Что надо знать про заземление - 8

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Так я с того и начал в своем первом посте. С одной стороны, несложные формулы для расчета процессов, происходящих при растекании электрического тока в земле, указаны в учебной литературе. С другой стороны, лично мне не совсем понятна физика процесса: как ток из зоны с нулевым потенциалом может затекать в нейтраль ИП, обладающую более высоким потенциалом? С этим вопросом я и обратился на форум. Какие есть соображения?

 

Он течет из одной зоны растекания (локальной земли) в другую зону растекания (локальную землю), через зону нулевого потенциала, сопротивление которой можно принять равным нулю.

 

TN и ТТ.
Поэтому я и спросил по поводу IT.
В системе IT точка нулевого потенциала тоже находится в грунте?
Или все же это средняя точка ИП ?

 

Мне все это представляется очень просто.
Реальной нулевой точкой является центральная точка трехфазного трансформатора.
Не локальная земля, а именно точка в трансформаторе.

Электрическому току совершенно без разницы, что какие-то люди решили сделать нулем землю.
Вернее, не сделать, а назвать.
Земля - это всего лишь участок цепи.
Локальная земля - это всего лишь участок цепи с нулевым сопротивлением. Сверхпроводник.

Вся электрическая цепь - это набор последовательных сопротивлений.
Кто-то взял в руки елочную гирлянду и решил, что точка нулевого потенциала находится между 10-й и 11-й лампочками.
Он так решил. Ему так захотелось.

Провод упал на землю. На расстоянии 20 метров от места падения потенциал поверхности грунта решили считать нулевым. И Вы написали, что он будет нулевым, а на центральной точке трансформатора будет некий потенциал.
А что покажет вольтметр?
Да, он покажет напряжение между локальной землей и центральной точкой.
Но он не покажет где потенциал выше.

 

Конечно. Отсчет потенциалов ведется от потенциала «эталонной земли».
Обратите внимание на Примечание в определении «эталонная земля» из ГОСТ 30331.1-2013:
«20.110 эталонная земля: Часть Земли, проводящая электрический ток и находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземляющего устройства, электрический потенциал которой условно принят равным нулю.
Примечание - Понятие "Земля" означает планету со всеми её физическими свойствами».

Согласитесь, что присвоить нулевой потенциал части планеты «со всеми её физическими свойствами» в качестве точки отсчета более логично, чем присвоить нулевой потенциал нейтрали отдельно взятого ИП. И потенциал этой части планеты останется «нулевым» независимо от того, какой тип заземления системы реализован в конкретной электроустановке. К тому же: какой смысл потенциал нейтрали ИП брать за точку отсчета, если, строго говоря, он постоянно меняется в зависимости от величины уравнительного тока (часть которого протекает к нейтрали через землю), величина которого в свою очередь зависит от неравномерности загрузки фаз?

Точно так же, измеренное вольтметром напряжение в розетке не покажет, в каком «гнезде» розетки потенциал выше. Посмотрите еще раз на определение нейтрали из ГОСТ 30331.1-2013:

«20.33 нейтраль: Общая часть многофазной системы переменного тока, соединённой звездой, находящаяся под напряжением, или средняя часть однофазной системы переменного тока, находящаяся под напряжением».

Под напряжением находится нейтраль. И понятно – относительно чего.

P. S. Небольшая поправка. Термин «локальная земля» имеет несколько другой смысл.

20.30 (локальная) земля: Часть Земли, находящаяся в электрическом контакте с заземлителем, электрический потенциал которой не обязательно равен нулю.

Примечание - Вблизи заземлителя потенциал Земли может быть не равен нулю.

 

Ещё раз: имеет место путаница между скалярной арифметикой постоянного тока и векторной арифметикой переменного тока. "Ток от более высокого потенциала к менее высокому" - это скалярная арифметика, и в ней значение каждого потенциала может быть положительным или отрицательным, и их можно просто сравнивать и вычитать. А у нас переменный ток с векторной арифметикой, где каждый потенциал характеризуется значением (всегда положительным) и фазой в пределах полного круга. "220 минус 220 равно 380" - никакой загадки, если нарисовать или представить в голове вектора.

 

Земля-это конденсатор с боольшой ёмкостью (1Ф).
Для переменного тока 50 Гц можно считать Х= 1/314 Ом

 

Не соглашусь. Это не логично.
Все токи и напряжения считаются относительно источника питания.

