Tại sao chúng ta sử dụng mặt đất

Tôi đã tự hỏi điều này trong một thời gian, vì vậy tôi đã thực hiện một số hoạt động đào, và như thường lệ, wikipedia là thứ sáng sủa nhất. Có vẻ như điện báo là lần đầu tiên mặt đất được giới thiệu để hoàn thành một mạch điện. Dường như đó là một ý tưởng tốt để tiết kiệm dây nếu không vì thực tế là mặt đất sẽ có nhiều lực cản hơn, vì vậy tất cả trong tất cả các bạn sẽ cần nhiều năng lượng hơn để có được dòng điện.

Điều này tốt cho điện báo, nhưng đối với bất cứ điều gì khác, nó dường như rắc rối hơn giá trị của nó.

Tôi đã đọc đối số cho một "điểm tham chiếu" trong việc đo điện áp tuyệt đối. Đó là giải pháp cho một vấn đề khó khăn. Điện áp chỉ có ý nghĩa như sự khác biệt tiềm năng. Do đó, bạn đo lường sự khác biệt tiềm năng, không chọn khung tham chiếu vô nghĩa.

Đối với lập luận an toàn, có vẻ như chúng ta sẽ an toàn hơn rất nhiều nếu không có hệ thống nối đất. Nếu mặt đất không được sử dụng để hoàn thành mạch, điện thường phải có lý do để đi qua một người vào mặt đất. Điều này sẽ làm giảm nguy cơ bị điện giật bằng cách yêu cầu ai đó chạm vào cả hai dây để bị sốc thay vì chỉ nóng. Dây nối đất dường như là một biện pháp an toàn được thực hiện để tránh một vấn đề không cần thiết.

Đối với hệ thống điện áp thấp, mặt đất tạo ra một nguồn tiếng ồn không cần thiết. Theo như tôi có thể nói, mặt đất sẽ hoạt động như một cục pin + ăng-ten khổng lồ không ổn định. Bất kỳ sự khác biệt ph trong mặt đất sẽ có nghĩa là độ lệch dc - phụ thuộc vào sự khác biệt về độ axit của thành phần nước và khoáng chất tại hai điểm mặt đất.

Sử dụng mặt đất để hoàn thành mạch cho tín hiệu vô tuyến có nghĩa là điện trở không cần thiết trong mạch. Chất lượng của bạn là sự thương xót của sự lựa chọn của bạn trong đất hơn là thiết kế mạch của bạn.

Có thể có những vấn đề tôi đã bỏ lỡ, nhưng tôi thực sự tự hỏi liệu có một số lợi thế thực sự hợp lý mà tôi đã bỏ lỡ.

Có ai biết lịch sử / triết lý sử dụng mặt đất để hoàn thành các mạch không?

Kết nối mặt đất hoặc tham chiếu được sử dụng khi nó được sử dụng vì kinh nghiệm lâu năm cho thấy nó là lựa chọn tốt nhất trong thực tế. "Phát minh lại" bánh xe "tiếp đất có thể có chỗ đứng trong một số trường hợp, nhưng thường thì không. Trong nhiều trường hợp có các khía cạnh cạnh tranh, nhưng kết quả tốt nhất tổng thể đạt được bằng cách sử dụng mặt đất. Hệ thống phân phối điện là một ví dụ như vậy.

Hệ thống điện áp hoặc lưới điện sẽ an toàn hơn nếu hệ thống hoàn toàn không tham chiếu mặt đất và đây là nguyên tắc "máy biến áp cách ly" an toàn sử dụng NHƯNG thời điểm xảy ra lỗi một phần của hệ thống ở bất kỳ đâu trên mạch toàn bộ hệ thống trở nên nguy hiểm cho người dùng.

Lưu ý rằng CHỈ MỘT công cụ nên được sử dụng với máy biến áp cách ly và máy biến áp phải được đặt gần công cụ. Sử dụng cáp dài chạy sau máy biến áp và hai hoặc nhiều công cụ có nguy cơ bị lỗi trong một công cụ hoặc nối dây khiến cho công cụ kia không được bảo vệ.

Khó khăn trong việc giữ một hệ thống bị cô lập là trong thực tế (đó là những gì được tính) khó hơn nhiều so với các vấn đề gây ra bởi căn cứ. Một số hệ thống điện trên tàu có cả hai dây dẫn nổi so với mặt đất tàu (= tiềm năng nước biển khi bạn nổi trong nước mặn) NHƯNG và lỗi chạm đất là nguy hiểm, như trên, nỗ lực rất lớn được thực hiện để theo dõi và loại bỏ bất kỳ lỗi nào trên mặt đất. Trong một hệ thống dựa trên đất không được tham chiếu mặt đất, bất kỳ lỗi nào xảy ra trên cùng một pha sẽ ảnh hưởng đến tất cả người dùng trên cùng một pha. Vì vậy, toàn bộ đường phố của các ngôi nhà có thể bị ảnh hưởng bởi một lỗi trên một mạch trong một ngôi nhà.

