RU2240633C1 - Method and device for grounding power consumers - Google Patents

Method and device for grounding power consumers Download PDF

Info

Publication number
RU2240633C1
RU2240633C1 RU2003120705/28A RU2003120705A RU2240633C1 RU 2240633 C1 RU2240633 C1 RU 2240633C1 RU 2003120705/28 A RU2003120705/28 A RU 2003120705/28A RU 2003120705 A RU2003120705 A RU 2003120705A RU 2240633 C1 RU2240633 C1 RU 2240633C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
socket
grounding
resistor
receptacle
conductor
Prior art date
Application number
RU2003120705/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003120705A (en
Inventor
С.И. Коструба (RU)
С.И. Коструба
Е.В. Халин (RU)
Е.В. Халин
Д.С. Стребков (RU)
Д.С. Стребков
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
Priority to RU2003120705/28A priority Critical patent/RU2240633C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2240633C1 publication Critical patent/RU2240633C1/en
Publication of RU2003120705A publication Critical patent/RU2003120705A/en

Links

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: installation of plug sockets in newly commissioned houses or those reconstructed.
SUBSTANCE: installation of three-jack sockets in newly commissioned buildings or those subjected to reconstruction or overhaul involves insertion of 5-Ohm resistor into plug socket. One lead of resistor is connected to ground contact of socket and other one, to socket metal box. The latter is set in concrete or brick wall on non-insulating mortar. Power is supplied to socket from protective gear responding to differential leakage current. Proposed method provides for grounding power consumers in supply mains having no neutral conductor.
EFFECT: enhanced efficiency of phase-to-neutral fault protection.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение имеет отношение к электротехнике, в частности к эксплуатации электроприемников, включая бытовые электроприборы и компьютеры, и тесно связано с установкой трехконтактных розеток европейского типа во вновь возводимых, реконструируемых и капитально ремонтируемых жилых, общественных и производственных зданиях всех типов, а также оно связано с заменой двухконтактных розеток на трехконтактные в уже эксплуатируемых жилых квартирах и иных помещениях (школах, детских садах, больницах и поликлиниках, институтах, редакциях журналов и газет, министерствах и ведомствах и т.д.), т.е. всюду, где до сих пор продолжают иметь место и функционировать устаревшие двухконтактные розетки, не предназначенные для заземления электроприемников.The invention relates to electrical engineering, in particular to the operation of power receivers, including household electrical appliances and computers, and is closely related to the installation of three-pin European-type sockets in newly constructed, reconstructed and overhaul residential, public and industrial buildings of all types, and it is also associated with the replacement two-pin outlets to three-pin outlets in already operating residential apartments and other premises (schools, kindergartens, hospitals and clinics, institutes, editorial offices and newspapers, ministries and departments, etc.), ie, wherever outdated two-pin sockets, not intended for grounding electrical receivers, still continue to take place and function.

Известны различные способы заземления электроприемника, например, изложенные в справочнике Р.Н. Карякина “Заземляющие устройства электроустановок”, Москва, ЗАО “Энергосервис”, 2000. Все они заключаются в присоединении заземляемой части электроприемника к заземлителю трансформаторной подстанции (ТП) или электростанции (ЭС) посредством нулевого защитного проводника (так называемого РЕ-проводника) в электрических сетях с системами заземления типов TN-S и TN-C-S или посредством объединенного нулевого защитного и нулевого рабочего проводников (так называемого PEN-проводника) в электрических сетях с системой заземления типа TN-C. Все эти способы направлены на достижение двух главных целей - на устранение излучения электроприемником вредного для здоровья человека электромагнитного поля и на снижение вероятности поражения человека электрическим токам в случае нарушения электрической изоляции в электроприемнике.There are various ways of grounding an electrical receiver, for example, described in the reference R.N. Karjakina “Grounding devices of electrical installations”, Moscow, ZAO “Energoservice”, 2000. All of them consist in connecting the grounded part of the electrical receiver to the grounding of a transformer substation (TP) or power station (ES) through a protective earth conductor (so-called PE conductor) in electrical networks with grounding systems of types TN-S and TN-CS or through the combined zero protective and zero working conductors (the so-called PEN conductor) in electrical networks with a grounding system of type TN-C. All these methods are aimed at achieving two main goals - to eliminate the emission of an electromagnetic field harmful to human health by an electric receiver and to reduce the likelihood of a person being struck by electric currents in the event of a violation of electrical insulation in the electric receiver.

