Nie podłączając uziemienia do przewodu neutralnego, pozwalasz, aby napięcie w ścianie "unosiło się". To znaczy, chociaż linia gorąca i neutralna zawsze będzie miała 120 VAC względem siebie, nic nie powstrzyma ich przed wzrostem potencjału powyżej ziemi. Figurka po prawej stronie dozna paskudnego szoku, jeśli linka unosi się wysoko nad ziemią - co jest z pewnością możliwe (mi się to przydarzyło! Chociaż mechanizm jest inny, zobacz moje pytanie tutaj: Podłączanie centralnie gwintowane) transformator do uziemienia lub dlaczego jestem porażony prądem?).

edytuj: figura dotyka przewodu pod napięciem! Nie widziałem tego. Zostanie porażony, nawet jeśli połączysz neutralny z Ziemią. Ale jeśli nie połączysz neutralnego z Ziemią, dotknięcie go może cię zranić. Co więcej, większość elementów podłączanych do ściany jest „uziemiona” przez neutralny pin. Jeśli to unosi się, możesz zostać porażony prądem po dotknięciu tostera!

Zdecydowana większość ludzi ma kontakt z elektrycznością tylko za pośrednictwem urządzenia, narzędzia lub innego urządzenia. Jeśli podłączysz przewód neutralny do uziemienia i uziemisz wszystkie urządzenia, prawdopodobnie zadziała wyłącznik automatyczny, jeśli rezystancja uziemienia jest wystarczająco niska. Jeśli wyodrębnisz neutralny, nie będziesz wiedział, chyba że dotkniesz neutralnego lub neutralny przypadkowo zetknie się z ziemią, w którym to przypadku zostaniesz porażony, a nie wyłącznik. Pierwsza opcja jest nadal bezpieczniejsza.

Jest to również powód, dla którego w wielu krajach rezystancja uziemienia musi być poniżej określonej wartości, zanim otrzymasz certyfikat.

Jedynym wyjątkiem są podwójnie izolowane urządzenia i narzędzia, które są zbudowane w taki sposób, że obudowa nigdy nie może być pod napięciem. Urządzeń tych nie wolno w żaden sposób uziemiać, ponieważ mogłoby to ponownie zwiększyć ryzyko porażenia prądem, gdyby przewód uziemiający znalazł się pod napięciem przez inny sprzęt, który przypadkowo przecieka.

System elektryczny, którego używamy, został zaprojektowany blisko 100 lat temu i był bardzo niewiele modernizowany. Konieczne było uziemienie i połączenie, aby przepalić bezpieczniki w przypadku zwarcia do obudowy lub uziemienia. Uziemienie było wówczas rozsądną opcją i dziś jest nie do przyjęcia.

Zmiana, która uczyni to bezpieczniejszym, nie nastąpi, ponieważ błędne przekonanie, że uziemienie jest dobre, jest niezbędne. To jest zbyt zakorzenione. Elektrycy są przerażeni każdą zmianą i przez lata uczono ich, że uziemienie ratuje życie.

Uziemienie i łączenie są właściwie największą przyczyną porażeń prądem.

Ale nie wszystkie obwody są uziemione. Przemysłowy trójfazowy trójkąt w Ameryce Północnej nie jest uziemiony i jest potencjalnie bezpieczniejszy.

To, co powinniśmy teraz mieć, to:

Obwód izolowany transformatorem, uziemiony przez wysoka odporność i monitorowane pod kątem wycieków. Ten system już istnieje, ale jego głównym celem nie jest ochrona ludzi, ale eliminacja fazy do łuku uziemiającego.

Na przykład obecnie powierzchnia kuchenki elektrycznej jest połączona z przewodem łączącym, którym jest podłączony w panelu do neutralnego, który trafia do transformatora. Powierzchnia pieca jest połączona z nogą transformatora. Neutralny jest uziemiony przy transformatorze i budynku, ale te uziemienie nie są zbyt dobre. Zwykle co najmniej od 5 do 10 omów. Solidne połączenie jest z transformatorem.

Dlatego dotknięcie pieca i fazy może być śmiertelne.