Khi bạn có một hệ thống tham chiếu mặt đất, các khía cạnh an toàn của phát hiện và quản lý cho các mạch riêng lẻ được xử lý dễ dàng. Vỏ nối đất cung cấp cả bảo vệ và phát hiện, dòng sự cố chảy xuống đất và có thể được "khuyến khích" để cho phép chấm dứt lỗi dễ dàng (cầu chì) hoặc được phát hiện ở mức rất thấp (ELCB / GFI). Tham chiếu mặt đất là một tích cực tổng thể trong các hệ thống điện trong nước.

Rất ít hệ thống hiện đại sử dụng mặt đất như một dây dẫn thực tế.
Các hệ thống điện SWER ( S ingle W ire E arth R eturn) đã được sử dụng nhiều tại một thời điểm và vẫn được sử dụng trong một số hệ thống nông thôn. Tôi đã thấy một cái ở đây (New Zealand) vài tháng trước nhưng chúng rất hiếm. Chúng thực tế rất hữu ích và hiệu quả về chi phí nhưng thường bị loại bỏ vì những lý do thường không có ý nghĩa kỹ thuật. Chi phí cung cấp một kết nối mặt đất đủ tốt ở mỗi đầu là trong hầu hết các trường hợp thấp so với chi phí cho nhiều km thêm một dây dẫn phụ.

Đường dây SWER 19 kV:

Wikipedia SWER

SWER slidehow - tốt

Video SWER - New Zealand

Trình chiếu / hướng dẫn SWER tuyệt vời

SWER - Kinh nghiệm của Úc với việc áp dụng cho các nước đang phát triển sử dụng

SWER - Wikipedia

Tín hiệu RF thường được "phóng" dưới dạng tín hiệu mất cân bằng đối với hình ảnh ảo được phản chiếu trên mặt đất. Một bộ tản nhiệt dọc sóng quý điển hình có một hình ảnh ẩn được phản ánh trong mặt phẳng mặt đất. Các tòa tháp cao của các đài brodcast AM hầu hết đều sử dụng hệ thống này. Có những nền kinh tế trong các vật liệu được sử dụng so với lưỡng cực hoặc ăng ten khác, kiểu bức xạ là đa hướng và góc phóng xạ phù hợp với truyền sóng trực tiếp - hầu hết khán giả ở gần máy phát cho các đài phát sóng AM.

• Ăng ten thu TV 9 thiết kế Yagi truyền thống) và các đài phát sóng đường dài được sử dụng cho tin tức liên lục địa, v.v ... thường sử dụng chùm tia hoặc các ăng ten tương tự để thay thế. Ăng ten không tham chiếu mặt đất HRH delta Loop được phát triển đặc biệt cho và từ các ứng dụng đó.

Trong các hệ thống cần nối đất, các kỹ thuật đã được phát triển để cung cấp các căn cứ đủ tốt để giảm thiểu đầy đủ các tác động của các điều kiện địa phương. Mặt đất thích hợp về cơ bản là không có điện trở vì nó có kích thước vô hạn hợp lý. Kết nối mặt bằng địa phương với mặt bằng thực tế là thách thức và phương pháp và nhu cầu được hiểu rõ cho từng ứng dụng liên quan.

Bạn đang thực hiện một loạt các giả định không chính xác. Một số hệ thống truyền tải điện rất cũ đã sử dụng mặt đất làm một trong những dây dẫn, nhưng đó không phải là cách mọi thứ được thực hiện ngày nay, ít nhất là không phải là hệ thống mới.

Mặt khác, bạn đưa ra giả định rằng mọi thứ luôn được kết nối với mặt đất khi điều này không đúng. Ở Mỹ, nguồn cấp điện cho một ngôi nhà thực sự nổi. Đó là từ thứ cấp của một máy biến áp ra khỏi một trong ba giai đoạn. Thứ cấp là 220 V với một vòi trung tâm. Hầu hết các mạch được chạy giữa một đầu và vòi trung tâm để có được 110 V. Các mạch công suất cao như dải điện hoặc máy sấy được nối dây trên toàn bộ thứ cấp và do đó là 220 V.

Trong khi ba dây từ máy biến áp thứ cấp đang nổi, vòi trung tâm được cố tình nối đất tại nhà. Điều này là một phần để đối phó với ánh sáng và để ngăn chặn sự tích tụ tĩnh lớn. Nếu không có kết nối mặt đất, toàn bộ mạch có thể sạc tới một số điện áp cao so với mặt đất. Trong một cơn bão nhẹ, điều này có thể đặc biệt tồi tệ, thậm chí không có một cú đánh trực tiếp.

Khi bạn nói "mặt đất", bạn thực sự nên phân biệt giữa mặt đất và mặt đất mạch. Trái đất là những gì nó nghe như, một kết nối trực tiếp vào trái đất. Mạch đất thực sự không có gì nhất thiết phải làm với mặt đất thực. Nó chỉ là tên chúng tôi đặt cho nút trong mạch, chúng tôi xem xét tham chiếu 0 V cho các nút khác. Điều này chủ yếu là để thuận tiện.

