메인의 중립은 왜 지구에 묶여 있습니까?

아빠는 전기 기술자이고 저는 전자 설계 엔지니어입니다. 오늘날까지도 여전히 그럴만한 이유가 없었습니다.

다음과 같은 두 가지 그림 / 상황을 고려하십시오. 두 경우 모두 같은 경우이지만 중립이 지구에 묶이지 않습니다. 열악한 다이어그램에 사과하지만 토스터 등의 플러그 / 나이프에 포크를 붙이고 있다고 상상해보십시오. 활성화를 터치합니다.

첫 번째 사진에서 사람은 감전을 당합니다. 클래식 케이스. 사람의 손과 발의 땅 사이에 240VAC의 차이가 있기 때문입니다. 여기서 주목할 점은 240VAC의 차이 가 충격을 일으킨다는 것입니다.

두 번째 그림에서 사람은 다시 활성 선에 닿아 있습니다. 그러나 접지가 중립에 연결되어 있지 않기 때문에 240VAC 차이가 보장되지 않습니다. 없음 배터리의 한쪽 끝만 빛에 연결하는 것처럼이 상황에는 폐쇄 회로가 없습니다. 당신이되어야 할 것이다 - 사람이 동시에 활성화 중성 누르고 있으면 따라서, 충격을받을 수있는 유일한 방법입니다 하려고 어떻게 든 (즉, 제 요점은, 대부분의 전기 충격이 활동에 의해 발생되는 것을했다면 자신을 죽일 -> 활성이 아닌 접지 전위-> 중립- 및 - 중립을 접지에 묶는 것은 활성-> 중립 전위 충격을 방지하는 데 아무런 영향을 미치지 않습니다).

그렇습니다. 지구는 유동적 일 수 있으며 떠다니며 "임의의"잠재력을 지닐 수 있습니다. 발전소, 변압기 콘센트 및 집 외부의 접지 스테이크로 중립에 연결하는 것이 좋습니다. 에서. 그러나 당신은이에 대한 몇 가지 위험 가능성에 상승 수있는 인수 할 수 있는 절연 전원 공급 장치. 그래서 나는 그것이 확실한 논증과 유일한 이유라고 생각하지 않습니다. 또한 절연 트랜스포머 / 전원 공급 장치는 충격으로부터 보호하기위한 목적으로 만 사용되기도합니다. 따라서 지구 전체를 전력망에서 분리하지 않는 이유는 무엇입니까? 하하.

중립이 접지에 연결되어 있지 않은 경우 접지 섀시는 더 이상 필요하지 않습니다. 어떤 이유로 든 장치가 작동하는 경우 (예 : 상황 2와 동일) 금속 케이스를 만지는 것은 위험하지 않기 때문입니다.

TL; DR : 지구를 중립에 연결 하는 유일한 이유는 아래에있는 접지가 활성과 관련하여 0V임을 알 수 있습니까? 아니면 다른 이유가 있습니까?

중립을 접지하는 데는 네 가지 이유가 있습니다.

1. 접지 중립은 전원 시스템에 연결된 모든 항목에 대한 공통 참조를 제공합니다. 이렇게하면 장치를 안전하게 연결할 수 있습니다 (r).

2. 접지가 없으면 스위치 기어에 아크가 발생하여 전송 전력, 과열, 화재 등에서 심각한 손실이 발생하는 지점까지 정전기가 발생합니다.

3. 플로팅 시스템을 사용하면 아래 그림과 같이 접지 경로를 통해 사내 시스템과 주변 시스템을 모두 단락시킬 수 있습니다. 집에서 조명을 켜면 이웃 집에서도 조명이 켜질 수 있습니다. 이 특성은 예측할 수 없습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

4. 마지막으로, 접지 경로를 중립으로 되돌려 기기의 접지 된 섀시와 단락하면 퓨즈 또는 차단기 응답 측면에서 예측 가능한 결과가 발생합니다. 이것은 사용자에게 선제 적 보호를 제공합니다.

