Jevy při průtoku proudu do země: Mechanika a technologie

Pomozte mi to pochopit. Proč se například říká, že když se přeruší drát nadzemního elektrického vedení, je v kontaktu se zemí. Vysvětlete, jak se obvod uzavře, když se vodič a zem přeruší, proudem protéká do země.

Re: Jevy, když proud teče do země
03.02.2011, 21: 17

Jak tomu rozumím:
Na obou koncích vedení pro přenos energie se nacházejí transformátory, jejichž vinutí připojená k vedení pro přenos energie jsou sestavena podle schématu „hvězda“. Středy těchto transformátorů jsou jasně spojeny se zemí (je zajištěno speciální uzemnění středu transformátorů). Pak je vše jasné – fáze (nebo pracovní nula) vedení pro přenos energie je přerušena, padá na zem, na které je potenciál středu transformátoru. Proud začíná protékat s ohledem na všechny impedance (střed transformátoru -> místo kontaktu přerušeného vodiče se zemí; impedance vedení pro přenos energie od transformátoru k přerušení; impedance vinutí transformátoru a případné další impedance).

Vzhledem k tomu, že v místě kontaktu přerušeného vodiče se zemí bude prakticky potenciál přerušené fáze (předpokládáme, že odpor země je výrazně větší než odpor vodiče elektrického vedení), a že povrch země je velmi rozložený, je možné, že by se měly zohlednit i kapacitní proudy mezi povrchem země pod elektrickým vedením a pracovními vodiči. Zda se to ale v praxi zohledňuje – nevím, možná jsou tyto jevy zanedbatelně malé.

Osobně jsem se sítěmi 100+ kV téměř nepracoval, mají svá specifika.

Re: Jevy, když proud teče do země
03.02.2011, 23: 38

Děkuji. Způsob, jakým chápete tento jev, je velmi podobný pravdě. Pouze pokud je vedení například dlouhé 100 kilometrů a přesně uprostřed je přerušení (tj. proud bude muset urazit dlouhou cestu v zemi k neutrálu transformátoru), dosáhne proud neutrálu transformátoru? Nebo má zem velmi vysokou vodivost? A ještě jedna věc. Co když vezmeme síť s izolovaným neutrálem, nebo jsou vinutí transformátoru zapojena do trojúhelníku? Bude pak proud potéct? Koneckonců pro něj nebude existovat uzavřený obvod. Ale i když proud nepoteče, vznikne v místě kontaktu vodiče se zemí krokové napětí?

Re: Jevy, když proud teče do země
03.02.2011, 23: 57

Proud neprotéká zemí.
Země má ale superkapacitu, a proto na sebe přijímá náboj a střídavý proud.
Když se vodič přeruší a dojde ke zkratu se zemí, energie jde do zemního odporu.
Proud protéká pouze vodičem – to je fáze.
Vodiče s nulovým vodičem jdou ke koncovému spotřebiteli a pocházejí z hlubokého uzemnění poblíž nízkonapěťového transformátoru.
Elektrické přenosové vedení nemá nulové vodiče; to je zbytečné plýtvání drátem.

Nedochází k žádnému zkratu v obvyklém smyslu plus a mínus.
Střídavý proud je zkratován k zemní kapacitě.

— Pá 04. února 2011 00:23:30 —

Nejdřív jsem napsal, že Země má supravodivost, možná je to totéž co kapacita, nebo možná ne. Nevím.

— Pá 04. února 2011 00:31:13 —

Ne, pořád je to tak: indukčnost je magnetické pole a kapacita je náboj. A to jsou úplně jiné věci.
Země přijímá jakýkoli náboj a to je kapacita. A cívka transformátoru a přenosové vedení jsou indukčnost.

— Pá 04. února 2011 00:35:26 —

Obecně platí, že spotřebitel nepotřebuje nulu. Vždy může poslat proud obvodem fáze-zařízení-zem.
Ale pravděpodobně je nula vždy připojena, aby nikdo nebyl zasažen elektrickým proudem z domácího uzemnění.

Re: Jevy, když proud teče do země
04.02.2011, 01: 25

Taky jsem si myslel:
pravděpodobně, když se drát přeruší a zem není uzemněna, nedochází ke ztrátě energie,
ale proud prostě vypadne na drátě.
Samozřejmě, nejsem elektrikář.

