ทำไมเราใช้พื้นดิน


10

ฉันสงสัยในเรื่องนี้มาระยะหนึ่งแล้วดังนั้นฉันจึงขุดบ้างและตามปกติวิกิพีเดียมีความสว่างมากที่สุด ดูเหมือนว่าโทรเลขเป็นครั้งแรกที่มีการเปิดตัววงจรเพื่อให้วงจรสมบูรณ์ ดูเหมือนจะเป็นความคิดที่ดีที่จะประหยัดสายไฟหากไม่ใช่เพราะความจริงที่ว่าพื้นดินจะมีความต้านทานมากขึ้นดังนั้นคุณจำเป็นต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหล

นี่เป็นสิ่งที่ดีสำหรับโทรเลข แต่สำหรับสิ่งอื่น ๆ ดูเหมือนว่าจะมีปัญหามากกว่าความคุ้มค่า

ฉันอ่านอาร์กิวเมนต์สำหรับ "จุดอ้างอิง" ในการวัดแรงดันสัมบูรณ์ นั่นคือวิธีการแก้ไขปัญหาที่วางแผนไว้ แรงดันไฟฟ้ามีความหมายเฉพาะกับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้นคุณวัดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นไม่เลือกกรอบอ้างอิงที่ไม่มีความหมาย

สำหรับเหตุผลด้านความปลอดภัยดูเหมือนว่าเราจะปลอดภัยกว่านี้หากไม่มีระบบสายดิน หากพื้นดินไม่ได้ใช้ในการทำให้วงจรเสร็จสมบูรณ์ไฟฟ้าโดยทั่วไปจะต้องให้เหตุผลในการเดินทางผ่านบุคคลลงสู่พื้น วิธีนี้จะช่วยลดความเสี่ยงจากการถูกไฟฟ้าดูดโดยกำหนดให้ใครบางคนแตะทั้งสองสายเพื่อทำให้ตกใจแทนที่จะเป็นเพียงสายไฟที่ร้อนแรง สายดินดูเหมือนจะเป็นมาตรการความปลอดภัยเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่ไม่จำเป็น

สำหรับระบบไฟฟ้าแรงต่ำพื้นดินสร้างแหล่งกำเนิดเสียงที่ไม่จำเป็น เท่าที่ฉันสามารถบอกได้พื้นดินจะทำหน้าที่เป็นแบตเตอรี่ + เสาอากาศขนาดยักษ์ที่ไม่เสถียร ความแตกต่างของค่า ph ในพื้นดินนั้นหมายถึงค่าชดเชยกระแสตรง - ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความเป็นกรดของน้ำและองค์ประกอบของแร่ที่จุดสองจุด

การใช้กราวด์เพื่อทำวงจรให้สัญญาณวิทยุหมายถึงความต้านทานที่ไม่จำเป็นในวงจร คุณภาพของคุณอยู่ที่ความเมตตาที่คุณเลือกในดินมากกว่าการออกแบบวงจรของคุณ

อาจมีปัญหาที่ฉันพลาด แต่ฉันสงสัยจริงๆว่ามีข้อได้เปรียบที่สมเหตุสมผลจริงๆที่ฉันพลาดหรือไม่

ไม่มีใครรู้ประวัติ / ปรัชญาของการใช้วงจรเพื่อทำให้วงจรสมบูรณ์หรือไม่?


คุณมีแรงดันไฟฟ้าได้อย่างไรเมื่อไม่มีความแตกต่างที่เป็นไปได้? คุณต้องมีจุดอ้างอิงในวงจร
จูเนียร์

คำตอบ:


13

การเชื่อมต่อภาคพื้นดินหรือการอ้างอิงจะใช้เมื่อมีการใช้เพราะประสบการณ์อันยาวนานแสดงให้เห็นว่ามันเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการปฏิบัติ "การรวมวงล้อ" กับดิน "ใหม่อาจมีสถานที่ในบางกรณี แต่โดยปกติจะไม่ ในหลายกรณีมีแง่มุมของการแข่งขัน แต่ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดโดยรวมได้มาจากการใช้พื้นที่ ระบบจำหน่ายไฟฟ้าเป็นตัวอย่างหนึ่ง