А какая разница по какому маршруту ток попадает в нейтральную точку трансформатора?
Нейтральный проводник и путь по земле - это всего лишь два параллельных проводника.

Вот именно. Нет разницы где какой потенциал. Важна разница потенциалов.
На земле 0 В, а на нейтрали 10 В.
Или наоборот
На земле 10 В, а на нейтрали 0 В.
В любом случае напряжение будет 10 В.

Вот Вы привели пример расчета.
Конечно, 46,4 В - это не напряжение на нейтрали ТП. Это напряжение между нейтралью и удаленной точкой земли.
Но допустим...пусть потенциал нейтрали равен 46,4 В.
Тогда какое напряжение будет между нейтралью и другой фазой?
И еще.
В этом примере Вы взяли потенциал фазы 220 В.
Если Вы утверждаете, что все потенциалы берутся относительно земли, то каким образом потенциал фазы 220 В на заземлителе с сопротивлением 15 Ом превращается в нулевой потенциал.
Если следовать Вашим словам, то на на заземлителе падение напряжения будет равно фазному.

 

Зависит от цели расчётов. Известный вопрос "с какой целью интересуетесь?" весьма мудр и продуктивен.

 

Ответ вполне однозначный: между нейтралью и любой фазой при этом типе аварии будет (почти) номинальное фазное напряжение, поскольку проводимость земли существенно меньше проводимости металла, и перегрузки проводов нет.

А вот напряжение между чистой землёй и каждой конкретной фазой считается тригонометрией или, проще, снимается с диаграммы. Нейтраль (средняя точка звезды с лучом 220) смещена на 46,4 В в сторону, противоположную замкнувшей на землю фазе...

 

Картинка получается такая.
Если где-то на улице оборвался провод фазы А, то у всех жителей, питающихся от данного трансформатора, по фазам В и С повысится напряжение в сети.
Так ведь получается?
Или понизится?

 

Двухфазную систему отрицаете?

 

Константин, предлагаю заглянуть в ПУЭ.
«1.7.24. Напряжение прикосновения - напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного».

Здесь же все просто. Например, фаза попала на ОПЧ электроприемника (реакцию автоматики на это замыкание в данном примере не рассматриваем). Под какое напряжение попадет человек, стоя на земле, на полу в частном доме и т. п? Очевидно - под напряжение прикосновения. Заметьте, что в определении п. 1.7.24 потенциал нейтрали не фигурирует совсем. При этом величина напряжения прикосновения будет определяться разностью потенциалов фазного проводника и точки локальной земли, в которой находится человек. И про источник питания в определении не сказано ничего.

Константин, по дороге к нейтрали ток замыкания на землю протекает через сопротивление заземляющего устройства электроустановки. С точки зрения электробезопасности нас интересует напряжение на заземляющем устройстве (фактически – на ОПЧ электроустановки). Согласно п. 1.7.23 «Напряжение на заземляющем устройстве - напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала». Что происходит с нейтралью – это второй вопрос. Нас интересует напряжение на ОПЧ, с которым напрямую связана величина напряжения прикосновения. Определение 1.7.23 еще раз подтверждает, что отсчет потенциалов ведется от зоны нулевого потенциала, а не от потенциала нейтрали, который всегда выше потенциала указанной зоны.

 

Константин, разность потенциалов нейтрали и «удаленной точкой земли» (читай – зоной нулевого потенциала) – это и есть напряжение на нейтрали.

А Вы подвигайте точку, обозначающую нейтраль внутри треугольника линейных напряжений. Увидите, что при смещении нейтрали (изменении ее потенциала относительно эталонной земли) за ней "потянутся" и, соответственно, изменятся все фазные напряжения.

Не так. Фазное напряжение при замыкании на землю распределится пропорционально сопротивлениям ЗУ электроустановки и ЗУ нейтрали ИП.

 

Действительно, такое представление (такая модель) позволяет рассматривать процессы растекания электрического тока с помощью схем замещения, в которых, как в конкретном случае, сопротивление ЗУ электроустановки и сопротивление ЗУ нейтрали ИП соединены проводником с «нулевым» сопротивлением. Но, выходя за рамки этой модели, довольно сложно представить себе этот проводник в виде практически неограниченного объема земли с нулевым потенциалом, где очевидно происходят более сложные физические процессы.