In 'n elektriese installasie of 'n elektrisiteitsvoorsieningstelsel aardstelsel or grondstelsel verbind spesifieke dele van die installasie met die aarde se geleidende oppervlak vir veiligheids- en funksionele doeleindes. Die verwysingspunt is die geleidende oppervlak van die aarde, of op skepe, die oppervlak van die see. Die keuse van aardstelsel kan die veiligheid en elektromagnetiese verenigbaarheid van die installasie beïnvloed. Regulasies vir aardstelsels wissel aansienlik tussen lande en verskillende dele van elektriese stelsels, hoewel baie die aanbevelings van die Internasionale Elektrotegniese Kommissie volg wat hieronder beskryf word.

Hierdie artikel handel slegs oor grondslag vir elektriese krag. Voorbeelde van ander aardstelsels word hieronder gelys met skakels na artikels:

• Om 'n struktuur teen weerligstaking te beskerm, rig die weerlig deur die aardstelsel en in die grondstang eerder as om deur die struktuur te gaan.
• As deel van 'n enkele draad aardterugkrag en seinlyne, soos wat dit gebruik word vir die lewering van 'n lae watt krag en vir telegraaflyne.
• In die radio, as 'n grondvliegtuig vir groot monopolie-antenne.
• As aanvullende spanningsbalans vir ander soorte radioantennas, soos dipole.
• As die voerpunt van 'n gronddipoolantenne vir VLF- en ELF-radio.

Doelstellings van elektriese aarding

Beskermende aarding

In die Verenigde Koninkryk is “Aarding” die verbinding van die blootgestelde geleidende dele van die installasie deur middel van beskermende geleiers met die “hoofaardaansluitpunt”, wat verbind is met 'n elektrode wat in kontak is met die aardoppervlak. A beskermende geleier (PE) (bekend as 'n geleier vir toerusting vir aarding in die Amerikaanse Nasionale Elektriese Kode) vermy die gevaar van elektriese skokke deur die blootgestelde geleidende oppervlak van gekoppelde toestelle naby die aardpotensiaal in fouttoestande te hou. In die geval van 'n fout, kan 'n stroom deur die aardstelsel aarde toe vloei. As dit buitensporig is, sal die oorstroombeveiliging van 'n lont of stroomonderbreker werk, waardeur die stroombaan beskerm word en foutspanning op die blootgestelde geleidende oppervlaktes verwyder word. Hierdie ontkoppeling is 'n fundamentele beginsel van die moderne bedradingspraktyk en word die "Outomatiese ontkoppeling van toevoer" (ADS) genoem. Die maksimum toelaatbare waardes van die impedansie van die aardfoutlus en die kenmerke van beskermingstoestelle vir oorstroom word streng in die elektriese veiligheidsregulasies gespesifiseer om te verseker dat dit vinnig gebeur en dat daar nie spanning op die geleidende oppervlaktes plaasvind tydens oorstroom nie. Beskerming is dus deur die spanning en die duur daarvan te beperk.

Die alternatief is verdediging in diepte - soos versterkte of dubbele isolasie - waar verskeie onafhanklike mislukkings moet voorkom om 'n gevaarlike toestand bloot te stel.

Funksionele aarding

A funksionele aarde aansluiting dien 'n ander doel as elektriese veiligheid, en kan stroom dra as deel van die normale werking. Die belangrikste voorbeeld van 'n funksionele aarde is die neutrale in 'n elektriese toevoerstelsel wanneer dit 'n stroomdraende geleier is wat aan die aardelektrode gekoppel is by die kragbron. Ander voorbeelde van toestelle wat funksionele aardverbindings gebruik, is onderdrukkers en elektromagnetiese interferensiefilters.

Laespanningstelsels

In lae-spanning verspreidingsnetwerke, wat die elektriese krag versprei na die breedste klas eindgebruikers, is die belangrikste bekommernis vir die ontwerp van aardstelsels die veiligheid van verbruikers wat die elektriese toestelle gebruik en die beskerming daarvan teen elektriese skokke. Die aardstelsel, in kombinasie met beskermende toestelle soos versmeltings en aardstroomtoestelle, moet uiteindelik verseker dat iemand nie in aanraking mag kom met 'n metaalvoorwerp waarvan die potensiaal relatief tot die potensiaal van die persoon 'n 'veilige' drempel oorskry nie, gewoonlik ingestel op ongeveer 50 V.

