A földelés az egyik első fogalom, amellyel találkozunk az elektrotechnika tanulmányozása során. A védőföldelés bevezetésének szükségessége annak a ténynek köszönhető, hogy a biztonságos működés szükséges feltétele bármely villamos berendezés működtetése az összes vezető alkatrész kényszerű bezárása a földre.
A földelés elve
Ismeretes, hogy a zseniális az esetek döntő többségében egyszerű. Ugyanígy a földeléssel is. Számos rendkívül egyszerű és nyilvánvaló rendelkezésen alapul.
Az a tény, hogy:
- garantáltan megakadályozza mind a villamos berendezés vezetőházának szigetelésromlását, mind az ellenállásának észrevehető csökkenését;
- a test lehetséges találatának nincs látható külső jele;
- ilyen részek megérintésekor az ember nagy potenciál hatása alatt áll;
- a feltűnő tényező az az áram, amely a vezető felület megérintésének pillanatában jelenik meg és az emberi testen keresztül a földre áramlik;
- az áramerősség csak akkor csökkenthető biztonságos szintre, ha csökkentjük a vezető elem és a potenciális különbségeket föld, amelyhez elegendő a ház fémrészeit erőszakkal összekötni a talajjal egy huzallal ellenállás.
Ennek eredményeként a szigetelés lebontása során az áram egyszerűen főleg a földbe kerül, és nem jut át az emberi testen. Ezt az 1. ábra szemlélteti grafikusan.
Miért kicsi a földi ellenállás?
Ohm törvényének megfelelően az áram mindig zárt hurokban folyik. Ebben az esetben - az erőmű egyik pólusától a földelőelektródáig a földelő rendszerrel ellátott elektromos berendezésen keresztül. Ebben az esetben a berendezés földelésének alacsony ellenállása nem garantálja a vizsgált áramkör hátsó ágának kicsi ellenállását. Valójában a talaj ellenállása elég nagy, és első pillantásra nem jelentkezik az emberi test földelő elemekkel történő tolatásának hatása.
Ezen érvelés teljes érvényessége szempontjából nem vesz figyelembe egy körülményt. Ebben az esetben az a tény, hogy a közeg rendkívül nagy, szinte végtelen keresztmetszete miatt a földelés között az erőmű és az elektromos szerelvény elektródái, a zárt hurok fordított ágának ellenállása meglehetősen kicsi lesz.
Ez lehetővé teszi:
- a földelőrendszer védelmi funkcióinak minőségi ellátása érdekében;
- biztosítsa megvalósításuk nagy megbízhatóságát a szünetek hiánya miatt
- jelentősen megtakaríthat a létesítmény és az erőmű földelő kapcsolóit összekötő kiegészítő kábel fektetésén.
A földelő eszköz jellemzői
A védőföldelés csak akkor látja el minőségileg a funkcióit, ha a földelő elektróda, amelyhez az egység csatlakozik, és a föld között kevés az átmeneti ellenállás.
Ezt elértük:
- nagy érintkezési terület, amelyet viszont hegesztéssel mereven összekötött több lemez biztosít, 2. ábra;
- az elektródák mélyedésével a fagyási mélység alá (a fagyott talaj ellenállása hirtelen megnő).
Az utolsó feltétel teljesítéséhez a legfeljebb 3 m hosszú függőleges földelő kapcsolók megfelelőek, 3. ábra.
Ezenkívül a földelési ellenállás nem haladhatja meg a 4 ohmot. Ez utóbbit az határozza meg, hogy az emberi test ellenállása legalább több száz ohm, azaz. két nagyságrenddel magasabb.