เหตุใดจึงเป็นกลางของหลักที่ผูกติดอยู่กับโลก?

พ่อของฉันเป็นช่างไฟฟ้าและฉันเป็นวิศวกรออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และจนถึงทุกวันนี้เขายังไม่สามารถให้เหตุผลที่ดีกับฉันได้

พิจารณาทั้งสองภาพ / สถานการณ์ดังต่อไปนี้ - ทั้งสองกรณีเดียวกัน แต่ด้วยความเป็นกลางไม่ผูกติดอยู่กับโลกในวินาที ขออภัยในแผนภาพที่ไม่ดี แต่ลองจินตนาการว่าพวกเขากำลังเสียบส้อม / มีดในเครื่องปิ้งขนมปัง / ฯลฯ เพื่อสัมผัสการใช้งาน

ในภาพแรกบุคคลนั้นจะถูกไฟฟ้าดูด กรณีคลาสสิก นี่เป็นเพราะมือของบุคคลนั้นมี 240VAC และโลกที่เท้าของพวกเขา สิ่งสำคัญที่ควรทราบที่นี่คือความแตกต่าง 240VAC ที่ทำให้เกิดการกระแทก

ในภาพที่สองบุคคลนั้นสัมผัสกับสายที่ใช้งานอีกครั้ง - อย่างไรก็ตามเนื่องจากโลกไม่ได้ผูกติดกับเป็นกลางจึงไม่มีการรับประกันความแตกต่าง 240VAC ไม่มี. เช่นเดียวกับการต่อแบตเตอรี่เข้ากับไฟเพียง 1 จุดสถานการณ์นี้ไม่มีการปิดวงจร ดังนั้นวิธีเดียวที่จะได้รับความตกใจคือถ้าคนที่มีความกระตือรือร้นและเป็นกลางในเวลาเดียวกัน - ซึ่งคุณจะต้องพยายามที่จะฆ่าตัวเองถ้าคุณทำแบบนั้น -> ศักยภาพของโลกไม่ทำงาน -> เป็นกลาง - และการผูกเป็นกลางกับโลกไม่ได้ทำอะไรเพื่อป้องกันการใช้งาน -> แรงกระแทกที่อาจเกิดขึ้นในระดับกลาง)

ใช่โลกอาจลอยอยู่และอาจเป็น "ใด ๆ " ที่มีศักยภาพโดยอ้างอิงจากการใช้งานและมันดีที่จะผูกมันไว้ที่เป็นกลางที่โรงไฟฟ้าหม้อแปลงไฟฟ้าและนอกบ้านของเราด้วยดินที่มีเงินเดิมพันดังนั้น "เรารู้" ที่. แต่คุณสามารถทำให้ข้อโต้แย้งที่ว่ามันอาจเพิ่มขึ้นถึงศักยภาพอันตรายบางอย่างเกี่ยวกับใด ๆแหล่งจ่ายไฟแยก ดังนั้นฉันไม่คิดว่าเป็นเหตุผลที่มั่นคงและเหตุผลเดียว ยิ่งไปกว่านั้นบางครั้งหม้อแปลงไฟฟ้า / แหล่งจ่ายไฟบางครั้งใช้เพื่อจุดประสงค์ในการป้องกันการกระแทกเท่านั้น - ทำไมเราไม่แยกโลกทั้งใบออกจากกริดพลังงานของเรา ฮ่าฮ่า

เห็นได้ชัดว่าแชสซีสายดินไม่จำเป็นอีกต่อไปถ้าเป็นกลางไม่ได้เชื่อมโยงกับโลก - เนื่องจากการสัมผัสปลอกโลหะจะไม่เป็นอันตรายหากด้วยเหตุผลบางอย่างอุปกรณ์จะกลายเป็นสด (เช่นเดียวกับสถานการณ์ 2)

TL; DR: เป็นเหตุผลเดียวที่เราผูกโลกให้เป็นกลางเพื่อที่เราจะได้รู้ว่าพื้นดินเบื้องล่างของเราคือ 0V สำหรับการใช้งาน? หรือมีเหตุผลอื่นอีกบ้าง?

