ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับการต่อลงดิน

สายดิน พื้นฐาน

สายดิน — การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของวัตถุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ากับดิน การต่อสายดินประกอบด้วยสายดิน (ชิ้นส่วนนำไฟฟ้าหรือชุดของชิ้นส่วนนำไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกันซึ่งสัมผัสทางไฟฟ้ากับพื้นโดยตรงหรือผ่านตัวกลางนำไฟฟ้า) และสายดินที่เชื่อมต่ออุปกรณ์ที่จะต่อลงดินกับสายดิน สวิตช์สายดินสามารถเป็นแท่งโลหะธรรมดา (ส่วนใหญ่มักเป็นเหล็กและทองแดงน้อยกว่า) หรือชิ้นส่วนที่ซับซ้อนที่มีรูปทรงพิเศษ

คุณภาพของสายดินถูกกำหนดโดยค่าความต้านทานไฟฟ้าของวงจรสายดิน ซึ่งสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มพื้นที่สัมผัสหรือค่าการนำไฟฟ้าของตัวกลาง - การใช้แท่งจำนวนมาก การเพิ่มปริมาณเกลือในดิน เป็นต้น อุปกรณ์ต่อสายดิน ในรัสเซียมีการควบคุมข้อกำหนดสำหรับการต่อสายดินและการจัดเรียง กฎสำหรับการติดตั้งไฟฟ้า (PUE).

ตัวนำสายดินป้องกันในการติดตั้งระบบไฟฟ้าทั้งหมด เช่นเดียวกับตัวนำป้องกันที่เป็นกลางในการติดตั้งไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 กิโลโวลต์ที่มีสายดินเป็นกลางอย่างแน่นหนา รวมถึงรถบัส ต้องมีตัวอักษรชื่อ PE และสีที่มีแถบตามยาวหรือตามขวางสลับกัน ความกว้าง (สำหรับรถโดยสารตั้งแต่ 15 ถึง 100 มม.) สีเหลืองและสีเขียว

สายไฟที่ทำงานเป็นศูนย์ (เป็นกลาง) จะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร N และสีน้ำเงิน ตัวนำป้องกันและการทำงานเป็นศูนย์ที่รวมกันต้องมีตัวอักษรชื่อ PEN และการกำหนดสี: สีน้ำเงินตลอดความยาวและแถบสีเหลืองเขียวที่ปลาย

ข้อผิดพลาดในอุปกรณ์ต่อสายดิน

สาย PE ผิด

บางครั้งท่อน้ำหรือท่อความร้อนถูกใช้เป็นตัวนำลงดิน แต่ไม่สามารถใช้เป็นตัวนำลงดินได้ ท่อส่งน้ำอาจมีส่วนแทรกที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่น ท่อพลาสติก) หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าระหว่างท่ออาจแตกเนื่องจากการกัดกร่อน และสุดท้าย ท่อบางส่วนอาจถูกถอดประกอบเพื่อซ่อมแซม

รวมการทำงานเป็นกลางและลวด PE

การละเมิดทั่วไปอีกประการหนึ่งคือการรวมกันของตัวนำที่เป็นกลางในการทำงานและตัวนำ PE ที่อยู่ด้านหลังจุดที่แยกจากกัน (ถ้ามี) บนการจ่ายพลังงาน การละเมิดดังกล่าวสามารถนำไปสู่การปรากฏตัวของกระแสที่ค่อนข้างสำคัญตามสาย PE (ซึ่งไม่ควรมีกระแสไฟฟ้าในสถานะปกติ) รวมถึงผลบวกปลอมบนอุปกรณ์กระแสไฟตกค้าง (หากติดตั้ง) การแยกลวด PEN ไม่ถูกต้อง

วิธีการ «สร้าง» ตัวนำ PE ต่อไปนี้เป็นสิ่งที่อันตรายอย่างยิ่ง: ตัวนำที่เป็นกลางที่ใช้งานได้จะถูกกำหนดโดยตรงในซ็อกเก็ตและวางจัมเปอร์ระหว่างตัวนำกับหน้าสัมผัส PE ของซ็อกเก็ตดังนั้นตัวนำ PE ของโหลดที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุตนี้จะเชื่อมต่อกับการทำงานที่เป็นกลาง

