Uziemienie ochronne: zasada działania i obwody. Co to jest uziemienie w prostych słowach Uziemienie w obwodzie elektrycznym

Tworząc połączenie elektryczne konstrukcji metalowych urządzeń przemysłowych i domowych z ziemią, zwiększa się bezpieczeństwo podczas ich eksploatacji. Ta metoda służy do zapobiegania porażeniu prądem elektrycznym w przypadku zagrożenia.

Poniższy rysunek przedstawia podstawowe zasady funkcjonowania systemu ochronnego. Nawet przy użyciu wysokiej jakości automatycznych urządzeń szybkość ich wyłączania będzie niewystarczająca, aby całkowicie wyeliminować możliwość porażenia prądem osoby. W przypadku uziemienia powstanie obwód o mniejszej rezystancji. Zmniejszy to szkodliwy wpływ na organizm człowieka do bezpiecznego poziomu.

Uziemienie ochronne jest niezbędnym elementem bezpieczeństwa, aby zapobiec porażeniu prądem

Zasada działania

Jest zwykle instalowany w celu ochrony w przypadku zwarcia. Jeśli przewód fazowy zostanie odłączony i dotknie metalowej obudowy urządzenia, obudowa będzie pod napięciem.

Prawidłowo wykonane uziemienie ochronne tworzy obwód elektryczny o niskiej rezystancji. To ta ścieżka jest najbardziej korzystna dla prądu elektrycznego, więc przypadkowe dotknięcie ciała osoby nie będzie niebezpieczne (ryc. powyżej).

Należy zauważyć, że takie urządzenie będzie jednocześnie pełnić kilka ważnych funkcji:

1. Zapewni również ochronę w przypadku, gdy potencjalnie niebezpieczne napięcie na obudowie jest tworzone nie przez zwarcie, ale przez prądy indukcyjne. Takie sytuacje są możliwe w instalacjach o wysokim napięciu i gdzie dopuszczalne jest narażenie na promieniowanie mikrofalowe.
2. W przypadku stosowania martwego przewodu neutralnego i niektórych innych schematów połączeń w obwodzie zasilania, podczas zwarcia pojawią się długie impulsy o dużej amplitudzie, wystarczające do wyzwolenia automatów wyłączających napięcie.
3. W przypadku uderzenia pioruna w uziemiony sprzęt, taki przewodnik zapewni pewną ochronę przed uszkodzeniem.

Zgodnie z tym wzorem oblicza się rezystancję przewodu obwodu ochronnego między magistralą główną a rozdzielnicą: 50 x STsFN / LV. STsFN - rezystancja w obwodzie zerowej fazy; LV - napięcie nominalne w woltach.

Aby nie pomylić się z terminologią, należy zrozumieć prawdziwe znaczenie następujących nazw:

• Pracownik nazywa się uziemieniem, które działa jako drugi przewodnik. Służy do zasilania instalacji w energię elektryczną, rozwiązując inne problemy.
• Wspomniana powyżej ochrona odgromowa nie jest przeznaczona. Aby zapewnić bezpieczeństwo podczas burzy, wykorzystywane są specjalnie do tego przeznaczone urządzenia. Są zaprojektowane dla stosunkowo dużych prądów i napięć.

Schematy połączeń

Aby wybrać najlepszą opcję, musisz wiedzieć, do jakich celów w konkretnym przypadku stosuje się uziemienie ochronne. Poniżej przedstawiamy różne systemy, ich cechy, zalety i wady.

Typ TN, solidnie uziemiony. Zgodnie z tym schematem podłączony jest sprzęt przemysłowy i domowy, działający w sieciach o napięciach do i powyżej 1000 V. Przewód neutralny generatora (transformatora) źródła zasilania jest podłączony do elektrody uziemiającej. Urządzenia konsumenckie, a raczej obudowy, ekrany, obudowy, są podłączone do wspólnego przewodu.