요약하자면

간단한 모델에서는 접지를 중립에 연결하지 않는 것이 더 안전 할 것으로 보입니다. 그러나 실제로 분산 전원 시스템에서는 다른 경로를 통해 변압기로 돌아가는 다른 경로가 있는지 알 수 없기 때문에이를 보장 할 수 없습니다. 즉, 위의 3 번 지점에서는 중립이 접지 된 것처럼 감전 될 위험이 있습니다.

결국 중립으로 연결되는 다른 이점은 가능한 그러나 신뢰할 수없는 격리 이점보다 더 큽니다.

참고 : 지점 4부터 중립 접지 연결에 대해 생각해야하는 방식에 패러다임 전환이 있습니다. 중성선이 접지에 연결되어 있다고 생각하지 말고 접지에서 중성선에 연결하여 단락에서 접지로 전류가 변압기로 돌아갈 수 있도록하십시오.

당신이 말하는 것은 격리 된 시스템 입니다. 여기 에 광범위한 논문이 있습니다 . 격리 된 시스템에서 "첫 번째 접지 오류는 없습니다"(그리고 중립 접지 결합이 됨). 이것이 당신이 홍보하는 아이디어입니다.

문제는 두 번째입니다. 유지 보수 직원이 적극적으로 격리 테스트를 수행하고 추적 하고 첫 번째 접지 오류를 제거 하지 않으면 자동으로 실패하고 감지되지 않고 대기 합니다. 그래서 당신은 바로 같은 처지 에 있습니다. 지금 만, 당신은 오늘날 뜨겁거나 중립이 당신에게 치명적인지 알 수 없습니다.

또한 아이디어가 더 나은 하나의 유스 케이스를 발견했다는 오해가 있지만 다른 모든 유스 케이스를 고려하지는 않습니다. NFPA는 모든 것을 균형있게 고려하고 최대한의 생명과 집을 구하는 모범 사례를 개발합니다. 그것은 국가 화재 예방 협회 인 말 그대로 그들의 직업입니다.

또한 자체 변압기를 가지고 있지 않으면 격리 된 시스템이 작동하지 않습니다. 전체 시스템이 공통 유지 보수 상태에 있어야 절연 상태를 유지할 수 있습니다. 나는 내 자신의 변압기를 갖는 사치를 가지고 있습니다. 우연히 "절연 된 시스템"으로 실행했습니다 (중립 접지 결함). "첫 번째 지락"은 실제로 조용히 실패했고 나를 알지 못했습니다. 회로에 전원을 공급하지 않고 전선을 콘센트에서 뽑은 후 이것을 발견했습니다. 나는 회로가 꺼져 있는지 확인하기 위해 지구로 뜨거워졌다. 이것은 회로를 다시 비춘다 ! 뭐??? 관련되지 않은 회로가 켜졌으며, 접지에 핫 결함이있었습니다. 접지는 시스템의 어느 곳에서나 중성에서 120V였습니다.전원이 꺼진 회로에서도! 그것은 매우 나쁘고 유능하게 유지되지 않는 격리 된 시스템에서 발생하는 말도 안되는 종류입니다. 자동 실패는 BAD입니다.

나는 이것을 말할 것입니다 : 그것은 이전 작업에 대한 좋은 검증 테스트였습니다 . 수십 개의 심각한 결함 이 있는 사이트의 완전한 재배 선이었습니다 .

소켓의 두 라인이 모두 작동 하는 IT 네트워크 에서 GFCI 는 단일 결함 에서 작동하지 않습니다 .
연속성이 높은 일부 시스템 (예 : 작업실)에서 이점이있는 단일 결함으로 모든 것이 꺼지지는 않습니다.
그러나 절연 모니터링을 사용하여 단일 결함을 적극적으로 모니터링해야합니다 .