Oto jak to się teraz robi w USA i Kanadzie Oto lepsze rozwiązanie. wyłącznik byłby używany. Osoba dotykająca uziemienia i przewodu pod napięciem mogłaby przepływać przez nie ograniczony prąd, a wyłącznik automatyczny odłączałby zasilanie. Ten system nie chroni przed wstrząsami z linii do linii. Czujnik rezystora działa na zasadzie spadku napięcia, rezystor ogranicza również prąd zwarciowy do bezpiecznego poziomu. Zwarcie doziemne działa na zasadzie magnetyzmu i porównuje prąd w doprowadzonych przewodach. Jeśli jeden prąd jest wyższy, wyłącza się.

Masz rację, że izolacja zapobiegłaby wstrząsowi przed bezpośrednim dotknięciem przewodu pod napięciem, ale wiąże się z innymi problemami. Jest to również coś, co jest używane w aplikacjach, w których potrzebne jest dodatkowe zabezpieczenie przed awarią w przypadku zwarć do masy (brak natychmiastowej potrzeby wyłączania w przypadku pojedynczego uszkodzenia), ale z ostrożnością, aby poniższe problemy były rozwiązywane prawidłowo. Oto przykłady:

• na oddziałach intensywnej opieki medycznej w szpitalach, gdzie i tak większość urządzeń jest całkowicie izolowana.
• w przemyśle chemicznym, gdzie przerwa w dostawie prądu może być nawet niebezpieczna ( np. reakcje egzotermiczne)
• obszary wymagające specjalnej ochrony przed eksplozjami (np. wydobycie węgla)
• na statkach
• czasami przez straż pożarną przy użyciu przenośnych generatorów

Nie jest to również tak proste, jak narysowałeś, np metalowe obudowy są nadal uziemione, a strona wtórna transformatora ma połączenie z uziemieniem, ale tylko w zakresie kilku kΩ.

Takie sieci zasilające są zwykle ograniczone, ponieważ znalezienie usterki jest stosunkowo trudne. W większości przypadków są one również stale monitorowane pod kątem izolacji (za pomocą urządzenia monitorującego izolację), aby wykryć pojedyncze uszkodzenia, zanim spowodują one problemy.

Sposób, w jaki narysowałeś system, może mieć wiele problemów (nie jest to wyczerpujące list):

• Nie można używać wyłączników RCD, aby uniemożliwić dotknięcie np przypadki urządzeń, w których przewód pod napięciem jest zwarty do obudowy. Co samo w sobie nie byłoby problemem, ale staje się problemem, jeśli dotkniesz czegokolwiek, co jest uziemione (rury wodociągowe, ogrzewanie, przebywanie w ogrodzie, a może nawet w salonie - w zależności od izolacji od ziemi w tym przypadku) lub np. inne urządzenie, w którym przewód neutralny jest podłączony do obudowy (przez projekt lub przez przypadek).
• Musisz monitorować, czy twoja sieć nigdy nie jest podłączona do uziemienia w żadnym punkcie (albo zgodnie z projektem (stworzona dla innego kraju) lub przez przypadek).
• Miałbyś problemy z osłonami np. kable sieciowe. Musisz je gdzieś podłączyć, ale nie możesz już podłączyć ich do masy. Może podłączyć je do neutralnego? Następnie otrzymujesz prąd kompensacyjny na ekranie, ze względu na inny poziom neutralny każdego urządzenia (ze względu na prąd powrotny i rezystancję omową przewodu neutralnego)

Twój pogląd ignoruje również pojemność sprzężenie między liniami energetycznymi.

Każdy obiekt, który może nosić ładunek, ma pewien potencjał powiązany z ziemią. Na przykład wierzchołki chmur burzowych mogą osiągnąć potencjał powierzchniowy przekraczający miliard woltów. Wybór zerowego wolta jako średniego potencjału jest naprawdę najbezpieczniejszą opcją; każde inne napięcie byłoby wyższe, a tym samym ryzyko porażenia prądem byłoby gorsze.

