Les appareils électriques en fonctionnement doivent être mis à la terre. Selon le but, il peut être fonctionnel ou protecteur. Le premier sert au bon fonctionnement des appareils et le second à 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
Le sol est capable de neutraliser le courant électrique, car le degré de sa tension est nul. La résistance est le principal indicateur d'un dispositif de mise à la terre par lequel il est possible de juger de sa qualité et de sa capacité à remplir son objectif. La résistance spécifique dépend de la composition du sol, de la présence de produits chimiques - acide ou alcalin, de l'humidité, de la friabilité. Selon la composition du sol, vous devrez peut-être utiliser un kit de mise à la terre spécial ou un remplacement complet du 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'un conducteur de mise à la terre et de conducteurs de mise à la terre à travers lesquels le courant circule dans la terre et est neutralisé.
Il peut y avoir plusieurs sectionneurs de terre. Dans un circuit distribué, ils sont situés autour du périmètre d'un objet dont le réseau électrique doit être sécurisé. La partie conductrice (conducteurs de mise à la terre) est généralement en métal. Des électrodes de mise à la terre leur sont apportées, qui ont un contact direct avec le sol.
Le dispositif de mise à la terre est monté sur un circuit. La boucle de terre est une série de conducteurs d'électrodes qui s'encrassent dans le sol. Leur longueur est de 3 mètres, ils sont situés à faible distance les uns des autres. Une bande métallique horizontale est utilisée comme composé, qui est déposé dans le sol à une faible profondeur allant jusqu'à 1 mètre. La connexion aux électrodes est réalisée par soudage conventionnel. Dans les kits de mise à la terre spéciaux, certaines parties de l'équipement sont filetées, ce qui n'affecte pas les propriétés de travail.
Une mise à la terre de travail est nécessaire dans les cas suivants:
- Protection de l'équipement contre l'électricité statique. Les processus qui se produisent dans la nature, tels que la foudre, peuvent affecter le courant circulant dans le circuit, ce qui peut endommager l'équipement. Les électrodes installées dans le sol déchargent un courant excessif.
- Protection du réseau contre les courts-circuits.
- Protection contre les surtensions.
Un exemple de terrain de travail est un paratonnerre connecté à des électrodes. Particulièrement pertinent dans les générateurs, transformateurs.
Principe de mise à la terre de protection
La mise à la terre de protection est un ensemble de mesures visant à protéger l'équipement et les personnes qui y travaillent. 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 de puissance.
Protection contre la foudre
Le milieu d'air est une section à haute résistance, mais la décharge a une puissance supérieure à cette résistance, elle la traverse donc. Sur le chemin de la haute atmosphère à la terre, la foudre sélectionne les zones les moins résistantes - zones humides, murs, arbres et gouttes d'eau.Cela explique le fait que les rejets tombent souvent dans l'arbre - il a moins de résistance que l'air qui l'entoure. Lorsqu'il pénètre dans le bâtiment, le courant traverse également les zones les moins résistantes - ce sont les tuyaux métalliques, les appareils électriques ou leurs pièces métalliques, les murs humides. Si l'appareil n'est pas mis à la terre, le toucher au moment du passage de la charge peut être fatal.
Lorsqu'un paratonnerre est installé sur le toit, la charge y pénètre, puis elle se déplace vers le sol et est neutralisée. Il est important que les courants ne se propagent pas à l'intérieur de l'objet, donc les matériaux utilisés pour équiper le sol 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 puissantes installations électriques fonctionnant dans leur rayon. Des coups de foudre soudains à proximité peuvent endommager l'électronique.
À titre d'exemple: lors d'un orage, une surcharge peut se produire dans le câble en cuivre avec lequel les maisons sont connectées et à travers lequel le courant circule. Une charge avec une augmentation de sa taille peut détruire le câble. Dans ce cas, un SPD est placé sur la ligne électrique - un dispositif de protection contre les surtensions afin que l'excès de charge soit piqué dans le sol.
