Заземление, нейтраль и проводимость земли

Итак, это будет много мини-вопросов.

  1. Что такое нулевой провод?

  2. Как земля проводит электричество для сети переменного тока, даже если это просто грязь и камни (она должна быть изолятором)?

  3. Почему заземление может замкнуть цепь для сети переменного тока, но не для батареи постоянного тока? скажем, если я возьму положительную клемму аккумулятора и использую землю в качестве отрицательной клеммы, ток не течет

  4. Как работает заземление или заземление в качестве защиты? т.е. чем отличается клемма заземления (почему бы просто снова не использовать нейтраль)?

Посмотрите схемы здесь: en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system . Земля — это не просто грязь и камень — в ней есть влага и ионы. Силовая установка заземлена и ничего не мешает сделать это с аккумулятором. en.wikipedia.org/wiki/Residual-current_device
нейтральный провод . Земля является проводником . Для пункта 3 вам нужно вставить отрицательную клемму батареи в землю, чтобы замкнуть цепь. Заземление удерживает проводники под потенциалом земли, поэтому при прикосновении к любой оголенной части вы не получите удар током. Внутри электронных устройств земля представляет собой проводник, который принимается за опорный потенциал для всей цепи внутри устройства.

Ответы (2)

  1. Нейтральный провод — это один из двух, трех или четырех проводов, используемых для подачи электроэнергии. Нулевой провод заземляется на входной/главной панели и поэтому его потенциал близок к нулю. Другие провода (линейные провода) горячие или находятся под напряжением.

Если бы нулевой провод не был заземлен, электроэнергия по-прежнему подавалась бы к устройствам, но стандартная система защиты от земли не работала бы.

  1. За некоторыми исключениями, распределение электричества не зависит от проводимости земли: оно распределяется по проводам - ​​не менее двух проводов для каждого назначения.

Существуют такие системы, как SWER (Single-Wire Earth Return), в которых электричество подается по одному проводу, а обратный ток течет через землю. Они не очень эффективны и в основном используются для питания некоторых удаленных нагрузок, во многих случаях потребляя относительно небольшую мощность.

Линии электропередачи SWER, как и все линии электропередачи большой протяженности, работают при высоких напряжениях (десятки киловольт) и, следовательно, несут относительно небольшие токи, поэтому потери на сопротивление земли не очень велики. Кроме того, связь с землей осуществляется длинными стержнями, достигающими грунтовых вод, так что это не просто грязь и камни. После понижающего трансформатора, где ток увеличивается, электричество проводится по двум проводам.

  1. Проводимость земли примерно одинакова для постоянного и переменного тока низкой частоты. В обоих случаях проход нужно пройти глубоко под землю, чтобы добиться низкого сопротивления.

  2. Заземление корпуса оборудования сохраняет его потенциал на уровне, близком к нулю, даже при контакте с токоведущим (горячим) проводом. Эта система хорошо описана на многочисленных сайтах. Иллюстрация ниже, надеюсь, облегчит понимание.

введите описание изображения здесь

Здесь красный — линейный провод, синий — нейтраль, зеленый — земля. Для получения более подробной информации вы можете проверить этот пост .

В идеальных условиях подключение корпуса к нейтральному проводу (заземленному на главной панели) также будет работать нормально. Но в реальном мире это не такое уж хорошее предложение: помимо некоторых более тонких причин, случайный обрыв нулевого провода, приводящий к заземлению устройства таким образом, приведет корпус устройства к сетевому напряжению, что может быть смертельным. Заземление корпуса отдельным заземляющим проводом обеспечивает избыточность и, следовательно, более безопасно.

Очень хороший ответ. Недавно я был озадачен этим и нашел два момента, которые помогли мне прояснить № 4, на который, возможно, стоит обратить внимание. Во-первых, насколько я понимаю, цель заземления корпуса оборудования состоит в том, чтобы вызвать протекание большого тока в случае неисправности и, что важно, отключить автоматический выключатель. Если выключатель не отключен, то на схеме некоторая (вероятно небольшая) часть общего тока короткого замыкания будет протекать через человека, и это потенциально может быть опасным. По этой причине автоматический выключатель является важной частью цепи. Пожалуйста, поправьте, если я неправильно понят.
@jgerber Ваше понимание правильное. Более подробная информация о выключателе есть в этом посте: physics.stackexchange.com/questions/291148/…
Вы поймали меня в середине моего следующего пункта! Мое следующее замечание: если вы посмотрите на рисунок три, можно подумать, что его можно было бы сделать более безопасным, удалив соединение с нейтралью и землей на служебном входе, таким образом получив изолированную систему. Тогда возникает вопрос, почему мы вообще заземляем нейтрально. Я предполагаю, что ответ заключается в том, что тогда вы можете получить более непредсказуемые проблемы в случае возникновения двух ошибок. Я также слышал, что есть преимущества для защиты от молнии, когда у вас есть реальное заземление.
Да, это тоже мое понимание.

Нейтраль — это проводник цепи, который обычно несет ток обратно к источнику и соединяется с землей (землей) на главном электрическом щите. В электротехнике проводник двухпроводной цепи, подключенный к нейтральной точке питания и заземлению, называется «нейтралью».

Разница может возникнуть, когда ток течет по заземляющему проводу или через чье-то тело на землю (и обратно в нейтральную точку через систему заземления). Электричество течет только тогда, когда цепь замкнута. А наше тело — великий проводник Тока.