Op elektrisiteitsnetwerke met 'n stelselspanning van 240 V tot 1.1 kV, wat meestal in industriële / mynboutoerusting / -masjiene gebruik word, eerder as openbare toeganklike netwerke, is die aardingstelselontwerp net so belangrik vanuit die oogpunt van veiligheid as vir huishoudelike gebruikers.

In die meeste ontwikkelde lande is daar net voor of kort na die Tweede Wêreldoorlog 220 V-, 230 V- of 240 V-sokkels met geaarde kontakletters ingevoer, alhoewel die land baie gewild is. In die Verenigde State en Kanada het 120 V-kragpunte wat voor die middel van die sestigerjare geïnstalleer is, meestal nie 'n grondpen (aarde) ingesluit nie. In die ontwikkelende wêreld bied plaaslike bedradingspraktyke moontlik geen verbinding met 'n aardingspen van 'n stopcontact nie.

In die afwesigheid van 'n toevoeraarde gebruik toestelle wat 'n aardaansluiting benodig, die toevoer neutraal. Sommige het toegewyde grondstawe gebruik. Baie 110 V-toestelle het gepolariseerde proppe om 'n onderskeid tussen 'lyn' en 'neutraal' te handhaaf, maar dit kan baie problematies wees om die toevoer neutraal te gebruik vir aarding van toerusting. “Lyn” en “neutraal” kan per ongeluk omgekeer word in die uitgang of in die stekker, of die neutraal-aarde-verbinding kan misluk of verkeerd geïnstalleer word. Selfs normale lasstrome in die neutraal kan gevaarlike spanningsval veroorsaak. Om hierdie redes het die meeste lande nou 'n opdrag gegee om toegewyde aardverbindings wat nou byna universeel is.

As die foutpad tussen voorwerpe wat per ongeluk aangespoor word en die voedingsaansluiting lae impedansie het, sal die foutstroom so groot wees dat die stroomstroom-stroombeveiligingstoestel (lont of stroombreker) oop sal wees om die grondfout skoon te maak. Waar die aardingstelsel nie 'n metaalimpulsgeleier met 'n lae impedansie tussen toerustingomhulsels en toevoeropbrengste bied nie (soos in 'n TT-afsonderlike aardstelsel), is foutstrome kleiner en sal die stroombeskermingsapparaat nie noodwendig gebruik word nie. In so 'n geval word 'n residuele stroomdetektor geïnstalleer om die stroom op te spoor wat na die grond lek en die stroombaan onderbreek.

IEC-terminologie

Internasionale standaard IEC 60364 onderskei drie families van aardingsreëlings met behulp van die tweeletterkodes TN, TT, en IT.

Die eerste brief dui die verband aan tussen die aarde en die toerusting (kragopwekker of transformator):

"T" - Direkte verbinding van 'n punt met aarde (Latyn: terra)

"Ek" - Geen punt word met aarde (isolasie) verbind nie, behalwe miskien deur 'n hoë impedansie.

Die tweede brief dui die verband aan tussen die aarde of die netwerk en die elektriese toestel wat voorsien word:

"T" - Aardverbinding geskied deur 'n plaaslike direkte verbinding met die aarde (Latyn: terra), gewoonlik via 'n aardstaaf.

"N" - Aardverbinding word deur die elektrisiteitstoevoer voorsien Netwerk, óf as 'n afsonderlike beskermende aarde (geleier) of gekombineer met die neutrale geleier.

Tipes TN-netwerke

in 'n TN aardingstelsel, een van die punte in die kragopwekker of transformator is met die aarde verbind, gewoonlik die sterpunt in 'n driefase-stelsel. Die liggaam van die elektriese toestel word met hierdie aardeverbinding by die transformator met aarde verbind. Hierdie reëling is 'n huidige standaard vir huishoudelike en industriële elektriese stelsels, veral in Europa.

Die geleier wat die blootgestelde metaalonderdele van die verbruiker se elektriese installasie verbind, word genoem beskermende aarde. Die geleier wat verbind word met die sterpunt in 'n driefase-stelsel, of wat die retourstroom in 'n enkelfase-stelsel dra, word genoem neutrale (N). Drie variante van TN-stelsels word onderskei:

TN-S

PE en N is afsonderlike geleiers wat slegs naby die kragbron aanmekaar verbind is.