Protection des personnes
Cas des appareils, tous les éléments métalliques sont capables de conduire du courant. Si vous touchez un appareil non mis à la terre dans lequel de l'électricité statique s'est accumulée, vous pouvez recevoir un coup violent. Cela affectera principalement le système cardiovasculaire et nerveux. Des chaussures en caoutchouc, des gants en caoutchouc, 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. La connexion du troisième fil au boîtier de l'instrument, puis sa connexion aux électrodes vous permet d'utiliser l'excès de courant dans le sol.
Dans les anciens bâtiments privés et à plusieurs 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 faits maison peuvent ressembler à ceci: un fil est connecté au corps de l'appareil, qui est affiché 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 pénètre dans le sol.
Différence de mise à la terre de travail de protection
La mise à la terre de travail et de protection conformément aux règles de sécurité ne doit pas être combinée avec un circuit d'eau. Pendant les décharges atmosphériques, les appareils électriques peuvent être endommagés et la terre de protection ne fonctionnera pas.
Dans le circuit 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 terre de travail, des fusibles sont également utilisés qui prennent la tension sur eux-mêmes et tombent en panne.
La mise à la terre de travail est équipée dans le cas où les instructions du fabricant et les exigences qui protègent cet appareil sont attachées aux appareils.
Il y a plus d'exigences pour un dispositif de mise à la terre de protection, car il a des tâches plus importantes: sauver la vie des gens.
| Objectif du dispositif de mise à la terre de travail | But de la mise à la terre de protection |
| Appareils haute puissance | Appareils triphasés d'une puissance inférieure à 1 kW |
| Équipement électronique sensible | Dispositifs monophasés et biphasés sans contact avec le sol |
| Équipement médical | Appareils d'une puissance supérieure à 1 kW |
| Une technologie électronique porteuse d'informations importantes | Dans les circuits à fusibles avec conducteur neutre |
La mise à la terre la plus fiable est fournie dans le circuit électrique de la maison. Les câbles qui s'adaptent à chaque prise doivent être à trois fils.Le troisième noyau se connecte au sol et élimine l'électricité statique, et empêche également les courts-circuits et la foudre de pénétrer dans le bâtiment.
Exigences de terre de protection
Pour que les installations de mise à la terre remplissent leurs fonctions, elles doivent respecter certains paramètres et les instructions du fabricant de l'équipement.
Nuances qui affectent la fonctionnalité:
- Résistance au sol en raison de ses caractéristiques physico-chimiques. L'argile humide, les copeaux de graphite, la tourbe, les marais salants ou l'eau de mer conduisent le meilleur 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 cela se produit rapidement. Vous pouvez augmenter la surface en installant un plus grand nombre d'électrodes le long du contour du bâtiment. Dans ce cas, ils sont connectés ensemble 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 aide à augmenter la surface si les couches inférieures du sol ont plus de résistance que celles de surface.
Puisqu'il est difficile d'atteindre une résistance idéale au sol, des dispositifs sont créés en fonction de ses caractéristiques. Chaque installation électrique a ses propres normes de résistance pour les dispositifs de mise à la terre. Par exemple, pour une sous-station électrique avec une tension supérieure à 100 kW, la résistance ne doit pas dépasser 0,5 Ohms, et pour un réseau domestique avec un système TT, ainsi que l'utilisation de l'arrêt automatique, jusqu'à 500 Ohms.
Les sectionneurs de terre métalliques ne doivent pas être recouverts de matériaux de peinture. Parfois, comme dispositif de mise à la terre, la partie souterraine du bâtiment avec des structures métalliques est utilisée - béton électriquement conducteur avec renfort à l'intérieur. N'utilisez pas de tuyaux de gaz en métal pour résoudre le problème de mise à la terre.
Selon les règles d'installation électrique, les éléments suivants sont soumis à la mise à la terre:
- Réseaux avec une tension supérieure à 380 V.
- Installations particulièrement dangereuses et extérieures.
Pièces d'équipement soumises à la mise à la terre et à la terre:
- Boîtiers pour équipements électriques.
- Enroulement secondaire du transformateur.
