Wo ist die Erdung / das Minus für Freileitungen?

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Ich habe kürzlich erfahren, dass Erdung verwendet werden kann, um Schaltkreise mit hohen Spannungen zu vervollständigen.

Ich würde gerne wissen, ob Freileitungen so funktionieren und wo genau die Kabel / Stromkreise enden - an Umspannwerken oder so?

Was das angeht, wo geht das negative (schwarze) Netzkabel in meinem Haus hin?

Ich hatte eine Google-Suche, war mir aber nicht sicher, wonach ich suchen sollte, und fragte daher hier. Wenn jemand mich in die richtige Richtung lenken kann, würde ich es begrüßen!

Vielen Dank!

mains grounding

— John Hunt
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In der nordamerikanischen Praxis ist der schwarze Draht "heiß" (120 Volt). Rot und Blau können auch für heiße Drähte verwendet werden. Der Neutralleiter (0 Volt, Masse) ist weiß. Grün ist eine Sicherheitserdung und sollte normalerweise keinen Strom führen. Die grünen und weißen Drähte werden am Serviceeingang des Gebäudes miteinander verbunden.

— Peter Bennett

Betrachten Sie eine Batterie. Es hat keine Masse, es hat einen positiven Anschluss und einen negativen Anschluss. Wenn Sie es an ein Gerät anschließen, kann das Gerät eine Erdung definieren und es an einen der Anschlüsse oder einen anderen Punkt im Stromkreis anschließen. Ähnlich wie bei einer Batterie sendet das Energieversorgungsunternehmen kein "Erdungskabel" zu Ihrem Haus oder Gebäude. Es sendet 2- oder 3-Phasen-Strom, und in Ihrem Gebäude definieren Sie eine Erdung - häufig wird dabei eines der Stromversorgungskabel (Neutralleiter) an eine Erdungsstange gebunden. Dieses wird dann als Masse an Ihre Steckdosen verteilt. Daher haben die Freileitungen keinen "Boden".

— Adam Davis

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Ponder dies: Warum wird die elektrische Masse genannt der Boden ?

— Eric Lippert

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@PeterBennett: Der OP befindet sich in Großbritannien, wo heiß entweder rot oder braun ist und neutral entweder schwarz oder blau ist und der Grund entweder grün oder gelbgrün ist. Neue Arbeitskabel sollten die Konvention Braun / Blau / Gelb-Grün verwenden.

— Eric Lippert

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Beachten Sie, dass das schwarz / blaue Kabel nicht negativ , sondern neutral ist .

— Eric Lippert

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In diesem Beitrag geht es hauptsächlich um Boden / Erde / Boden als Leiter und die Bedeutung der Erdung für die Sicherheit. Vielleicht ist es keine genaue Antwort, aber es kann auch nützlich sein. Für andere Bedeutungen des Bodens - siehe andere Antworten.

Ich denke, die Antwort auf Ihre Frage ist hier:

http://en.wikipedia.org/wiki/Earthing_system

Siehe TN-, TN-C- und TN-CS-Systeme.

Die Kabel, nach denen Sie fragen, werden am nächstgelegenen Transformator terminiert.

Weitere Informationen zur Erdung und warum Erdung nicht als Leiter für Stromleitungen verwendet wird.

Erdung in Mittel- und Hochspannungsnetzen führt unter normalen Bedingungen keine nennenswerte Leistung. Hochspannungsleitungen sind dreiphasig, der Stromfluss hauptsächlich zwischen Phasen und Erde ist für sie nur die Referenz "Null". Die Erdung dient eher als Referenz und leitet statische Elektrizität von Hochspannungsgehäusen und anderen leitfähigen Teilen ab, die auf Erdpotential liegen sollten. Hochspannungsgeräte sind gut isoliert und können sich stark elektrostatisch aufladen.

Das Tragen von Energie durch den Boden (Boden) würde wahrscheinlich zu sehr schneller Elektrodenkorrosion und möglicherweise zu einigen Umweltveränderungen im Boden führen, da der Boden Wasser, Salze und Säuren enthält. All dies wird zu einem Elektrolytgemisch.

Die Erdung dient auch als Blitzschutz. Dies ist der Weg, um Blitzleistung mit geringen "Leistungsverlusten" in den Boden zu leiten / zu steuern. Wenn es keine absichtliche Erdung gibt, findet der Blitz ohnehin 50 andere Wege. In diesem Fall kann Erdung als Erdung mit hoher Impedanz / Widerstand betrachtet werden. Sehr hohe Leistung kann bei hohem Widerstand abgegeben werden und kann überall, an vielen Orten usw. unkontrolliertes Feuer oder Explosion verursachen. Es ist daher besser, eine "Autobahn" für den Blitz zu bauen, indem große Metallgegenstände geerdet werden.