Đài phát thanh là một vấn đề hoàn toàn khác một lần nữa. Sóng vô tuyến không hoàn thành một mạch, ít nhất là trong trường hợp thông thường khi bạn ở trong trường xa. Mặt đất được sử dụng trong radio làm tham chiếu cho ăng-ten, và đôi khi là gương để làm cho ăng-ten nhỏ trông lớn hơn. Đôi khi mặt đất đó là mặt đất, nhưng thường thì không, và chắc chắn nó không phải như vậy.

Tôi nhận thấy trang web này trong hành trình tìm kiếm lần đầu tiên ai đó quyết định nối đất và mạng lưới cung cấp điện. Những lý do để nối đất hoặc nối đất ít nhất là gấp 3 lần tôi đã tìm thấy khi nghiên cứu về điện:

1 Xây dựng tĩnh từ lên đặc biệt trên các nguồn cung cấp trên cao. Sự tích tụ tĩnh trên dây dẫn trên cao từ gió v.v ... tất nhiên được kết nối trực tiếp với các thiết bị gia dụng sẽ khiến ai đó bị sốc khó chịu từ một phần tử máy nướng bánh mì thông qua một người xuống đất.

2Hiện tượng mặt đất Arcing. Tôi đọc trong một tài liệu cũ về hệ thống cung cấp sớm ở Wisconsin. Nhiều tài liệu tham khảo trên mạng đến Arcing Ground. Nhưng khi tôi hiểu nó trong các hệ thống không có nền tảng ban đầu, người ta nhận thấy rằng khi một dây dẫn pha rơi xuống đất và được nhặt lại thì một vòng cung được vẽ bất ngờ. Người ta đã nhận ra rằng một khi một dây tiếp xúc với đất, một mạch hoàn chỉnh không chủ ý được hình thành thông qua điện dung giữa các pha khác và mặt đất hiện được kết nối. Đôi khi một mạch gần cộng hưởng được hình thành gây ra điện áp rất cao giữa các pha khác và dây dẫn đất không mong muốn gây nguy hiểm. Bằng cách kết nối các cấp điện áp khác nhau của hệ thống cung cấp để nối đất, Vấn đề Arcing Ground này được loại bỏ khi sự ghép điện dung giữa các dây dẫn trên cao và mặt đất bị rút ngắn.

3Mặt đất là một dây dẫn. Vì vậy, nếu trong một hệ thống không có nền tảng, sự cố cách điện xảy ra sao cho một pha được nối với mặt đất, mặt đất trở nên sống ở điện áp đó nhưng ít xảy ra. Cho đến khi một lỗi thứ hai xảy ra. Mặt đất sau đó kết nối hai lỗi với nhau và dòng điện cao và năng lượng không mong muốn của thiết bị có thể xảy ra. tức là Máy nướng bánh mì có hoạt động được kết nối với mặt đất tại Số 1 Main St có thể được kết nối với đèn ở Số 26 Main St với hoạt động của nó cũng được nối đất. Bật lò nướng bánh ở số 1 sẽ khiến đèn sáng ở số 26 và ngược lại. Không có nghi ngờ rằng sẽ có nhầm lẫn bất kỳ thợ điện. Mua kết nối điểm sao (Wye) của máy biến áp cung cấp với mặt đất, chúng tôi biết chính xác những gì mong đợi của mặt đất. Nó là một dây dẫn trung tính đơn giản vì chúng ta kết nối nó với dây trung tính cung cấp.

Điều tham chiếu điện áp chỉ là bằng cách nối đất, ngôi sao hướng điện áp xuống đất được giảm thiểu đến điện áp pha chứ không phải điện áp đường dây. Hệ thống SWER vẫn còn phổ biến ở các vùng nông thôn của Úc. Một số mỏ, nhà máy và tàu chạy với một hệ thống được khai quật. Trong trường hợp này, các chỉ báo hoặc rơle được bố trí sao cho nếu kết nối với mặt đất xảy ra, nó sẽ được chỉ báo hoặc báo động ngay lập tức và thợ điện trực sẽ tìm và sửa lỗi (hy vọng) trước khi xảy ra kết nối tiếp đất thứ hai. Ưu điểm là hệ thống có thể gặp một lỗi và không bị ngắt do đó duy trì nguồn cung và sản xuất. Miễn là lỗi nhanh chóng được cách ly và sửa chữa. Bất cứ ai cũng biết ai và khi họ lần đầu tiên căn cứ hệ thống cung cấp?

Xem hệ thống điện như hệ thống tuần hoàn của chúng tôi, một đường áp suất và đường hồi lưu, dương và âm, nóng và trung tính, (một vòng đơn) trong các mạch đơn giản nhất. Mặt đất chỉ nên được sử dụng cho an toàn.