แหล่งจ่ายไฟหลักหรือระบบแรงดันไฟฟ้ากริดจะปลอดภัยยิ่งขึ้นถ้าระบบอ้างอิงทั้งหมดที่ไม่ใช่กราวด์และนี่คือหลักการที่ว่า "หม้อแปลงแยก" เพื่อความปลอดภัยใช้ แต่ช่วงเวลาที่เกิดความผิดปกติอย่างสมบูรณ์หรือบางส่วนบริเวณหนึ่งขาของระบบ ระบบทั้งหมดกลายเป็นอันตรายต่อผู้ใช้

โปรดทราบว่าควรใช้เครื่องมือเดียวเท่านั้นกับหม้อแปลงแยกและหม้อแปลงควรอยู่ใกล้กับเครื่องมือ การใช้สายเคเบิลยาว ๆ หลังจากที่หม้อแปลงและเครื่องมือสองตัวหรือมากกว่านั้นเสี่ยงต่อความผิดพลาดที่เกิดขึ้นกับเครื่องมือหรือการเดินสายไฟโดยที่ไม่มีการป้องกันอื่น

ความยากลำบากในการทำให้ระบบโดดเดี่ยวอยู่ในทางปฏิบัติ (ซึ่งเป็นสิ่งที่นับ) ยากกว่าปัญหาที่เกิดจากการต่อสายดิน ระบบไฟฟ้าของเรือบางลำมีทั้งตัวนำลอยตัวเมื่อเทียบกับพื้นดิน (= ความเป็นไปได้ของน้ำทะเลเมื่อคุณลอยอยู่ในน้ำเค็ม) แต่ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นกับพื้นดินเป็นอันตรายดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ในระบบฐานที่ดินที่ไม่ได้อ้างอิงภาคพื้นดินความผิดพลาดใด ๆ ต่อพื้นดินในระยะเดียวกันจะส่งผลกระทบต่อผู้ใช้ทุกคนในระยะเดียวกัน ดังนั้นถนนทั้งบ้านอาจได้รับผลกระทบจากความผิดพลาดในวงจรเดียวในบ้านหลังหนึ่ง

เมื่อคุณมีระบบอ้างอิงพื้นดินด้านความปลอดภัยของการตรวจจับและการจัดการสำหรับแต่ละวงจรจะจัดการได้อย่างง่ายดาย เรือนดินมีทั้งการป้องกันและการตรวจจับกระแสความผิดไหลลงสู่พื้นและสามารถเป็นได้ทั้ง "กำลังใจ" เพื่อให้การยกเลิกข้อผิดพลาดง่าย (ฟิวส์) หรือตรวจพบในระดับต่ำมาก (ELCB / GFI) การอ้างอิงภาคพื้นดินเป็นภาพรวมที่เป็นบวกในระบบพลังงานภายในประเทศ

ระบบที่ทันสมัยน้อยใช้พื้นเป็นตัวนำจริง
SWER ( Sแหล่งไฟWความกริ้วโกรธEศศภRระบบกลับสู่การ) อำนาจถูกนำมาใช้มากในครั้งเดียวและจะยังคงใช้ในระบบชนบทบาง ฉันเห็นที่นี่ (นิวซีแลนด์) เมื่อหลายเดือนก่อน แต่พวกเขาหายาก อันที่จริงแล้วมันมีประโยชน์มากและคุ้มค่า แต่โดยทั่วไปแล้วจะถูกตัดออกด้วยเหตุผลที่ไม่สมเหตุสมผลทางเทคนิค ค่าใช้จ่ายของการให้การเชื่อมต่อที่ดีพอที่ปลายแต่ละด้านนั้นอยู่ในระดับต่ำเมื่อเทียบกับค่าใช้จ่ายในการเพิ่มตัวนำหลายเส้น