TN-C

'N Gekombineerde PEN-geleier vervul die funksies van beide 'n PE en 'n N geleier. (op 230 / 400v stelsels wat normaalweg slegs vir verspreidingsnetwerke gebruik word)

TN-C-S

'N Deel van die stelsel gebruik 'n gekombineerde PEN-geleier wat op 'n sekere punt in aparte PE- en N-lyne opgedeel is. Die gekombineerde PEN-geleier kom tipies tussen die substasie en die ingangspunt in die gebou voor, en die aarde en neutraal word van mekaar geskei. In die Verenigde Koninkryk staan ​​hierdie stelsel ook bekend as beskermende veelvuldige aarding (PME)vanweë die praktyk om die gekombineerde neutrale en aardgeleier op baie plekke aan die regte aarde te verbind, om die risiko van elektriese skok te verminder in geval van 'n gebroke PEN-geleier. Soortgelyke stelsels in Australië en Nieu-Seeland word aangedui as veelvuldige geaard neutraal (MEN) en, in Noord-Amerika, as multi-grondige neutraal (MGN).

Dit is moontlik dat beide TN-S- en TN-CS-benodigdhede van dieselfde transformator geneem word. Byvoorbeeld, die skede op sommige ondergrondse kabels korrodeer en hou op om goeie aardverbindings te lewer, en dus kan huise waar 'n 'slegte aarde' met hoë weerstand gevind word, omgeskakel word na TN-CS. Dit is slegs in 'n netwerk moontlik as die neutraal sterk is teen mislukking, en omskakeling nie altyd moontlik is nie. Die PEN moet geskik wees om versterk te word, aangesien 'n oop stroombaan PEN die volfasespanning kan beïndruk op blootgestelde metaal wat op die aarde stroomaf van die breek gekoppel is. Die alternatief is om 'n plaaslike aarde te voorsien en om te skakel na TT. Die belangrikste aantrekkingskrag van 'n TN-netwerk is die lae-impedansie-aardpad, wat maklike outomatiese ontkoppeling (ADS) op 'n hoë stroombaan moontlik maak in die geval van 'n lyn-tot-PE-kortsluiting, aangesien dieselfde breker of lont vir LN of L sal werk. -PE-foute, en 'n RCD is nie nodig om aardfoute op te spoor nie.

TT-netwerk

in 'n TT (Terra-Terra) -aardstelsel, word die beskermende aardverbinding vir die verbruiker voorsien deur 'n plaaslike aardelektrode (soms ook die Terra-Firma-verbinding genoem) en daar is nog een onafhanklik geïnstalleer by die kragopwekker. Daar is geen 'aarddraad' tussen die twee nie. Die foutlusimpedansie is hoër, en tensy die elektrode-impedansie inderdaad baie laag is, moet 'n TT-installasie altyd 'n RCD (GFCI) as eerste isolator hê.

Die groot voordeel van die TT-aardingsstelsel is die verminderde steuring van ander gebruikers se gekoppelde toerusting. TT was nog altyd verkieslik vir spesiale toepassings, soos telekommunikasie-webwerwe wat voordeel trek uit die steuringvrye aarding. TT-netwerke hou ook geen ernstige risiko's in die geval van 'n gebreekte neutraal in nie. Daarbenewens loop die geleiers nie die gevaar om lewendig te word op plekke waar krag oorhoofs versprei word nie, sou enige oorhoofse verspreidingsgeleier gebreek word deur byvoorbeeld 'n boom of tak wat omgeval het.

In die voor-RCD era was die TT-aardstelsel onaantreklik vir algemene gebruik as gevolg van die probleme om betroubare outomatiese ontkoppeling (ADS) te reël in die geval van 'n lyn-tot-PE-kortsluiting (in vergelyking met TN-stelsels, waar dieselfde breker of die lont sal werk vir LN- of L-PE-foute). Aangesien residuele stroomtoestelle hierdie nadeel versag, het die TT-aardstelsel baie aantrekliker geword, mits alle AC-kringe RCD-beskerm is. In sommige lande (soos die Verenigde Koninkryk) word aanbeveel vir situasies waar 'n ekwipotensiële sone met 'n lae impedansie onprakties is om te onderhou deur vas te bind, waar beduidende buitelugbedrading bestaan, soos voorrade aan mobiele huise en sommige landbou-instellings, of waar 'n groot foutstroom is kan ander gevare inhou, soos by brandstofdepots of marina's.

