Upptäck
Elektrisk massa
Ta reda på mer om den elektriska massan, dess lagstiftning och dess specifika egenskaper.
Vad är elektrisk massa?
I juridiska termer, enligt dekret nr 88-1056 av den 14 november 1988, är massan :
"Den ledande delen av elektrisk utrustning som kan beröras av en person och som normalt inte är spänningsförande men kan bli det vid ett isoleringsfel i utrustningens aktiva delar".
Det är därför en ledande del av en krets, en uppsättning kretsar eller en struktur eller en uppsättning metallstrukturer, vars elektriska potential måste vara noll. Med andra ord kan en elektrisk spänning mätas från denna ledande del.
Jordning säkerställer därför att de olika enheterna och metallstrukturerna i en byggnad eller ett fordon är likvärdiga. Med andra ord är varje utrustning och varje metallram i den ansluten till de andra utrustningarna och ramarna, och - genom denna anslutning - förs alla till samma referensspänning. För att säkerställa att denna spänning förblir noll, även i händelse av ett elektriskt fel i en av enheterna, måste alla dessa sammankopplade massor jordas.
Jordning eliminerar eller åtminstone minskar risken för elektriska stötar i industriella, hushålls- och andra installationer (t.ex. i fordon). Varje rum i en byggnad måste därför vara utrustat med jordpunkter, som också bör anslutas till vattenledningar, takrännor, metallramar, betongarmering etc. Alla dessa metallmassor måste anslutas till jord. Alla dessa metalliska massor måste kopplas samman för att bilda en elektrisk massa, som i sin tur måste anslutas till en jordpunkt.
Jordning är dock inte alltid möjlig, särskilt inte ombord på vissa fordon: På en båt är skrovet helt enkelt i kontakt med vattnet, vilket gör att det blir nollpotential. På en bil, lastbil eller tvåhjuling finns det inget jordningssystem. Detta förklarar varför man kan känna en elektrisk stöt när man stiger in eller ut. Detta kan dock åtgärdas genom att använda en antistatisk kabel eller jordningslist för att ansluta fordonets chassi till marken och få det till nollpotential. Järnvägsfordon är permanent jordade genom kontakt med rälsen. Slutligen är det naturligtvis omöjligt att jorda ett flygplan, men kabinen ansluts till marken före ombordstigning eller avstigning för att få den till nollpotential. Samma procedur måste följas innan en tankbil fylls på för att undvika överslag eller explosion.
För att förstå skillnaden mellan jord och jord måste du förstå att jordanslutningen möjliggör ekvipotentialitet, dvs. att flera apparater, kretsar och metallstrukturer får samma potential, medan jorden bibehåller denna potential på noll volt. Jordanslutningen är därför en teknisk nödvändighet, medan jordning är en säkerhetsfråga.
Elektriska symboler för jord och jord
Enligt elektriska standarder, oavsett om det gäller byggnadselektricitet, hushållsapparater, elektronik eller industriell elektricitet, används grön och gul färgad tråd för jordanslutningen. Men man kan också använda omantlad tråd eller blank metallfläta, eftersom dessa passager normalt inte ska bära elektriska laddningar, eller om de gör det, låta dem avledas direkt till marken.
Detta är faktiskt själva syftet med jordnings- och potentialutjämningskretsar: elektricitet väljer alltid den mest direkta och minst resistiva vägen till jord. Det är därför som du vid ett elektriskt fel i en apparat kan röra vid den utan att känna en urladdning - och därför utan fara - om den är ordentligt jordad.
Så här jordar du en enhet
I en elektrisk krets som drivs med likström är en av de två matningsledningarna alltid ansluten till enhetens metallram, dvs. till jord: enligt konvention är detta alltid den negativa, medan den positiva är isolerad. Elektronisk utrustning som består av flera kretsar som är beroende av varandra behöver denna jord som potentialreferens för att fungera korrekt.
Vid växelström är både fas och nollpunkt isolerade och därför inte anslutna till jord. Endast apparatens chassi är anslutet till nätuttagets jord.
