Les appareils électriques en fonctionnement doivent être mis à la terre. Selon le but, il peut être fonctionnel ou protecteur. Le premier est pour le bon fonctionnement des appareils, et le second est pour la protection des personnes. Le principe de fonctionnement de l'un et du second est différent.
- Les principaux buts et objectifs de la mise à la terre
- Principe de mise à la terre de protection
- Protection contre la foudre
- Protection contre les surtensions
- Protéger les personnes
- La différence entre la mise à la terre de travail et la protection
- Exigences de mise à la terre de protection
- Mise à la terre domestique
- Opération de mise à la terre en cas de défauts électriques
- Comment sont calculés les paramètres des principaux éléments de mise à la terre
- Installation de sectionneurs de terre
Les principaux buts et objectifs de la mise à la terre
Le sol est capable de neutraliser le courant électrique, puisque le degré de sa tension est nul. La résistance est le principal indicateur d'un dispositif de mise à la terre, par lequel on peut juger de sa qualité et de sa capacité à remplir son objectif. La résistivité dépend de la composition du sol, de la présence de produits chimiques dans celui-ci - acide ou alcalin, humidité, relâchement. Selon la composition du sol, il peut être nécessaire d'utiliser un kit de mise à la terre spécial ou de remplacer complètement le sol pour le bon fonctionnement des dispositifs de mise à la terre.
La mise à la terre est la connexion de tout appareil, installation électrique ou partie du réseau à un appareil de mise à la terre. Il s'agit d'une électrode de terre et de conducteurs de terre à travers lesquels le courant pénètre dans le sol et est neutralisé.
Il peut y avoir plusieurs sectionneurs de terre. Dans un schéma distribué, ils sont situés le long du périmètre de l'objet, dont le réseau électrique doit être sécurisé. La partie conductrice (sectionneurs de terre) est généralement en métal. Des électrodes de mise à la terre leur sont fournies, qui sont en contact direct avec le sol.
Le dispositif de mise à la terre est monté le long de la boucle. Une boucle de masse est une série d'électrodes conductrices qui sont enfoncées dans le sol. Leur longueur est de 3 mètres, ils sont situés à une courte distance les uns des autres. Une bande métallique horizontale est utilisée comme connexion, qui est posée dans le sol à une faible profondeur - jusqu'à 1 mètre. La connexion aux électrodes s'effectue par soudage classique. Dans les kits de mise à la terre spéciaux, les pièces de l'équipement sont connectées par un fil, ce qui n'affecte en rien les propriétés de fonctionnement.
Une mise à la terre de travail est nécessaire dans les cas suivants :
- Protection de l'équipement contre l'accumulation d'électricité statique. Des processus naturels, tels que la foudre, peuvent affecter le courant circulant dans un circuit et endommager l'équipement. Les électrodes installées dans le sol évacuent l'excès de courant.
- Protection du réseau contre les courts-circuits.
- Protection de survoltage.
Un exemple de terrain de travail est un paratonnerre qui est connecté aux électrodes. Particulièrement important dans les générateurs, les transformateurs.
Principe de mise à la terre de protection
La mise à la terre de protection est un ensemble de mesures visant à protéger les équipements et les personnes qui travaillent avec. Il est utilisé pour éliminer les interférences électromagnétiques provenant d'un appareil à proximité, ainsi que pour neutraliser les interférences lors de la commutation dans le circuit d'alimentation.
Protection contre la foudre
L'air ambiant est une section à haute résistance, mais la décharge a une puissance dépassant cette résistance, donc elle la casse.Sur son chemin de la haute atmosphère vers le sol, la foudre sélectionne les zones les moins résistantes - zones humides, murs, arbres et gouttes d'eau. Cela explique le fait que les décharges tombent souvent dans l'arbre - il a moins de résistance que l'air qui l'entoure. Lorsqu'il pénètre dans un bâtiment, le courant traverse également les zones les moins résistantes - ce sont les tuyaux métalliques, les appareils électriques ou leurs parties métalliques, les murs humides. Si l'appareil n'est pas mis à la terre, le toucher pendant la charge peut être fatal.
Lorsqu'un paratonnerre est installé sur le toit, la charge y pénètre, puis se déplace dans le sol et est neutralisée. Il est important que les courants ne se propagent pas dans l'objet, c'est pourquoi les matériaux utilisés pour organiser la mise à la terre ont une faible résistance. Selon les règles, il ne doit pas dépasser 4 ohms. Le paratonnerre lui-même doit être connecté aux électrodes dans le sol.