In einigen Netzen wird "Funktionserde" verwendet, und in diesem Fall wird die Erde tatsächlich zum Übertragen von Energie verwendet.

In Niederspannungsnetzen (110 V oder 230 V in Europa) wird die Erdung als "Schutzerdung" verwendet, um einen FI-Schutz zu ermöglichen. Eine ältere Schutzmethode ist das Verbinden der Gehäuse leitfähiger Geräte mit Masse. Wenn das Gerät beschädigt ist (verbrannte Isolierung, mechanische Beschädigung usw.) und die Spannung an das geerdete Gehäuse "herauskommt", werden Sicherungen durch Kurzschluss ausgelöst.

Ihr schwarzes Kabel geht wahrscheinlich zum Transformator im Kraftwerk / Trafostation. Es ist dort geerdet. In einigen Ländern muss das Erdungskabel an das Erdungssystem in der Nähe des Hauses angeschlossen werden (Metallbänder unter dem Haus vergraben). In diesem Fall ist das Kabel jedoch nicht schwarz, sondern gelb mit grünen Streifen. Das hängt vom in Ihrem Land verwendeten Erdungssystem ab. Informationen zu verschiedenen Erdungssystemen finden Sie auf Wikipedia (Link unten).

Erdung ist eine Sache mit "vielen Gesichtern" ...

Und es gibt keine "negative" oder "positive" Leitung im Wechselstrom. Es gibt Phasendraht, Null- und / oder Erdungsdraht. Der Phasendraht wird im Laufe der Zeit positiv (Spannung über Null) oder negativ (Spannung unter Null). Null bleibt auf Null relativ zu ... Erde / Boden :)

Kann jemand meine Sprachfehler korrigieren / überprüfen? Mein Englisch ist schlecht, ich möchte niemanden in so wichtigen Angelegenheiten irreführen (Erdung / Erdung).

— Kamil
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Es kann sich lohnen, den Unterschied zwischen Masse (dh dem geerdeten Leiter) und Neutral (dh dem Leiter, der den Laststrom in einer einphasigen Stromversorgung zurückgibt - der „schwarze Draht“, auf den sich John Hunt bezieht) zu erörtern Antwort ist meistens richtig.

— Li-aung Yip

@ Li-aungYip Richtig. Das hängt von der Art des Erdungssystems ab, mit dem das Haus mit Strom versorgt wird.

— Kamil

Klar, es kommt auf das Erdungssystem an. Außerdem ist meine Bemerkung, dass der schwarze Draht der Nullleiter ist, falsch - wie Peter Bennett in seinen Kommentaren betonte, verwendet Nordamerika Schwarz als aktiven Leiter.

— Li-aung Yip

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Eine Sicherheitserdung führt normalerweise keine nennenswerten Ströme. Eine Rückleitung (auch bekannt als "Common") leitet den gesamten Strom aus einem

— eingehenden

@ Kaz ich meinte Stromnetze. Ich habe das korrigiert.

— Kamil

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Achten Sie darauf, "Erde" / "Masse" und "negativ" / "neutral" nicht zu verwechseln.

Erde oder Erde ist der Leiter, der das Stromnetz mit der Masse der Erde verbindet, dh über vergrabene Elektroden. Der Erdleiter führt normalerweise keinen Strom. (Ausnahme: SWER-Linien.)

Alle Stromversorgungssysteme erfordern eine Erdung.

Wie Kamil bereits erklärt hat, ist dies erforderlich, um eine Spannungsreferenz bereitzustellen, statische Elektrizität abzuleiten, Blitzeinschläge auf die Erde abzuleiten usw. (Ausnahme: Stromversorgungssysteme mit isoliertem Nullleiter - nicht sehr häufig).
Neutral ist der Leiter, der einen Rückweg für den Laststrom bereitstellt.

Typische Farben für diese Leiter sind im Wikipedia-Artikel über Kabelfarbcodes angegeben.

Also, welche Energiesysteme haben Erden, welche neutrale und welche beide?

Aufschlüsselung nach Art des Stromversorgungssystems (australische Praxis; US-amerikanische Praxis kann abweichen.)

In einem Hochspannungs-Drehstromnetz gibt es drei aktive Leiter. Wenn die Last ausgeglichen ist, wie es bei Hochspannungsfreileitungen der Fall ist, wird der gesamte Strom von den drei Phasenleitern geführt und es wird kein Neutralleiter benötigt .

Erde wird unter anderem für Spannungsreferenz- und Sicherheitserdungszwecke verwendet.

Die vorhandenen Leiter sind also: 3 × aktive Leiter, Erde.

Zur Veranschaulichung hier ein Bild davon, wie der Strom in einem in Sternschaltung geschalteten Dreiphasensystem ohne Neutralleiter fließt:
In einem dreiphasigen Niederspannungsverteilungssystem ist die Last möglicherweise nicht ausgeglichen. Daher ist ein Neutralleiter erforderlich , um den unsymmetrischen Laststrom zu führen.

