Где земля / минус для воздушных линий электропередач?

12

Недавно я узнал, что заземление можно использовать для замыкания цепей с использованием высоких напряжений.

Я хотел бы знать, как это работает воздушные линии электропередачи, и если да, то где именно кабели / цепи заканчиваются - на подстанциях или что-то?

В этом отношении отрицательный (черный) сетевой провод в моем доме, куда это идет?

У меня был Google, но я не был уверен, что искать, поэтому спрашиваю здесь. Если кто-то может указать мне правильное направление, я буду признателен!

Благодарность!

mains grounding Джон Хант
источник
5
В североамериканской практике черный провод «горячий» (120 вольт). Красный и синий также могут быть использованы для горячих проводов. Нейтральный (0 вольт, заземляющий) провод белого цвета. Зеленый является безопасным заземлением и обычно не должен пропускать ток. Зеленый и белый провода будут соединены вместе у служебного входа в здание.
Питер Беннетт
Рассмотрим батарею. У него нет заземления, у него есть положительный и отрицательный контакты. Когда вы подключаете его к устройству, оно может определять землю и может подключать его к одному из терминалов или к другой точке цепи. Подобно батарее, энергетическая компания не отправляет «заземляющий» провод в ваш дом или здание. Он посылает 2 или 3 фазы питания, и в вашем здании вы определяете заземление - часто это связывает один из проводов питания (нейтральный) с заземляющим стержнем. Затем он распространяется в ваших точках как земля. Таким образом, воздушные линии не имеют «земли».
Адам Дэвис
2
Подумайте над этим: почему электрическое заземление называется землей ?
Эрик Липперт
2
@PeterBennett: OP находится в Великобритании, где горячим является либо красный, либо коричневый, а нейтральным - черный или синий, а земля зеленым или желто-зеленым. Новая рабочая проводка должна использовать коричневое / синее / желто-зеленое соглашение.
Эрик Липперт,
1
Обратите внимание, что черный / синий провод не отрицательный, а скорее нейтральный .
Эрик Липперт,

Ответы:

14

Этот пост в основном о земле / земле / почве как проводнике и важности заземления для безопасности. Может быть, это не точный ответ, но может быть и полезным. Для других значений земли - см. Другие ответы.

Я думаю, что ответ на ваш вопрос здесь:

http://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system

См. TN, TN-C и TN-CS системы.

Кабели, о которых вы спрашиваете, заканчиваются на ближайшем трансформаторе.

Подробнее о заземлении и почему земля / почва не используются в качестве проводника для линий электропередач.

Заземление в сетях среднего и высокого напряжения не несет значительную мощность в нормальных условиях. Линии электропередачи высокого напряжения 3-фазные, ток, протекающий в основном между фазами и землей, является для них просто эталонным «нулем». Заземление работает больше как эталон и снимает статическое электричество с корпусов высоковольтного оборудования и других токопроводящих частей, которые должны находиться под потенциалом земли. Высоковольтное оборудование хорошо изолировано и может накапливать большие электростатические заряды.

Несущая способность по земле (почве), вероятно, приведет к очень быстрой коррозии электродов и, возможно, к некоторым изменениям окружающей среды в почве, потому что почва содержит воду, соли, кислоты. Все это становится смесью электролитов.

Заземление также работает как молниезащита. Это способ направить / контролировать мощность молнии в землю с низкими «потерями мощности». Когда нет преднамеренного заземления - молния все равно найдет 50 других путей. В этом случае заземление можно рассматривать как заземление с высоким сопротивлением / сопротивлением. При высоком сопротивлении может излучаться очень высокая мощность, и это может привести к неконтролируемому пожару или взрыву в любом месте, во многих местах и ​​т. Д. Поэтому лучше создать «молнию» для молнии, заземляя большие металлические предметы.

В некоторых сетях используется «функциональное заземление», и в этом случае земля действительно используется для передачи энергии.

В сетях низкого напряжения (110 В или 230 В в Европе) заземление используется в качестве «защитного заземления», чтобы обеспечить защиту УЗО. Более старый метод защиты - это подключение корпусов проводящих устройств к земле. Если устройство повреждено (сгорела изоляция, механические повреждения и т. Д.) И напряжение «выходит» на заземленный корпус - предохранители перегорят из-за короткого замыкания.

Ваш черный провод, вероятно, идет к трансформатору на электростанции / трансформаторной станции. Это обосновано там. В некоторых странах заземляющий провод должен быть подключен к системе заземления возле дома (металлические ленты погребены под домом), но в этом случае - этот провод не черный, а желтый с зелеными полосами. Это зависит от системы заземления, используемой в вашей стране. Вы можете прочитать о различных системах заземления в википедии (ссылка ниже).

Заземление / заземление - это вещь с «многими лицами» ...

И нет такой вещи как «отрицательная» или «положительная» линия в переменном токе. Есть фазовый провод, нулевой и / или заземляющий провод. Фазовый провод со временем становится положительным (напряжение выше нуля) или отрицательным (напряжение ниже нуля). Ноль остается на нуле относительно ... земля / земля :)

Может ли кто-нибудь исправить / проверить мои языковые ошибки? У меня плохой английский, я не хочу никого вводить в заблуждение в таком важном вопросе (заземление / заземление).

