Elektriciteit als energiebron, met al zijn voordelen, heeft zo'n ernstig nadeel als een verhoogd gevaar voor de mens. Daarom wordt bij de ontwikkeling van verschillende elektrische systemen om mensen tegen elektrische schokken te beschermen altijd veel aandacht besteed.
Bijna iedereen weet dat elektrische apparaten geaard moeten zijn voor een veilige werking. Voor dit doel is een speciale schroef aangebracht op de metalen elementen van hun behuizing, Figuur 1, gemarkeerd met een karakteristiek pictogram, en de stopcontacten hebben een of twee extra aardingen contact.
Waarom zelfs een goede aarding niet altijd een persoon beschermt
Toch gebeurt het zo dat zelfs met een volledig functionele aarding, bij aanraking metalen lichaam van apparatuur of metalen voorwerpen van de bouwconstructie, ontvangt een persoon elektrische schok. Het is meestal veel zwakker dan het direct aanraken van een blootliggende draad of rail, maar het is niettemin geen prettige ervaring. Bovendien kan het in ernstige gevallen zelfs de dood tot gevolg hebben.
Waarom gebeurt dit? Om de fysieke processen te begrijpen, gaan we naar figuur 2, die twee elektrische installaties A en B toont die zijn geaard volgens normen en uitgerust met beveiligingsschakelaars Z.
Stel dat de integriteit van de isolatie is verbroken in installatie A en dat er een spanning van 220 V op de behuizing staat. Deze spanning creëert een stroom I1, die via het aardingscircuit met weerstand R1 naar aarde wordt getrokken. Laat de stroom I1 zo klein zijn dat de stroomonderbreker 3 er niet op reageert en de eenheid A niet spanningsloos is. Dit alles bij elkaar betekent dat in dit geval er constant een spanning van 220 V aanwezig zal zijn op het geval van eenheid A.
Installatie B is volledig operationeel, daarvoor hebben we I2 = 0, d.w.z. voor de spanning op het geval van dit apparaat is UB = 0 waar. Als gevolg hiervan, wanneer lichaamsdelen de gebouwen van installaties A en B tegelijkertijd raken, bevindt een persoon zich onder het potentiaalverschil UA - UB = 220 - 0 - 220 V en krijgt hij een elektrische schok.
Wat zorgt voor potentiaalvereffening?
Hoe een persoon in dergelijke gevallen tegen elektrische schokken te beschermen als het onmogelijk is om de gevoeligheidsdrempel van de stroomonderbreker 3 te verlagen vanwege het verhoogde risico op valse activering? Technisch gezien is de eenvoudigste manier om een extra geleidende verbinding tussen de frames van de A- en B-installaties te organiseren met een geleider, die in figuur 3 in rood wordt weergegeven. Hierdoor verschijnt er een spanning van 220 V op de behuizingen van zowel installatie A als B, maar is er geen potentiaalverschil en, in tegenstelling tot van het vorige geval, met het gelijktijdig aanraken van A en B, hebben we UA - UB = 220 V - 220 V = 0 V, waardoor een elektrische schok niet is zal gebeuren.
In termen van beschermingsefficiëntie is potentiaalvereffening inferieur aan aarding, omdat het is niet in staat om de automatische machine Z te activeren. Daarom wordt het systeem dat het implementeert, aanvullende middelen genoemd om de elektrische veiligheid te waarborgen.
Soorten uitlijnsystemen
Tijdens het vormen van het potentiaalvereffeningssysteem zijn ze allemaal met elkaar en met de aardingsbus verbonden. metalen elementen van de bouwconstructie (voornamelijk buizen van alle communicatie en fittingen gewapend beton). Dit systeem wordt als basic beschouwd. In badkamers, waar het gevaar op elektrische schokken door lekken toeneemt, wordt extra uitlijning uitgevoerd. Om dit te doen, zijn de leidingen, het lichaam van de badkamer, de wasmachine en de elektrische boiler met afzonderlijke draden verbonden met de aardgeleider van een speciaal daarvoor bestemde doos, figuur 4.
Conclusie
Het is altijd raadzaam om aardings- en potentiaalvereffeningssystemen samen te gebruiken. Alleen dan is het hoogste beschermingsniveau gegarandeerd.