Земля – лучший друг электрика elettrico Full view

Земля – лучший друг электрика

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

 

Джеймс Идэ, консультант по электробезопасности, пускает искры…

Много лун назад, когда электричество было новомодным очарованием, и поджигало дома тех, кто был достаточно богат, чтобы его себе позволить, ученые джентльмены тех лет приложили все усилия, чтобы разработать способы защиты электроустановок от теплового воздействия электричества (и как следствие, пожаров), а также для снижения риска поражения электрическим током.

Перемотаем вперед пару лет, в 1882 год, и будет неудивительно, что эти два фундаментальных принципа электробезопасности легли в основу первого издания, которое тогда называлось «Правила и рекомендации для предотвращения пожарных рисков, возникающих в результате электрического освещения», выпущенного Обществом инженеров телеграфа и электриков (в 1888 году оно стало IEE, а в 2006 году IET). Эти правила всё ещё существуют, уже в 17-м издании, и вряд ли от них откажутся в обозримом будущем; на самом деле их постоянно дополняют, но я отвлекся…

Создать защиту от тепловых эффектов оказалось относительно легко. Если провода замкнуты или прибор выходит из строя, то он потребляет больше тока, чем при нормальной эксплуатации, и тогда предохранитель разрывает цепь. По существу, плавкий предохранитель — это тонкий кусочек проволоки, рассчитанный так, чтобы стать настолько горячим при определенном токе, что он расплавится. Это больше сельскохозяйственное, чем инженерное решение, но, тем не менее, оно оказалось популярным, и до сих пор используется.

Это оставило необходимость обеспечить защиту от пробоя изоляции, что приводило к риску удара между фазами. Чтобы понять, как мозги того времени противостояли этому, нам нужно посмотреть, куда эти ученые джентльмены решили направить этот новомодный невидимый, не имеющий запаха поток, названный сокращённо «ток».

Первоначально не было требований заземления электрических систем, и сети эффективно изолировались от массы Земли. Однако в старые времена, когда изоляционные материалы не были блестящими, ухудшение изоляции между проводниками не было чем-то необычным. Это обнаруживалось только тогда, когда две фазы были закорочены вместе, что, как мы надеялись, должно было привести к срабатыванию соответствующих предохранителей. Но это случалось не всегда, хотя мог проходить достаточный ток и создавать достаточно тепла, чтобы начаться пожару, или чтобы какой-нибудь несчастный мог получить удар током.

earht1

Кто-то определил: если подключить лампы между каждой фазой и Землей, это поможет обнаружить повреждение изоляции. Как видно на рисунке выше, если изоляция на фазе не исправна, а проводник соприкоснулся с общей массой Земли, лампа погаснет, потому что Земля эффективно замыкает контакты лампы. Итак, появился первый метод обнаружения проблем изоляции с использованием массы Земли, и за это изобретение нам нужно поблагодарить французов. Этот метод обнаружения отказов изоляции работал в XX веке, и до сих пор используется в шахтах, то есть — там, где безопасность представляет большую проблему. Принцип всё еще актуальный, но технология эволюционировала.

Поскольку трудно зарядить массу Земли, её всегда принимают равной нулю вольт, и как полезный проводник. Это также позволяет обеспечить защиту от поражения электрическим током, поскольку результат большинства соединений с Землей можно обнаружить — например, подключение через человека или повреждение изоляции кабеля.

earht2_1

На рисунке 2 показан путь возврата земли к пробоям. Если линейный проводник касается оголенных проводящих частей прибора, или человек касается линейного проводника, ток будет течь обратно к источнику питания через массу Земли. Первоначально защита осуществлялась с помощью плавких предохранителей, потом при помощи автоматических выключателей в самой цепи, но для достижения быстрого разъединения им требуется очень высокий ток для протекания по «замыкающей цепи». Другими словами: для обеспечения быстрого отключения требуется низкий импеданс петли замыкания на Землю. Поэтому одним из основных электрических испытаний, проводимых на временных и постоянных инсталляциях, является измерение импеданса контура заземления.

Не требуется большого тока, чтобы убить или причинить серьезный ущерб кожному покрову человека или животного. Напряжение даёт нам толчок, но именно ток вызывает жжение и повреждение глубоких тканей. Статическое электричество может достигать величины 500 000В, электрический забор – 10 000В — это больно, но они не убивают нас, так как ток слишком низкий — около десяти миллиампер, одна десятитысячная ампера. Чтобы создать серьезный риск повреждения тканей, или сердечную или дыхательную недостаточность требуется высокий ток. При силе тока около 8А воды в чайнике закипит за минуту или две. Есть такое выражение: «Вольты нас толкают, а амперы убивают». Электричество является очень мощным источником энергии, с которым необходимо быть осторожным.

Причина, почему электрические системы подключены к Земле, заключается в том, чтобы обеспечить быстрое обнаружение неисправностей и разрыв цепи, вот  почему забивание металлических стержней в землю может стать чем-то вроде одержимости. Чем лучше наша связь с Землей, тем более эффективной наши меры защиты. Каждый раз, когда происходит монтаж электрических систем без надежного заземления, должны быть приняты соответствующие меры предосторожности, и работа должно быть сделано кем-то компетентным, кто понимает риски и принимает меры по их предотвращению. Не обязательно быть  квалифицированным электриком, чтобы компетентно понимать такие риски, но вы должны убедиться, что подобные работы делает компетентная в электричестве команда.

coda_f

По материалам журнала Lighting&Sound.


  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Обсуждение