なぜ地面を使うのか


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私はこれについてしばらく考えていたので、少し掘り下げました。いつものように、ウィキペディアが最も明快でした。回路を完成させるために最初にグランドが導入されたのは電信だったようです。アースの抵抗が大きくなるため、電気を流すためにはさらに多くの電力が必要になるため、電線を節約することは良い考えでした。

これは電信には問題ありませんでしたが、それ以外の点では、その価値よりも問題が多いようです。

絶対電圧を測定する際の「基準点」についての議論を読みました。これが、考案された問題の解決策です。電圧は電位差としてのみ意味があります。したがって、意味のない参照フレームを選択するのではなく、潜在的な差異を測定します。

安全性については、アースシステムがなければ、はるかに安全だと思われます。回路を完成させるために地面が使用されなかった場合、電気は一般に人を介して地面に移動する理由になります。これは、誰かが熱いものだけでなく、両方のワイヤーに触れてショックを受けることを要求することにより、感電のリスクを減らすでしょう。アース線は不要な問題を回避するための安全対策のようです。

低電圧システムの場合と同様に、グラウンドは不要なノイズ源を作り出します。私の知る限り、地面は巨大な不安定なバッテリー+アンテナとして機能します。地面のph差は、DCオフセットを意味します。これは、2つの地面ポイントでの水と鉱物の組成の酸性度の差に依存します。

グランドを使用して無線信号用の回路を完成させると、回路に不要な抵抗が生じます。あなたの品質は、回路の設計ではなく、土壌での選択のなすがままです。

見逃した問題があるかもしれませんが、見逃した本当に良識のある利点があるかどうか、本当に疑問に思っています。

グラウンドを使用して回路を完成させる歴史/哲学を知っている人はいますか?


電位差がないときにどのようにして電圧を持つことができますか?回路には参照点が必要です。
ジュニア

回答:


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接地接続または基準は、それを使用するときに使用されます。これは、長い経験により、実際には最良の選択であることが示されているためです。「接地「ホイール」の再発明」は、場合によってはその場所を持つかもしれませんが、通常はありません。多くの場合、競合する側面がありますが、全体的に最良の結果はグラウンドを使用することによって得られます。配電システムはその一例です。

システムが完全に接地されていない場合、幹線またはグリッド電圧システムの方が安全です。これは、安全「絶縁変圧器」がシステムの1つの脚を回路のどこかに完全または部分的に接地した瞬間に安全システム全体がユーザーにとって致命的に危険になります。

絶縁変圧器では1つのツールのみを使用し、変圧器はツールの近くに配置する必要があることに注意してください。変圧器と2つ以上のツールの後に長いケーブルを使用すると、1つのツールまたは配線で接地障害が発生し、他のツールが保護されないままになります。

システムを分離しておくことの難しさは、実際には、接地によって引き起こされる問題よりもはるかに困難です(これは重要です)。一部の船舶用電源システムには、両方の導体が船の地面(=海水に浮いているときの海水電位)に対して浮いているものがありますが、地面への障害は上記のように危険です。地上基準ではなかった陸上システムでは、同じフェーズで接地する障害は、同じフェーズのすべてのユーザーに影響します。したがって、家の通り全体が1つの家の1つの回路の障害の影響を受ける可能性があります。

地上基準システムを取得すると、個々の回路の検出と管理の安全面を簡単に処理できます。アースされたハウジングは、保護と検出の両方を提供し、故障電流が地面に流れ、「強制」して故障を簡単に終了(ヒューズ)したり、非常に低いレベル(ELCB / GFI)で検出したりできます。地上基準は、国内の電力システムでは全体的にプラスです。

接地を実際の導体として使用する現代のシステムはほとんどありません。
SWER(SイングルW怒りE ARTH R ETURN)電力システムは、はるかに一度使用し、まだいくつかの農村システムで使用されています。数か月前にここ(NZ)で見ましたが、まれです。それらは実際には非常に有用で費用対効果が高いですが、技術的に意味をなさないことが多い理由で一般的に排除されます。両端に十分な接地接続を提供するコストは、多くの場合、余分な導体を追加する何kmものコストと比較して低いです。

19 kV SWERライン:

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ウィキペディアSWER

SWERスライドハウ-良い

SWERビデオ-NZ

すばらしいSWERスライドショー/チュートリアル

SWER-オーストラリアの開発途上国での使用に関する経験

SWER-ウィキペディア


RF信号は、地面に反射したファントム画像に対して不均衡な信号として「発射」されることがよくあります。典型的な四分の一波長垂直ラジエーターは、地面に反射された潜在的なイメージを持っています。AM brodcastステーションの高い塔は、ほとんどすべてこのシステムを使用しています。ダイポールや他のアンテナと比較して使用される材料には経済性があり、放射パターンは全方向性であり、放射角度は直接波通信に適しています。ほとんどの視聴者はAM放送局の送信機の近くにいます。

  • TV受信機アンテナ9(伝統的な八木設計)および大陸間ニュースなどに使用される長距離放送局は、多くの場合、代わりにビームまたは類似のアンテナを使用します。HRHデルタループの非接地基準アンテナは、このようなアプリケーションのために特別に開発されました。

