Dlaczego korzystamy z ziemi

Zastanawiam się nad tym przez jakiś czas, więc zacząłem kopać i jak zwykle wikipedia była najbardziej pouczająca. Wygląda na to, że telegraf po raz pierwszy wprowadzono uziemienie w celu ukończenia obwodu. Wydawało się, że dobrym pomysłem było oszczędzanie drutu, gdyby nie fakt, że uziemienie będzie miało znacznie większy opór, więc w sumie będziesz potrzebował dużo więcej energii, aby przepłynąć prąd.

To było w porządku dla telegrafii, ale dla wszystkiego innego wydaje się bardziej kłopotliwe niż warte.

Przeczytałem argument za „punktem odniesienia” w pomiarze napięć bezwzględnych. To rozwiązanie wymyślonego problemu. Napięcia mają znaczenie jedynie jako potencjalne różnice. Dlatego mierzysz potencjalne różnice, a nie wybierasz pozbawioną znaczenia ramkę odniesienia.

Jeśli chodzi o argument dotyczący bezpieczeństwa, wydaje się, że bylibyśmy o wiele bezpieczniejsi bez systemu uziemiającego. Gdyby ziemia nie została użyta do ukończenia obwodu, elektryczność musiałaby generalnie mieć powód, aby przejść przez osobę do ziemi. Zmniejszyłoby to ryzyko porażenia prądem, wymagając, aby ktoś dotknął obu przewodów, aby się zszokować, a nie tylko gorący. Przewód uziemiający wydaje się być środkiem bezpieczeństwa zastosowanym w celu uniknięcia niepotrzebnego problemu.

Podobnie jak w przypadku systemów niskiego napięcia, ziemia tworzy niepotrzebne źródło hałasu. O ile wiem, ziemia działałaby jak gigantyczna niestabilna bateria + antena. Każda różnica ph w ziemi oznaczałaby przesunięcie prądu stałego - zależne od różnicy kwasowości wody i składu mineralnego w dwóch punktach uziemienia.

Wykorzystanie uziemienia do uzupełnienia obwodu dla sygnałów radiowych oznacza niepotrzebny opór w obwodzie. Twoja jakość zależy od twojego wyboru w glebie, a nie od projektu obwodu.

Prawdopodobnie są problemy, za którymi tęskniłem, ale naprawdę zastanawiam się, czy są jakieś sensowne zalety, za którymi tęskniłem.

Czy ktoś zna historię / filozofię korzystania z ziemi do ukończenia obwodów?

Podłączenie do masy lub odniesienie jest stosowane, gdy jest używane, ponieważ wieloletnie doświadczenie pokazało, że jest to najlepszy wybór w praktyce. „Ponowne wynalezienie„ koła ”uziemiającego może mieć swoje miejsce w niektórych przypadkach, ale zwykle nie. W wielu przypadkach występują aspekty konkurencyjne, ale ogólny najlepszy wynik uzyskuje się, stosując grunt. Systemy dystrybucji energii są jednym z takich przykładów.

Sieci lub systemy napięcia sieciowego byłyby bezpieczniejsze, gdyby system nie był w pełni uziemiony, i jest to zasada, że ​​„transformatory separacyjne” bezpieczeństwa ALE, w chwili, gdy błąd całkowicie lub częściowo uziemi jedną nogę systemu w dowolnym miejscu w obwodzie, a następnie cały system staje się śmiertelnie niebezpieczny dla użytkowników.

Należy pamiętać, że TYLKO JEDNEGO narzędzia należy używać z transformatorem izolującym, a transformator powinien znajdować się w pobliżu narzędzia. Używanie długich kabli po transformatorze i co najmniej dwóch narzędziach grozi uszkodzeniem uziemienia w jednym narzędziu lub okablowaniu pozostawiając drugie bez ochrony.

Trudność w utrzymaniu systemu w izolacji jest w praktyce (co się liczy) znacznie trudniejsza niż problemy spowodowane uziemieniem. Niektóre systemy zasilania na pokładzie mają oba przewody pływające w stosunku do ziemi na statku (= potencjał wody morskiej, gdy pływasz w słonej wodzie) ALE i zwarcie z ziemią jest niebezpieczne, jak wyżej, i dokładamy wszelkich starań, aby wyśledzić i usunąć wszelkie zwarcia z ziemią. W systemie naziemnym, do którego nie podano odniesienia do ziemi, wszelkie uszkodzenia uziemienia w tej samej fazie wpłynęłyby na wszystkich użytkowników w tej samej fazie. Tak więc na całą ulicę domów może mieć wpływ awaria jednego obwodu w jednym domu.