Основными недостатками всех известных способов заземления являются, во-первых, большой расход проводов на их реализацию и, во-вторых, резкое возрастание опасности образования пожаров от коротких замыканий.The main disadvantages of all known methods of grounding are, firstly, the high consumption of wires for their implementation and, secondly, a sharp increase in the risk of fires from short circuits.

Наиболее близким к заявленному является способ заземления электроприемника, включающий присоединение его корпуса к заземленному на ТП или ЭС нулевому защитному проводнику (РЕ-проводнику) электрической сети посредством штепсельного соединения с заземляющим контактом, подсоединенным к указанному РЕ-проводнику, и известно устройство для осуществления указанного способа, представляющее собой трехконтактную розетку европейского типа, заземляющий контакт которой подсоединен к РЕ-проводнику электрической сети, а сама розетка получает питание от устройства защиты по дифференциальному току (Справочник Р.Н. Карякина “Заземляющие устройства электроустановок”, Москва, ЗАО “Энергосервис”, 2000).Closest to the claimed one is a method of grounding the power receiver, including attaching its body to a ground protective conductor (PE conductor) grounded on a TP or ES by means of a plug connection with a ground contact connected to said PE conductor, and a device is known for implementing this method , which is a three-pin socket of the European type, the grounding contact of which is connected to the PE conductor of the electrical network, and the socket itself receives residual current protection device (RN Karyakin's Handbook “Grounding Devices for Electrical Installations”, Moscow, CJSC Energoservice, 2000).

Этот способ заземления и устройство для его осуществления выбраны в качестве прототипа.This grounding method and device for its implementation are selected as a prototype.

Прототип имеет три существенных недостатка. Во-первых, он требует для своей реализации не двух, а трех проводников, прокладываемых в стенах помещения к каждой розетке, что на треть увеличивает расход проводов. Кроме того, если двухконтактную розетку меняют на трехконтактную в квартире, в которой уже живут люди, то для прокладки третьего проводника необходимо долбить штробы (канавки) в стенах с последующей заделкой их после прокладки проводника, что дополнительно требует еще большого объема работ и денежных средств, а главное, связано с немалыми неудобствами для проживающих. Во-вторых, при присоединении заземляющих контактов нескольких розеток к одному и тому же РЕ-проводнику резко возрастает вероятность поражения электрическим током в случае появления опасного напряжения на РЕ-проводнике. Так, при пробое электрической изоляции между фазным и РЕ-проводниками, например, на вводе в здание, с образованием электрической дуги в месте короткого замыкания и отгоранием под воздействием этой дуги нулевого провода сети со стороны источника питания, на РЕ-проводнике появится опасное для жизни человека напряжение, близкое к 220 В. В этом случае РЕ-проводник из защитного превращается в свою противоположность и тем самым создает особую опасность поражения электрическим током, поскольку на всех подсоединенных к нему корпусах электроприемников, причем с совершенно исправной изоляцией, появится опасное для жизни человека напряжение. Такие аварийные режимы могут длиться неопределенно долго, иногда месяцами и проявляют себя только после того, как начнут гибнуть люди. Чем больше розеток своими заземляющими контактами присоединены к указанному РЕ-проводнику, тем, естественно, выше вероятность поражения людей электрическим током. Действительно, допустим, что к указанному РЕ-проводнику присоединена своим заземляющим контактом только одна розетка. Поражение человека произойдет в том случае, если в эту розетку будет включен электроприемник и стоящий на электропроводящем полу человек будет прикасаться к корпусу данного электроприемника. Обозначим вероятность поражения человека электрическим током в рассматриваемом случае через р. При десяти розетках, как нетрудно подсчитать, вероятность Р(10) поражения электрическим током станет равной P(10)=10p, т.