Re: Jevy, když proud teče do země
04.02.2011, 12: 13
Juan Carlos napsal:

Pouze pokud je vedení například dlouhé 100 kilometrů a přerušení je přesně uprostřed (tj. proud bude muset urazit dlouhou cestu v zemi k neutrálu transformátoru), dosáhne proud neutrálu transformátoru? Nebo má půda velmi vysokou vodivost?

Elektrický proud se nikam nedostane. Je nesprávné hovořit o elektrickém proudu jako o fyzickém objektu, je to v podstatě jakási abstrakce, víceméně přesně popsaná vzorci a projevující se nepřímo (například Ampérův zákon).

Pokud jde o vaši otázku, délka dráhy je zde irelevantní, záleží pouze na impedanci obvodu, frekvenci a amplitudě napětí. Hodnota proudu bude nastavena podle těchto parametrů.

Juan Carlos napsal:
Nebo má půda velmi vysokou vodivost?

Nejdůležitější je odpor v místě kontaktu mezi vodičem a zemí. Nemohu vám uvést žádné údaje o samotné zemi, ale vím (někde jsem četl), že například v obci s pevně uzemněným nulovým vodičem transformátoru rozvodny je docela možné vykopat kbelík pár metrů hluboko a připojit k němu nulový vodič (fázi samozřejmě odeberte z elektroměru), připojit zátěž asi 1 kW bez výrazného (až 30V) poklesu vstupního napětí 220V.
Červi, horníci a sousedé samozřejmě šílí :). Takové spojení je v podstatě vodič spadl na zem, odporuje to bezpečnostním opatřením, pro jistotu vás varuji.

Juan Carlos napsal:

Pokud vezmeme síť s izolovaným nulovým vodičem, nebo jsou vinutí transformátoru zapojena do trojúhelníku? Bude pak proud protékat? Koneckonců pro něj nebude existovat uzavřený obvod.

Ne, žádné nebudou, kromě těch kapacitních jevů, o kterých jsem psal. Nevím, jestli jsou významné, vygooglujte si je a pokud je najdete, napište prosím do tohoto vlákna.

Juan Carlos napsal:
Ale i když proud neprotéká, vznikne v místě, kde se vodič dotýká země, krokové napětí?

Pokud proud neprotéká zemí, pak mezi nohami nebude žádný potenciálový rozdíl v důsledku úbytku napětí na impedanci půdy, a proto se neobjeví žádné krokové napětí. Opět může existovat kapacitní jev.

Re: Jevy, když proud teče do země
04.02.2011, 12: 26
Nějak to není jasné.
Citace:
Ale Země má superkapacitu

Co myslíš tou superkapacitou? Kromě toho, země, zem je substance. Látka nemá kapacitu, jak tomu rozumím. Mluvíš o kapacitě imaginárního kondenzátoru fáze-vzduch-země?

Citace:
Elektrické přenosové vedení nemá nulové vodiče; to je zbytečné plýtvání drátem.
A co vedení 0,4 kV?
Citace:

Ale pravděpodobně je nula vždy připojena, aby nikdo nebyl zasažen elektrickým proudem z domácího uzemnění.

Nulový vodič je připojen tak, aby: 1. bylo možné získat fázové napětí. 2. zabránilo se vzniku asymetrických režimů (což je v sítích 0,4 kV poměrně jednoduché kvůli rozložení zatížení ve velikosti, statických a dynamických charakteristikách). 3. v některých typech sítí je nulový vodič kombinován s ochranným vodičem.
Zbytek tvého příspěvku je ještě matoucí. Každopádně díky za tvůj názor.

— Pá 04. února 2011 12:44:34 —

Citace:
Co se týče vaší otázky, délka dráhy s tím nemá nic společného, důležitá je pouze impedance obvodu.

To jsem měl na mysli. Nezávisela by impedance na délce dráhy proudu (jako ve vzorci pro výpočet odporu vodiče)?

Nejdůležitější je odpor v místě kontaktu mezi vodičem a zemí. Nemohu vám uvést žádné údaje o samotné zemi, ale vím (někde jsem četl), že například v obci s pevně uzemněným nulovým vodičem transformátoru rozvodny je docela možné vykopat kbelík pár metrů hluboko a připojit k němu nulový vodič (fázi samozřejmě odeberte z elektroměru), připojit zátěž asi 1 kW bez výrazného (až 30V) poklesu vstupního napětí 220V.
Červi, horníci a sousedé z toho samozřejmě šílí

Velmi zajímavé. Neměla by v tomto případě fungovat reléová ochrana? A co se týče červů, sousedů a minérů – mluvíme o krokovém napětí nebo o nějakých jiných jevech, které je děsí?