Die TT-aardingstelsel word dwarsdeur Japan gebruik, met RCD-eenhede in die meeste industriële instellings. Dit kan ekstra vereistes stel aan dryfstelsels met wisselende frekwensies en geskakelde toestelle wat dikwels aansienlike filters het wat hoë frekwensiegeraas na die grondgeleier vervoer.

IT-netwerk

In 'n IT netwerk, het die elektriese verspreidingstelsel glad nie 'n verbinding met die aarde nie, of dit het slegs 'n hoë impedansieverbinding.

vergelyking

Ander terminologieë

Terwyl die nasionale bedradingregulasies vir geboue in baie lande die IEC 60364-terminologie volg, in Noord-Amerika (Verenigde State en Kanada), verwys die term "aardingsgeleier vir toerusting" na toerustinggronde en aarddrade op takstroombane, en "aardingselektrodeleier" word gebruik vir geleiers wat 'n aardaardstaaf (of soortgelyk) aan 'n dienspaneel heg. 'Aardgeleier' is die stelsel 'neutraal'. Australiese en Nieu-Seelandse standaarde gebruik 'n aangepaste PME-aardingstelsel genaamd Multiple Aard Neutral (MEN). Die neutraal is geaard (geaard) by elke verbruikersdienspunt en bring dus die neutrale potensiaalverskil effektief op nul oor die hele lengte van die LV-lyne. In die Verenigde Koninkryk en sommige lande van die Gemenebes word die term “PNE”, wat beteken dat fase-neutraal-aarde, gebruik word om aan te dui dat drie (of meer vir nie-enkelfasige verbindings) geleiers gebruik word, dws PN-S.

Weerstand-aardse neutraal (Indië)

Soortgelyk aan die HT-stelsel, word weerstandaardstelsel ook vir mynbou in Indië ingestel volgens die Central Electricity Authority Regulations vir LT-stelsel (1100 V> LT> 230 V). In plaas van vaste aarding van sterneutrale punt word 'n geskikte neutrale aardweerstand (NGR) tussenin gevoeg, wat die aardlekstroom tot 750 mA beperk. As gevolg van die beperkte foutstroom is dit veiliger vir gasmyne.

Aangesien aardlek beperk is, het die beskerming van lekkasies slegs die hoogste limiet vir insette van 750 mA. In vaste geaarde stelsel kan lekstroom opgaan tot kortsluitstroom, hier is dit beperk tot maksimum 750 mA. Hierdie beperkte bedryfsstroom verminder die algehele bedryfsdoeltreffendheid van die beskerming van lekkasie-aflos. Die belangrikheid van doeltreffende en betroubaarste beskerming het toegeneem vir veiligheid teen elektriese skok in myne.

In hierdie stelsel is daar moontlikhede dat die gekoppelde weerstand oopgaan. Om hierdie bykomende beskerming te voorkom om die weerstand te monitor, word ontplooi, wat die krag ontkoppel in geval van die fout.

Aarde lekbeskerming

Aardlekkasie van die stroom kan baie skadelik wees vir mense as dit deur hulle sou beweeg. Om per ongeluk skok deur elektriese toestelle / toerusting te voorkom, word aardlek-relais / sensor by die bron gebruik om die krag te isoleer wanneer lekkasie sekere limiet oorskry. Aardlekstroombreker word vir die doel gebruik. Huidige waarnemingsbreker word RCB / RCCB genoem. In die industriële toepassings word aardlekrelais gebruik met 'n aparte CT (stroomtransformator) genaamd CBCT (kerngebalanseerde stroomtransformator) wat lekstroom (nulfase-volgorde stroom) van die stelsel deur die sekondêre van die CBCT waarneem en die relais bestuur. Hierdie beskerming werk in die omgewing van milli-Amps en kan ingestel word van 30 mA tot 3000 mA.