е. возрастает на порядок. При ста розетках - на два порядка и т.д. Одновременно возрастает опасность групповых электропоражений. Указанные выше аварийные режимы, при которых на РЕ-проводнике появляются напряжения порядка 220 В с того фазного провода, на котором произошло короткое замыкание, приводят к тому, что для подавляющего большинства электроприемников, питающихся от двух других фазных проводов, напряжение на токоведущих частях по отношению к корпусу возрастет с фазного до линейного, т.е. до 380 В, что неизбежно ведет к резкому возрастанию вероятности пробоя изоляции токоведущих частей на корпуса в этих электроприемниках, а они, в свою очередь, к новым коротким замыканиям. Хорошо известно, что именно короткое замыкание и является причиной многих пожаров. Кроме того, при возникновении указанного аварийного режима все абсолютно исправные и заземленные на РЕ-проводник электроприемники начинают облучать окружающих электромагнитным полем.The prototype has three significant drawbacks. Firstly, it requires for its implementation not two, but three conductors, laid in the walls of the room to each outlet, which increases the consumption of wires by a third. In addition, if a two-pin socket is changed to a three-pin socket in an apartment in which people already live, then for laying a third conductor, it is necessary to hollow the strobes (grooves) in the walls, followed by terminating them after laying the conductor, which additionally requires a lot of work and money, and most importantly, it is associated with considerable inconvenience to residents. Secondly, when the grounding contacts of several outlets are connected to the same PE conductor, the probability of electric shock in case of a dangerous voltage on the PE conductor increases sharply. So, in the event of a breakdown of the electrical insulation between the phase and PE conductors, for example, at the entrance to the building, with the formation of an electric arc at the site of a short circuit and burning off the neutral wire of the network from the power source, a life-threatening PE conductor will appear voltage close to 220 V. In this case, the PE conductor from the protective turns into its opposite and thereby creates a special danger of electric shock, since on all cases connected to it by electric Ikov, and with perfectly good insulation, there is a danger to human life stress. Such emergency conditions can last indefinitely, sometimes for months, and manifest themselves only after people begin to die. The more outlets connected to the indicated PE conductor with their grounding contacts, the naturally higher the likelihood of electric shock to people. Indeed, suppose that only one socket is connected to the indicated PE conductor by its grounding contact. A person will be defeated if an electric receiver is connected to this outlet and a person standing on the electrically conductive floor touches the body of this electric receiver. Let us denote the probability of a person being struck by electric current in the case under consideration by p. With ten outlets, it is easy to calculate that the probability P (10) of electric shock will become equal to P (10) = 10p, i.e. increases by an order of magnitude. With a hundred outlets - two orders of magnitude, etc. At the same time, the danger of group electrocution increases. The above emergency conditions, in which voltages of the order of 220 V appear on the PE conductor from the phase wire on which the short circuit occurred, lead to the fact that for the vast majority of power receivers powered by two other phase wires, the voltage on the live parts in relation to to the body will increase from phase to linear, i.e. up to 380 V, which inevitably leads to a sharp increase in the probability of breakdown of insulation of live parts on the chassis in these power consumers, and they, in turn, lead to new short circuits. It is well known that it is a short circuit that causes many fires. In addition, when the specified emergency mode occurs, all absolutely functional and grounded to the PE-conductor power receivers begin to irradiate the surrounding electromagnetic field.

