Επιλέξτε κατηγορία
Επιλέξτε κατηγορία
Γείωση σημαίνει ηλεκτρική σύνδεση με την γη. Όταν κάτι είναι γειωμένο μπορεί να μεταφέρει (και να αποκομίσει) ηλεκτρικό φορτίο από και προς την γη.
Η γείωση αποτελεί ηλεκτρολογικό όρο αρκετά γνωστό και συνυφασμένο με την ασφάλεια μιας εγκατάστασης. Ο ρόλος της είναι να προστατεύει τόσο το δίκτυο όσο και του ανθρώπους που το χρησιμοποιούν. Παρακάτω θα δούμε απλουστευμένα πως η γείωση χρησιμοποιείται και τι πλεονεκτήματα έχει ένα γειωμένο από ένα αγείωτο σύστημα.
Το έδαφος αποτελεί καλό αγωγό του ηλεκτρισμού. Η αγωγιμότητά του ποικίλει σημαντικά ανάλογα με την σύστασή του, αλλά σε γενικές γραμμές θεωρείται αγώγιμο.
Ως γνωστό η πολική τάση του τριφασικού ρεύματος δηλαδή η τάση μεταξύ 2 φάσεων είναι 380 Volt. Εάν όλοι οι αγωγοί είναι απομονωμένοι από το έδαφος τότε αν κατά ακουμπήσουμε μια φάση, δεν θα πάθουμε ηλεκτροπληξία καθώς δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ του αγωγού και της γης.
Αντίθετα αν ακουμπήσουμε 2 φάσεις μαζί τότε θα βρεθούμε σε διαφορά δυναμικού 380 V και ρεύμα υψηλής έντασης θα περάσει μέσα από το σώμα μας. Θα πάθουμε δηλαδή ηλεκτροπληξία.
Ας υποθέσουμε ότι στους εκατοντάδες αγωγούς όπου υπάρχουν μέσα στις πόλεις και στα σπίτια μας
κάποιος από αμέλεια ή ατύχημα έρχεται σε επαφή με την Γή.
Σε αυτήν την περίπτωση το έδαφος (που όπως είπαμε είναι αγώγιμο) αποκτά το δυναμικό αυτού του αγωγού.
Το ίδιο δυναμικό αποκτάνε και όλα τα σώματα που έρχονται σε επαφή με το έδαφος όπως π.χ. οι άνθρωποι.
Αν λοιπόν κάποιος σε αυτήν την περίπτωση έρθει σε επαφή με κάποιον από τους άλλους αγωγούς τότε αμέσως θα πάθει ηλεκτροπληξία χωρίς να χρειαστεί να ακουμπήσει δεύτερο αγωγό.
Αυτό σίγουρα είναι αθέμιτο.
Με την γείωση, αυτό που επιτυγχάνουμε είναι να διασφαλίζουμε ότι κάποιος από τους αγωγούς μεταφοράς ενέργειας είναι πάντα γειωμένος δηλαδή σε επαφή με την γη. Έτσι εξασφαλίζουμε ότι αν κάποιος ακουμπήσει κατά λάθος έστω και έναν αγωγό θα πάθει σίγουρα ηλεκτροπληξία.
image from link
Όχι δεν είναι τρελοί αυτοί που σχεδίασαν και υλοποίησαν το σύστημα της γείωσης.
Η ιστορία έχει ως εξής:
Στα πρώτα δίκτυα η γείωση δεν υφίστατο.
Οι κατασκευαστές εφησύχασαν στην ιδέα ότι εφόσον οι αγωγοί δεν έρχονται σε επαφή με τη γη δεν θα υπάρξουν περαιτέρω προβλήματα.
Σύντομα όμως διαπίστωσαν ότι η απόλυτη απομόνωση των αγωγών από την γη ήταν πρακτικά αδύνατη.
Όση προσπάθεια και να γίνει δεν μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι τα χιλιόμετρα καλωδίων που βρισκόταν
πλέον σε όλη την πόλη θα έμεναν απομονωμένα από το έδαφος.
Αυτό επανέφερε στο προσκήνιο το πρόβλημα της ηλεκτροπληξίας μέσω γης, που αναφέραμε.
Επειδή δεν είναι δυνατό να προβλεφθεί το σημείο και ποιος αγωγός θα έρθει σε επαφή με την Γη, δεν μπορούσε να γίνει κάποια ενέργεια για την αποφυγή
των ατυχημάτων που μπορούσε κάτι τέτοιο να δημιουργήσει.