Aardverbindingsondersoek

Benewens die aardkern word 'n aparte loodskern p vanaf die verspreiding / toerustingstelsel voorsien. Aardkonnektiwiteitstoetsapparaat is aan die aankooppunt vasgemaak wat die aardeverbindings deurlopend monitor. Die loodskern p begin van hierdie kontroletoestel en loop deur die aansluitkabel wat gewoonlik krag lewer aan bewegende mynboumasjinerie (LHD). Hierdie kern p is aan die verdelingseinde aan die aarde gekoppel deur 'n diodekring, wat die elektriese stroombaan wat vanaf die keertoestel geïnisieer is, voltooi. As die aarde-verbinding met die voertuig verbreek word, word hierdie loodkernkringbaan ontkoppel, word die beveiligingstoestel aan die einde van die verkryging geaktiveer en isoleer die krag tot die masjien. Hierdie tipe stroombaan is 'n moet vir draagbare swaar elektriese toerusting wat onder grondmyne gebruik word.

Eiendomme

Kos

• TN-netwerke bespaar die koste van 'n aardverbinding met 'n lae-impedansie op die perseel van elke verbruiker. So 'n verbinding ('n begrawe metaalstruktuur) is nodig beskermende aarde in IT- en TT-stelsels.
• TN-C-netwerke bespaar die koste van 'n ekstra geleier wat benodig word vir aparte N- en PE-verbindings. Om die risiko van gebroke neutrale te verminder, is spesiale kabeltipes en baie verbindings met die aarde egter nodig.
• TT-netwerke het 'n behoorlike beskerming van RCD (grondfoutonderbrekers) nodig.

Veiligheid

• In TN sal 'n isolasiefout heel waarskynlik lei tot 'n hoë kortsluitstroom wat 'n stroombreker of -sekeraar sal aktiveer en die L-geleiers kan ontkoppel. Met TT-stelsels kan die aardfout-impedansie te hoog wees om dit te doen, of te hoog om dit binne die vereiste tyd te doen, dus word gewoonlik 'n RCD (voorheen ELCB) gebruik. Vroeëre TT-installasies kan hierdie belangrike veiligheidsfunksie nie ontbreek nie, waardeur die CPC (Circuit Protective Conductor of PE) en miskien gepaardgaande metaalonderdele binne bereik van persone (blootgestelde geleidende dele en buite-geleidende onderdele) vir lang periodes onder fout kan wees. toestande, wat 'n werklike gevaar is.
• In TN-S- en TT-stelsels (en in TN-CS buite die punt van die splitsing), kan 'n reststroomtoestel gebruik word vir ekstra beskerming. In die afwesigheid van enige isolasiefout in die verbruikersapparaat, is die vergelyking I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0 hou, en 'n RCD kan die toevoer ontkoppel sodra hierdie som 'n drempel bereik (tipies 10 mA - 500 mA). 'N Isolasiefout tussen L of N en PE sal 'n RCD met groot waarskynlikheid veroorsaak.
• In IT- en TN-C-netwerke is dit minder waarskynlik dat residuele stroomtoestelle 'n isolasiefout opspoor. In 'n TN-C-stelsel is hulle ook baie kwesbaar vir ongewenste uitstraling van kontak tussen aardgeleiers van stroombane op verskillende RCD's of met 'n werklike grond, waardeur die gebruik daarvan onuitvoerbaar is. RCD's isoleer ook die neutrale kern. Aangesien dit onveilig is om dit in 'n TN-C-stelsel te doen, moet RCD's op TN-C bedraad wees om slegs die lyngeleier te onderbreek.
• In enkelfase-stelsels waar die aarde en neutraal gekombineer word (TN-C, en die deel van TN-CS-stelsels wat 'n gekombineerde neutrale en aardkern gebruik), as daar 'n kontakprobleem in die PEN-geleier is, al die dele van die aardstelsel buite die breuk sal tot die potensiaal van die L-geleier lei. In 'n ongebalanseerde meerfase-stelsel sal die aardstelsel se potensiaal beweeg na die van die mees gelaaide lyngeleier. So 'n toename in die potensiaal van die neutrale buite die breek staan ​​bekend as 'n neutrale inversie. Daarom moet TN-C-verbindings nie oor stekker- of sokverbindings of buigsame kabels gaan nie, waar die waarskynlikheid van kontakprobleme groter is as met vaste bedrading. Daar is ook 'n risiko as 'n kabel beskadig word, wat versag kan word deur die gebruik van konsentriese kabelkonstruksie en meervoudige aardelektrode. As gevolg van die (klein) risiko's van die verlore neutrale verhoging van 'geaarde' metaalwerk tot 'n gevaarlike potensiaal, tesame met die verhoogde skokrisiko van nabyheid tot goeie kontak met ware aarde, word die gebruik van TN-CS-voorrade in die Verenigde Koninkryk verbied vir karavaanplekke en strandtoevoer na bote, en sterk ontmoedig om te gebruik op plase en buitebouplekke, en in sulke gevalle word aanbeveel om alle buitebedrading TT met RCD en 'n aparte aardelektrode te maak.
• In IT-stelsels is dit onwaarskynlik dat 'n enkele isolasiefout gevaarlike strome deur 'n menslike liggaam in kontak met die aarde sal laat vloei, omdat daar nie 'n lae-impedansiestroombaan bestaan ​​vir so 'n stroom nie. 'N Eerste isolasiefout kan 'n IT-stelsel egter effektief omskep in 'n TN-stelsel, en dan kan 'n tweede isolasiefout tot gevaarlike liggaamsstrome lei. Dit is erger, as een van die lyngeleiers met die aarde kontak maak, sal dit veroorsaak dat die ander fasekorrels relatief tot die aarde tot die fase-fase spanning styg eerder as die fase-neutrale spanning. IT-stelsels ervaar ook groter kortstondige spanning as ander stelsels.
• In TN-C- en TN-CS-stelsels kan enige verband tussen die gekombineerde neutrale en aarde-kern en die aarde van die aarde onder normale omstandighede aansienlike stroom dra en kan dit selfs meer onder 'n gebroke neutrale situasie beweeg. Daarom moet die belangrikste ekwipotensiële bindingsgeleiers met hierdie maat in gedagte gehou word; Die gebruik van TN-CS is nie raadsaam in situasies soos vulstasies nie, waar daar 'n kombinasie van baie begrawe metaalwerk en ontplofbare gasse is.