Gdy masz już naziemny system, z łatwością można poradzić sobie z aspektami bezpieczeństwa wykrywania i zarządzania poszczególnymi obwodami. Uziemione obudowy zapewniają zarówno ochronę, jak i wykrywanie, prądy zwarciowe przepływają do ziemi i mogą być albo „zachęcane”, aby umożliwić łatwe zakończenie zwarcia (bezpieczniki), albo wykrywane na bardzo niskim poziomie (ELCB / GFI). Uziemienie jest ogólnie pozytywne w domowych systemach elektroenergetycznych.

Niewiele nowoczesnych systemów wykorzystuje uziemienie jako rzeczywisty przewodnik.
SWER ( S Ingle W IRE E Arth R systemy wrót) Moc była często stosowana w tym samym czasie i wciąż stosuje się w niektórych systemach wiejskie. Widziałem jeden tutaj (NZ) kilka miesięcy temu, ale są rzadkie. Są w rzeczywistości bardzo przydatne i opłacalne, ale generalnie są eliminowane z powodów, które często nie mają technicznego sensu. Koszt zapewnienia wystarczająco dobrego uziemienia na każdym końcu jest w większości przypadków niski w porównaniu z kosztem wielu kilometrów dodania dodatkowego przewodu.

Linia SWER 19 kV:

Wikipedia SWER

Pokaz slajdów SWER - dobrze

Wideo SWER - NZ

Znakomity pokaz / samouczek SWER

SWER - Australijskie doświadczenie w stosowaniu do zastosowań w krajach rozwijających się

SWER - Wikipedia

Sygnały RF są często „uruchamiane” jako sygnały niezrównoważone względem obrazu fantomowego odbijanego w ziemi. Typowy pionowy grzejnik ćwierćfalowy ma niejawny obraz odbity w płaszczyźnie uziemienia. Wysokie wieże stacji nadawczych AM prawie wszystkie korzystają z tego systemu. W porównaniu z dipolem lub innymi antenami występują oszczędności, a wzór promieniowania jest dookólny, a kąty promieniowania nadają się do bezpośredniej komunikacji falowej - większość odbiorców znajduje się w pobliżu nadajnika dla stacji nadawczych AM.

• Anteny odbiorników telewizyjnych 9 (tradycyjne konstrukcje Yagi) oraz stacje nadawcze na duże odległości wykorzystywane w wiadomościach międzykontynentalnych itp. Często używają zamiast tego anten antenowych lub podobnych. Antena nieuziemiona HRH delta Loop została opracowana specjalnie do takich zastosowań.

W systemach wymagających uziemienia opracowano techniki zapewniające podstawy, które są odpowiednio dobre, aby odpowiednio zminimalizować skutki warunków lokalnych. Właściwy grunt ma zasadniczo zerowy opór, ponieważ ma rozsądnie nieskończony rozmiar. Połączenie lokalnego gruntu z rzeczywistym gruntem jest wyzwaniem, a metody i potrzeby są dobrze zrozumiane dla każdej odpowiedniej aplikacji.

Robisz wiele niepoprawnych założeń. Niektóre bardzo stare układy przenoszenia mocy wykorzystywały ziemię jako jeden z przewodników, ale dzisiaj tak się nie dzieje, a przynajmniej nie nowe systemy.

W przeciwnym razie przyjmujesz założenie, że rzeczy są zawsze połączone z ziemią, gdy nie jest to prawdą. Tutaj, w USA, zasilanie do domu faktycznie pływa. Pochodzi z wtórnego transformatora wyłączonego z jednej z trzech faz. Drugi to 220 V z kurkiem środkowym. Większość obwodów jest prowadzona między jednym końcem a środkowym zaczepem, aby uzyskać 110 V. Obwody dużej mocy, takie jak zakresy elektryczne lub suszarki, są podłączone do całego obwodu wtórnego i dlatego mają 220 V.

Podczas gdy trzy przewody z wtórnego transformatora pływają, środkowy zaczep jest celowo uziemiony w domu. Częściowo ma to na celu radzenie sobie z błyskawicą i zapobieganie dużemu gromadzeniu się ładunków statycznych. Bez uziemienia cały obwód mógłby ładować do pewnego wysokiego napięcia względem ziemi. W burzy z piorunami może to być szczególnie złe, nawet bez bezpośredniego trafienia.

Kiedy mówisz „uziemienie”, naprawdę powinieneś odróżnić uziemienie od obwodu. Ziemia to, jak to brzmi, bezpośrednie połączenie z ziemią. Uziemienie naprawdę nie ma nic wspólnego z prawdziwym uziemieniem. Jest to tylko nazwa, którą nadajemy węzłowi w obwodzie. Rozważamy odniesienie 0 V dla innych węzłów. Jest to głównie dla wygody.