มีเหตุผลสี่ประการที่ทำให้ดินมีความเป็นกลาง

1.สายดินที่เป็นกลางให้การอ้างอิงทั่วไปสำหรับทุกสิ่งที่เสียบเข้ากับระบบไฟฟ้า ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ปลอดภัย (r)

2.หากไม่มีกราวด์กระแสไฟฟ้าสถิตย์จะสร้างขึ้นจนถึงจุดที่เกิดการระเบิดขึ้นในสวิตช์ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานในการส่งสัญญาณความร้อนสูงเกินไปไฟไหม้ ฯลฯ

3.ด้วยระบบลอยตัวคุณสามารถมีช่วงสั้น ๆ ระหว่างทั้งในบ้านและระบบใกล้เคียงผ่านทางกราวด์ดังที่แสดงด้านล่าง การเปิดไฟในบ้านของคุณอาจทำให้ไฟติดในบ้านเพื่อนบ้านของคุณได้เช่นกัน ลักษณะนี้คาดเดาไม่ได้อย่างมาก

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

4.ในที่สุดโดยการให้ทางกลับสู่ดินเป็นกลางสั้นไปที่แชสซีที่มีสายดินของอุปกรณ์ทำให้เกิดผลที่คาดการณ์ได้ในแง่ของการตอบสนองฟิวส์หรือเบรกเกอร์ สิ่งนี้ให้การปกป้องที่ดีเยี่ยมแก่ผู้ใช้

สรุป

ในรูปแบบที่เรียบง่ายปรากฏว่าการไม่ผูกพื้นดินกลับไปที่ค่ากลางจะปลอดภัยกว่า อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงในระบบไฟฟ้าแบบกระจายไม่มีการรับประกันเรื่องนี้เพราะคุณไม่มีทางรู้ว่ามีเส้นทางอื่นกลับไปที่หม้อแปลงผ่านเส้นทางอื่น นั่นคือในจุดที่ 3 ด้านบนคุณอาจตกอยู่ในอันตรายจากการถูกไฟฟ้าดูดมากเท่ากับความเป็นกลางของคุณ

ในท้ายที่สุดผลประโยชน์อื่น ๆ ของการผูกปมกลับไปที่เป็นกลางมีมากกว่าดุลที่เป็นไปได้ แต่ไม่น่าเชื่อถือผลประโยชน์การแยก

หมายเหตุ: จากจุดที่ 4 จะมีการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในแบบที่คุณต้องคิดเกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่เป็นกลาง อย่าคิดว่าเป็นกลางเชื่อมต่อกับพื้นดิน แต่คิดว่าพื้นดินที่เชื่อมต่อกับเป็นกลางเพื่อให้กระแสจากพื้นดินสั้นกลับไปที่หม้อแปลง

สิ่งที่คุณกำลังพูดถึงเป็นระบบที่แยก ฉันมีตำราขยายมันนี่ ในระบบที่แยกได้ "ความผิดพื้นแรกคือฟรี" (และกลายเป็นพันธะพื้นกลาง) นี่คือความคิดที่คุณกำลังส่งเสริม

ปัญหาคือปัญหาที่สอง ถ้าคุณไม่มีเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงทำการทดสอบแยกและไล่ลงและกำจัดข้อผิดพลาดที่พื้นแรกมันจะล้มเหลวเงียบตรวจไม่พบและรออยู่ ดังนั้นคุณจะย้อนกลับไปในสถานการณ์เดียวกันเพียงตอนนี้คุณไม่มีความคิดว่าวันนี้ร้อนหรือเป็นกลางจะตายคุณ

นอกจากนี้ยังมีการเข้าใจผิดที่คุณค้นพบกรณีการใช้งานหนึ่งกรณีที่ความคิดของคุณดีกว่า แต่คุณไม่สามารถพิจารณากรณีการใช้อื่นทั้งหมด NFPA ทำและพิจารณาพวกเขาทั้งหมดอย่างสมดุลและพัฒนาแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่จะช่วยชีวิตและบ้านส่วนใหญ่ นั่นคือหน้าที่ของพวกเขาอย่างแท้จริงคือสมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ

นอกจากนี้ระบบแยกยังทำงานไม่ได้จนกว่าคุณจะมีหม้อแปลงของตัวเองเพราะทั้งระบบต้องอยู่ภายใต้การดูแลรักษาทั่วไปเพื่อให้คุณมั่นใจได้ว่ายังคงแยกตัว ฉันมีความหรูหราในการมีหม้อแปลงของตัวเอง ฉันเรียกใช้เป็น "ระบบแยก" โดยไม่ได้ตั้งใจ (พันธะที่เป็นกลางกับพื้นผิดปกติ) "ความผิดฐานแรก" ล้มเหลวอย่างเงียบ ๆ และจับฉันโดยไม่รู้ตัว ฉันค้นพบสิ่งนี้หลังจากปลดวงจรและดึงสายไฟออกจากเต้าเสียบ ฉันประกายความร้อนสู่โลกเพียงเพื่อให้แน่ใจว่าวงจรถูกปิดและสิ่งนี้จะติดไฟวงจรอีกครั้ง ! อะไร??? ปรากฎเป็นวงจรที่ไม่เกี่ยวข้องความร้อนทำให้เกิดความผิดพลาดที่พื้น กราวด์นั้นมีค่า 120V จากค่าเป็นกลางทุกที่ในระบบแม้แต่ในวงจรที่ถูกปิด! มันแย่มากและเป็นแค่เรื่องไร้สาระที่เกิดขึ้นกับระบบแยกที่ไม่ได้รับการดูแลอย่างดี ความล้มเหลวที่เงียบคือ BAD

ฉันจะพูดแบบนี้: มันเป็นการทดสอบการตรวจสอบที่ดีสำหรับงานก่อนหน้าซึ่งเป็นเว็บไซต์ที่สมบูรณ์ซึ่งมีข้อบกพร่องร้ายแรงหลายสิบรายการ

บนIT-เครือข่ายที่ทั้งเส้นบนซ็อกเก็ตที่มีการถ่ายทอดสดการGFCIจะไม่ทำงานบนความผิดพลาดเพียงครั้งเดียว
ซึ่งมีประโยชน์ในระบบความต่อเนื่องสูงบางอย่าง (เช่นห้องผ่าตัด) ความผิดพลาดเพียงครั้งเดียวจะไม่ปิดทุกสิ่ง
แต่คุณจะต้องตรวจสอบอย่างแข็งขันสำหรับความผิดปกติเดียวโดยใช้การตรวจสอบฉนวนกันความร้อน

ดังนั้นเราจึงวางตัวเป็นกลางเพื่อให้กลไกการป้องกันทำงานผิดพลาดแม้แต่ครั้งเดียว เราเรียกสิ่งนี้ว่าTT-เครือข่าย

มันไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบสัมผัส SELV (แรงดันไฟฟ้าต่ำพิเศษความปลอดภัยต่ำ 42V) สำหรับพื้นที่เปียกชื้นและความปลอดภัยจากการสัมผัส

ดังที่นีลได้ชี้ให้เห็นภาพใหญ่คือคุณเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่และหากไม่ได้ลงดินที่ใดที่หนึ่งสิ่งที่น่ารังเกียจทั้งหมดก็จะลอยสูง - อาจเป็นโวลต์สายฟ้า

คำถามที่สองของคุณ "จะไม่ปลอดภัยกว่าหรือที่จะลอยได้" ซึ่งจะกลายเป็นคำถามที่น่าสนใจมากเมื่อคุณมีระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ที่ไม่มีการเชื่อมต่อ ไฟฟ้า regs (ที่นี่) บังคับให้คุณไปที่พื้นดิน N แต่จริงๆแล้วนั่นเป็นเพียงการทำให้มันไม่ปลอดภัย

นี่คือหัวข้อที่เรา (ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์) ได้ถกเถียงกันมานานแล้วโดยไม่มีข้อสรุปที่ดี

ในห้องแล็บทีวีเราได้กำหนดให้ใช้หม้อแปลงแยกเพื่อแยกอุปกรณ์ไฟฟ้าของเราออกจากการทดสอบจากแหล่งจ่ายไฟหลัก สิ่งนี้ทำให้ทีวีปลอดภัยที่จะสัมผัสด้วยมือเดียว นอกจากนี้ยังทำให้ทีวีปลอดภัยในการทดสอบเช่นการเชื่อมต่อกราวด์ของออสซิลโลสโคปกับวงจร แต่เมื่อคุณเชื่อมต่อขอบเขต 'ลงดินกับวงจรลอยตัวมันจะต่อสายดินอีกครั้งและโดยหลักการแล้วไม่ปลอดภัยต่อการสัมผัส!