Задачей изобретения является устранение всех перечисленных выше недостатков, а именно: снижение расхода проводов, снижение трудоемкости и устранение неудобств жильцам квартир при замене двухконтактных розеток устаревшего типа на трехконтактные европейского типа, снижение вероятности поражения электрическим током, полное устранение самой возможности коротких замыканий токоведущих частей на корпуса заземленных электроприемников, устранение облучения окружающих электромагнитным полем.The objective of the invention is to eliminate all of the above disadvantages, namely: reducing wire consumption, reducing the complexity and eliminating inconvenience to apartment residents when replacing obsolete two-pin outlets with three-pin European types, reducing the likelihood of electric shock, completely eliminating the possibility of short circuits of live parts on the housing grounded electrical receivers, elimination of exposure to the surrounding electromagnetic field.

В результате использования заявленного технического решения все перечисленные недостатки устранены. Так, для снижения расхода проводов (практически до нуля) предложено в качестве заземлителя использовать замурованную в бетонную (или кирпичную) стену помещения металлическую подрозеточную коробку, выполненную из металла и неокрашенную снаружи, закрепленную в стене бетонным, алебастровым или иным раствором, не являющимся изолирующим. При нормальной влажности бетона сопротивление растеканию подрозеточной коробки составляет порядка 1-2 кОм, что вполне достаточно, причем с огромным, практически десятикратным запасом, для выполнения коробкой всех функций заземлителя при использовании защиты по дифференциальному току утечки. Во влажных помещениях указанный выше запас еще больше возрастает, повышая тем самым надежность защиты. В очень сухих помещениях запас по току срабатывания, естественно, падает, но зато резко возрастает сопротивление растеканию тока с ног стоящего на полу человека, что само по себе резко повышает электробезопасность. Для устранения на коробке опасного электрического потенциала в случае нарушения изоляции в электроприемнике присоединение к коробке предлагается выполнять через резистор, сопротивление которого в сумме с сопротивлением растеканию тока с коробки в землю обеспечивало бы срабатывание защиты по дифференциальному току, например, 5 кОм. Предложенное техническое решение не требует прокладки по стенам дополнительного проводника, а следовательно, снижает трудоемкость и не создает жильцам неудобств при замене розеток. Вероятность поражения человека электрическим током при применении указанного технического решения минимальна, поскольку отсутствует связь заземляющих контактов розеток между собой. А наличие резистора и высокое сопротивление растеканию тока с подрозеточных коробок в землю полностью исключают опасные с позиции возникновения пожаров короткие замыкания.As a result of using the claimed technical solution, all of the listed disadvantages are eliminated. So, to reduce the consumption of wires (almost to zero), it is proposed to use a metal sub-socket box made of metal and unpainted outside, fixed in the wall with a concrete, alabaster or other solution that is not insulating, walled into the concrete (or brick) wall of the room as a ground electrode. At normal humidity of the concrete, the resistance to spreading of the subgrid box is about 1-2 kOhm, which is quite enough, and with a huge, almost ten-fold margin, for the box to perform all the functions of the ground electrode when using protection against differential leakage current. In wet rooms, the above margin increases even more, thereby increasing the reliability of protection. In very dry rooms, the margin of response current, of course, decreases, but the resistance to current spreading from the feet of a person standing on the floor increases sharply, which in itself dramatically increases electrical safety. To eliminate the dangerous electrical potential on the box in case of insulation failure in the power receiver, it is proposed to connect to the box through a resistor, the resistance of which, together with the resistance to current spreading from the box to the ground, would provide protection for differential current, for example, 5 kOhm. The proposed technical solution does not require laying an additional conductor on the walls, and therefore, reduces the complexity and does not create inconvenience to residents when replacing outlets. The probability of a person being struck by electric shock when using the indicated technical solution is minimal, since there is no connection between the grounding contacts of the outlets among themselves. And the presence of a resistor and high resistance to current spreading from the socket boxes to the ground completely exclude short circuits that are dangerous from the point of view of fires.

Технический результат достигается тем, что в способе заземления электроприемника, включающем присоединение его корпуса (или иной заземляемой части) к заземлителю, в качестве заземлителя используют закрепленную в бетонной (или кирпичной) стене помещения металлическую подрозеточную коробку, а присоединение к ней осуществляют через резистор с большим электрическим сопротивлением.The technical result is achieved by the fact that in the method of grounding the power receiver, including connecting its body (or other grounded part) to the ground electrode, a metal socket box fixed to the concrete (or brick) wall of the room is used as the ground electrode, and connection to it is carried out through a resistor with a large electrical resistance.

В устройстве для заземления электроприемника, содержащем трехконтактную штепсельную розетку, один контакт которой является заземляющим, крепящуюся к замурованной в стену подрозеточной коробке, питающуюся от устройства защиты по дифференциальному току утечки, заземляющий контакт розетки соединен через резистор с подрозеточной коробкой, выполненной из металла и неокрашенной снаружи, закрепленной в стене бетонным, алебастровым или иным раствором, не являющимся изолирующим.In a device for grounding an electrical receiver containing a three-pin plug outlet, one contact of which is grounding, attached to a wall-mounted subgrid box, powered by a differential leakage current protection device, the grounding contact of the outlet is connected through a resistor to an outlet box made of metal and unpainted outside fixed in the wall with concrete, alabaster or other solution that is not insulating.

На чертеже представлена схема устройства, где изображена розетка 1 с рабочими контактами 2 и заземляющим контактом 3, подсоединенным через резистор 4 к подрозеточной коробке 5, находящейся в бетонной стене 6.The drawing shows a diagram of the device, which depicts a socket 1 with working contacts 2 and a grounding contact 3 connected through a resistor 4 to the socket box 5 located in the concrete wall 6.

Работает устройство следующим образом. В квартире (офисе, кабинете и т.д.) обычную двухконтактную розетку заменяют на трехконтактную, один из контактов которой заземляющий подключен к подрозеточной металлической коробке через находящийся в розетке резистор. Когда в розетку будет вставлена трехконтактная вилка электроприемника, он сразу же окажется заземленным.The device operates as follows. In an apartment (office, office, etc.), a conventional two-pin socket is replaced with a three-pin one, one of the contacts of which the ground is connected to a metal socket box through a resistor located in the socket. When the three-pin plug of the power receiver is inserted into the outlet, it will immediately be grounded.

Конкретный пример.Specific example.

