2. Principper for jordingsanlæg, potentialudligning samt ...· 30-11-2012 1 © 2012 ERNEL.dk 2. Principper

  • View
    229

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 2. Principper for jordingsanlæg, potentialudligning samt ...· 30-11-2012 1 © 2012 ERNEL.dk 2....

  • 30-11-2012

    1

    2012 ERNEL.dk

    2. Principper for jordingsanlg, potentialudligning samt systemjording af energi producerende anlg, eks. solcelle anlg!

    2012 ERNEL.dk

    Normer, standarder og bekendtgrelser, nationale svel som internationale vil altid

    udtrykke kompromisser mellem mange forskellige holdninger, opfattelser og

    interesser, og dette afspejles ogs tydeligt i teksterne!

    Nr det drejer sig om den grundlggende sikkerhed ved produktion, distribution og

    brug af elektricitet, er der dog nogle grundlggende sikkerheds omrder, hvor

    der ikke kan gs p kompromis!

    Normativ sikkerhed!

  • 30-11-2012

    2

    2012 ERNEL.dk

    Risiko for elektrisk chok!Farlige strmme gennem mennesker og dyr der kan

    forrsage patiofysiologiske skader!

    IEC 60479- Protection against dangerous body current,

    IEC 61201 TS Ed.2 Touch voltage threshold values for protection against electric shock!

    Det vi normalt betegner berringsspndinger!

    Beskyttelse mod termiske og termodynamiske overbelastninger;

    Overbelastnings- og kortslutningsbeskyttelse!

    2012 ERNEL.dk

    Hvis ikke beskyttelseslederen er tilsluttet apparatet er det brugeren der

    skal aflede fejlstrmsafbryderens udlsestrm, og 30 mA er hverken

    behageligt eller ufarligt!

  • 30-11-2012

    3

    2012 ERNEL.dk

    Normativ definitioner!

    Grundlggende definitioner Termer

    Forsyningssystemer, Strmsystemer:

    Systemjordinger:

    Beskyttelse mod direkte berring:

    Beskyttelse mod indirekte berring:

    Kortslutnings- og overstrmsbeskyttelse; vil ikke blive behandlet yderlig i dette indlg

    2012 ERNEL.dk

    Forsyningssystemer, Strmsystemer:

    Som strmforsyningssystem kan defineres alle generatorer, transformere med adskilte viklinger, UPS- anlg, konvertere, invertere (vekselrettere) ensrettere med galvanisk adskillelse og batterier, uanset spndingsniveauer.

    GEn eller flerfaset

    En eller flerfaset

    UPS En eller flerfaset

    DCDC

    En eller flerfaset

    DCAC

    En eller flerfaset

    En eller flerfaset

    Eks.

  • 30-11-2012

    4

    2012 ERNEL.dk

    Systemjordinger udtrykker, hvordan strmforsyningssystemer er forbundet til jord, det frste bogstav i koden, samt i Afsnit 6., hvorledes de udsatte dele i den forsynede installation er jordforbundet jf. 312.2, betegnet med det andet bogstav i koden. T- forbundet direkte til jord, eller N- forbundet direkte til systemjorden med elektrisk leder; PE eller PEN, (PE kan mange steder vre

    forbundet til jord)

    Normative definitioner!

    En eller flerfaset

    Tr.

    Direkte jordforbundet T

    En eller flerfaset

    Tr.

    Z Ikke direkte jordforbundet I

    Normalt udfres systemjorden jordforbindelsen s tt p forsyningen som muligt, men det er ikke et krav.

    Eks.

    Eks.

    2012 ERNEL.dk

    Systemjordingen benvnes i de danske oversttelser i Afsnit 2 og Afsnit 6 som Driftsjord, selv om de definitionsmssigt betegnes Systemjording. Dette kan give anledning til misforstelser!

    I DS/EN 50122-1 Jernbaneanvendelser, har man oversat Traction system

    earthing til; Banebeskyttelsesjording? Kan ogs forvirre lidt!

    Normative definitioner!

    I princippet vil systemjorden altid vre en del af beskyttelses-kredsen, og kan tillige vre beskyttelsesjord for mange forskellige strmforsyningssystemer, nr betingelserne for fllesjord er overholdt,Men det primre er, at det betegner, hvordan strmforsyningssystemet

    er forbundet til jord!

    Inden for den sammen installation eller et afgrnset omrde, kan der vre mange og forskellige strmforsyningssystemer og dermed mange systemjordinger, vigtigt er at disse er forbundet sammen til et flles jordings- og udligningssystem af hensyn til berringsfare, EMC/ overspndingsbeskyttelse og den generelle driftssikkerhed!

  • 30-11-2012

    5

    2012 ERNEL.dk

    Normerne forholder sig ikke til hvilke systemjordinger der er den bedste for en given applikation, her m man sge hjlp andet sted, f.eks. i tekniske rapporter eller

    rekommandationer.

    Eks:

    2012 ERNEL.dk

    Beskyttelse mod direkte og indirekte

    berring

  • 30-11-2012

    6

    2012 ERNEL.dk

    JORD krt barn mange navne!

    2012 ERNEL.dk

    JORD?

    Beskyttelses JORD

    Drifts JORD

    System JORD

    Funktions JORD

    Elektronik JORD

    EDB JORD

    Reference JORD

    Lyn JORD

    Neutral JORD

    Fjern JORD

    Adskilt JORD

    Uafhngig JORD

    Data JORD

    God JORD

    Stjfri JORD

    Neutral JORD

    Krypto JORD

    Arbejds JORD

    Medicinsk JORD

  • 30-11-2012

    7

    2012 ERNEL.dk

    Abstrakt:

    Jord, jordingsanlg, jordforbindelse eller blot jording, har gennem tiderne vret genstand for megen diskussion og interesse, helt fra opfindelsen af lynaflederanlg for mere end 200 r siden, gennem udvikling af elforsyningen og elektroniske styringer og til den moderne IT-kommunikation i dag.