เพื่อให้ตรงประเด็นเรามีกฎหมายห้ามการเชื่อมต่อรางปลั๊กไฟกับหม้อแปลงแยก ใช้หนึ่งหม้อแปลงต่ออุปกรณ์ มิฉะนั้นจะกลายเป็นเรื่องง่ายเกินไปที่จะสัมผัสอุปกรณ์สองเครื่องและค้นหาวิธีที่ยากที่อุปกรณ์หนึ่ง "ร้อน" เมื่อเทียบกับอุปกรณ์อื่น คุณไม่สามารถแยกอาคารทั้งหมดด้วยไฟฟ้าและคาดว่าวงจรจะยังคงลอยอยู่และปลอดภัย

นอกจากการลงดินโดยไม่ตั้งใจผ่านอุปกรณ์บางอย่างแล้วยังมีกระแสรั่วไหลลงสู่พื้นผ่านตัวเก็บประจุ คอมพิวเตอร์ของคุณมีแหล่งจ่ายไฟที่แยกจากกันด้วยกระแสไฟฟ้าจึงปลอดภัยที่จะสัมผัส แต่มี C อยู่ระหว่างกราวน์ปฐมภูมิและทุติยภูมิถึงการลัดวงจร EMI ของ SMPS หากพื้นดินไม่ได้เชื่อมต่อและคุณสัมผัสกับเคสแล้วกระแสไฟฟ้า 50-60 Hz ผ่าน C (และ C ของหม้อแปลง) จะทำให้คุณรู้สึกเสียวซ่า เชื่อมต่อ 10 อุปกรณ์ดังกล่าวด้วย 10 Cs เข้าด้วยกันโดยไม่ต้องต่อสายดินกับอุปกรณ์ใด ๆ อย่างชัดเจน นั่นเป็นเหตุผลที่คุณควรใช้เต้าเสียบที่มีกราวด์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย [แก้ไข: เพิ่มแผนผังจากเธรดอื่น Henry Crun]

เหตุผลหลักคือการเป่าฟิวส์ป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าผิดปกติเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์นั้น อย่างไรก็ตามมันยังช่วย จำกัด การเคลื่อนที่ของแรงดันไฟฟ้าในการกระจายแบบ 3 เฟส

การถ่ายทอดสดสู่พื้นแชสซีเป็นความผิดปกติทั่วไป หากปราศจากความเป็นกลางที่ถูกผูกมัดกับโลกจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านที่สำคัญเพื่อเป่าฟิวส์และปลดการเชื่อมต่อของกระแสไฟฟ้า

พิจารณาหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย 3 เฟส 240v ถึง N, 415v ระหว่างเฟส ถ้าความผิดพลาดของการมีชีวิตอยู่บนพื้นดินมีเฟสเป็นสีแดงดังนั้น N จะกลายเป็น 240v ลงไปที่พื้นและเฟสสีน้ำเงินและสีเหลืองจะกลายเป็น 415v ลงสู่พื้นทำให้เกิดความเครียดมากขึ้นกับฉนวนในคุณสมบัติอื่น ๆ ทั้งหมด .

คำตอบเดียว: ความสามารถในการคาดการณ์

บางครั้งมันจะดีกว่าถ้าเครือข่ายคาดการณ์ได้ดีกว่า "บางครั้ง" หรือ "ปกติ" จะปลอดภัยกว่า / ถูกกว่า / ดีกว่าในทางอื่น ความสามารถในการคาดการณ์ทำให้ความปลอดภัย / ประสิทธิภาพ / ประสิทธิผลทั่วโลกเป็นไปได้เนื่องจากช่วยลดความยุ่งยากในการใช้เครือข่ายและการออกแบบสิ่งต่าง ๆ ที่เสียบเข้ากับมัน คุณแก้ปัญหาเพียงครั้งเดียวแทนที่จะใช้งานทุกครั้ง

ที่นี่ในออสเตรเลียเรามีสิ่งที่เรียกว่าระบบ MEN Multiple Earth Neutral Neutral IEC อธิบายระบบผู้ชายว่าเป็นระบบ TN-CS (Terra Neutral Combined Seperate) ซึ่งเป็นวิธีการพูดที่แปลกใหม่ ตัวนำที่เป็นกลางและ Earth นั้นเป็นตัวนำและหน้าที่ทางกายภาพที่เหมือนกันระหว่างจุดดาวของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายและจุดจ่ายไฟซึ่งจะเป็นสมบัติของผู้บริโภค

มันเป็นจุดที่อุปทานที่ตัวนำรวมกันแยกออกเป็นสองตัวนำทางกายภาพคือเป็นกลางและโลก จากนั้นขั้วต่อสายดินหลักจะเชื่อมต่อกับมวลที่มากขึ้นของโลกผ่านตัวนำสายดินหลักและเสาดิน กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำในทุก ๆ สถานที่และเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่เราเรียกว่าระบบ PME (Protective Multiple Earth)

