Στο παραπάνω σχήμα φαίνεται συνοπτικά η ηλεκτρική σύνδεση μιας μονοφασικής οικιακής ηλεκτρολογικής εγκατάστασης.
Το ρεύμα από την παραγωγή, από υψηλή τάση υποβιβάζεται στα 230V μέσω μετασχηματιστών.
Ο μετασχηματιστής (σε συνδεσμολογία τριγώνου – αστέρα) δημιουργεί και γειώνει τον ουδέτερο αγωγό. Στη συνέχεια μια φάση και ο ουδέτερος συνδέονται με το κεντρικό μετρητή ενός σπιτιού ώστε να γίνεται καταμέτρηση της κατανάλωσης.
Το κουτί του μετρητή γειώνεται και ανάλογα με το σύστημα γειώσεως που εφαρμόζεται γίνονται οι συνδέσεις μεταξύ ουδετέρου, γείωσης μετρητή και καλωδίου γείωσης εγκατάστασης (εάν υπάρχει).
Στη συνέχεια οι αγωγοί συνδέονται με τον κεντρικό πίνακα όπου γίνεται η διανομή τους σε πολλές γραμμές, κάθε μια από τι οποίες εξυπηρετεί τις καταναλώσεις (φώτα, πρίζες, κουζίνα θερμοσίφωνας κλπ.)
Τα ποιο διαδεδομένα συστήματα γειώσεως στην Ελλάδα είναι το TN-S και το TT.
Στο σύστημα TN-S , υπάρχει ξεχωριστό καλώδιο γείωσης σε όλη την εγκατάσταση το οποίο στον μετρητή ενώνεται με την γείωση του μετρητή και τον ουδέτερο.
Αυτό λέγεται ΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗ και σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης δημιουργεί βραχυκύκλωμα με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση των ασφαλειών στον πίνακα.
Στο σύστημα ΤΤ δεν γίνεται ουδετέρωση. Υπάρχει και εδώ ξεχωριστό καλώδιο γείωσης σε όλη την εγκατάσταση αλλά αυτό συνδέεται μόνο με την γείωση του μετρητή.
Υπενθυμίζουμε ότι σε αυτό το σύστημα σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης η αντίσταση της Γης παίζει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη έντασης ρεύματος ικανής να ενεργοποιήσει τις ασφάλειες και να προστατέψει την εγκατάσταση.
Η κόκκινη διακεκομμένη γραμμή που φαίνεται σε κάθε σχήμα είναι η διαδρομή του ρεύματος σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης και λέγετε ΒΡΟΓΧΟΣ ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ.
Στο σύστημα TN-S ο βρόγχος σφάλματος είναι
Βλέπουμε ότι στο TNS το ρεύμα από τον μετρητή και μετά στην επιστροφή ακολουθεί 2 διαδρομές. Η μία μέσω του ουδετέρου (ο οποίος ενώνεται με τον αγωγό της γείωσης) και η άλλη μέσω της γης από τον αγωγό γείωσης. Το περισσότερο ρεύμα περνάει από τον ουδέτερο αγωγό διότι αυτός έχει συνήθως την χαμηλότερη αντίσταση σε σχέση με την γη.
Στο σύστημα ΤΤ ο βρόγχος σφάλματος είναι:
Οι βρόγχος σφάλματος σαν σύνολο πρέπει να έχει χαμηλή αντίσταση.
Η αντίσταση του βρόχου σφάλματος εξαρτάται από:
1) Αντίσταση της γης.
Η αντίσταση της γης είναι σύνθετη εξαρτάται κυρίως από την σύστασή της.
Γενικά η παρουσία νερού και υγρασίας την μειώνει
Παίζει σημαντικό ρόλο κυρίως στο σύστημα ΤΤ και μπορεί να μετρηθεί με ειδικό όργανο (Γειοσόμετρο).
2) Ποιότητα της γείωσης.
Αυτό έχει να κάνει με τον τρόπο όπου ο αγωγός γειώνεται.
Υπάρχουν πολλοί μέθοδοι.
Οι λιγότερο αποδοτικοί (και ποιο εύκολοι) βασίζονται στα λεγόμενα ηλεκτρόδια γείωσης τα οποία είναι μεταλλικοί ράβδοι (συνήθως επιχαλκωμένοι) μήκους 1.5 -2 μέτρα οι οποίοι καρφώνονται στη γη. Στο άκρο τους υπάρχει ένας ακροδέκτης όπου συνδέεται ο αγωγός.
BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=651579
Ποιο αποδοτικοί τρόποι είναι η χρήση πολλών συνδεδεμένων μεταξύ τους ηλεκτροδίων σε διάφορες διατάξεις ή χρήση πλακών γειώσεως, πλεγμάτων κλπ.
Ο καλύτερος και πλέον υποχρεωτικός τρόπος γείωσης είναι η θεμελιακή γείωση. Αυτή κατασκευάζεται κατά την διάρκεια της δημιουργίας των θεμελίων του σπιτιού και πρόκειται για ένα σύνολο από μεταλλικές ταινίες οι οποίες συνδέονται με τον οπλισμό του σκυροδέματος στα θεμέλια.
3) ποιότητα αγωγών.
Οι αγωγοί που χρησιμοποιούνται στις οικιακές εγκαταστάσεις είναι κυρίως χάλκινοι.
Θα πρέπει να είναι κατάλληλης διατομής σωστά συνδεδεμένοι μεταξύ τους και βεβαίως σε καλή κατάσταση.
Οξείδωση, γδαρσίματα και χαλαρές συνδέσεις αυξάνουν την αντίστασή τους.
4) Απόσταση μετασχηματιστή.
Μεγάλη απόσταση μετασχηματιστή συνεπάγεται μεγάλο μήκος αγωγών.
Μεγάλο μήκος αγωγών συνεπάγεται αυξημένη αντίσταση, και κατά συνέπεια αύξηση της πτώσης τάσεως στον βρόγχο σφάλματος.