    2012 ERNEL.dk

    Grunden til dette er, at jorden som klode kan betragtes som n enorm elektrisk leder, og da mennesker, dyr huse og elektriske installationer har mere eller mindre kontakt med denne leder, vil de ogs vre udsatte, hvis de kommer i kontakt med et elektrisk potentiale der er forskelligt fra dette jordpotentiale.

    Derfor er jordforbindelsen sammen med udligningsforbindelsen en vigtig del af el beskyttelsen af sikkerhedsgrunde!

    Frerne

    Ca. her str jeg

  • 30-11-2012

    8

    2012 ERNEL.dk

    Jord som elektrisk leder?

    2012 ERNEL.dk

    Specifik modstand:

    Er en materiale bestemt konstant som angiver modstanden i x m, for en kubus af materialet p 1m x 1m

    Fremkommer som:

    x m2

    m= = x m

    R = x L (lngde)A (tvrsnit)

    i

  • 30-11-2012

    9

    2012 ERNEL.dk

    Specifik modstand:

    Da strmmen i jorden ledes elektrolytisk via frie ioner, har flgende betydning for den specifikke modstand:

    Jordtype: sand, ler, trvejord, klipper Saltkoncentration i jorden Fugtighed i jorden Temperatur

    2012 ERNEL.dk

    Specifik jordmodstand

    ( x m) 10 100 10000 1000001000

    Havvand ferskvand

    Beton

    Mose og marsk jord

    Agerjord ler

    Sandjord fugtig

    Sandjord tr

    Stenet jord

    Grus og ral

    Kalk jord

    Klipper og granit

  • 30-11-2012

    10

    2012 ERNEL.dk

    Specifik modstand:

    Sammenlignet med normale elektriske ledere (metaller) hvor strmmen ledes af fri elektroner, er jorden en meget drlig elektrisk leder.

    Jordens meget store tvrsnit kompenserer dog i nogen grad for den drlige ledeevne.

    Til sammenligning er den specifikke modstand i kobber 1,6 x 10 - 8 m

    2012 ERNEL.dk

    Beregning af overgangsmodstand:

    I beregningerne af overgangsmodstanden er det overvejende den specifikke modstand og elektrodens udstrkning som dybde, lngde, diameter (maskejord) og volumen (fundamentsjord), der har betydning.

    Derfor er de tilpassede formler (Faustformler) tilstrkkelig for daglig brug.

  • 30-11-2012

    11

    2012 ERNEL.dk

    Beregning af overgangsmodstande med tilpassedeFaustformler

    16.05.03 / 2913

    2 x ERA=

    I

    ERA=

    I

    2 x ERA=

    3 x D

    ERA=

    2 x D

    ERA=

    4,5 x a

    ERA= x D

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Jordelektrode Faustformel Hjlpeformler

    Overfladeelektrode

    (horisontaljord)

    Dybdeelektrode

    (lodret)

    Ringelektrode

    Maskeelektrode

    Pladeelektrode

    Halvkugleelektrode

    (Fundamentsjord)

    D = 1,13 x A2

    D = 1,13 x A2

    D = 1,57 x V3

    RA Overgangsmodstand ()pE Specifikke jordmodstand

    (m)l Lngde af elektrode (m)D Diameter for en ringelektrode,

    diameteren for en erstatningsoverflade for en maskeelektrode eller diameteren for en halvkugleelektrode (m)

    A Fladen (m) af det omsluttede areal for en ring - eller maskeelektrode

    a Kantlngden (m) for en kvadratisk pladeelektrode, ved rektangulre plader kan a indsttes: a= b x c, hvor b og c er de rette sider i rektanglen

    V Volumen (m) i et enkeltfudament

    2012 ERNEL.dk

    Udfrelse:

    Dybdejord:

    Fordele: Pladsbesparende og effektiv med aftagendespecifik modstand i dybden, pvirker kun potentialet ien relativ afstand (ca. 20 30 m) uafh. af temp..Ulemper: Krver specialvrktj, kan brydes i dybdenog kun effektiv over for HF i en relativ dybde (lyn).

    Bndjord/vandret elektrode:

    Fordele: Er let at etablere sammen med udgravninger, giver potentialstyring, og gennemgende reduceres jordfejlsreststrmmen.Ulemper: Kan variere med rstiden og temperaturen, og er kun effektiv over for HF i relativ lngde.

  • 30-11-2012

    12

    2012 ERNEL.dk

    Udfrelse:

    Jordplader ( jordingsnet eller ringjord):

    Fordele: Giver god potentialestyring HS-stationer, og er effektiv over for HF ex. Lyn.Ulemper: Relativ dyr at etablere.

    Fundamentsjord:

    Fordele: Samme fordele som for maskenet, billig at etablereog korrosionsstabil i fundamentets levetid.Ulemper: Skal planlgges p projekteringsstadiet, sdan har vi aldrig gjort fr!!

    2012 ERNEL.dk

    Strms fordeling i homogen jord;

    IE

    Stor strmtthed p lille tvrsnit

    Lille strmtthed p stort tvrsnit

    Potentialebjerg

    Hj skridtspnding

    Us

  • 30-11-2012

    13

    2012 ERNEL.dk

    Strms fordeling i inhomogen jord, med hj specifik modstand i dybden;

    IE

    Stor strmtthed p lille tvrsnit

    Lille strmtthed p stort tvrsnit

    Potentialebjerg

    Lille skridtspnding

    Us

    2012 ERNEL.dk