สาย 19 kV SWER:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

Wikipedia SWER

SWER slidehow - ดี

วิดีโอ SWER - NZ

สไลด์โชว์ SWER ที่ยอดเยี่ยม / การสอน

SWER - ประสบการณ์ของออสเตรเลียพร้อมกับใบสมัครในการพัฒนาประเทศ

SWER - Wikipedia


สัญญาณ RF มักจะ "เปิดตัว" เป็นสัญญาณที่ไม่สมดุลกับภาพหลอนที่สะท้อนบนพื้นดิน โดยทั่วไปแล้วหม้อน้ำแนวตั้งของคลื่นแนวตั้งจะมีภาพโดยนัยที่สะท้อนอยู่ในระนาบกราวด์ เสาสูงของสถานี AM Brodcast เกือบทั้งหมดใช้ระบบนี้ มีวัสดุเศรษฐกิจที่ใช้เมื่อเทียบกับไดโพลหรือเสาอากาศอื่น ๆ รูปแบบการแผ่รังสีเป็นทิศทางรอบทิศทางและมุมการแผ่รังสีเหมาะสำหรับการสื่อสารด้วยคลื่นโดยตรง - ผู้ชมส่วนใหญ่อยู่ใกล้เครื่องส่งสัญญาณสำหรับสถานีออกอากาศ AM

  • เสาอากาศรับสัญญาณทีวี 9 การออกแบบยากิแบบดั้งเดิม) และสถานีออกอากาศระยะไกลที่ใช้สำหรับข่าวข้ามทวีป ฯลฯ มักใช้ลำแสงหรือเสาอากาศที่คล้ายกันแทน HRH delta Loop เสาอากาศไม่อ้างอิงพื้นดินได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษสำหรับและจากการใช้งานดังกล่าว

ในระบบที่จำเป็นต้องมีการลงดินเทคนิคได้รับการพัฒนาเพื่อให้มีพื้นที่ที่ดีพอที่จะลดผลกระทบของสภาพท้องถิ่นอย่างเพียงพอ พื้นดินที่เหมาะสมมีความต้านทานเป็นศูนย์โดยที่ขนาดไม่มีที่สิ้นสุดอย่างสมเหตุสมผล การเชื่อมต่อกราวด์โลคัลกับพื้นที่จริงเป็นความท้าทายและวิธีการและความต้องการที่เข้าใจกันเป็นอย่างดีสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้อง


8

คุณกำลังทำข้อสันนิษฐานที่ไม่ถูกต้อง ระบบส่งกำลังเก่าแก่บางระบบใช้กราวด์เป็นหนึ่งในตัวนำ แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่ทำในปัจจุบันอย่างน้อยก็ไม่ใช่ระบบใหม่

มิฉะนั้นคุณต้องสันนิษฐานว่าสิ่งต่าง ๆ เชื่อมต่อกับพื้นดินเสมอเมื่อสิ่งนี้ไม่เป็นความจริง ที่นี่ในสหรัฐอเมริกาพลังงานป้อนเข้าบ้านกำลังลอยอยู่จริงๆ มันมาจากตัวที่สองของหม้อแปลงออกหนึ่งในสามขั้นตอน รองคือ 220 V ด้วยการแตะตรงกลาง วงจรส่วนใหญ่จะทำงานระหว่างปลายด้านหนึ่งและแตะตรงกลางเพื่อรับ 110 V. วงจรพลังงานสูงเช่นช่วงไฟฟ้าหรือเครื่องอบแห้งมีสายทั่วทั้งทุติยภูมิและดังนั้นจึงเป็น 220 V.

ในขณะที่สายสามสายจากหม้อแปลงรองกำลังลอยอยู่ก๊อกน้ำตรงกลางจะถูกต่อลงดินโดยเจตนาที่บ้าน นี่คือส่วนที่จะจัดการกับการลดน้ำหนักและเพื่อป้องกันการสะสมคงที่ขนาดใหญ่ หากไม่มีการเชื่อมต่อกราวด์วงจรทั้งหมดสามารถชาร์จไฟได้สูงถึงแรงดันไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับกราวด์ ในพายุที่ลดน้อยลงสิ่งนี้อาจไม่ดีเป็นพิเศษแม้ว่าจะไม่มีการโจมตีโดยตรงก็ตาม