대신, 단일 결함에서도 보호 메커니즘이 작동하도록 중립을 접지합니다. 이것을 TT 네트워크라고 합니다.

터치 안전과는 아무런 관련이 없습니다. SELV (안전 초 저전압 42V)는 습한 지역과 접촉 안전을위한 것입니다.

Neil이 지적했듯이, 큰 그림은 당신이 큰 전기 네트워크의 일부이고, 어딘가에 접지되지 않았다면, 모든 빌어 먹을 물건이 아마도 $ 번개 볼트로 떠오를 것입니다.

두 번째 질문 인 "그냥 떠 다니는 것이 더 안전하지 않겠는가?"는 지역의 연결되지 않은 태양 광 발전 시스템이있을 때 매우 흥미로운 질문이됩니다. 전기 규정 (여기)은 N을 접지해야하지만 실제로는 그것이 안전하지 않습니다.

이것은 우리가 (태양 광 발전을 설치하는) 좋은 결론없이 어느 정도 논쟁해온 주제입니다.

TV 실험실에서는 테스트중인 장치를 전원에서 전기적으로 분리하기 위해 절연 변압기를 사용하도록 처방했습니다. 한 손으로 TV를 안전하게 만질 수있었습니다. 또한 오실로스코프의 접지를 회로에 연결하는 등 TV를 안전하게 테스트 할 수 있습니다. 그러나 접지 된 '스코프를 플로팅 회로에 연결하면 다시 접지되며, 원칙적으로 만지면 안전하지 않습니다!

요점을 알기 위해 파워 스트립을 절연 변압기에 연결하는 것은 금지되어 있습니다. 장치 당 하나의 변압기를 사용하십시오. 그렇지 않으면 두 장치를 만지기가 너무 쉬워지고 한 장치가 다른 장치에 비해 "뜨거운"어려운 방법을 찾을 수 있습니다. 전체 건물을 전기적으로 분리 할 수 ​​없으며 회로가 부유하고 안전하게 유지 될 것으로 기대할 수 있습니다.

일부 장치를 통한 부주의 한 접지 외에도 커패시터를 통해 접지로 누설 전류가 있습니다. 컴퓨터에는 전기적으로 분리 된 전원 공급 장치가 있으므로 만져도 안전합니다. 그러나 SMPS의 EMI를 단락시키기 위해 1 차 접지와 2 차 접지 사이에 C가 있습니다. 접지가 연결되어 있지 않고 케이스를 만지면 해당 C (및 변압기의 C)를 통한 50-60 Hz 전류에 따끔 거림이 생깁니다. 이러한 장치를 10C로 연결하면 장치를 명시 적으로 접지하지 않고 함께 연결하면 충격이 가해집니다. 그렇기 때문에 최신 전자 장치를 접지 할 수있는 콘센트를 사용해야합니다. [편집 : 다른 스레드 Henry Crun에서 회로도 추가]

주된 이유는 보호 퓨즈를 날려서 결함 전류가 해당 목적에 충분한 지 확인하는 것입니다. 그러나 3 상 분배에서 전압 이동을 제한하는 데 도움이됩니다.

섀시 접지에 대한 라이브는 일반적인 결함입니다. 중립이 접지에 결합되지 않으면 퓨즈를 끊고 전류를 차단하기 위해 큰 전류가 흐르지 않습니다.

3 상 국부 배전 변압기, 위상 간 240v ~ N, 415v를 고려하십시오. 실시간 접지 장애가 적색 상을 접지하면 N은 접지 대 240v가되고 청색 및 황색상은 접지 대 415v가되어 동일한 변압기에서 단일 위상 공급을받는 다른 모든 속성에서 절연에 더 많은 스트레스를가합니다. .

한마디로 대답 : 예측 가능성.

