Qual è la funzione principale dell'asta di messa a terra e come ottenere l'equalizzazione del potenziale a terra?

Il ruolo di base delle aste di terra nei sistemi elettrici
IL Asta di terra è una parte indispensabile e importante del sistema di messa a terra elettrica. Viene utilizzato principalmente per guidare in modo sicuro la corrente di apparecchiature elettriche o sistemi di alimentazione sulla terra. La sua funzione di base è quella di fornire un percorso a bassa resistenza in modo che la corrente possa essere rapidamente scaricata a terra in caso di corto circuito, sciopero del fulmine, mutazione di tensione o fallimento del sistema, evitando così danni a personale, attrezzatura o edifici.
L'asta di terra è sepolta in profondità sotterranea e forma un buon contatto con il terreno, stabilendo così un punto di riferimento vicino al potenziale terrestre. Sia che sia utilizzato per la messa a terra, la messa a terra protettiva del sistema di alimentazione o la messa a terra di protezione da fulmini per la protezione dei fulmini, l'asta di terra può svolgere un ruolo di supporto di base nell'intero sistema. Forma un percorso continuo conduttivo con il terreno attraverso materiali metallici per raggiungere l'evacuazione e l'equilibrio dell'energia elettrica anormale.

Il concetto e il significato dell'equalizzazione del potenziale a terra
L'equalizzazione del potenziale a terra si riferisce all'uso di connessioni di messa a terra ragionevoli in un sistema elettrico per realizzare tutte le involucri, le strutture, i conduttori e le relative apparecchiature elettriche hanno approssimativamente lo stesso potenziale per evitare arco o scosse elettriche causate dalle differenze di tensione. Ciò è di grande significato per garantire la sicurezza personale, prevenire danni alle attrezzature e interferenze del segnale.
Nei sistemi di automazione su larga scala, comunicazione o di automazione industriale, ci sono spesso strutture di messa a terra o di messa a terra distribuite a più punti tra i dispositivi. Se non esiste un buon equilibrio potenziale a terra, quando interferiscono le modifiche attuali o i fulmini, potrebbe esserci una potenziale differenza di decine di volt o anche più elevati tra i dispositivi, che influenzerà direttamente la trasmissione del segnale o la stabilità dei componenti elettronici e nei casi gravi può causare incidenti di sistema o incendi.

Il ruolo delle aste di terra nel raggiungere l'equilibrio potenziale di terra
Il ruolo centrale delle aste di terra nel potenziale equilibrio a terra è quello di costruire un percorso di messa a terra a bassa impedenza affidabile, contribuendo così a mantenere valori potenziali coerenti o approssimativamente coerenti tra ciascun dispositivo e il conduttore di messa a terra. Standando la disposizione e la connessione delle aste di terra, più nodi nel sistema possono essere effettivamente collegati per formare una griglia di terra con un potenziale uniforme.
Di solito, più aste di terra vengono interconnesse attraverso strisce di rame, ferri piatti o fili di messa a terra e collegate a parti elettriche come l'involucro metallico dell'attrezzatura e lo strato di schermatura del cavo per formare un sistema di messa a terra completo. Più bassa è la resistenza di contatto tra l'asta di terra e il terreno, più forte è la capacità di equilibrio potenziale di terra dell'intero sistema. Allo stesso tempo, un layout di messa a terra ragionevole può anche sopprimere la propagazione di correnti vaganti ad alta frequenza o onde di interferenza e migliorare la stabilità del sistema.

L'influenza del materiale a bordo terrestre e le prestazioni sull'equalizzazione del potenziale a terra
Le aste di terra di materiali diversi hanno diverse conducibilità, resistenza alla corrosione ed efficienza di messa a terra, che avrà anche un certo impatto sull'effetto di equalizzazione del potenziale potenziale a terra. I materiali a bordo a terra comuni includono rame puro, acciaio ricoperto di rame, acciaio zincato a caldo, acciaio inossidabile, ecc. Tra questi, le aste di terra in acciaio rivestito di rame sono ampiamente utilizzate a causa della loro buona conduttività e resistenza alla corrosione.
La stabilità del materiale determina se l'asta di terra può mantenere a lungo uno stato di resistenza. Una volta che l'asta di terra si corrode o la resistenza aumenta, la capacità di equalizzazione del potenziale a terra diminuirà e si verificheranno facilmente potenziali differenze e rischi di interferenza. Pertanto, quando si seleziona, non solo la conduttività dovrebbe essere considerata, ma anche i fattori come il pH, l'umidità e la resistività del suolo in loco dovrebbero essere valutati per selezionare il metodo di combinazione di materiale e rivestimento appropriato.

L'influenza dell'installazione e del layout dell'asta di terra sull'effetto di equalizzazione
Il metodo di installazione e la struttura del layout sono i fattori chiave che influenzano l'effetto di equalizzazione dell'asta di terra. La pratica standard di solito richiede che l'asta di terra sia guidata verticalmente nel terreno con una lunghezza non inferiore a 1,5 metri e se aumentare il numero o utilizzare materiali conduttivi ausiliari (come i potenziatori di messa a terra) devono essere determinati in base alle condizioni del suolo.
Nel sistema elettrico, più aste di messa a terra dovrebbero essere disposte a intervalli uguali e interconnesse in un anello attraverso conduttori a bassa resistenza per formare una rete di terra chiusa. Soprattutto nelle apparecchiature di comunicazione, sale informatiche, sottostazioni e altre occasioni, è necessario stabilire più punti di messa a terra e un ciclo di equalismo della tensione deve essere formata attraverso la barra di terra di terra per evitare che la differenza di tensione sia concentrata su un determinato nodo. Inoltre, la miscelazione di aste di messa a terra e messa a terra della linea ad alta tensione dovrebbe essere evitata per ridurre l'accoppiamento di interferenza.

Tabella di configurazione comune nell'applicazione pratica dell'equalizzazione del potenziale a terra
La tabella seguente riassume i metodi di configurazione della basta di messa a terra comuni e le loro caratteristiche di equalizzazione del potenziale di terra in diversi scenari:

Configurazioni comuni a bordo a terra e effetti di equalizzazione dei potenziali a terra

Il valore completo delle aste di messa a terra nella sicurezza del sistema
Oltre a raggiungere l'equalizzazione del potenziale di terra, le aste di messa a terra svolgono anche più ruoli protettivi nell'intero sistema elettrico. Il primo è ridurre la tensione dell'involucro dell'apparecchiatura per prevenire perdite e lesioni; Il secondo è quello di fornire un canale di drenaggio in caso di fulmini o sovratensione indotta per evitare l'accumulo di energia elettrica; Il terzo è quello di fornire un punto di riferimento di messa a terra stabile e a basso rumore per varie apparecchiature elettroniche sensibili per migliorare la stabilità del segnale.
Il ragionevole coordinamento delle aste di messa a terra e dei sistemi di messa a terra è la base per il funzionamento sicuro a lungo termine del sistema. Ignorare l'equalizzazione del potenziale a terra non influirà solo sulle prestazioni delle apparecchiature, ma può anche causare incidenti elettrici. Pertanto, la qualità dell'installazione, la selezione dei materiali e la disposizione della connessione delle aste di terra dovrebbero essere considerazioni importanti durante la progettazione o la manutenzione di un sistema elettrico.