Elektromagnetiese verenigbaarheid

• In TN-S- en TT-stelsels het die verbruiker 'n lae-geraasverbinding met die aarde, wat nie ly onder die spanning wat op die N-geleier verskyn as gevolg van die terugstrome en die impedansie van die geleier nie. Dit is veral belangrik by sommige soorte telekommunikasie- en metingstoerusting.
• In TT-stelsels het elke verbruiker sy eie verbinding met die aarde en sal hy geen strome opmerk wat deur ander verbruikers op 'n gedeelde PE-lyn veroorsaak kan word nie.

Regulasies

• In die Amerikaanse elektriese kode en die Kanadese elektriese kode word die voeding van die verspreidingstransformator gebruik van 'n gekombineerde neutrale en aardleiding, maar binne die struktuur word afsonderlike neutrale en beskermende aardgeleiers gebruik (TN-CS). Die neutraal moet slegs aan die aarde gekoppel word aan die aanbodkant van die afskakelaar van die klant.
• In Argentinië, Frankryk (TT) en Australië (TN-CS) moet die kliënte hul eie grondverbindings voorsien.
• Japan word deur die PSE-wetgewing beheer, en gebruik TT-aarding in die meeste installasies.
• In Australië word die aardverwerkingstelsel Multiple Earthed Neutral (MEN) gebruik en word dit beskryf in Afdeling 5 van AS 3000. Vir 'n LV-klant is dit 'n TN-C-stelsel vanaf die transformator in die straat na die perseel (die neutrale is aard verskeie kere langs hierdie segment), en 'n TN-S-stelsel binne die installasie, vanaf die hoofskakelbord afwaarts. As 'n geheel gesien, is dit 'n TN-CS-stelsel.
• In Denemarke lui die hoogspanningsregulering (Stærkstrømsbekendtgørelsen) en Maleisië in die Elektrisiteitsverordening 1994 dat alle verbruikers TT-aarding moet gebruik, hoewel TN-CS in seldsame gevalle toegelaat kan word (op dieselfde manier as in die Verenigde State gebruik word). Reëls verskil van groter ondernemings.
• In Indië volgens die Central Electricity Authority Regulations, CEAR, 2010, reël 41, is daar voorsiening vir aarding, neutrale draad van 'n 3-fase, 4-draadstelsel en die bykomende derde draad van 'n 2-fase, 3-draadstelsel. Aarding moet met twee afsonderlike verbindings gedoen word. Aardstelsel moet ook minimaal twee of meer aardputte (elektrode) hê sodat die regte aarding plaasvind. Volgens die reël 42, moet die installasie met 'n lading van meer as 5 kW oorskry 250 V geskikte aardlekbeveiligingstoestel hê om die lading te isoleer in geval van aardfout of lekkasie.