อันตรายของวงจรนี้คือศักย์เฟสจะปรากฏบนหน้าสัมผัสกราวด์ของเต้ารับ ดังนั้นในกรณีของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่หากตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้:
— การหยุดชะงัก (การตัดการเชื่อมต่อ การเผาไหม้ ฯลฯ) ของสายกลางในพื้นที่ระหว่างเอาต์พุตและตัวป้องกัน (และเพิ่มเติมไปยังจุดต่อลงดินของสาย PEN)
— สลับเฟสและสายกลาง (เฟสแทนศูนย์และกลับกัน) ที่ไปที่เอาต์พุตนี้

ฟังก์ชันสายดินป้องกัน

ผลการป้องกันของการต่อลงดินขึ้นอยู่กับหลักการสองประการ:

— การลดลงสู่ค่าที่ปลอดภัยของความต่างศักย์ระหว่างวัตถุนำไฟฟ้าที่ต่อสายดินกับวัตถุนำไฟฟ้าอื่นๆ ที่มีพื้นธรรมชาติ

— กระแสไฟฟ้ารั่วไหลเมื่อวัตถุนำไฟฟ้าที่ต่อลงดินสัมผัสกับตัวนำเฟส ในระบบที่ออกแบบอย่างเหมาะสม การปรากฏตัวของกระแสไฟรั่วทำให้อุปกรณ์ป้องกันทำงานทันที (อุปกรณ์กระแสตกค้าง — RCD).

ดังนั้นการต่อลงดินจึงมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อใช้ร่วมกับอุปกรณ์กระแสไฟที่เหลืออยู่เท่านั้น ในกรณีนี้ ด้วยการละเมิดความเป็นฉนวนส่วนใหญ่ ศักยภาพของวัตถุที่ต่อลงดินจะไม่เกินค่าที่เป็นอันตราย นอกจากนี้ ส่วนที่ผิดพลาดของเครือข่ายจะถูกตัดการเชื่อมต่อในเวลาอันสั้น (หนึ่งในสิบของวินาที — เวลาสะดุดของ RCD)

การต่อลงดินในกรณีที่อุปกรณ์ไฟฟ้าขัดข้อง กรณีทั่วไปของอุปกรณ์ไฟฟ้าขัดข้องคือแรงดันเฟสกระทบกับตัวเครื่องโลหะของอุปกรณ์เนื่องจากฉนวนไฟฟ้าขัดข้อง ตัวเลือกต่อไปนี้เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับมาตรการรักษาความปลอดภัยที่ใช้อยู่:

— กรณีไม่ได้รับการพิสูจน์ ไม่มี RCD (ตัวเลือกที่อันตรายที่สุด) ร่างกายของอุปกรณ์จะอยู่ที่เฟสศักย์ และจะไม่ถูกตรวจพบในทางใดทางหนึ่ง การสัมผัสอุปกรณ์ที่มีข้อบกพร่องดังกล่าวอาจถึงแก่ชีวิตได้

— ตัวเรือนต่อสายดิน ไม่มี RCD หากกระแสไฟรั่วในวงจรกราวด์ของตัวเฟสมีขนาดใหญ่เพียงพอ (เกินเกณฑ์ของฟิวส์ที่ป้องกันวงจรนั้น) ฟิวส์จะระเบิดและปิดวงจร แรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสุด (ถึงกราวด์) ของเคสที่ต่อสายดินจะเป็น Umax = RGIF โดยที่ RG ความต้านทานดิน IF? กระแสที่ฟิวส์ที่ป้องกันวงจรนี้ตัดการทำงาน ตัวเลือกนี้ไม่ปลอดภัยเพียงพอ เนื่องจากมีความต้านทานต่อสายดินสูงและพิกัดฟิวส์สูง ศักยภาพของสายที่ต่อลงดินจึงมีค่าค่อนข้างมาก ตัวอย่างเช่น ด้วยความต้านทานดิน 4 โอห์มและฟิวส์ 25 A ศักย์ไฟฟ้าจะสูงถึง 100 โวลต์