Protection contre les surtensions
Les équipements électroniques sont sensibles aux surtensions ou aux installations électriques puissantes fonctionnant dans leur rayon. Un coup de foudre soudain à proximité peut endommager l'électronique.
A titre d'exemple : lors d'un orage, une surcharge peut se produire dans le câble en cuivre qui relie les maisons et dans lequel circule le courant. La charge, à mesure que sa taille augmente, peut détruire le câble. Dans ce cas, un SPD est installé sur la ligne électrique - un dispositif de protection contre les surtensions impulsionnelles afin que l'excès de charge soit libéré dans le sol.
Protéger les personnes
Boîtiers d'instruments, tous les éléments métalliques sont capables de conduire le courant. Si vous touchez un appareil non mis à la terre qui a accumulé de l'électricité statique, vous pouvez recevoir un choc grave. Cela affectera principalement le système cardiovasculaire et nerveux. Des chaussures en caoutchouc, des gants en caoutchouc et une pièce absolument sèche aident à réduire l'impact, mais les gens se promènent rarement dans un appartement ou un bureau avec des bottes en caoutchouc. Connecter le troisième fil au corps des appareils, puis le connecter aux électrodes, permet d'évacuer l'excès de courant dans le sol.
Dans les anciens immeubles privés et d'appartements, les mesures de mise à la terre n'ont pas été effectuées, par conséquent, tous les appareils électriques présentent un danger potentiel pour les personnes.
Les appareils fabriqués par nos soins peuvent ressembler à ceci: un fil est connecté au corps de l'appareil, qui est sorti dans la rue et connecté à un produit métallique enfoncé dans le sol (tuyau, coin, seau, raccords). Ces produits sont de bons conducteurs de courant, contrairement au corps humain, donc le courant sélectionne le métal et va dans le sol.
La différence entre la mise à la terre de travail et la protection
Dans le schéma de mise à la terre fonctionnel (de travail), toutes les structures conductrices de courant sont connectées à des électrodes installées dans le sol. Pour le bon fonctionnement de la mise à la terre de travail, des fusibles sont également utilisés, qui prennent la tension sur eux-mêmes et échouent.
Une mise à la terre fonctionnelle est fournie si les instructions et les exigences du fabricant sont attachées aux dispositifs qui protègent l'appareil.
Plus d'exigences sont imposées à un dispositif de mise à la terre de protection, car il a des tâches plus importantes : sauver des vies.
| But du dispositif de mise à la terre de travail | But de la mise à la terre de protection |
| Grande puissance d'instrument | Appareils triphasés de moins de 1 kW |
| Équipement électronique sensible | Appareils monophasés et biphasés sans contact avec le sol |
| Équipement médical | Équipement d'une puissance supérieure à 1 kW |
| La technologie électronique, qui est le vecteur d'informations importantes | Dans les circuits avec fusibles et conducteur de protection neutre |
La mise à la terre la plus fiable est fournie dans le circuit électrique de la maison. Les câbles qui s'insèrent dans chaque prise doivent être à trois fils. Le troisième conducteur est relié à la terre et conduit l'électricité statique, et empêche également les courts-circuits et la foudre de pénétrer dans le bâtiment.
Exigences de mise à la terre de protection
Nuances qui affectent la fonctionnalité :
- Résistance du sol due à ses caractéristiques physiques et chimiques. L'argile humide, les copeaux de graphite, la tourbe, les marais salants ou l'eau de mer conduisent le mieux le courant. Pire - sable sec ou roches dures - granit, pierre concassée, quartz, asphalte, béton.
- La zone de contact de l'électrode de terre avec le sol. Plus la zone est grande, plus les conditions sont favorables à la circulation du courant, plus elle se produit rapidement. Vous pouvez augmenter la surface en installant plus d'électrodes le long du contour du bâtiment. Dans ce cas, ils sont assemblés avec une plaque d'acier en une seule unité. Si vous augmentez la taille d'une électrode, la surface totale augmentera également. L'installation d'un contour métallique vertical permet d'augmenter la surface si les couches inférieures du sol ont plus de résistance que celles de surface.
Comme il est difficile d'obtenir une résistance idéale du sol, les appareils sont conçus en fonction de ses caractéristiques. Chaque installation électrique a ses propres normes pour la résistance des dispositifs de mise à la terre. Par exemple, pour un poste électrique d'une tension supérieure à 100 kW, la résistance ne doit pas dépasser 0,5 Ohm et pour un réseau domestique avec un système TT, ainsi que l'utilisation de l'arrêt automatique, jusqu'à 500 Ohm.
