonego prądu obciążenia.

Oprócz neutralnego wymagane jest także podłoże. To, czy jest to połączone między punktami, zależy od tego, jak zaprojektowano uziemienie. Na przykład dwa budynki oddalone o 100 metrów mogą być oddzielnie uziemione i między nimi nie będzie przewodu uziemiającego.

Obecne przewodniki to: 3 × Aktywne przewodniki, neutralne i prawdopodobnie Ziemia.
W obwodzie jednofazowym niskiego napięcia , jak w domu, masz
- aktywny przewodnik, który przenosi prąd obciążenia z lokalnego transformatora rozdzielczego
- przewód neutralny, który zwraca prąd obciążenia do lokalnego transformatora rozdzielczego
- przewód uziemiający dla napięcia odniesienia i uziemienia bezpieczeństwa - nie przenosi żadnego prądu. Jedyny czas, w którym przewód uziemiający przewodzi prąd, występuje, gdy występuje zwarcie między aktywnym a uziemieniem - w takim przypadku twoje urządzenie różnicowoprądowe (RCD, termin australijski) lub przerywacz obwodu ziemnozwarciowego (GFCI, termin US) wykryje to i odłączy twój zasilacz.
Obecne przewodniki to: 1 × Aktywny, Neutralny, Ziemia.

— Li-aung Yip
źródło

1

Jest już późno i mam zamiar iść spać, więc nie wahaj się edytować mojej odpowiedzi, jeśli popełniłem jakieś rażące błędy.

— Li-aung Yip

Nie jestem tego pewien, ale jeśli użyjesz ziemi jako przewodnika - elektrody mogą reagować chemicznie z wodą. Że woda nie jest 100,00% wody, zawiera pewne sole, kwasy itp. Elektrody mogą bardzo szybko ulec degradacji, więc używanie ziemi do przenoszenia „codziennych prądów” między budynkami może być złym pomysłem. Dobranoc :)

— Kamil

„Wszystkie systemy elektroenergetyczne wymagają połączenia z ziemią”. - jak działają samoloty?

— Paŭlo Ebermann

@ PaŭloEbermann „Jak działają więc samoloty?” Samoloty również wymagają połączenia z ziemią, co jest niezwykle ważne. Kiedy samolot leci - do jego częściowego rozładowania stosuje się specjalne „knoty”. Podczas lądowania używane są rozładowania w podwoziu. Gdy samolot jest tankowany na lotnisku, musi być na stałe uziemiony i podłączony do pojazdu paliwowego, który go napędza, aby zapobiec wybuchowi paliwa.

— Kamil

Chciałbym również zasugerować dodanie tego obrazu do swojej odpowiedzi: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/3-phase_flow.gif . Zapewnia dobrą intuicję na temat przepływu prądu trójfazowego bez przewodu zerowego.

— Peter

4

Chciałbym wiedzieć, czy tak działają napowietrzne linie energetyczne, a jeśli tak, to gdzie dokładnie kończą się kable / obwody - na podstacjach czy coś takiego?

Wyjdź na zewnątrz i znajdź słup zasilający z transformatorem puszki i dokładnie go obejrzyj. Konfiguracje różnią się znacznie, ale typowa konfiguracja w Ameryce Północnej to:

Istnieje linia gorąca wysokiego napięcia i linia powrotna wysokiego napięcia, które tworzą obwód do podstacji.
Transformator jest podłączony do gorącego i neutralnego wysokiego napięcia.
Transformator obniża napięcie ~ 7200 VAC do 240 V AC, skonfigurowanych jako dwa hots i jeden neutralny, przy czym hots są od siebie oddalone o 240 VAC, a każde 120 VAC od neutralnego. Będąc w Wielkiej Brytanii prawdopodobnie będziesz mieć nieco inną konfigurację, ponieważ uważam, że używasz 240 VAC przez cały program.
Drut uziemiający albo poprowadzi biegun do ziemi z transformatora, albo biegun zostanie zaczepiony na miejscu stalowym kablem, który służy jako uziemienie transformatora.
Dwa hots i jeden neutralny idą do skrzynki wyłącznika.
Skrzynka wyłącznika może sama być uziemiona za pomocą kabla miedzianego przymocowanego do pręta zakopanego na podwórku.

Ostatecznie grunty nazywane są gruntami, ponieważ łączą się z gruntem. Zazwyczaj oczekujemy, że dedykowane linie uziemiające, które są faktycznie uziemione, będą przewodzić prąd tylko w sytuacjach awaryjnych; zwykle prąd na gorąco powinien być równy prądowi na neutralnym.