Jeśli obwód elektryczny jest utworzony zgodnie z międzynarodowymi standardami, z napisów można zrozumieć, co następuje. Łacińska litera „N” oznacza przewodnik „zero”, który służy do obsługi sprzętu. Nazywa się to funkcjonalnym. „PE” to przewodnik służący do tworzenia obwodu ochronnego. Litery „PEN” oznaczają przewodnik przeznaczony do rozwiązywania zadań funkcjonalnych i ochronnych.

Najczęściej używane są następujące schematy. Ich nazwy wyróżnia litera, która jest dodawana do „TN” za pomocą łącznika.

Schematy połączeń

Najczęściej używane schematy połączeń

Podczas korzystania z napowietrznych linii energetycznych występuje wystarczająco wysokie ryzyko. Mogą zostać uszkodzone przez huragan, inne negatywne wpływy zewnętrzne. Aby zapewnić wysoki poziom bezpieczeństwa, stosowany jest schemat TT.

Do generatora podłączony jest solidnie uziemiony przewód neutralny. Energia przekazywana jest czterema przewodami. U konsumenta zainstalowany jest autonomiczny system uziemiający, do którego podłączone są obudowy sprzętu.

Rodzaje

W celu zminimalizowania rezystancji pożądane jest skrócenie długości przewodu ochronnego. Jest to zapewnione poprzez utworzenie pętli uziemienia wokół obwodu obiektu.

Systemy zdalne są stosowane przy wyposażaniu instalacji, które działają z napięciem zasilania do 1000 V.

Przewody uziemiające są również podzielone na sztuczne i naturalne. Ten podział na grupy jest warunkowy, ponieważ w obu przypadkach stosuje się metalowe części konstrukcji znajdujące się w ziemi:

• W pierwszym są tworzone specjalnie dla systemu uziemiającego. Takie podejście pozwala dokładnie obliczyć rezystancję, wymiary poszczególnych części i inne ważne parametry.

Uziemienie naturalne - metalowa część konstrukcji znajdująca się w ziemi

• Druga opcja przewiduje połączenie z metalowymi częściami konstrukcji budynku, wzmocnienie bloków fundamentowych. Jest bardziej ekonomiczny, ponieważ niektóre gotowe części służą do ochrony. Należy jednak pamiętać, że w celu podłączenia sprzętu konieczne będzie ułożenie odpowiednich przewodów, które będą miały wytrzymałość określoną normami. Wadą jest względna dostępność zwykłego personelu.

Do uziemienia użyj przewodów wykonanych z miedzi, czarnej i ocynkowanej stali. Przekroje i inne cechy produktów dobierane są z uwzględnieniem parametrów elektrycznych instalacji i warunków jej pracy.

W szczególności liczy się poziom wilgotności. Podczas obliczania sprawdzana jest rezystywność i inne cechy gruntów.

Bez względu na charakterystykę operacyjną budynek zelektryfikowany musi mieć dobrze zorganizowany system bezpieczeństwa elektrycznego. Uziemienie ochronne pozwala stworzyć taki system.

Ten rodzaj uziemienia charakteryzuje się połączeniem niektórych elementów instalacji elektrycznej z GD (urządzeniem uziemiającym) i koncentruje się na zmniejszeniu wskaźników napięć dotykowych i krokowych, które występują, gdy prądy krążące są zamknięte na obudowach urządzeń elektrycznych.

Cel i urządzenie uziemienia ochronnego

Ten rodzaj urządzenia uziemiającego jest instalowany w celu ochrony osoby przed porażeniem prądem, gdy obwód elektryczny jest zamknięty z różnych powodów. Najczęstszą przyczyną porażenia prądem jest zwarcie fazowe na elementach instalacji elektrycznej nie przewodzących prądu.

Zgodnie z materiałami dokumentacji regulacyjnej PUE (rozdział 1.7), w zależności od wykonywanej funkcji, istnieją dwa rodzaje urządzeń systemu uziemiającego: uziemienie robocze (funkcjonalne) i uziemienie ochronne.