Toepassingsvoorbeelde

• In die gebiede van die Verenigde Koninkryk waar ondergrondse kragkabels algemeen voorkom, is die TN-S-stelsel algemeen.
• In Indië is LT-aanbod oor die algemeen via die TN-S-stelsel. Neutraal is dubbel gegrond by verspreidingstransformator. Neutraal en aarde loop afsonderlik op die verspreidingshooflyn / kabels. Afsonderlike geleiers vir hooflyne en pantsering van kabels word vir aardaansluiting gebruik. Bykomende aardelektrodes / kuipe word aan die eindpunte van die gebruiker geïnstalleer om die aarde te versterk.
• Die meeste moderne huise in Europa het 'n TN-CS aardingsstelsel. Die gekombineerde neutraal en aarde vind plaas tussen die naaste transformator-substasie en die uitsny-diens (die lont voor die meter). Hierna word aparte aard- en neutrale kerne in al die interne bedrading gebruik.
• Ouer stedelike en voorstedelike huise in die Verenigde Koninkryk het gewoonlik die verskaffing van TN-S, met die aardverbinding wat deur die loodmantel van die ondergrondse lood-en-papierkabel gelewer word.
• Ouer huise in Noorweë gebruik die IT-stelsel, terwyl nuwer huise TN-CS gebruik.
• Sommige ouer huise, veral huise wat gebou is voor die uitvind van stroomonderbrekers met residuele stroom en bedraad netwerke in die huis, gebruik 'n interne TN-C-opstelling. Dit word nie meer aanbeveel nie.
• Laboratoriumkamers, mediese fasiliteite, konstruksieterreine, herstelwerkswinkels, mobiele elektriese installasies en ander omgewings wat deur enjinkragopwekkers voorsien word, waar daar 'n groter risiko vir isolasiefoute is, gebruik dikwels 'n IT-aardingsreëling wat van isolasie-transformators voorsien word. Om die probleme met twee foute met IT-stelsels te versag, moet die isolasietransformators slegs 'n klein aantal vragte voorsien, en moet dit beskerm word met 'n isolasiemoniteringstoestel (gewoonlik slegs deur mediese, spoorweg- of militêre IT-stelsels gebruik as gevolg van koste).
• In afgeleë gebiede, waar die koste van 'n ekstra PE-geleier die koste van 'n plaaslike aardverbinding swaarder weeg, word TT-netwerke gereeld in sommige lande gebruik, veral in ouer eiendomme of in landelike gebiede, waar veiligheid andersins bedreig kan word deur die breuk van 'n oorhoofse PE-geleier deur, byvoorbeeld, 'n gevalle boomtak. TT-voorrade aan individuele eiendomme word ook meestal gesien in TN-CS-stelsels, waar 'n individuele eiendom as ongeskik beskou word vir die verskaffing van TN-CS.
• In Australië, Nieu-Seeland en Israel word die TN-CS-stelsel gebruik; die bedradingreëls bepaal egter dat elke klant ook 'n aparte verbinding met die aarde moet lewer via 'n waterpypverbinding (as metaalwaterpype die verbruiker se perseel binnekom) en 'n toegewyde aardelektrode. In Australië en Nieu-Seeland word dit die Multiple Aard Neutral Link of MEN Link genoem. Hierdie MEN Link is verwyderbaar vir installasietoetsdoeleindes, maar word tydens gebruik gekoppel deur 'n sluitstelsel (sluitmoere byvoorbeeld) of twee of meer skroewe. In die MEN-stelsel is die integriteit van die Neutraal belangrik. In Australië moet nuwe installasies ook die fondamentbetonherwerking onder nat gebiede aan die aardgeleier bind (AS3000), wat die aarding meestal vergroot en 'n gelykwaardige vlak in gebiede soos badkamers bied. In ouer installasies is dit nie ongewoon om slegs die waterpypverbinding te vind nie, en dit mag toegelaat word om sodanig te bly, maar die bykomende aardelektrode moet geïnstalleer word indien enige opgraderingswerk gedoen word. Die beskermende aarde en neutrale geleiers word saamgevoeg totdat die neutrale skakel van die verbruiker (aan die kant van die klant van die elektriese meter se neutrale aansluiting) geleë is - buite hierdie punt is die beskermende aarde en neutrale geleiers apart.