Dla początkujących pomocne są analogie z wodą. Gorące są ciśnieniowe linie zasilające. Punkt zerowy to linia odpływowa. Teren bezpieczeństwa to dodatkowy drenaż w piwnicy używany tylko podczas zalania domu.

W Internecie jest wiele zdjęć pokazujących, jak to wszystko działa. Oto kilka:

http://waterheatertimer.org/See-inside-main-breaker-box.html

— Eric Lippert
źródło

Ile mocy może mieć typowy transformator? waterheatertimer.org/images/Electricity-from-the-pole-4.jpg Czy wszędzie jest 7,2kV linii i każdy dom ma osobny transformator w USA?

— Kamil

@Kamil: Napięcia w podstacji są różne, a jeden transformator zwykle obsługuje kilka domów. Ale w zasadzie tak, tak to jest rozmieszczone w dzielnicach mieszkaniowych, które mają nadziemne usługi elektryczne. Nie wiem, jak to wygląda w przypadku domów, w których usługi przebiegają przez ziemię.

— Eric Lippert

@Kamil: Oczekiwałbym, że taki mały transformator będzie miał około 50-100 kVA. Transformatory Poletop mogą uzyskać nawet 500 kVA, zanim staną się zbyt ciężkie, aby można je było umieścić na biegunach.

— Li-aung Yip

2

Większość przemysłowych linii energetycznych wykorzystuje prąd przemienny, więc nie ma dodatnich i ujemnych przewodów. Wspólne są przewody 3-fazowe i przewód neutralny. Odbiorca elektryczny może używać wszystkich przewodów trójfazowych lub tylko jednej fazy i przewodu neutralnego (jak większość domowych).

Wspólny układ zasilania składa się z tych trzech urządzeń: elektrowni - podstacji elektrycznej, które przekształcają napięcie (lub ich szereg) - urządzenia pobierającego energię. Przewody fazowe i przewód neutralny tworzą zamknięty obwód zasilania między dwoma z nich.

Do transportu wózkiem (autobusy elektryczne, pociągi) stosuje się prąd stały oraz prąd przemienny. Jeden wózek jest często dodatni, a drugi wózek lub szyny są ujemne. W tym przypadku energia do wózków jest dostarczana przez podstację, która przekształca, a także prostuje energię pobieraną z przemysłowej linii prądu przemiennego.

— Vovanium
źródło

3

To prawda. Jednak w Stanach Zjednoczonych klienci mieszkalni zazwyczaj uzyskują energię „w fazie podziału”. Oznacza to, że mają dwie linie prądu przemiennego i jedną neutralną. Linie mają 180 stopni poza fazą, a nie 120 stopni, jak w systemie 3-fazowym. W ten sposób można uzyskać napięcie 120 V prądu przemiennego z linii na zero lub 240 V prądu przemiennego z linii na linię. Połączenia te wykonuje się, wybierając odpowiednie wyłączniki w głównym panelu wyłączników w domu.

— bitsmack

@bitsmack Więc ... ci klienci mają system 3-przewodowy? 2 fazy i zero?

— Kamil

@Kamil Trzy „przewodzące prąd” przewody: linia 1, linia 2 i przewód zerowy. Linie 1 i 2 są „gorące” lub pod napięciem. Neutralny zapewnia ścieżkę prądu powrotnego. Istnieje również przewodnik „uziemiający”, który albo pochodzi z narzędzia, albo jest podłączony do dużego pręta uziemiającego, który jest wbijany w ziemię w każdym domu. To połączenie uziemiające jest wykorzystywane wyłącznie ze względów bezpieczeństwa: prąd przepływa do ziemi tylko w przypadku awarii elektrycznej. Prąd ten spowoduje zadziałanie wyłączników automatycznych (i ziemnozwarciowych).

— bitsmack

@bitsmack Wiem, jak działa uziemienie, z wykształcenia jestem elektrykiem. Byłem ciekawy systemów amerykańskich. Nigdy się o nich nie dowiedziałem.

— Kamil

@Kamil Bardzo dobrze, nie próbowałem być protekcjonalny. Przeczytałem twoją odpowiedź i oczywiste jest, że wiesz o czym mówisz! Wikipedia ma stronę dotyczącą tego typu systemu: en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power . Uważaj :)

— bitsmack