เมื่อคุณพูดว่า "พื้นดิน" คุณควรแยกความแตกต่างระหว่างพื้นดินและพื้นวงจร พื้นดินเป็นสิ่งที่ฟังดูเหมือนเป็นการเชื่อมต่อโดยตรงสู่โลก วงจรพื้นดินไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับพื้นดินจริง ๆ มันเป็นเพียงชื่อที่เราให้กับโหนดในวงจรเราพิจารณาการอ้างอิง 0 V สำหรับโหนดอื่น ๆ นี่คือส่วนใหญ่เพื่อความสะดวก

วิทยุเป็นปัญหาที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงอีกครั้ง คลื่นวิทยุไม่เสร็จสมบูรณ์วงจรอย่างน้อยก็ไม่ใช่ในกรณีปกติทั่วไปเมื่อคุณอยู่ในทุ่งไกล กราวด์ใช้ในวิทยุเป็นตัวอ้างอิงสำหรับเสาอากาศและบางครั้งก็เป็นกระจกเงาเพื่อทำให้เสาอากาศขนาดเล็กดูใหญ่ขึ้น บางครั้งพื้นดินนั้นเป็นพื้นดิน แต่ไม่บ่อยและไม่จำเป็นต้องเป็นแน่นอน


น่าสนใจ กริดพลังงานใช้พื้นดินหรือไม่ถ้าเป็นในลักษณะเดียวกับที่บ้านทำ
Alex Eftimiades เมื่อ

@ ไฟน์แมน: ฉันไม่รู้ว่า "บ้านแบบเดียวกัน" หมายถึงอะไร แต่อย่างที่ฉันพูดยกเว้นสายไฟที่เก่าแก่มากอย่างน้อยที่นี่ในสหรัฐอเมริกาพวกเขามีสายไฟของตัวเองเพื่อกลับกระแสและไม่ ใช้พื้นดิน
Olin Lathrop

2

ฉันสังเกตเห็นเว็บไซต์นี้ในการแสวงหาของฉันเพื่อหาครั้งแรกที่มีคนตัดสินใจที่จะลงดินและเครือข่ายไฟฟ้า เหตุผลของการต่อลงดินหรือกราวด์อย่างน้อย 3 เท่าที่ฉันได้พบขณะศึกษาไฟฟ้า:

1 การสร้างแบบคงที่จากขึ้นโดยเฉพาะบนวัสดุสิ้นเปลือง การสร้างแบบคงที่บนสายไฟเหนือศีรษะจากลม ฯลฯ ซึ่งแน่นอนว่าเชื่อมต่อโดยตรงกับเครื่องใช้ในครัวเรือนจะทำให้คนตกใจน่ารังเกียจพูดจากองค์ประกอบเครื่องปิ้งขนมปังผ่านคนสู่พื้น

2ปรากฏการณ์พื้นดิน Arcing ฉันอ่านเอกสารเก่าเกี่ยวกับระบบการจัดหาต้นในวิสคอนซิน การอ้างอิงจำนวนมากบนเน็ตถึง Arcing Ground แต่เมื่อฉันเข้าใจในระบบแรกที่ไม่มีเหตุผลมันก็สังเกตเห็นว่าเมื่อตัวนำเฟสหนึ่งล้มลงกับพื้นและถูกหยิบขึ้นมาอีกครั้งอาร์คก็ถูกดึงโดยไม่คาดคิด มันได้รับการตระหนักตั้งแต่นั้นเมื่อสายหนึ่งสัมผัสพื้นวงจรสมบูรณ์โดยไม่ได้ตั้งใจจะเกิดขึ้นผ่านความจุระหว่างเฟสอื่น ๆ และพื้นดินที่เชื่อมต่อในขณะนี้ บางครั้งการเกิดวงจรเรโซแนนท์ใกล้จะก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงมากระหว่างเฟสอื่นและตัวนำภาคพื้นดินที่ไม่ได้ตั้งใจซึ่งเป็นอันตราย ด้วยการเชื่อมต่อระดับแรงดันไฟฟ้าต่าง ๆ ของระบบจ่ายไฟเข้ากับกราวด์ปัญหา Arcing Ground นี้จะถูกกำจัดออกเนื่องจากข้อต่อแบบ capacitive ระหว่างตัวนำค่าใช้จ่ายและกราวด์นั้นสั้น