Hoëspanningstelsels

In hoëspanningsnetwerke (hoër as 1 kV), wat baie minder toeganklik is vir die algemene publiek, is die fokus van die ontwerp van die aardingsstelsel minder op veiligheid en meer op die betroubaarheid van die verskaffing, betroubaarheid van die beskerming en die impak op die toerusting in die teenwoordigheid van 'n kortsluiting. Slegs die grootte van fase-tot-grond kortsluitings, wat die algemeenste voorkom, word aansienlik beïnvloed deur die keuse van aardstelsel, aangesien die huidige pad meestal deur die aarde gesluit is. Driefase HV / MV-kragtransformators, geleë in verspreidingsstasies, is die mees algemene bron van verspreidingsnetwerke, en die aardaardering van hul neutraal bepaal die aardstelsel.

Daar is vyf soorte neutrale aarding:

• Soliede aard neutraal
• Neutraal opgegrawe
• Weerstand geaard neutraal
  • Aarding met 'n lae weerstand
  • Aarding met 'n hoë weerstand
• Reaktansie-aardse neutraal
• Gebruik aardingstransformators (soos die Zigzag-transformator)

Soliede aard neutraal

In soliede or direk geaarde neutraal, is die transformator se sterpunt direk aan die grond gekoppel. In hierdie oplossing word 'n lae-impedansiebaan voorsien sodat die aardfoutstroom kan sluit en gevolglik is hul groottes vergelykbaar met driefasige foutstrome. Aangesien die neutraal op die potensiaal naby die grond bly, bly spanning in onaangetaste fases op vlakke soortgelyk aan die voorfout; om hierdie rede word hierdie stelsel gereeld gebruik in hoëspanning-transmissienetwerke, waar die isolasiekoste hoog is.

Weerstand geaard neutraal

Om kortsluiting van aardfout te beperk, word ekstra neutrale aardweerstand (NGR) tussen neutraal, transformator se sterpunt en die grond bygevoeg.

Aarding met 'n lae weerstand

Met 'n lae weerstandfout is die stroomperk relatief hoog. In Indië is dit beperk tot 50 A vir oopgroefmyne volgens die regulasies van die Sentrale Elektrisiteitsowerheid, CEAR, 2010, reël 100.

Neutraal opgegrawe

In opgegrawe, geïsoleerde or swaai neutraal soos in die IT-stelsel, is daar geen direkte verband tussen die sterpunt (of enige ander punt in die netwerk) en die grond nie. As gevolg hiervan, het grondfoutstrome geen pad om gesluit te word nie en het dit dus weglaatbare groottes. In die praktyk is die foutstroom egter nie gelyk aan nul nie: geleiers in die stroombaan - veral ondergrondse kabels - het 'n inherente kapasitansie na die aarde, wat 'n baan van relatiewe hoë impedansie bied.

Stelsels met geïsoleerde neutraal kan voortgaan met die werking en sorg vir ononderbroke toevoer, selfs in die geval van 'n grondfout.

Die aanwesigheid van ononderbroke aardfout kan 'n beduidende veiligheidsrisiko inhou: as die stroom 4 A - 5 A oorskry, ontwikkel daar 'n elektriese boog wat kan volhou selfs nadat die fout reggestel is. Om hierdie rede is hulle hoofsaaklik beperk tot ondergrondse en duikbootnetwerke en industriële toepassings, waar die betroubaarheidsbehoefte hoog is en die waarskynlikheid van menslike kontak relatief laag is. In stedelike verspreidingsnetwerke met veelvuldige ondergrondse voeders kan die kapasitiewe stroom 'n paar tientalle ampère bereik, wat die toerusting aansienlik inhou.

Die voordeel van lae foutstroom en voortgesette stelselwerking daarna word geneutraliseer deur die inherente nadeel dat die foutlokasie moeilik is om op te spoor.