Exempel på tillämpningar
Filtrering av oönskade signaler
Ett specifikt exempel på nyttan med elektrisk jord - förutsatt att den är ansluten till jord - är filtrering av sinusformade signaler med ett filter som kallas "lågpass". Detta filter blockerar oönskade höga frekvenser genom att kortsluta dem till jord, samtidigt som det släpper igenom de låga frekvenser som man vill behålla (därav namnet). Den här mycket enkla kretsen består av ett motstånd R i serie i en krets och en kondensator C parallellkopplad. Beräkningen av detta filter ges av formeln :
fc = 1/ 2 ¶ RC
fc är avskärningsfrekvensen, uttryckt i Hertz. Motståndet R:s värde anges i ohm och kondensatorn C:s värde i farad. Runda 2 ¶ till 6.28.
Denna typ av filter kan t.ex. användas för att undertrycka en hög vissling i en ljudkrets eller för att eliminera harmoniska frekvenser i en strömförsörjningskrets. Det finns andra olika celler, som kan användas för att undertrycka låga frekvenser (högpassfilter), eller för att undertrycka både höga och låga frekvenser (bandpassfilter), eller för att filtrera vissa definierade frekvenser, medan vissa andra släpps igenom, både lägre och högre (rejektionsfilter).
I samtliga fall måste de oönskade frekvenserna ledas ut till jord, vilket kräver en jordanslutning. Annars skulle dessa oönskade signaler stagnera i kretsen, vilket skulle göra filtreringen ineffektiv eller till och med farlig i vissa fall.
Även om anslutningen till jord och jord egentligen inte ingår i filtercellerna, är de ett viktigt komplement för att de ska fungera korrekt.
Eliminering av strålning, störströmmar och höga frekvenser genom jordskärmning
Jordskärmning är ett metallhölje som är anslutet till jord och som omger vissa elektroniska kretsar, antingen för att skydda dem från störande strålning eller för att förhindra att kretsarna själva sänder ut parasitsignaler. För att vara effektiv måste jordskärmen vara ansluten till ett elektriskt jordnät, som i sin tur är anslutet till jord.
Vissa elektriska eller elektroniska installationer kan, på grund av sin natur, generera oönskade signaler som stör andra installationer i närheten.
Ett välkänt exempel är den strålning som alstras av högspänningsledningar och de transformatorer som är anslutna till dessa. Om man passerar nära dem kan det uppfattas av en radioapparat och störa mottagningen av vissa frekvenser. I teorin skulle en jordskärm eliminera dessa störningar genom att leda dem till jorden. I praktiken är det dock inte möjligt att isolera dessa ledningar, som ligger utomhus. Detta problem har lösts genom den utbredda användningen av högre radiofrekvenser - det s.k. FM-bandet - som är mindre känsliga för denna strålning, på bekostnad av lägre frekvensband, s.k. långvåg och kortvåg, som nu används allt mindre.
Parasitär strålning finns dock fortfarande kvar, även om vi inte längre uppfattar den. Problemet har helt enkelt kringgåtts.
Liknande störningar uppstår också i så kallade switchade elektroniska nätaggregat (elektronisk reglering genom switchning, används för sin höga verkningsgrad), som till exempel används i mikrodatorer, men som under de senaste decennierna också har blivit allt vanligare i konsumentelektronik. I början av användningen av switchade nätaggregat uppstod många problem på grund av störande strålning. Sedan dess har filtreringen av dessa kretsar utvecklats (se lågpassfilter, föregående stycke) och skärmning, jordanslutningar och jordning har blivit vanliga.
För att undvika eller begränsa problemen med parasitstrålning placeras vissa installationer i lokaler som är särskilt väl anslutna till jord och jord, eller till och med i slutna metallkapslingar som bildar ett jordnätverk som är praktiskt taget hermetiskt för externa signaler och strålning. Detta skapar effekten av en Faradays bur.
Detta gäller särskilt datorrum och webbservrar, radio- och TV-sändare, EDF-nätverkstransformatorer eller industriella installationer etc.
Elektriska mätlaboratorier skapar inte störningar, tvärtom är de känsliga för yttre störningar. Därför skyddas de också med samma skärmningsprocess.