Επιπλέον, το σφάλμα ως προς τη γη (δηλαδή το σημείο όπου κάποιο αγωγός έχει έρθει σε επαφή με την γη) ήταν δύσκολο να ανιχνευθεί.
Το σφάλμα συνήθως επηρέαζε μικρό μέρος του δικτύου και έπρεπε να γίνουν πολλές μετρήσεις σε πολλούς αγωγούς προκειμένου να εντοπισθεί.
Η λύση: Η γείωση.
Εφόσον δεν μπορούμε να διασφαλίσουμε την πλήρη απομόνωση από το έδαφος ας την εξαναγκάσουμε.
Θα γειώσουμε εν γνώσει μας έναν αγωγό κάνοντας ουσιαστικά το ίδιο το έδαφος αγωγό.
Στη συνέχεια εάν κάποιος άλλος αγωγός τύχει και έρθει σε επαφή στο έδαφος, αυτό θα αμέσως γίνει αμέσως αντιληπτό,
διότι θα υπάρξει βραχυκύκλωμα μέσω της γης, το οποίο θα ενεργοποιήσει τις ανάλογες διατάξεις ασφαλείας.
Έτσι λοιπόν εφαρμόστηκε η λεγόμενη ΓΕΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ. Η γείωση δηλαδή ενός ενεργού αγωγού που κανονικά διαρρέεται από ρεύμα.
Τι γίνεται όμως με τους ανθρώπους?
Το μεγάλο ποσοστό των ατυψημάτων από ηλεκτροπληξία δεν προέρχεται από AΜΕΣΗ ΕΠΑΦΗ. Δηλαδή επάφη του ανθρώπου με κάποιον ενεργό αγωγό. Αυτό λέγεται
Τα ατυχήματα συμβαίνουν όταν κάποιος εν αγνοία του έρχεται σε επαφή με αγώγιμα μέρη τα οποία κανονικά δεν θα έπρεπε να έχουν τάση.
Δηλαδή από ΕΜΜΕΣΗ ΕΠΑΦΗ.
Αυτό συνήθως γίνεται σε μια συσκευή εσωτερικά όταν π.χ. ένα καλώδιο φεύγει από τη θέση του, όταν έχουμε φθορά μόνωσης, παρουσία υγρασίας, ξένου σώματος κλπ.
Ειδικά σε συσκευές με μεταλλικό περίβλημα είναι εύκολο το περίβλημα να έρθει σε επαφή με έναν ενεργό αγωγό για τους λόγους που αναφέραμε.
Το φαινόμενο αυτό λέγεται ΣΦΑΛΜΑ ΜΟΝΩΣΗΣ.
Τώρα που έχουμε γειωμένο εκ των προτέρων έναν αγωγό μπορούμε να κάνουμε το εξής:
Συνδέουμε όλα τα εκτεθειμένα μέρη που μπορούν να αποκτήσουν τάση λόγω σφάλματος μόνωσης με την Γη.
Εκτεθειμένα μέρη είναι εκείνα που έχουν μεγάλες πιθανότητες να αποκτήσουν τάση όταν υπάρχει σφάλμα μόνωσης.
Ποιο απλά όλα τα μεταλλικά αντικείμενα από τα οποία διέρχονται ενεργοί αγωγοί, τα μεταλλικά περιβλήματα των ηλεκτρικών συσκευών κλπ.
Σε περίπτωση που όλα βαίνουν καλώς δεν υπάρχει πρόβλημα.
Αν συμβεί σφάλμα μόνωσης θα δημιουργηθεί βραχυκύκλωμα μεταξύ γης (γειωμένου αγωγού) και ενεργού αγωγού ο οποίος προξένησε το σφάλμα μόνωσης. Αυτό θα ενεργοποιήσει τα μέτρα προστασίας υπερέντασης (ασφάλειες) η οποίες θα διακόψουν το ρεύμα προτού ο άνθρωπος πάθει ηλεκτροπληξία.
Αυτή η γείωση λέγεται ΓΕΙΩΣΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ. Η σύνδεση δηλαδή των εκτεθειμένων μερών μιας συσκευής (όπου κανονικά δεν διαρρέονται από ρεύμα) με την γη.