- Entraînements d'appareils électriques.
- Tableaux, armoires.
- Matériel de construction métallique.
- Câble gaine en fer.
Si la tension ne dépasse pas 42 V CA ou 110 V CC, la mise à la terre n'est pas requise.
Mise à la terre des ménages
La plupart des accidents domestiques impliquent de toucher un appareil endommagé par l'isolation. Le corps humain dans ce cas est un conducteur de courant. Tables de cuisson électriques, lave-linge et lave-vaisselle, radiateurs, fours à micro-ondes, chaudières, PC, lave-vaisselle - ce sont des structures métalliques qui conduisent bien l'électricité et sans mise à la terre peuvent être nocives pour la santé.
Court-circuit - c'est le contact des fils de phase et de neutre dans le réseau, ce qui conduit au fonctionnement de la protection d'urgence et à la déconnexion de l'appareil de l'alimentation. Le plus souvent, ce n'est pas un court-circuit, mais une fuite de courant qui s'accumule dans le logement des équipements ménagers. Cela peut entraîner un choc électrique.
Pour la sécurité humaine, il est nécessaire d'installer des prises avec des contacts de mise à la terre. Un câble à trois fils doit être connecté à la prise. Avec un système à deux et trois conducteurs, la mise à la terre est équipée de différentes manières - à partir de la boîte de jonction ou du panneau électrique.
N'utilisez pas de tuyaux de gaz, d'eau ou de chauffage central comme électrode de masse.
Mise à la terre en cas de panne électrique
Un dysfonctionnement de l'équipement signifie des dommages à l'isolation et l'apparition d'une phase dans le boîtier de l'instrument.Si des parties de l'équipement sont sous tension, mais n'ont pas de protection sous forme de mise à la terre et de RCD, une personne qui n'est pas consciente du danger peut recevoir un choc électrique.
Dans le deuxième mode de réalisation, la fuite de courant peut ne pas être significative, le dispositif de protection de l'équipement ne répondra pas à la tension et n'éteindra pas le dispositif. Une personne peut recevoir un coup mineur.
Si le boîtier n'est pas mis à la terre, mais que le RCD est installé, il fonctionnera 0,02 seconde après qu'une personne touche le corps de l'appareil. Ce temps n'est pas suffisant pour nuire à la santé.
Le circuit le plus efficace en termes de sécurité est la présence de mise à la terre et de DDR. Si une fuite de courant se produit et passe dans le sol, le RCD réagit et éteint l'appareil.
Comment est le calcul des paramètres des principaux éléments de mise à la terre
Le calcul des paramètres du dispositif de mise à la terre est effectué selon les formules. Les éléments de départ sont:
- résistance des sols dans cette zone;
- la longueur, l'épaisseur, le diamètre des électrodes, ainsi que leur nombre.
Dans la pratique, il existe dans tous les cas des divergences avec le plan de travail prévu, car l'indice du sol doit être analysé avec plus de précision. Il est pratiquement impossible de le faire: à 100 mètres carrés, vous devez forer environ 100 mini-mines jusqu'à 10 m de profondeur pour évaluer les couches de sol, sa composition et l'inclusion d'éléments - argile, calcaire, sable et autres composants.
L'installation des dispositifs de mise à la terre s'effectue selon le principe principal de mise à la terre: la présence d'une marge de sécurité, ayant des valeurs moyennes des paramètres. Plus la résistance est faible, mieux c'est pour tous les appareils électriques et les personnes.
Installation de mise à la terre
Les électrodes verticales remplissent plus efficacement leurs fonctions, car elles peuvent être installées à une grande profondeur. Avec une pose horizontale à faible profondeur, la résistance augmente, surtout en hiver, lorsque les couches supérieures du sol gèlent.
Pour les électrodes, des broches sont utilisées, dont la longueur est supérieure à 1 mètre (généralement 1,5 m). De telles structures sont faciles à enfoncer dans le sol avec un marteau classique, la connexion se fait dans un plan horizontal d'au moins 0,5 m de profondeur.