Jordanslutningar och optimal elektrisk avskärmning uppnås med hjälp av jordband eller flätor. På grund av sin bevisade effektivitet används metallfläta i alla kablar som transporterar svaga signaler som är känsliga för elektriska störningar. Exempelvis har antennkablar för TV, som överför svaga signaler med höga frekvenser, en central kärna genom vilken de högfrekventa signalerna passerar, omgiven av en koncentrisk flätad skärm av koppar eller förtennad koppar.
Jord- och jordkretsar för åskskydd
Denna anslutning kan göras med elkabel, men oftare används jordfläta. Fördelen med fläta är att den är mer flexibel och lättare kan böjas eller vridas. En platt fläta kan t.ex. användas för att på ett optimalt sätt ansluta två vinkelräta ytor på en elbox eller metallramen på en motor till en annan ledande struktur (räls eller elränna), och mer allmänt till plan som inte är i linje med varandra.
För att vara effektiv måste en jordanslutning vara så kort som möjligt och ha en maximal kontaktyta: på grund av sin platta form är jordfläta den mest lämpliga ledaren för detta ändamål.
Dessutom har flätan en mycket lägre impedans än en tråd eller kabel av samma material, särskilt vid höga frekvenser. Detta innebär mindre motstånd och därmed bättre elektrisk kontakt. Impedansen hos band är ännu lägre, men det är mycket styvare och erbjuder inte flätans flexibilitet.
Hur jordar du apparater, kretsar och metallhöljen?
Denna anslutning kan göras med elkabel, men oftare används jordfläta. Fördelen med fläta är att den är mer flexibel och lättare kan böjas eller vridas. En platt fläta kan t.ex. användas för att på ett optimalt sätt ansluta två vinkelräta ytor på en elbox eller metallramen på en motor till en annan ledande struktur (räls eller elränna), och mer allmänt till plan som inte är i linje med varandra.
För att vara effektiv måste en jordanslutning vara så kort som möjligt och ha en maximal kontaktyta: på grund av sin platta form är jordfläta den mest lämpliga ledaren för detta ändamål.
Dessutom har flätan en mycket lägre impedans än en tråd eller kabel av samma material, särskilt vid höga frekvenser. Detta innebär mindre motstånd och därmed bättre elektrisk kontakt. Impedansen hos band är ännu lägre, men band är mycket styvare och erbjuder inte flätans flexibilitet.
Flätor är därför den ledare som föredras för jordanslutningar.
Jordningsflätor finns i standardstorlekar eller kan måttbeställas i olika bredder, längder och tjocklekar, beroende på dimensionerna på de strukturer som ska anslutas och de spänningar och strömmar som ska ledas. Vi talar också om kortslutningsströmmen till jord, som bestämmer storleken på flätan. Den varierar beroende på om flätan används för att ansluta det minsta bilbatteriet till jord, för användning i en industri- eller hushållsinstallation eller för skydd mot blixtnedslag.
Det material som används för jordflätor är i allmänhet koppar på grund av dess goda ledningsförmåga och formbarhet.
För att förhindra oxidation kan kopparflätan förtennas. Aluminiumflätor finns också tillgängliga. Detta material har inte lika god ledningsförmåga och är mekaniskt mindre flexibelt än koppar, men det har fördelen att det är mindre känsligt för försämring. Aluminiumflätor är mindre vanligt förekommande.
Flätan fixeras med hjälp av pressade hål i vilka anslutningsskruvar sätts in. Längden på flätan definieras i allmänhet av avståndet mellan de två hålen. Hålens diameter är proportionell mot flätans dimensioner och bestämmer storleken på de skruvar som ska användas.
Flätans form kan vara platt eller rund.
Beroende på användningsområde har flätan följande mekaniska egenskaper:
MALTEP erbjuder flätor som är lämpliga för alla jord- och jordanslutningar, i standardstorlekar och även måttbeställda, med tvärsnitt från 6 mm² till 240 mm² eller mer.
Du hittar alla våra produkter på vår webbplats.
- Typ, rund eller platt fläta
- Mått: längd, bredd, tjocklek
- Avsnittet
- Längd mellan axlarna
- Hålens diameter
- Material: koppar, förtennad eller ej
Beroende på användningsområde är flätans mekaniska egenskaper följande:
MALTEP erbjuder flätor i standardstorlekarför alla jord- och jordanslutningar, samt måttbeställda flätor med tvärsnitt från 6 mm² till 240 mm² eller mer.