接地が必要なシステムでは、局所的な条件の影響を適切に最小限に抑えるのに十分に適した接地を提供するための技術が開発されています。適切なグラウンドは、サイズが無限大であるため、本質的に抵抗がゼロです。現地の地面を実際の地面に接続することは課題であり、関連する各アプリケーションの方法とニーズはよく理解されています。


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あなたはたくさんの誤った仮定をしている。いくつかの非常に古い送電システムは、導体の1つとして地面を使用していましたが、それは今日では物事が行われている方法ではなく、少なくとも新しいシステムではありません。

それ以外の場合は、これが当てはまらない場合、物事は常にアースに接続されていると想定します。ここアメリカでは、家への電力供給は実際には浮いています。これは、3相のうちの1つから離れた変圧器の2次側からのものです。二次側は220 Vで、センタータップが付いています。ほとんどの回路は、110 Vを取得するために一端とセンタータップの間で実行されます。電気レンジや乾燥機などの高電力回路は、セカンダリ全体に配線されているため、220 Vです。

変圧器の二次側からの3本のワイヤーはフローティングですが、センタータップは家で意図的に接地されています。これは、部分的には軽量化に対処し、大きな静電気の蓄積を防ぐためです。アース接続がないと、回路全体がアースに比べて高電圧まで充電される可能性があります。雷雨の場合、直接の打撃がない場合でも、これは特に悪い可能性があります。

「アース」と言うときは、アースと回路のアースを区別する必要があります。地球は、それがどのように聞こえるか、地球への直接接続です。回路のアースは、実際のアースとは必ずしも関係ありません。これは、回路内のノードに付ける名前であり、他のノードの0 Vリファレンスと見なします。これは主に便宜上のものです。

ラジオはまた別の問題です。少なくとも遠方界にいるときの一般的な通常のケースでは、電波は回路を完成させません。アースは、アンテナの基準として無線で使用され、小さいアンテナを大きく見せるための鏡として使用されることもあります。場合によっては、その地面が地面である場合もありますが、そうでない場合も多く、そうである必要はありません。


面白い。では、電力網は地面を使用しますか?
Alex Eftimiades

@ファインマン:「家が同じように」とはどういう意味かわかりませんが、私が言ったように、非常に古い電力線を除いて、少なくともここ米国では、帰路用に独自のワイヤーがあり、アースを使用します。
Olin Lathrop、2012

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誰かが接地と電気供給ネットワークを決定するのを初めて見つけたとき、私はこのサイトに気づきました。接地または接地の理由は、私が電気を研究しているときに見つけた限り、少なくとも3倍あります。

1スタティックビルドは、特にオーバーヘッドサプライを上から作成します。もちろん家庭用電化製品に直接接続されている風などの架空線に静電気が蓄積すると、トースター要素から人を介して地面に人に嫌な衝撃が与えられます。

2アーク放電現象。ウィスコンシンの初期の供給システムに関する古い文書を読みました。ネット上のアーキンググラウンドへの多くの参照。しかし、私が初期の非接地システムでそれを理解しているように、1つの相導体が地面に落ちて再び拾われると、予期せずにアークが描かれることに気づきました。1本のワイヤがアースに接触すると、他のフェーズと現在接続されているアースとの間の容量を介して、意図しない完全な回路が形成されるため、これが実現されています。時々、共振回路に近いものが形成され、他のフェーズと意図しない接地導体との間に非常に高い電圧が発生し、危険です。電源システムのさまざまな電圧レベルをアースに接続することにより、この導体接地問題は解消されます。これは、架空の導体とアース間の容量結合が短絡するためです。

地面は導体です。したがって、非接地システムで絶縁障害が発生し、1つの相が接地に接続されると、接地はその電圧で動作しますが、それ以外はほとんど起こりません。2回目の故障が発生するまで。次に、アースが2つの障害を接続し、大電流と機器の意図しない通電が発生する可能性があります。つまり、アクティブがNo 1 Main Stでアースに接続されているトースターは、No 26 Main Stのランプに接続され、アクティブもアースに短絡されている場合があります。トースターを1番でオンにすると、ランプが26番で点灯し、逆も同様です。電気技師を混乱させることは間違いありません。供給変圧器のスター(スター)ポイントをアースに接続して購入することで、アースに何を期待できるかが正確にわかります。単に電源中性線に接続しているだけなので、中性線です。

電圧の基準は、スターポイントを接地することで、グラウンドへの電圧がライン電圧ではなく相電圧に最小化されることです。SWERシステムは、オーストラリアの農村地域ではまだ一般的です。一部の鉱山、工場、船は、発掘されたシステムで稼働しています。この場合、インジケータまたはリレーは、アースへの接続が発生した場合に即座に通知または警告され、2番目のアース接続が発生する前にオンデューティの電気技師が(できれば)障害を検出して修正するように配置されています。利点は、システムが1つの障害を経験し、トリップしないため、供給と生産を維持できることです。障害が迅速に分離および修正される限り。誰がいつ誰がいつ最初に供給システムを接地したか知っている人はいますか?


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良い情報ですが、読みやすくするために少し書式を設定できますか?
JRE

簡単な編集を行いました。私は@JREに同意します。回答が良い場合でも、10〜20秒で回答をフォーマットしないと、人々はあなたを真剣に受け取らず、読みやすくなります。
Nick Williams

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最も単純な回路で、電気システムを循環システム、圧力ラインと戻りライン、正と負、高温と中性(単一ループ)として表示します。アースは安全のためにのみ使用してください。

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