Radio to znowu zupełnie inna sprawa. Fale radiowe nie kończą obwodu, a przynajmniej nie w ogólnym normalnym przypadku, gdy jesteś w dalekim polu. Uziemienie jest używane w radiach jako odniesienie dla anteny, a czasami jako lustro, aby mała antena wyglądała na większą. Czasami ta ziemia jest ziemią, ale często nie i na pewno nie musi tak być.

Zauważyłem tę stronę w moich poszukiwaniach, kiedy po raz pierwszy ktoś zdecydował się na uziemienie i sieć elektryczną. Przyczyny uziemienia lub uziemienia są co najmniej 3-krotnie, o ile znalazłem podczas badania elektryczności:

1 Zbudowanie statyczne od góry, szczególnie na kosztach ogólnych. Statyczne nagromadzenie się na przewodach napowietrznych od wiatru itp., Które są oczywiście bezpośrednio podłączone do urządzeń gospodarstwa domowego, wywołałoby u kogoś paskudny szok wywołany przez element tostera przez osobę do ziemi.

2)Zjawiska na ziemi łukowej. Przeczytałem w starym dokumencie o systemie wczesnego zaopatrzenia w Wisconsin. Wiele odniesień w sieci do Arcing Ground. Ale, jak rozumiem to we wczesnych nieuziemionych systemach, zauważono, że gdy jeden z przewodów fazowych spadł na ziemię i został ponownie podniesiony, łuk został niespodziewanie narysowany. Zostało to zrealizowane, ponieważ po zetknięciu jednego przewodu z masą powstaje niezamierzony kompletny obwód dzięki pojemności między innymi fazami i teraz podłączonym uziemieniem. Czasami powstaje obwód zbliżony do rezonansowego, powodując bardzo wysokie napięcia między innymi fazami i niezamierzonym przewodnikiem uziemiającym, który jest niebezpieczny. Po podłączeniu różnych poziomów napięcia systemu zasilającego do uziemienia problem wyładowania łukowego zostaje wyeliminowany, ponieważ następuje zwarcie sprzężenia pojemnościowego między przewodami napowietrznymi a uziemieniem.

3)Ziemia jest przewodnikiem. Więc jeśli w nieuziemionym systemie nastąpi awaria izolacji, tak że jedna faza jest podłączona do uziemienia, ziemia staje się pod napięciem, ale niewiele więcej się dzieje. Aż do wystąpienia drugiej usterki. Ziemia następnie łączy dwie usterki razem i mogą wystąpić wysokie prądy i niezamierzone zasilenie urządzeń. tzn. Toster z aktywnym połączonym z ziemią przy głównej stacji nr 1 może być podłączony do lampy na głównej 26 głównej ulicy, przy czym jego aktywny również jest zwarty do masy. Włączenie tostera w punkcie 1 spowoduje zaświecenie się lampy w punkcie 26 i odwrotnie. Bez wątpienia pomyliłoby to każdego elektryka. Kup, łącząc punkt gwiazdy (Wye) transformatora zasilającego z ziemią, dokładnie wiemy, czego można oczekiwać od ziemi. Jest to przewód neutralny po prostu dlatego, że podłączamy go do neutralnego źródła zasilania.

Odniesieniem napięcia jest po prostu to, że uziemiając punkt gwiazdy, napięcie do ziemi jest minimalizowane do napięcia fazowego, a nie napięcia sieciowego. Systemy SWER są nadal powszechne na wiejskich obszarach Australii. Niektóre kopalnie, fabryki i statki działają z nieuziemionym systemem. W takim przypadku wskaźniki lub przekaźniki są rozmieszczone w taki sposób, że jeśli wystąpi połączenie z masą, zostanie natychmiast wskazane lub zaalarmowane, a dyżurny elektryk znajdzie i naprawi usterkę (miejmy nadzieję), zanim nastąpi drugie połączenie z masą. Zaletą jest to, że system może doświadczyć jednej usterki, a nie wyzwolenia, dzięki czemu zachowuje dostawy i produkcję. Tak długo, jak usterka jest szybko izolowana i naprawiana. Czy ktoś wie, kto i kiedy po raz pierwszy uziemił system zasilania?

Zobacz układ elektryczny jako nasz układ krążenia, przewód ciśnieniowy i przewód powrotny, dodatni i ujemny, gorący i neutralny (pojedyncza pętla) w najprostszym obwodzie. Ziemia powinna być używana tylko dla bezpieczeństwa.