Neben dem Neutralleiter ist auch eine Erdung erforderlich. Ob dies zwischen Punkten zusammenhängt, hängt davon ab, wie die Erdung ausgelegt wurde. Zum Beispiel könnten zwei 100 Meter entfernte Gebäude separat geerdet werden und es würde keinen Erdleiter zwischen ihnen geben.

Die vorhandenen Leiter sind also: 3 × aktive Leiter, Neutralleiter und möglicherweise Erde.
In einem Niederspannungs-Einphasenstromkreis , wie er in Ihrem Haus vorkommt, haben Sie
- Ein aktiver Leiter, der den Laststrom von Ihrem lokalen Verteilertransformator leitet
- Ein Neutralleiter, der den Laststrom zu Ihrem lokalen Verteilertransformator zurückführt
- ein Erdungsleiter für Spannungsreferenz und Sicherheitserdung - dieser führt keinen Strom. Der Erdleiter führt nur dann Strom, wenn ein Kurzschluss von aktiv nach Masse vorliegt. In diesem Fall erkennt Ihr Fehlerstromschutzschalter (RCD, australische Bezeichnung) oder Ihr Fehlerstromschutzschalter (GFCI, US-Bezeichnung) dies und schaltet ab Ihre Stromversorgung.
Die vorhandenen Leiter sind also: 1 × Aktiv, Neutral, Erde.

— Li-aung Yip
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Es ist spät und ich gehe gleich ins Bett. Wenn ich irgendwelche ungeheuerlichen Fehler gemacht habe, kannst du meine Antwort jederzeit ändern.

— Li-aung Yip

Ich bin mir nicht sicher, aber wenn Sie Erde als Leiter verwenden, können Elektroden chemisch mit Wasser reagieren. Das Wasser ist nicht 100,00% Wasser, es enthält einige Salze, Säuren usw. Die Elektroden können sich sehr bald zersetzen, so dass es eine schlechte Idee sein kann, die Erde zu verwenden, um "alltägliche Strömungen" zwischen Gebäuden zu transportieren. Gute Nacht :)

— Kamil

"Alle Stromversorgungssysteme erfordern eine Verbindung zur Erde." - Wie funktionieren dann Flugzeuge?

— Paŭlo Ebermann

@ PaŭloEbermann "Wie funktionieren Flugzeuge dann?" Flugzeuge benötigen ebenfalls eine Erdverbindung, was äußerst wichtig ist. Wenn das Flugzeug fliegt, werden spezielle "Dochte" verwendet, um es teilweise zu entladen. Während der Landung werden Entlader im Fahrwerk eingesetzt. Wenn das Flugzeug auf dem Flughafen betankt wird, muss es dauerhaft geerdet und an einen Tanklastwagen angeschlossen sein, der es betankt, um eine Kraftstoffexplosion zu verhindern.

— Kamil

Ich möchte auch vorschlagen, dieses Bild zu Ihrer Antwort hinzuzufügen : upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/3-phase_flow.gif . Es liefert eine gute Vorstellung über den dreiphasigen Stromfluss ohne Neutralleiter.

— Peter

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Ich würde gerne wissen, ob Freileitungen so funktionieren und wo genau die Kabel / Stromkreise enden - an Umspannwerken oder so?

Gehen Sie nach draußen und suchen Sie einen Strommast mit einem Dosentransformator und untersuchen Sie ihn sorgfältig. Die Konfigurationen variieren erheblich, aber ein typisches Setup in Nordamerika ist:

Es gibt eine Hochspannungs-Hotline und eine Hochspannungs-Rückleitung, die einen Stromkreis zum Umspannwerk herstellen.
Der Transformator ist an die Hochspannung heiß und neutral angeschlossen.
Der Transformator senkt die ~ 7200 V Wechselspannung auf 240 V Wechselspannung, die als zwei Hots und ein Neutralleiter konfiguriert ist, wobei die Hots 240 V Wechselspannung voneinander und jeweils 120 V Wechselspannung vom Neutralleiter entfernt sind. Sie werden in Großbritannien wahrscheinlich eine etwas andere Konfiguration haben, da Sie meines Erachtens die ganze Show über 240 V Wechselstrom verwenden.
Ein Erdungskabel führt entweder den Pol vom Transformator zur Erde hinunter oder der Pol wird durch ein Stahlkabel fixiert, das als Transformatormasse dient.
Die zwei Hots und ein Neutral gehen an Ihre Leistungsschalterbox.
Die Schutzschalterbox selbst könnte durch ein Kupferkabel geerdet sein, das an einer im Hof vergrabenen Stange befestigt ist.