Dla niektórych powiązanych ciekawostek, obecnie trójfazowa energia elektryczna jest doprowadzana do domów, najlepiej w kablu, który ma pięć przewodów: Napięcia sieciowe L1, L2, L3; Neutralny i Ziemia. Ale w dawnych czasach na wsi, kiedy brakowało miedzi, byłyby tylko cztery: L1, L2, L3 i Neutral o znacznie mniejszej średnicy, aby zaoszczędzić materiał. A Neutral zostałby dosłownie połączony z ziemią za pomocą miedzianego gwoździa o długości co najmniej jednego metra, wbitego w ziemię z boku twojego domu. O ile wiem, nie jest to robione dzisiaj. Ale to daje pewien sens terminowi „ziemia” w okablowaniu elektrycznym i rzuca trochę światła na praktyczność używania uziemienia.

Kiedy przewód neutralny jest ściśle połączony z ziemią, jest jeszcze jeden plus bezpieczeństwa: kiedy kable elektryczne do break, przez działanie koparki lub spadającego drzewa, ziemia daje ścieżkę przewodzącą dla prądu, który można wykryć, a przekaźniki usterek w elektrowni mogą wyłączyć zasilanie w kablu. Podobnie, jeśli zepsuje się twoje urządzenie elektryczne, istnieje duża szansa, że ​​przepali bezpiecznik w skrzynce bezpieczników, jeśli ekran w twoim urządzeniu jest uziemiony.

Bardzo pożądane jest budowanie urządzeń w taki sposób, że gdy są wyłączone lub mają przepalony bezpiecznik, żadna z nich nie będzie w stanie dostarczyć prądu do ziemi, nawet jeśli istnieją uszkodzenia w innych urządzeniach w tym samym obwodzie. To skutecznie wymaga, aby wszystkie przewody zasilające, które mogłyby dostarczać lub odprowadzać znaczny prąd, gdy ich potencjał znacznie różni się od uziemienia, były zawsze włączane lub odłączane jednocześnie. O wiele łatwiej i taniej jest mieć gorący drut z bezpiecznikiem i wyznaczony przewód neutralny nieuzbrojony niż w przypadku ochrony przewodów gorących i neutralnych za pomocą „bezpiecznika dwubiegunowego” skonstruowanego w taki sposób, że stan przetężenia na którymkolwiek z przewodów rozłączy oba . Chociaż można skonstruować bezpieczniki w taki sposób, takie konstrukcje są znacznie droższe niż niezależne bezpieczniki.

W przypadku braku wyznaczonego / wymuszonego punktu neutralnego, urządzenie, które wytworzyło krótki pomiędzy jednym z jego przewodów zasilających a masą może spowodować, że zwarty przewód zasilający będzie zachowywał się jak „neutralny”, a drugi jako „gorący”. Gdyby inne urządzenie w tym samym obwodzie włączało lub łączyło tylko ten sam przewód zasilający, co to, na którym wystąpiło zwarcie w pierwszym urządzeniu, całe drugie urządzenie byłoby pod napięciem (względem uziemienia) nawet wtedy, gdy było wyłączone - potencjalnie niebezpieczne stan.

Gdyby wszystkie urządzenia przełączały lub zabezpieczały oba przewody wejściowe, nie miałoby znaczenia, który był gorący, a który neutralny. Posiadanie wyznaczonego przewodu neutralnego umożliwia jednak bezpieczne przełączanie lub bezpiecznik tylko jednego przewodu, bez konieczności jednoczesnego odłączania obu przewodów. To całkiem duża wygrana.

Jak mówisz, instalacja elektryczna jest stara. Nie jest to jednak niedopuszczalne. (Jestem w Australii, więc jest trochę inaczej niż w USA, ale nie tak bardzo w zasadzie.)

Neutralna istota połączona z potencjałem ziemi jest, jak już wyjaśniono, tak, że jeśli jest zwarcie do masy / podwozia / uziemienia w urządzeniu, bezpiecznik przepali się.