Pokud proud neprotéká zemí, pak mezi nohami nebude žádný potenciálový rozdíl v důsledku úbytku napětí na impedanci půdy, a proto nebude existovat žádné krokové napětí.

To znamená, že krokové napětí, respektive rozložení potenciálu na povrchu země, závisí na úbytku napětí na impedanci půdy? A ještě jedna věc. Je v sítích s izolovaným nulovým vodičem zemní spojení bezpečné, dokud se při stání na zemi nedotknete „zdravé“ fáze?

Re: Jevy, když proud teče do země
04.02.2011, 12: 55
HuanCarlos v příspěvku #408892 napsal:

Co myslíš tou superkapacitou? Kromě toho, země, zem je substance. Látka nemá kapacitu, jak tomu rozumím. Mluvíš o kapacitě imaginárního kondenzátoru fáze-vzduch-země?

Kapacita je pravděpodobně výsledkem kontaktu mezi drátem a zemí: na konci drátu se může hromadit libovolně velký náboj. To znamená, že samotná země není kapacita, ale drát na zemi kapacita je.

A pokud je drát odstraněn ze země, kapacita klesne a na konci drátu se nehromadí žádný náboj a střídavý proud takovým drátem neprotéká.

Obvod střídavého proudu se skládá z indukční cívky (vodiče), nabíjecí nádoby (kondenzátoru) a spotřebního zařízení.
Máme fázový vodič navinutý do cívky transformátoru, jeden konec fázového vodiče je zakopaný v zemi, místo kondenzátoru, druhý konec fáze jde ke spotřebiči, který ho zkratuje s přístrojem, druhý zkrat přístroje je nulový vodič, tento vodič jde k transformátoru a tam je také zakopaný v zemi.
Výsledkem je obvod z jednoho drátu s cívkou, na kterou jsou zavěšeny užitečné odpory, přičemž dva konce tohoto jednoho drátu jsou zakopány v zemi a hrají roli dvou velkých nádob.
Energie je do obvodu dodávána přes indukčnost cívky transformátoru.

Re: Jevy, když proud teče do země
04.02.2011, 13: 03

Naposledy upravil e2e4 04.02.2011, 13:30, celkem upraveno 5krát.

To jsem měl na mysli. Nezávisela by impedance na délce dráhy proudu (jako ve vzorci pro výpočet odporu vodiče)?

Citace:
Neměla by v tomto případě fungovat reléová ochrana?

Pouze pokud je v rozvodně proudový chránič. Upřímně řečeno, takový jsem v rozvodnách nikdy neviděl, i když jsem s nimi (rozvodnami) moc nepracoval. A bez něj je vše v pořádku – jističe si žádného překročení přípustného proudu nevšimnou, transformátoru je to také jedno – tak či onak, ale Kirchhoffův zákon je dodržen.

A co se týče červů, sousedů a těžařů – mluvíme o krokovém napětí nebo o nějakých jiných jevech, které je děsí?

O krokovém napětí.

To znamená, že krokové napětí, respektive rozložení potenciálů na povrchu Země, závisí právě na úbytku napětí na impedanci půdy?

Samozřejmě. Vlastně, jako u jakéhokoli napětí – rozdíl potenciálů dvou bodů. A potenciály na povrchu Země kolem spadlého drátu se mění – můžete dokonce vytvořit ekvipotenciální čáry – budou mít složité uzavřené obrysy, “vyboulené” ve směru rozvodny.
Je důležité vzít v úvahu, že k tomuto poklesu napětí dojde pouze tehdy, pokud protéká proud; pokud proud neprotéká, potenciál bude všude roven potenciálu spadlého vodiče.

Je zemní spojení v sítích s izolovaným nulovým vodičem bezpečné, dokud se nedotknete „zdravé“ fáze, když stojíte na zemi?

Přesně tak. No, nebo na nulu, bude se to třást míň, ale bude se to třást.
Ve zvláštních případech (ne u civilních zařízení) je povoleno neuzemnit, zejména za účelem zachování funkčnosti komplexu při dopadu jedné fáze na zem. Toto „neuzemnění“ však musí být dobře odůvodněno.

P.S. Ve skutečnosti uzemnění nuly znamená, že se v každém případě třese, pokud uchopíte fázi, pouze napětí bude krát menší než lineární napětí, pokud uchopíte fázi, když stojíte na zemi. Uzemněná nula umožňuje diagnostikovat zkrat mezi fází a zemí pomocí relativně jednoduchých jističů a vypnout síť a také umožňuje používat diferenciální jističe k ochraně osob a požární bezpečnosti.