В трехконтактную розетку помещают резистор сопротивлением 5 кОм, один конец которого подсоединяют к заземляющему контакту розетки, а второй - к подрозеточной металлической коробке. Указанную розетку ставят взамен удаленной двухполюсной. Если в стене находилась пластмассовая подрозеточная коробка, ее меняют на металлическую и закрепляют в стене на бетонном растворе.A 5-kΩ resistor is placed in a three-pin socket, one end of which is connected to the grounding pin of the socket, and the other end to the undergrid metal box. The specified outlet is replaced by a remote bipolar. If there was a plastic subgrid box in the wall, it is changed to a metal box and fixed in the wall on a concrete mortar.

Claims (2)

1. Способ заземления электроприемника, включающий присоединение его корпуса (или иной заземляемой части) к заземлителю, отличающийся тем, что в качестве заземлителя используют закрепленную в бетонной (или кирпичной) стене помещения металлическую подрозеточную коробку, а присоединение к ней осуществляют через резистор с большим электрическим сопротивлением.1. The method of grounding the power receiver, including attaching its body (or other grounded part) to the ground electrode, characterized in that a metal receptacle mounted in a concrete (or brick) wall of the room is used as the ground electrode, and connection to it is carried out through a resistor with a large electric resistance. 2. Устройство для заземления электроприемника, содержащее трехконтактную штепсельную розетку, один контакт которой является заземляющим, крепящуюся к замурованной в стену подрозеточной коробке, питающуюся от устройства защиты по дифференциальному току утечки, отличающееся тем, что заземляющий контакт розетки соединен через резистор с подрозеточной коробкой, выполненной из металла и неокрашенной снаружи, закрепленной в стене раствором, не являющимся изолированным.2. A device for grounding an electrical receptacle, comprising a three-pin receptacle, one contact of which is a ground receptacle, attached to a wall-mounted subgrid box, powered by a differential leakage current protection device, characterized in that the grounding contact of the receptacle is connected through a resistor to a receptacle box made from metal and unpainted outside, fixed in the wall with a solution that is not insulated.
RU2003120705/28A 2003-07-09 2003-07-09 Method and device for grounding power consumers RU2240633C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120705/28A RU2240633C1 (en) 2003-07-09 2003-07-09 Method and device for grounding power consumers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120705/28A RU2240633C1 (en) 2003-07-09 2003-07-09 Method and device for grounding power consumers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2240633C1 true RU2240633C1 (en) 2004-11-20
RU2003120705A RU2003120705A (en) 2005-01-10

Family

ID=34311070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003120705/28A RU2240633C1 (en) 2003-07-09 2003-07-09 Method and device for grounding power consumers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2240633C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8044297B2 (en) 2005-09-19 2011-10-25 Abb Technology Ltd. Ground electrode

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Правила устройства электроустановок. Изд.7-е, 2002 г. § 1.7.146. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8044297B2 (en) 2005-09-19 2011-10-25 Abb Technology Ltd. Ground electrode

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003120705A (en) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5515218A (en) Ground fault circuit interrupter, circuit, circuit tester and method
Campbell Home electrical fires
US9281644B2 (en) Power strip having a first power cord with a 110-120V plug and a second power cord with a 220-240V plug
MXPA05003880A (en) Ac power phase indicator.
Naumov An analysis of fires due to violation of the rules for design and operation of electrical plants, and how to prevent them in residential buildings (on the example of the amur region)
RU2240633C1 (en) Method and device for grounding power consumers
KR101022750B1 (en) Insulation tube for wiring guide of apartment house
JP2016503949A (en) Electrode structure having an electric shock prevention function
CN108879673A (en) A kind of low-voltage safety power supply system
Rigby Design of electrical services for buildings
US11456584B1 (en) Quick connect generator cable
CN209375134U (en) A kind of low-voltage safety power supply system
Mitolo et al. Ground-fault conditions in low-voltage systems: Potential differences between exposed conductive parts
US20180174790A1 (en) "SAVUS" A simple, low cost emergency home power connection
Arora Important Points for Making India Free of Electrical Accidents & Fire in Residential & Commercial Building
Mitolo et al. Latent potential differences between exposed-conductive-parts under ground-fault conditions in low-voltage systems
US7425780B2 (en) Safety interface system
Awadi et al. DIALUX EVO Program HOTEL DESIGN BY DIALUX EVO
BR202021024357U2 (en) CONTINUOUS POLE OUTLET
CN210272882U (en) Grounding device and grounding system
US20150325343A1 (en) Apparatus and method for preventing accidental ground-faults in residential electical wiring systems
Stauffer NFPA's Pocket Dictionary of Electrical Terms
RU33441U1 (en) Ground conductor
Firaldi et al. Hasanuddin University Training Center and Convention Hotel Electrical Installation Study
TR2022019811U5 (en) EXTENDING SOCKET

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070710