Bezpieczniki były rzeczywiście jedyną ochroną, jaką mieliśmy przez wiele dziesięcioleci. Teraz dodatkowo mamy urządzenia do pomiaru prądu różnicowego i prądu upływowego, które dosłownie mierzą różnicę prądu chwilowego w przewodach czynnym i neutralnym.

Jeśli jest różnica, oznacza to, że jakiś prąd przepływa sprzęt do uziemienia, podobnie jak w lodówce, w której wilgoć powoduje śledzenie prądu przez kurz i brud do ramy lodówki. Inną możliwością jest to, że prąd przepływa przez osobę do ziemi przez jej buty ... i może ich serce!

Dlatego ta stosunkowo nowa innowacja jest tak ważna i działa jako dodatek do normalnej ochrony obwodu w postaci bezpieczników i wyłączników automatycznych.

W Australii RCD (wyłączniki różnicowoprądowe) nazywamy „wyłącznikami bezpieczeństwa”. Dokładnie takie!

To kończy lekcję.

Niestety, żadna z odpowiedzi na tej stronie nie wydaje się wspominać o jednej dość ważnej rzeczy dotyczącej transformatorów wysokiego napięcia, co czyni je dość tanimi / przystępnymi: stopniowana izolacja. Z tego, co okazuje się jedną z moich ulubionych książek (w odpowiedzi na pytania tutaj), Grounds for Grounding (autorstwa Joffe i Locka) oto odpowiednia liczba:

Bez uziemienia przewodu neutralnego nie można używać izolacji stopniowanej. Podałem tutaj tylko dane dotyczące początkowego transformatora wysokiego napięcia w miejscu generatora, ale ta sama stopniowana izolacja ma zastosowanie do wszystkich transformatorów podstacyjnych w sieci dystrybucyjnej w kierunku konsumenta.

EDYCJA: Myślę, że Nie powinienem był tego zostawiać. Ponieważ nie można (tanio) pozbyć się uziemienia w dystrybucji wysokiego napięcia, po podłączeniu do niego nieuziemionego układu zasilania niskiego napięcia uzyskuje się sprzężenie pojemnościowe, o czym wspomniano na końcu Andreasa Wallnera odpowiedź. Skutki zwarcia doziemnego w dużym nieuziemionym systemie są poważniejsze niż sugerował jeden (nieszczelny) eksperyment z transformatorem domowym. Zgodnie ze standardem IEEE 141-1993 przejściowe przepięcia można zobaczyć pięciokrotność napięcia znamionowego w takim przypadku, gdy występuje zjawisko zwane wyładowaniem łukowym. (Ta sama informacja jest powtórzona w http://www.hv-eng.com/2010IASGrounding.pdf). W http: //www.electrotechnik znajduje się nieco intuicyjne wyjaśnienie zjawiska wyładowań łukowych .net / 2011/05 / arcing-grounds.html Nie jestem do końca pewien co do niezawodności tego drugiego źródła, ale w zasadzie mówi ono, że łuk tworzy się i zrywa wiele razy, dlatego pojawiają się przepięcia ( mówi się, że jest 3-4 razy większa od nominalnej w tym źródle). Istnieją sposoby, aby temu zapobiec, ale nieuziemiona dystrybucja niskiego napięcia nie jest tak prosta, jak transformator izolujący w brodawce ściennej klasy II.

EDIT2: Prezentacja IAS w rzeczywistości wyjaśnia przepięcie spowodowane wyładowaniem łukowym bardziej naukowo, pod względem tworzonego obwodu rezonansowego. Właściwie to bardzo dobra prezentacja, ale dość długa, a mój dzisiejszy czas EE był raczej ograniczony ... W połowie (z ponad 100 slajdów) zaczyna się mówić o uziemieniu o wysokiej rezystancji (HRG), co jest sposobem na uzyskanie niektórych korzyści wynikające z braku uziemienia (mniejsze ryzyko porażenia prądem) bez wielu wad, ale niestety ma to zastosowanie tylko do obciążeń trójfazowych; HRG nie może być używane z obciążeniami jednofazowymi. Więc prawdopodobnie nie zobaczymy tego w dystrybucji mieszkaniowej.