Камиль
источник
Возможно, стоит обсудить разницу между землей (т.е. заземленным проводником) и нейтралью (т.е. проводником, который возвращает ток нагрузки в однофазном источнике питания - «черным проводом», на который ссылается Джон Хант.) В противном случае ваш ответ в основном правильный.
Ли Аунг Ип
@ Li-aungYip Верно. Это зависит от типа системы заземления, используемой для подачи электроэнергии в его дом.
Камил
Конечно, это зависит от системы заземления. Кроме того, мой комментарий о том, что черный провод является нейтральным, неверен - как отметил Питер Беннетт в комментариях, Северная Америка использует черный для активного проводника.
Ли Аунг Ип
1
Безопасности земля обычно не несут значительные токи. Возврат землю ( так называемый «общий») выполняет все текущие из системы , которая идет в.
Kaz
@ Kaz Я имел в виду электрические сети. Я исправил это.
Камил
10

Будьте осторожны, чтобы не перепутать «земля» / «земля» и «отрицательный» / «нейтральный».

  • Земля или земля - это проводник, который соединяет энергосистему с массой земли, то есть с помощью заглубленных электродов. Заземляющий проводник обычно не проводит ток. (Исключение: линии SWER.)

    Все энергосистемы требуют подключения к земле.

    Как Камиль уже объяснялся, это необходимо, чтобы обеспечить опорное напряжение, рассеивать статическое электричество, рассеивать удары молнии в землю и т.д. (Исключение:. Энергетические системы с изолированной нейтралью - не очень часто)

  • Нейтральным является проводник, который обеспечивает обратный путь для тока нагрузки.

Типичные цвета для этих проводников приведены в статье Википедии о цветовых кодах кабелей.

Итак, у каких энергетических систем есть земли, у которых есть нейтрали, и у которых есть оба?

Разбивка по типу энергосистемы (практика Австралии; практика США может отличаться.)

  1. В высоковольтной трехфазной системе имеется три активных проводника. Если нагрузка сбалансирована, как и для высоковольтных воздушных линий, весь ток передается тремя фазовыми проводниками, и нейтраль не требуется .

    Земля используется для ссылочного напряжения и безопасности заземления целей среди других причин.

    Таким образом, присутствуют проводники: 3 × Активные проводники, Земля.

    Чтобы обеспечить некоторую интуицию, вот картина того, как ток протекает в трехфазной системе со звездообразным соединением без нейтрали:

    Трехфазные токи

  2. В трехфазной распределительной системе низкого напряжения нагрузка может быть не сбалансирована. Поэтому для передачи несбалансированного тока нагрузки требуется нейтральный проводник .

    Заземление также требуется в дополнение к нейтральному. Взаимосвязано ли это между точками, зависит от того, как спроектировано заземление. Например, два здания на расстоянии 100 метров могут быть заземлены по отдельности, и между ними не будет проводника заземления.

    Таким образом, присутствуют следующие проводники: 3 × Активные проводники, Нейтральные и, возможно, Земля.

  3. В низковольтной однофазной цепи , которая может быть найдена в вашем доме, у вас есть

    • активный проводник, который проводит ток нагрузки от вашего местного распределительного трансформатора
    • нейтральный проводник, который возвращает ток нагрузки на ваш местный распределительный трансформатор
    • земляной проводник для опорного напряжения и безопасного заземления - это не несет никакого тока. Единственный раз, когда провод заземления проводит ток, это когда происходит короткое замыкание от активного к земле - в этом случае ваше устройство защитного отключения (УЗО, австралийский термин) или прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI, термин США) обнаружит это и отключит ваш блок питания.

    Таким образом, присутствуют следующие проводники: 1 × Активный, Нейтральный, Земля.

Ли Аунг Йип
источник
1
Уже поздно, и я собираюсь лечь спать, поэтому не стесняйтесь редактировать мой ответ, если я допустил какие-либо вопиющие ошибки.
Ли Аунг Ип
Я не уверен в этом, но если вы используете землю в качестве проводника - электроды могут химически реагировать с водой. Эта вода не на 100,00% состоит из соли, кислот и т. Д. Электроды могут очень быстро разлагаться, поэтому использование земли для переноса «бытовых токов» между зданиями может быть плохой идеей. Спокойной ночи :)
Камил
«Все энергосистемы требуют подключения к земле». - как тогда работают самолеты?
Паŭло Эберманн
@ PaŭloEbermann "Как тогда работают самолеты?" Самолеты также требуют подключения к земле, и это чрезвычайно важно. Когда самолет летит - специальные «фитили» используются для его частичного разряда. При посадке - используются разрядники в шасси. Когда самолет заправляется в аэропорту, он должен быть постоянно заземлен и подключен к автоцистерне, которая заправляет его топливом для предотвращения взрыва топлива.
Камил
Я также хотел бы предложить добавить это изображение к вашему ответу: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/3-phase_flow.gif . Это обеспечивает хорошую интуицию о протекании трехфазного тока без нейтрали.
Питер
4

Я хотел бы знать, как это работает воздушные линии электропередачи, и если да, то где именно кабели / цепи заканчиваются - на подстанциях или что-то?