Letztendlich werden Gründe als Gründe bezeichnet, weil sie sich an den Boden binden. Typischerweise erwarten wir dedizierte Erdungsleitungen, die tatsächlich geerdet sind und nur in Notfällen Strom führen. Normalerweise sollte der Strom im heißen Zustand dem Strom im neutralen Zustand entsprechen.

Für Anfänger ist es hilfreich, sich Analogien mit Wasser zu überlegen. Das Heiße sind die unter Druck stehenden Versorgungsleitungen. Der Nullleiter ist die Ablaufleitung. Der Sicherheitsgrund ist ein zusätzlicher Abfluss im Keller, der nur bei Überschwemmungen des Hauses verwendet wird.

Es gibt viele Bilder im Internet, die zeigen, wie das alles funktioniert. Hier sind ein paar:

http://waterheatertimer.org/See-inside-main-breaker-box.html

— Eric Lippert
quelle

Wie viel Leistung kann ein typischer Transformator haben? waterheatertimer.org/images/Electricity-from-the-pole-4.jpg Es gibt überall 7,2-kV-Leitungen und jedes Haus hat einen eigenen Transformator in den USA?

— Kamil

@Kamil: Die Spannungen im Umspannwerk variieren, und ein Transformator versorgt normalerweise einige Häuser. Aber im Grunde genommen ist dies in Wohnvierteln mit oberirdischem Stromnetz der Fall. Ich weiß nicht, wie es mit Häusern weitergeht, bei denen der Service durch den Boden läuft.

— Eric Lippert

@Kamil: Ich würde erwarten, dass ein kleiner Transformator wie dieser etwa 50-100 kVA hat. Poletop-Transformatoren können bis zu 500 kVA groß werden, bevor sie zu schwer werden, um Masten aufzusetzen.

— Li-aung Yip

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Die meisten industriellen Stromleitungen verwenden Wechselstrom, sodass keine positiven und negativen Drähte vorhanden sind. Üblich sind 3-Phasen- und Neutralleiter. Elektrische Verbraucher können alle drei Phasendrähte oder nur eine Phase und Nullleiter (wie die meisten Haushaltsdrähte) verwenden.

Gemeinsame Stromkreise bestehen aus diesen drei Geräten: Elektrizitätswerk - Umspannwerk, das Spannung (oder eine Reihe von ihnen) umwandelt - Leistungsaufnahmegerät. Phasendrähte und Neutralleiter bilden einen geschlossenen Stromkreis zwischen zwei von ihnen.

Für den Trolley-Transport (Elektrobusse, Züge) wird neben Wechselstrom auch Gleichstrom verwendet. Ein Wagen ist oft positiv und ein anderer Wagen oder eine andere Schiene ist negativ. In diesem Fall werden die Wagen von einer Unterstation mit Strom versorgt, die den Strom aus der industriellen Wechselstromleitung umwandelt und auch gleichrichtet.

— Vovanium
quelle

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Das ist wahr. In den USA erhalten Privatkunden jedoch in der Regel "Split-Phase" -Strom. Dies bedeutet, dass sie zwei Wechselstromleitungen und einen Nullleiter erhalten. Die Leitungen sind um 180 Grad phasenverschoben und nicht um 120 Grad wie bei einem 3-Phasen-System. Auf diese Weise können Sie 120 VAC von Leitung zu Neutralleiter oder 240 VAC von Leitung zu Leitung erhalten. Diese Verbindungen werden hergestellt, indem die entsprechenden Leistungsschalter im Hauptschalterfeld eines Hauses ausgewählt werden.

— Bitsmack

@bitsmack Also ... diese Kunden haben 3-Draht-System? 2 Phasen und Null?

— Kamil

@Kamil Drei "stromführende" Drähte: Leitung 1, Leitung 2 und Neutralleiter. Die Leitungen 1 und 2 sind "heiß" oder erregt. Neutral liefert den Rückstrompfad. Es gibt auch einen "Erdungsleiter", der entweder vom Versorgungsunternehmen stammt oder mit einem großen Erdungsstab verbunden ist, der an jedem Haus in die Erde eingetrieben wird. Dieser Erdungsanschluss wird nur aus Sicherheitsgründen verwendet: Der Strom fließt nur nach einem Stromausfall zur Erde. Durch diesen Strom werden die Leistungsschalter (und Erdschlussschalter) ausgelöst.

— Bitsmack

@bitsmack Ich weiß, wie Erdung / Erdung funktioniert. War nur neugierig auf USA-Systeme. Ich habe nie davon erfahren.

— Kamil

@Kamil Sehr gut, ich habe nicht versucht, herablassend zu sein. Ich habe Ihre Antwort gelesen und es ist offensichtlich, dass Sie wissen, wovon Sie sprechen! Wikipedia hat eine Seite über diese Art von System: en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power . Pass auf dich auf :)

— bitsmack