— ตัวเสื้อไม่ได้ต่อสายดิน ติดตั้ง RCD แล้ว ร่างกายของอุปกรณ์จะอยู่ที่ศักย์เฟส และจะไม่ถูกตรวจจับจนกว่าจะมีเส้นทางสำหรับกระแสไฟรั่วผ่านไป ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด การรั่วไหลจะเกิดขึ้นผ่านร่างกายของผู้ที่สัมผัสทั้งอุปกรณ์ที่ชำรุดและวัตถุที่มีสายดินตามธรรมชาติ RCD จะปิดส่วนที่ผิดพลาดของเครือข่ายทันทีที่เกิดการรั่วไหล บุคคลจะได้รับไฟฟ้าช็อตในระยะสั้นเท่านั้น (0.010.3 วินาที - เวลาตอบสนองของ RCD) ซึ่งตามกฎแล้วจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ

— ตัวเครื่องต่อสายดิน ติดตั้ง RCD แล้ว นี่เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยที่สุด เนื่องจากมาตรการป้องกันทั้งสองช่วยเสริมซึ่งกันและกันเมื่อแรงดันเฟสกระทบตัวนำลงดิน กระแสจะไหลจากตัวนำเฟสผ่านข้อบกพร่องของฉนวนในตัวนำลงดินและต่อลงดิน RCD ตรวจพบการรั่วไหลนี้ทันทีแม้ว่าจะมีขนาดเล็กมาก (โดยปกติแล้วเกณฑ์ความไวของ RCD จะอยู่ที่ 10 mA หรือ 30 mA) และตัดการเชื่อมต่อส่วนของเครือข่ายที่มีข้อบกพร่องอย่างรวดเร็ว (0.010.3 วินาที) นอกจากนี้ หากกระแสไฟรั่วมีมากพอ (เกินเกณฑ์การสะดุดของฟิวส์ที่ป้องกันวงจรนั้น) ฟิวส์ก็อาจระเบิดได้เช่นกัน อุปกรณ์ป้องกันใด (RCD หรือฟิวส์) ที่จะตัดวงจรขึ้นอยู่กับความเร็วและกระแสไฟรั่ว เป็นไปได้ที่อุปกรณ์ทั้งสองจะทริกเกอร์

ประเภทของการต่อสายดิน

ทีเอ็น-ซี

ระบบ TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) ถูกเสนอโดย AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) ของเยอรมันในปี 1913 ตัวนำที่เป็นกลางและตัวนำ PE (สายดินป้องกัน) ในระบบนี้ถูกรวมเข้าด้วยกัน ตัวนำหนึ่งตัว ข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดคือการก่อตัวของแรงดันไฟหลัก (สูงกว่าแรงดันเฟส 1.732 เท่า) บนตัวเรือนของการติดตั้งระบบไฟฟ้าในกรณีที่ไม่มีเหตุฉุกเฉินหยุดชะงัก

อย่างไรก็ตามวันนี้คุณสามารถค้นหาสิ่งนี้ได้ ระบบสายดิน ในอาคารของประเทศในอดีตสหภาพโซเวียต

TN-S

เพื่อแทนที่ระบบ TN-C ที่เป็นอันตรายตามเงื่อนไขในทศวรรษที่ 1930 ระบบ TN-S (Terre-Neutre-Separe) ได้รับการพัฒนาขึ้น ซึ่งการทำงานและการป้องกันที่เป็นกลางจะถูกแยกออกจากกันโดยตรงในสถานีย่อย และอิเล็กโทรดสายดินมีโครงสร้างค่อนข้างซับซ้อน ของอุปกรณ์โลหะ

ดังนั้นเมื่อศูนย์ทำงานหยุดกลางสาย การติดตั้งระบบไฟฟ้าจึงไม่ได้รับแรงดันไฟหลักต่อมา ระบบสายดินดังกล่าวทำให้สามารถพัฒนาดิฟเฟอเรนเชียลออโตมาตาและออโตมาตาที่สั่งงานได้จากการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งสามารถตรวจจับกระแสไฟเล็กน้อยได้ งานของพวกเขาจนถึงทุกวันนี้เป็นไปตามกฎหมายของ Kirgoff ซึ่งกระแสที่ไหลผ่านตัวนำเฟสจะต้องเท่ากับตัวเลขของกระแสที่ไหลผ่านการทำงานที่เป็นกลาง

คุณยังสามารถสังเกตระบบ TN-CS ซึ่งการแยกศูนย์เกิดขึ้นที่กึ่งกลางของสาย แต่ในกรณีที่เกิดการแตกในสายกลางจนถึงจุดแยก เคสจะอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าของเครือข่าย ซึ่ง จะเป็นภัยคุกคามต่อชีวิตเมื่อสัมผัส