Qual é a principal função da haste de aterramento e como alcançar a equalização potencial do solo?

O papel básico das hastes de terra em sistemas elétricos
O haste moída é uma parte indispensável e importante do sistema de aterramento elétrico. É usado principalmente para guiar com segurança a corrente de equipamentos elétricos ou sistemas de energia para a Terra. Sua função principal é fornecer um caminho de baixa resistência para que a corrente possa ser descarregada rapidamente no solo no caso de um curto-circuito, um raio, mutação de tensão ou falha do sistema, evitando danos ao pessoal, equipamentos ou edifícios.
A haste do solo é enterrada no fundo do subsolo e forma um bom contato com o solo, estabelecendo assim um ponto de referência próximo ao potencial da Terra. Seja usado para trabalhar em aterramento, aterramento protetor do sistema de energia ou aterramento de proteção contra raios para proteção contra raios, a haste do solo pode desempenhar um papel de suporte básico em todo o sistema. Ele forma um caminho condutor contínuo com o solo através de materiais metálicos para alcançar a evacuação e o equilíbrio da energia elétrica anormal.

O conceito e o significado da equalização potencial do solo
A equalização do potencial do solo refere -se ao uso de conexões de aterramento razoáveis em um sistema elétrico para fazer todos os invólucros de metal, estruturas, condutores e equipamentos elétricos relacionados têm aproximadamente o mesmo potencial para evitar arco ou choque elétrico causado por diferenças de tensão. Isso é de grande significado para garantir a segurança pessoal, impedir danos nos equipamentos e interferência de sinal.
Em sistemas de energia, comunicação ou automação industrial em larga escala, muitas vezes existem estruturas de aterramento ou distribuição de vários pontos entre dispositivos. Se não houver um bom equilíbrio potencial de solo, quando as alterações atuais ou as greves de raios interferem, pode haver uma diferença potencial de dezenas de volts ou até mais entre os dispositivos, o que afetará diretamente a transmissão do sinal ou a estabilidade dos componentes eletrônicos e, em casos graves, causarão travamentos ou incêndios no sistema.

O papel das barras de terra na obtenção do equilíbrio potencial do solo
O papel central das hastes do solo no equilíbrio potencial do solo é construir um caminho de aterramento confiável de baixa impedância, ajudando assim a manter valores potenciais consistentes ou aproximadamente consistentes entre cada dispositivo e o condutor de aterramento. Ao padronizar o arranjo e a conexão de hastes de terra, vários nós no sistema podem ser efetivamente conectados para formar uma grade de terra com um potencial uniforme.
Geralmente, várias hastes de aterramento são interconectadas através de tiras de cobre, ferros planos ou fios de aterramento e conectados a peças elétricas, como a carcaça de metal do equipamento e a camada de blindagem do cabo para formar um sistema de aterramento completo. Quanto menor a resistência de contato entre a haste do solo e o solo, mais forte a capacidade de equilíbrio potencial do solo de todo o sistema. Ao mesmo tempo, um layout de aterramento razoável também pode suprimir a propagação de correntes perdidas de alta frequência ou ondas de interferência e melhorar a estabilidade do sistema.

A influência do material da haste do solo e o desempenho na equalização potencial do solo
As hastes de terra de diferentes materiais têm condutividade diferente, resistência à corrosão e eficiência de aterramento, o que também terá um certo impacto no efeito de equalização do solo. Os materiais comuns da haste do solo incluem cobre puro, aço revestido de cobre, aço galvanizado de mergulho a quente, aço inoxidável, etc. Entre eles, as hastes de aço revestidas de cobre são amplamente utilizadas devido à sua boa condutividade e resistência à corrosão.
A estabilidade do material determina se a haste do solo pode manter um estado de baixa resistência por um longo tempo. Uma vez que a haste do solo corroja ou a resistência aumentar, a capacidade de equalização do potencial do solo diminuirá e ocorrerão possíveis diferenças potenciais e riscos de interferência. Portanto, ao selecionar, não apenas a condutividade deve ser considerada, mas também os fatores como pH, umidade e resistividade do solo no local devem ser avaliados para selecionar a combinação de material apropriada e o método de tratamento de revestimento.

A influência da instalação e layout da haste do solo no efeito de equalização
O método de instalação e a estrutura do layout são os principais fatores que afetam o efeito de equalização da haste do solo. A prática padrão geralmente exige que a haste do solo seja acionada verticalmente no solo com um comprimento não inferior a 1,5 metros e se deve aumentar o número ou usar materiais condutores auxiliares (como intensificadores de aterramento) devem ser determinados de acordo com as condições do solo.
No sistema elétrico, várias hastes de aterramento devem ser dispostas em intervalos iguais e interconectadas em um anel através de condutores de baixa resistência para formar uma rede de terra fechada. Especialmente em equipamentos de comunicação, salas de computador, subestações e outras ocasiões, vários pontos de aterramento devem ser estabelecidos e um loop de equalização de tensão deve ser formado através do barramento de aterramento para impedir que a diferença de tensão seja concentrada em um determinado nó. Além disso, a mistura de hastes de aterramento e aterramento da linha de alta tensão deve ser evitada para reduzir o acoplamento de interferência.

Tabela de configuração comum na aplicação prática da equalização potencial do solo
A tabela a seguir resume os métodos de configuração de haste de aterramento comum e suas características potenciais de equalização do solo em diferentes cenários:

Configurações comuns de haste do solo e efeitos de equalização potencial do solo

O valor abrangente de hastes de aterramento na segurança do sistema
Além de alcançar a equalização potencial do solo, as hastes de aterramento também desempenham vários papéis de proteção em todo o sistema elétrico. O primeiro é reduzir a tensão do revestimento do equipamento para evitar vazamentos e lesões; O segundo é fornecer um canal de drenagem em caso de raios ou sobretensão induzida para evitar o acúmulo de energia elétrica; O terceiro é fornecer um ponto de referência de aterramento estável e de baixo ruído para vários equipamentos eletrônicos sensíveis para melhorar a estabilidade do sinal.
A coordenação razoável de hastes de aterramento e sistemas de aterramento é a base para a operação segura de longo prazo do sistema. Ignorar a equalização do potencial do solo não afetará apenas o desempenho do equipamento, mas também pode causar acidentes elétricos. Portanto, a qualidade da instalação, a seleção de materiais e o arranjo de conexão de hastes de terra devem ser considerações importantes ao projetar ou manter um sistema elétrico.