เหตุผลที่ระบบ PME ตรงไปตรงมายิ่งคุณได้รับหม้อแปลงมากขึ้นเท่าใดก็จะมีโอกาสเกิดขึ้นได้มากขึ้นกับตัวนำที่เป็นกลางเกี่ยวกับโลก ระบบ PME ช่วยให้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นทำให้ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปยังโลกได้ในแต่ละคุณสมบัติและทำให้แรงดันไฟฟ้าเป็นกลางเป็นกลางต่ำ โดยการรักษาแรงดันไฟฟ้าที่เป็นกลางให้ใกล้เคียงกับพื้นดินมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ให้ใช้แรงดันอ้างอิงที่ดีและวิธีการลดแรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏระหว่างส่วนต่าง ๆ ของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่นำไฟฟ้าเปิดเผยผ่านนอกส่วนพันธะ

การมีตัวนำสายดินทำให้สามารถตัดการเชื่อมต่อของแหล่งจ่ายโดยอัตโนมัติในกรณีที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรกับความผิดปกติของโลกโดยความผิดปัจจุบันเส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำเพียงพอที่จะใช้งานอุปกรณ์ป้องกันวงจร

ความผิดพลาดในปัจจุบันต้องการหาทางกลับไปที่ต้นกำเนิด (หม้อแปลง)

ดังนั้นเพื่อตอบคำถามของคุณ จริง ๆ แล้วการต่อสายดินนั้นเป็นส่วนที่ซับซ้อนมากของระบบการแจกจ่ายใด ๆ และเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ป้องกันโดยอนุญาตให้พวกเขาทำงานได้ตามที่ได้รับการออกแบบมา ตัวนำสายดินไม่ได้รับเครดิตเพียงพอสำหรับสิ่งที่มันทำ !!!

เสาไฟฟ้านี้นอกบ้านของฉันแสดงให้เห็นถึงข้อดีของการมีสายดินที่เป็นกลาง ลวดสดตั้งอยู่ในตำแหน่งที่สูงที่สุดและปลอดภัยที่สุดในขณะที่ลวดเป็นกลางอยู่บนขั้วต่อ

จุดกำเนิดของอุปกรณ์ต่อสายดินคือถ้า (เมื่อจริง) มีส่วนสั้น ๆ ที่คุณสามารถสัมผัสวงจรได้กระแสจะไหลอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้น ๆ และจากนั้นจะมีการป้องกันกระแสเกินในการเดินทางของสาขาที่แจ้งเตือน ผู้สังเกตการณ์ว่ามีปัญหา เป็นกลางถูกผูกติดกับพื้นเพื่อที่จะได้สัมผัสและป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้น ฉันคิดว่าตัวอย่างที่ดีขึ้นของความสำคัญคือเครื่องปิ้งขนมปังที่ตัดไฟหลักไปยังแชสซีของมัน หากมีการต่อสายดินตัวตัดวงจรจะปรากฏขึ้นทุกครั้งที่คุณเสียบเครื่องปิ้งขนมปังและคุณสามารถแก้ไขได้หรือรับเครื่องใหม่ หากเครื่องปิ้งขนมปังไม่ได้ต่อสายไฟอาจเกิดขึ้นได้นั่งอยู่ที่แชสซีของเครื่องปิ้งขนมปังรอให้คุณทำวงจรให้เสร็จสมบูรณ์ (เช่นการสัมผัสเครื่องปิ้งขนมปังด้วยมือข้างหนึ่งและจมลงด้วยมืออื่น) สถานการณ์ที่สองทำให้คุณตกอยู่ในอันตรายอย่างมีนัยสำคัญ หากเต้าเสียบไม่ได้รับการป้องกันด้วย GFCI คุณอาจเห็นแอมป์หลายตัวไหลผ่านตัวคุณเป็นเวลาหลายมิลลิวินาทีก่อนที่จะมีการเบรกเกอร์แม่เหล็ก นี่เป็นมากกว่าเพียงพอที่จะทำความเสียหายร้ายแรงและ / หรือฆ่าขึ้นอยู่กับเส้นทาง หากเป็นกลางไม่ได้ผูกติดอยู่กับพื้นดินก็ไม่มีความมั่นใจว่าจะมีการลัดวงจรเพื่อป้องกันกระแสเกิน