Выйдите на улицу, найдите силовой столб с трансформатором и внимательно осмотрите его. Конфигурации значительно различаются, но типичная настройка в Северной Америке:

  • Существует горячая линия высокого напряжения и обратная линия высокого напряжения, образующая цепь к подстанции.

  • Трансформатор подключен к высоковольтному горячему и нейтральному.

  • Трансформатор понижает напряжение ~ 7200 В переменного тока до 240 В переменного тока, настроенного как две розетки и одна нейтраль, причем розетки разнесены на 240 В переменного тока друг от друга, а каждая на 120 В переменного тока от нейтрали. Вы, находясь в Великобритании, вероятно, будете иметь немного другую конфигурацию, так как я полагаю, что вы используете 240 В переменного тока во всем шоу.

  • Заземляющий провод либо идет вниз от полюса к земле от трансформатора, либо к полюсу присоединяется стальной кабель, который используется в качестве заземления трансформатора.

  • Две ячейки и одна нейтраль идут к вашей коробке выключателя.

  • Сама коробка выключателя может быть заземлена медным кабелем, прикрепленным к шине, закопанной во дворе.

В конечном счете основания называются основаниями, потому что они прикрепляются к земле. Обычно мы ожидаем, что выделенные линии заземления, которые фактически заземлены, будут пропускать ток только в чрезвычайных ситуациях; обычно ток в горячем состоянии должен равняться току в нейтрали.

Начинающим полезно подумать об аналогиях с водой. Горячим является напорная линия подачи. Нейтральный - это дренажная линия. Безопасное заземление - это дополнительный слив в подвале, используемый только при затоплении дома.

В интернете много фотографий, показывающих, как все это работает. Вот несколько из них:

http://waterheatertimer.org/See-inside-main-breaker-box.html

Эрик Липперт
источник
Какую мощность может иметь типичный трансформатор? waterheatertimer.org/images/Electricity-from-the-pole-4.jpg Есть 7.2kV линия везде и в каждом доме есть отдельный трансформатор в США?
Камил
@ Камиль: Напряжение на подстанции варьируется, и один трансформатор обычно обслуживает несколько домов. Но в основном да, именно так оно и расположено в жилых кварталах, где есть наземное электроснабжение. Как обстоят дела с домами, обслуживаемыми через землю, я не знаю.
Эрик Липперт,
@ Камил: Я бы ожидал, что такой небольшой трансформатор будет около 50-100 кВА. Трансформаторы Poletop могут достигать 500 кВА, прежде чем они станут слишком тяжелыми для установки на опорах.
Ли Аунг Ип
2

Большинство промышленных линий электропередач используют переменный ток, поэтому нет положительных и отрицательных проводов. Обычно это 3-фазные провода и нейтральный провод. Потребитель электроэнергии может использовать все трехфазные провода или только одну фазу и нейтраль (как и большинство бытовых).

Обычные силовые цепи состоят из этих трех устройств: электростанция - электрическая подстанция, которая преобразует напряжение (или серию из них) - устройство электропитания. Фазные и нейтральные провода образуют замкнутую цепь питания между двумя из них.

Для троллейбусного транспорта (электрические автобусы, поезда) используется постоянный ток, а также переменный ток. Одна тележка часто бывает положительной, а другая - отрицательной. В этом случае питание на тележки подается через подстанцию, которая преобразует, а также выпрямляет энергию, полученную от промышленной линии переменного тока.

Vovanium
источник
3
Это верно. В США, однако, бытовые потребители, как правило, получают электроэнергию «разделенной фазы». Это означает, что они получают две линии переменного тока и одну нейтральную. Линии смещены по фазе на 180 градусов, а не на 120 градусов, как в трехфазной системе. Таким образом, вы можете получить 120 В переменного тока от линии к нейтрали или 240 В переменного тока от линии к линии. Эти соединения выполняются путем выбора соответствующих автоматических выключателей на панели главного выключателя в доме.
bitmack
@bitsmack Итак ... у этих клиентов есть 3-х проводная система? 2 фазы и ноль?
Камил
@Kamil Три «токоведущих» провода: линия 1, линия 2 и нейтраль. Линии 1 и 2 "горячие" или под напряжением. Нейтральный обеспечивает возврат текущего пути. Существует также «заземляющий» проводник, который либо поступает от электросети, либо соединен с большим заземляющим стержнем, который вбивается в землю в каждом доме. Это заземляющее соединение используется только в целях безопасности: ток будет течь на землю только при электрическом сбое. Этот ток приведет к отключению автоматических выключателей (и автоматических выключателей).
bitmack
@bitsmack Я знаю, как работает заземление, я по образованию электрик. Просто было любопытно о системах США. Никогда не узнал о них.
Камил
@ Камил Очень хорошо, я не пытался быть снисходительным. Я прочитал ваш ответ, и очевидно, что вы знаете, о чем говорите! В Википедии есть страница о системе такого типа: en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power . Берегите себя :)
bitmack