때로는 "때때로"또는 "보통"더 안전하고 저렴하며 더 나은 방식으로 네트워크를 예측하는 것이 더 나은 경우도 있습니다. 예측 가능성은 네트워크 사용 및 네트워크에 연결된 것의 설계를 단순화하기 때문에 글로벌 안전 / 효율 / 효과 성을 가능하게합니다. 모든 구현 대신 한 번만 문제를 해결하십시오.

여기 호주에는 MEN 시스템이 있습니다. 다중 지구 중립국 인 IEC는 MEN 시스템을 멋진 표현 방법 인 TN-CS 시스템 (Terra Neutral Combined Seperate)으로 설명합니다. 중성선과 접지 도체는 배전 변압기의 스타 포인트와 공급 지점 사이에서 기능적으로나 물리적으로 동일한 도체이며, 소비자의 재산입니다.

결합 된 도체가 중성점과 접지의 두 물리적 도체로 분리되는 것은 공급 시점에 있습니다. 그런 다음, 주 접지 단자는 주 접지 도체와 접지 스테이크를 통해 더 큰 질량의 지구에 연결됩니다. 이 과정은 모든 속성에서 반복되므로 PME 시스템 (Protective Multiple Earth)이라고하는 시스템의 일부를 형성합니다.

PME 시스템이 직선형 인 이유는 변압기에서 멀어 질수록 접지와 관련하여 중성선의 전위가 더 많이 상승한다는 것입니다. PME 시스템은 전압 상승이 각 특성에서 접지로 방출되도록하여 중성 전압을 일정하게 낮게 유지합니다. 중성 전압을 가능한 한 접지 전위에 가깝게 유지하면 우수한 기준 전압과 등전위 본딩을 통해 장비의 노출 된 전도성 부품과 외부 전도성 부품 사이에 나타나는 전압 차이를 완화 할 수있는 수단을 사용할 수 있습니다.

접지 도체를 사용하면 회로 보호 장치를 작동하기에 충분한 낮은 임피던스 경로로 고장 전류로 인해 누전으로 인한 단락의 경우 자동으로 전원을 차단할 수 있습니다.

고장 전류는 항상 원점 (변압기)으로 돌아 가려고합니다.

따라서 귀하의 질문에 대답하십시오. 접지는 실제로 모든 배전 시스템의 매우 복잡한 부분이며 보호 장치가 설계된대로 작동하도록하여 보호 장치의 필수 부분을 구성합니다. 접지 도체가하는 일에 대해 충분한 크레딧을 얻지 못했습니다 !!!

내 집 밖의 전원 극은 중성선을 접지하는 장점을 보여줍니다. 라이브 와이어는 그 자체로 가장 높고 안전한 위치에 있으며 중립 와이어는 극 아래에 있습니다.

접지 장치의 요점은 회로를 만질 수있는 부품에 단락이 발생하는 경우 (실제로는 언제라도) 매우 짧은 시간 동안 전류가 빠르게 흐르고 분기 트립의 과전류 보호가 발생한다는 것입니다 문제가있는 방관자. 중립은 단락의 잠재적 위험을 감지하고 방지 할 수 있다는 근거와 연결되어 있습니다. 그 중요성의 더 좋은 예는 섀시의 주전원을 단락시키는 토스터입니다. 접지 된 경우 토스터를 연결할 때마다 회로 차단기가 튀어 나와이를 고정 시키거나 새 것을 얻을 수 있습니다. 토스터가 접지되지 않은 경우 메인 포텐셜은 토스터의 섀시에 앉아 있습니다 (한 손으로 토스터를 만지고 다른 손으로 싱크하는 것처럼). 두 번째 상황에서는 심각한 위험에 처하게됩니다. 콘센트가 GFCI로 보호되지 않으면 전통적인 자기 차단기가 트립되기 전에 몇 ms 동안 몇 암페어가 흐를 수 있습니다. 경로에 따라 심각한 피해를 입히거나 죽일 수 있습니다. 중립이 접지에 묶여 있지 않으면 단락이 과전류 보호를 트립 할 것이라는 확신이 없습니다.