V případě izolovaného nulového vodiče můžete fázi uchopit, když stojíte na zemi, bez následků. Kontakt jedné fáze se zemí však není diagnostikován a osoba, která uchopí jinou fázi, když je jiná fáze již na zemi, obdrží plné síťové napětí. Zkrat lze diagnostikovat pouze tehdy, když jsou na zemi dvě nebo více fází (nebo nula a fáze); diferenciální jističe nejsou v takovém schématu použitelné.

Samozřejmě mám na mysli při diagnostice zkratu k zemi, případ, kdy například fáze dopadne na ocelovou podlahu, jasně spojenou s nulou, nebo na tělo zařízení. Pokud fáze dopadne na zem, pak je odpor půdy obecně příliš vysoký na to, aby ochranný jistič mohl fungovat.

Vysvětluje se to interferencí na zemnícím vodiči a také nerovnoměrným zatížením fází, což vede k potenciálu na nulovém vodiči. Odtud získáme nějakou hodnotu napětí: jednotky, případně desítky voltů.

Měl by být zemnící vodič pod napětím?

Za zatížení by mělo být k dispozici určité nulové napětí – typicky 2 volty nebo o něco méně. Pokud je nulové napětí 0 voltů – opět za předpokladu, že je v obvodu zátěž – zkontrolujte, zda na zásuvce není spojení nulového vodiče se zemí, ať už náhodné nebo úmyslné.

Jaké napětí by mělo být na zemi?

uzemnění soukromého domu připojeného k síti 220 V/380 V, ale s plynovým kotlem, nesmí být větší než 10 Ohmů (PUE bod 1.7.103; pro všechna opakovaná uzemnění);

Proč je na nulovém vodiči napětí?

Pokud je délka vodiče od rozvaděče k zásuvce dlouhá a připojené zařízení odebírá velké množství proudu, odpor vodiče způsobí pokles napětí na NEUTRÁLNÍM vodiči.

Proč je mezi zemí a nulovým vodičem napětí?

Jak již bylo zmíněno, napětí mezi nulovým vodičem a zemí je výsledkem proudu protékajícího odporem vodičů zapojení. Pokud se zvýší buď proud, nebo odpor vodiče, zvýší se i výsledný úbytek napětí.

Otázka Jak zjistit, zda je v domě uzemnění? — fotografie

Efektivní metody pro kontrolu uzemnění v zásuvce | Odborníci — fotorámečky LesoBirzha

Jaký průřez, kvalitu a typ uzemňovacího vodiče zvolit, ilustrace

Videogalerie

Napětí mezi nulou a zemí

před 10 měsíci. Zobrazení: 525546

Fáze na zemi v novém zapojení. Odkud?

před 4 lety. Zobrazení: 96564

Youtube — @Andrey K Elektrikář

Fáze na všech vodičích. Indikátor ukazuje fázi. Indukované napětí. Indukce. Fáze všude.

před 5 lety. Zobrazení: 142535

Proč nelze připojit uzemnění k zásuvkám? Základní chyby a tipy!

před 3 lety. Zobrazení: 313431

Youtube — @ElectroL Service

Uzemnění v bytě – jak na to, zapojení, schéma zapojení

Jak připojit uzemnění k domácím elektrickým spotřebičům v domě nebo

Odkud se bere zemní napětí?

A díky této kapacitě je ve vodiči proud, je tam napětí, to znamená, že zde máme 220 voltů mezi fází a nulou a zde.

Zobrazení: 44891
Youtube — @Ivan Dotsenko

• Indikátor ukazuje fázi na zemi
• Indikátor šroubováku se rozsvítí na zemi
• Napětí mezi nulou a zemí
• Je v zemi proud?
• Jak zjistit, zda je v panelu uzemnění
• Jak identifikovat uzemňovací vodič pomocí multimetru
• Kontrola uzemnění v podniku
• Napětí mezi fází a zemí

Publikováno v kategorii Interiér
Věra Izarová

Já a vše, co souvisí s domovem, rekonstrukcí, zahradničením a zahradničením, jsme můj element! Na tomto webu sdílím užitečné tipy, triky a nápady, které vám pomohou zútulnit váš domov, zútulnit zahradu a zúrodnit zeleninovou zahradu. Najdete zde vše: od rekonstrukce a aranžování až po sázení a péči o rostliny. Pokud si chcete vytvořit dokonalý obytný prostor, vítejte.