Ένα ακόμα βήμα προς ένα ποιο ασφαλές σύστημα είναι να επιλέξουμε ο γειωμένος αγωγός να είναι ο ουδέτερος. Έτσι διασφαλίζουμε ότι η τάση κάποιου ενεργού αγωγού με τη γείωση θα είναι 220V (τάση φάσης – ουδετέρου) και όχι 380V (τάση φάσης με φάση).
Υπάρχει και ένα τελευταίο είδος γείωσης. Η Γείωση ΑΝΤΙΚΕΡΑΥΝΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ.
Στα πρώτα δύκτια όπου δεν υφίσταται γείωση πέραν του προβλήματος της απομόνωσης των αγωγών και της ασφάλειας των ανθρώπων που περιγράψαμε ποιο πάνω, άρχισαν να εμφανίζονται προβλήματα από εξωγενείς παράγοντες όπως στατικός ηλεκτρισμός, επαφή αγωγών μεταξύ τους (πολλές φορές επαφή αγωγών υψηλότερης τάσης μα χαμηλότερη) και κεραυνοί. Όλα αυτά εισήγαγαν στα δίκτυα φορτία τα οποία κατέστρεφαν τις συσκευές και μπορούσαν να αποβούν και επικύνδυνα για τους καταναλωτές.
Η γείωση αντικεραυνικής προστασίας όπως λέει και το όνομα χρησιμοποιείται ώστε να διοχετεύει προς το έδαφος όλα αυτά τα επιπλέον φορτία. Η χρήση της δεν περιορίζεται σε ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις. Αντικεραυνική προστασία μπορεί να έχει και μια απλή μεταλλική οροφή, ή μια μεταλλική δεξαμενή.
Ο κεραυνός που αποτελεί ίσως το ποιο επικίνδυνο από αυτά τα φαινόμενα είναι ένας παλμός ρεύματος που δημιουργείται μεταξύ Γης και φορτισμένων αιωρουμένων σωματιδίων (συνήθως σύννεφα νερού). Σε περίπτωση που ένας κεραυνός χτυπήσει μια αγείωτη μεταλλική κατασκευή (ή αγείωτους αγωγούς δικτύου) την υπερφορτίζει. Το εγκλωβισμένο φορτίο ψάχνει απελπισμένα διέξοδο προς την γη και λόγω πολύ υψηλής τάσης (εκατομμύρια volt) δημιουργεί σπινθήρες προκειμένου να διαφύγει. Εάν κάποιος κεραυνός χτυπήσει κάποιο κτήριο ,Η αδυσώπητη ενέργεια του θα χρησιμοποιήσει ότι είναι διαθέσιμο προκειμένου να διαφύγει προς τη γη συμπεριλαμβανομένων του ηλεκτρικού δικτύου, του οπλισμού του κτηρίου της υδραυλικής εγκατάστασης, της εγκατάστασης θέρμανσης και γενικά όλων των στοιχείων εκείνων που θα της προσφέρουν την χαμηλότερη αντίσταση προς τη γη. Για αυτό το λόγω η αντικεραυνική γείωση θα πρέπει να είναι σχεδιασμένη έτσι ώστε να αποτελεί αυτή την καλύτερη δυνατή διαδρομή του φορτίου προς τη γη, διασφαλίζοντας τις υπόλοιπες εγκαταστάσεις.
lightning Photo by Philippe Donn from Pexels
Η γείωση αποτελεί σημαντικό μέτρο ασφαλείας και υλοποιείται σε όλα τα σύγχρονα δίκτυα. Υπάρχουν εξειδικευμένες περιπτώσεις όπου δεν υλοποιείται για λόγους που δεν θα εξετάσω εδώ.
Αν και ο κύριος ρόλος της έιναι η προστασία του δυκτίου και του καταναλωτή, δεν μπορεί να παρέχει προστασία στις εξής περιπτώσεις:
Υπάρχει άλλη μια συσκευή που δρα συμπληρωματικά με την γείωση και παρέχει προστασία εκεί όπου η γείωση δεν μπορεί.
Ονομάζεται ρελαί διαφυγής (η αντιηλεκτροπληξιακό ρελαί ή διαφορικός διακόπτης).
Εδώ και αρκετά χρόνια έχει γίνει υποχρεωτικός νομικά σε όλα τα σπίτια στην Ελλάδα.
Για πληροφορίες γύρω από το ρελαί δείτε αυτό το άρθρο.