3พื้นดินเป็นตัวนำ ดังนั้นหากในระบบที่ไม่มีระบบฉนวนความล้มเหลวเกิดขึ้นเช่นว่าเฟสหนึ่งเชื่อมต่อกับพื้นดินพื้นดินจะมีชีวิตอยู่ที่แรงดันไฟฟ้านั้น แต่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อย จนกระทั่งเกิดความผิดพลาดครั้งที่สอง จากนั้นพื้นดินจะเชื่อมต่อทั้งสองข้อผิดพลาดเข้าด้วยกันและกระแสสูงและการรวมพลังของอุปกรณ์โดยไม่ตั้งใจ เช่นเครื่องปิ้งขนมปังที่ใช้งานเชื่อมต่อกับพื้นดินที่ No 1 Main St อาจเชื่อมต่อกับหลอดไฟที่ No 26 Main St ที่มีการใช้งานยังสั้นลงไปที่พื้น การเปิดเครื่องปิ้งขนมปังที่หมายเลข 1 จะทำให้หลอดไฟส่องสว่างที่เลข 26 และในทางกลับกัน ไม่ต้องสงสัยเลยว่าช่างไฟฟ้าจะสับสน ซื้อการเชื่อมต่อจุดดาว (ไวย์) ของหม้อแปลงไฟฟ้าเข้ากับกราวด์เรารู้ว่าต้องคาดหวังอะไรจากกราวด์ มันเป็นตัวนำที่เป็นกลางเพียงเพราะเราเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายที่เป็นกลาง

สิ่งที่อ้างอิงแรงดันไฟฟ้าคือโดยการลงจุดดาวฤกษ์แรงดันไฟฟ้าลงสู่พื้นดินจะถูกย่อให้เป็นแรงดันเฟสแทนที่จะเป็นแรงดันไฟฟ้าเส้น ระบบ SWER ยังคงพบได้ทั่วไปในพื้นที่ชนบทของออสเตรเลีย เหมืองบางโรงงานและเรือวิ่งด้วยระบบขุด ในกรณีนี้ตัวบ่งชี้หรือรีเลย์จะถูกจัดเรียงเพื่อที่ว่าหากการเชื่อมต่อกับพื้นเกิดขึ้นมันจะถูกระบุหรือตื่นขึ้นมาทันทีและช่างไฟฟ้าที่ปฏิบัติหน้าที่จะค้นหาและแก้ไขข้อผิดพลาด (หวังว่า) ข้อดีคือระบบสามารถพบข้อผิดพลาดเดียวและไม่ต้องเดินทางดังนั้นการบำรุงรักษาอุปกรณ์และการผลิต ตราบใดที่ความผิดถูกแยกออกและแก้ไขอย่างรวดเร็ว ใครรู้ว่าใครและเมื่อพวกเขาแรกดินระบบการจัดหา?


2
เป็นข้อมูลที่ดี แต่คุณสามารถจัดรูปแบบเล็กน้อยเพื่อให้อ่านง่ายขึ้นหรือไม่
JRE

ฉันแก้ไขอย่างรวดเร็ว ฉันเห็นด้วยกับ @JRE แม้ว่าคำตอบจะดีคนอื่นจะไม่สนใจคุณอย่างจริงจังถ้าคุณไม่ใช้เวลา 10 ถึง 20 วินาทีในการจัดรูปแบบคำตอบเพื่อให้อ่านได้ง่ายขึ้น
Nick Williams

0

ดูระบบไฟฟ้าเป็นระบบการไหลเวียนของเราเส้นแรงดันและเส้นย้อนกลับบวกและลบร้อนและเป็นกลาง (วงเดียว) ในวงจรที่ง่ายที่สุด พื้นควรใช้เพื่อความปลอดภัยเท่านั้น

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.