Les sectionneurs de terre métalliques ne doivent pas être recouverts de peintures et de vernis. Parfois, une partie souterraine d'un bâtiment avec des structures métalliques est utilisée comme dispositif de mise à la terre - du béton électriquement conducteur avec un renforcement à l'intérieur. Les tuyaux de gaz en métal ne peuvent pas être utilisés pour résoudre le problème de mise à la terre.
Selon les règles d'installation des installations électriques, la mise à la terre est soumise à :
- Réseaux avec des tensions supérieures à 380 V.
- Installations extrêmement dangereuses et en extérieur.
Parties de l'équipement à mettre à la terre et à la terre :
- Coffrets pour appareils électriques.
- Enroulement secondaire du transformateur.
- Entraînements d'appareils électriques.
- Tableaux de distribution, cadres d'armoires.
- Structures métalliques d'équipement.
- Gaine de câble en fer.
Si la tension ne dépasse pas 42 VAC ou 110 VDC, la mise à la terre n'est pas nécessaire.
Mise à la terre domestique
La plupart des accidents dans l'environnement domestique sont associés au toucher de l'appareil, ce qui endommage l'isolation. Le corps humain dans ce cas est un conducteur de courant. Plaques de cuisson électriques, machines à laver et lave-vaisselle, radiateurs de chauffage, fours à micro-ondes, chaudières, PC, lave-vaisselle - autant de structures métalliques qui conduisent bien l'électricité et peuvent être nocives pour la santé sans mise à la terre.
Un court-circuit est un contact entre les fils de phase et de neutre du réseau, ce qui entraîne le fonctionnement de la protection d'urgence et la déconnexion de l'appareil de l'alimentation. Le plus souvent, ce n'est pas un court-circuit qui se produit, mais une fuite de courant qui s'accumule dans le boîtier des équipements ménagers. Cela peut entraîner un choc électrique.
Pour la sécurité des personnes, il est nécessaire d'installer des prises avec contacts de mise à la terre. Un câble à trois fils doit être connecté à la prise. Avec un système à deux et trois fils, la mise à la terre est équipée de différentes manières - à partir d'une boîte de jonction ou d'un panneau électrique.
Les conduites de gaz, d'eau ou de chauffage urbain ne peuvent pas être utilisées comme électrode de terre.
Opération de mise à la terre en cas de défauts électriques
Dans la deuxième option, la fuite de courant peut ne pas être importante, le dispositif de protection de l'équipement ne réagira pas à la tension et n'éteindra pas l'appareil. La personne peut recevoir un coup mineur.
Si le boîtier n'est pas mis à la terre, mais que le RCD est installé, il se déclenchera en 0,02 seconde après qu'une personne ait touché le boîtier de l'appareil. Ce temps n'est pas suffisant pour nuire à la santé.
Le circuit le plus efficace du point de vue de la sécurité est la présence d'une mise à la terre et d'un RCD. En cas de fuite de courant et de son passage à la terre, le RCD réagit et éteint l'appareil.
Comment les paramètres des principaux éléments de mise à la terre sont calculés
- résistance du sol dans cette zone;
- longueur, épaisseur, diamètre des électrodes, ainsi que leur nombre.
En pratique, dans tous les cas, il y a des écarts avec le plan de travail prévu, car l'indicateur de sol doit être analysé avec plus de précision. C'est presque impossible à faire : sur 100 mètres carrés, il faut forer environ 100 mini-mines jusqu'à 10 m de profondeur afin d'évaluer les couches de sol, sa composition et l'inclusion d'éléments - argile, calcaire, sable et autres Composants.
L'installation de dispositifs de mise à la terre est réalisée selon le principe principal de la mise à la terre: la présence d'un facteur de sécurité, ayant des valeurs moyennes des paramètres. Plus la résistance obtenue est faible, mieux c'est pour tous les appareils électriques et les personnes.
Installation de sectionneurs de terre
Les électrodes verticales remplissent leurs fonctions plus efficacement, car elles peuvent être installées à de plus grandes profondeurs. Lors de la pose horizontale à faible profondeur, la résistance augmente, surtout en hiver, lorsque les couches supérieures du sol gèlent.
Pour les électrodes, on utilise des broches dont la longueur est supérieure à 1 mètre (généralement 1,5 m). Il est facile d'enfoncer de telles structures dans le sol à l'aide d'un marteau classique, la connexion se faisant dans un plan horizontal d'au moins 0,5 m de profondeur.
