Vad är jordens huvudfunktion och hur man uppnår markpotentialutjämning?

Markstängernas grundläggande roll i elektriska system
De markstång är en oumbärlig och viktig del av det elektriska jordningssystemet. Det används främst för att säkert vägleda strömmen för elektrisk utrustning eller kraftsystem till jorden. Dess kärnfunktion är att tillhandahålla en lågresistensväg så att strömmen snabbt kan släppas ut till marken i händelse av en kortslutning, blixtnedslag, spänningsmutation eller systemfel och därmed undvika skador på personal, utrustning eller byggnader.
Markstången är begravd djupt under jord och bildar god kontakt med jorden och därmed fastställer en referenspunkt nära jordens potential. Oavsett om det används för att arbeta jordning, skydd av kraftsystemet eller blixtskyddsgrund för blixtskydd, kan markstången spela en grundläggande stödjande roll i hela systemet. Det bildar en kontinuerlig ledande väg med jorden genom metallmaterial för att uppnå evakuering och balans mellan onormal elektrisk energi.

Begreppet och betydelsen av markpotentialutjämning
Markpotentialutjämning avser användning av rimliga jordningsanslutningar i ett elektriskt system för att göra alla metallhöljen, strukturer, ledare och relaterad elektrisk utrustning har ungefär samma potential att undvika båge eller elektrisk chock orsakad av spänningsskillnader. Detta är av stor betydelse för att säkerställa personlig säkerhet, förhindra skador på utrustning och signalstörning.
I storskaliga kraft-, kommunikations- eller industriella automatiseringssystem finns det ofta flera punkts jordning eller distribuerade jordningsstrukturer mellan enheter. Om det inte finns någon god markpotentialbalans, när de nuvarande ändringarna eller blixtnedslagen stör, kan det finnas en potentiell skillnad mellan tiotals volt eller ännu högre mellan enheterna, vilket direkt kommer att påverka signalöverföringen eller stabiliteten hos elektroniska komponenter, och i allvarliga fall kan det orsaka systemkrascher eller bränder.

Markstängernas roll för att uppnå markpotentialbalans
Grundstängernas kärnroll i markpotentialbalansen är att bygga en pålitlig jordimpedansbanan och därmed hjälpa till att upprätthålla konsekventa eller ungefär konsekventa potentiella värden mellan varje anordning och jordningsledaren. Genom att standardisera arrangemanget och anslutningen av markstänger kan flera noder i systemet effektivt anslutas för att bilda ett marknät med en enhetlig potential.
Vanligtvis är flera markstänger sammankopplade genom kopparremsor, platta strykjärn eller jordningsledningar och anslutna till elektriska delar såsom metallhöljet av utrustningen och kabelskyddsskiktet för att bilda ett komplett jordningssystem. Ju lägre kontaktmotståndet mellan markstången och jorden, desto starkare är markpotentialbalansförmågan för hela systemet. Samtidigt kan en rimlig jordningslayout också undertrycka utbredningen av högfrekventa stray-strömmar eller störningar i störningar och förbättra systemstabiliteten.

Påverkan av markstångsmaterial och prestanda på markpotentialutjämning
Markstavar med olika material har olika konduktivitet, korrosionsbeständighet och jordningseffektivitet, vilket också kommer att ha en viss inverkan på markpotentialutjämningseffekten. Vanliga markstångsmaterial inkluderar ren koppar, kopparklädda stål, varm-dip galvaniserat stål, rostfritt stål, etc. Bland dem används kopparklädda stålstänger i stor utsträckning på grund av deras goda konduktivitet och korrosionsbeständighet.
Materialets stabilitet bestämmer om markstången kan upprätthålla ett lågt motståndstillstånd under lång tid. När markstången korroderas eller motståndet ökar kommer markpotentialutjämningsförmågan att minska och potentiella potentiella skillnader och störningsrisker kommer lätt att inträffa. Därför bör inte bara konduktiviteten övervägas, utan också faktorerna såsom pH, fuktighet och resistivitet på markens jord utvärderas för att välja lämplig materialkombination och beläggningsbehandlingsmetod.

Påverkan av markstångsinstallation och layout på utjämningseffekten
Installationsmetoden och layoutstrukturen är de viktigaste faktorerna som påverkar markstångens utjämningseffekt. Standardpraxis kräver vanligtvis att markstången drivs vertikalt i marken med en längd på minst 1,5 meter, och om man ska öka antalet eller använda hjälpmedel (såsom jordförstärkare) bör bestämmas enligt jordförhållanden.
I det elektriska systemet bör flera jordstänger läggas ut med lika stora intervaller och sammankopplade i en ring genom lågresistensledare för att bilda ett stängt marknätverk. Speciellt inom kommunikationsutrustning, datorrum, transformatorstationer och andra tillfällen måste flera jordningspunkter upprättas och en spännings-ekvediserande slinga måste bildas genom jordningsskalan för att förhindra att spänningsskillnaden koncentreras vid en viss nod. Dessutom bör blandningen av jordningsstänger och högspänningslinje jordning undvikas för att minska störningskopplingen.

Vanlig konfigurationstabell vid praktisk tillämpning av markpotentialutjämning
Följande tabell sammanfattar de gemensamma metoderna för stångskonfiguration och deras markpotentialutjämningsegenskaper i olika scenarier:

Vanliga markstångskonfigurationer och utjämningseffekter för markpotential

Det omfattande värdet av jordstänger i systemsäkerhet
Förutom att uppnå markpotentialutjämning spelar jordstänger också flera skyddsroller i hela elektriska systemet. Den första är att minska spänningen på utrustningshöljet för att förhindra läckage och skada; Den andra är att tillhandahålla en dräneringskanal i händelse av blixtnedslag eller inducerad överspänning för att undvika ackumulering av elektrisk energi; Den tredje är att tillhandahålla en lågbrus, stabil jordningsreferenspunkt för olika känslig elektronisk utrustning för att förbättra signalstabiliteten.
Den rimliga samordningen av jordstänger och jordningssystem är grunden för systemets långsäkra drift. Att ignorera markpotentialutjämning kommer inte bara att påverka utrustningens prestanda, utan kan också orsaka elektriska olyckor. Därför bör installationskvaliteten, materialvalet och anslutningsarrangemanget för markstänger vara viktiga överväganden vid utformning eller underhåll av ett elektriskt system.