Typ funkcjonalny jest częściej stosowany do ochrony obiektów produkcyjnych. Za pomocą działających urządzeń uziemiających realizowana jest niezawodna praca urządzeń instalacji elektrycznej. Skuteczność zarówno urządzenia roboczego, jak i ochronnego zależy bezpośrednio od prawidłowego doboru konfiguracji elementów uziemiających i precyzyjnego okablowania.

Głównym elementem systemu jest pętla masy. Składa się z metalowych elektrod uziemiających (elektrod). Funkcjonalność całego systemu zależy od zdolności tych przewodów uziemiających do rozpraszania prądu. Konieczne jest montowanie elementów uziemiających z uwzględnieniem wielu czynników, które bezpośrednio wpływają na główny wskaźnik skuteczności przewodów uziemiających - wartość ich rezystancji.

Należy o tym pamiętać! Podczas tworzenia urządzenia uziemiającego do domu lub mieszkania ważnym punktem jest charakterystyka wewnętrznego okablowania obiektu. Przewód musi być trójżyłowy, z fazą, zerem i masą.

Instalacja uziemienia ochronnego jest pożądana prawie wszędzie.

System uziemienia: zakres i zasada działania

Przy prawidłowej organizacji systemu ochrony uziemienia należy wdrożyć następujące zasady działania:

1. Tworzenie obwodu elektrycznego o niskiej rezystancji w przypadku zwarcia. Prąd elektryczny będzie płynnie płynął tą autostradą. Zapewnione jest bezpieczeństwo elektryczne użytkownika. Jeśli osoba przypadkowo dotknie urządzenia gospodarstwa domowego podczas przerwy w fazie, na obudowie urządzenia nie będzie potencjalnie niebezpiecznego napięcia.
2. Zapewnienie ochrony przed prądami indukcyjnymi. Tego rodzaju prądy mogą pojawić się z powodu bezpośredniego uderzenia pioruna i powstaje indukcja elektromagnetyczna i elektrostatyczna.

Biorąc pod uwagę znaczenie powyższych zasad systemu, uziemienie ochronne jest szeroko stosowane w:

1. Sieć elektryczna o napięciu poniżej 1 kW:

• z prądem przemiennym trzech przewodów trójfazowych z izolacją neutralną;
• z prądem przemiennym dwóch przewodów jednofazowych, izolowanych od ziemi;
• z prądem stałym dwóch przewodów w obecności izolacji uzwojenia źródła prądu.

1. Sieci elektryczne o napięciu powyżej 1 kW. Możliwy jest dowolny tryb punktów uzwojeń zasilania prądem stałym i przemiennym.

Pamiętać! Funkcjonalność systemu ochronnego będzie na odpowiednim poziomie tylko wtedy, gdy istnieje sieć z izolowanym punktem neutralnym.

Uziemienie to złożony system. Wszystkie etapy w nim są ze sobą połączone i wpływają na niezawodność jego późniejszego działania. Najważniejszym zadaniem początkowego etapu produkcji jest dobór konfiguracji uziomów.

Klasyfikacja urządzeń uziemiających

Zgodnie z Przepisami Instalacji Elektrycznej (PUE), uziemienie ochronne można wykonać za pomocą dwóch rodzajów elektrod uziemiających - naturalnych lub sztucznych. Elementy uziemiające tych dwóch kategorii mają pewne różnice strukturalne i cechy instalacji:

1. Naturalne urządzenia uziemiające. Takie przewody uziemiające mogą być reprezentowane przez:

• przedmioty z części przewodzących innych firm, które mają bezpośredni kontakt z ziemią;
• obiekty mające kontakt z glebą poprzez specjalny pośredni czynnik przewodzący.

Najczęstsze konstrukcje tego typu uziemienia to:

• konstrukcje metalowe budynków i fundamentów;
• metalowe osłony przewodników;
• obudowa.

Konieczne jest połączenie elementów tej kategorii przewodów uziemiających co najmniej w dwóch miejscach.

Ważny! Zabronione jest stosowanie jako naturalnych elementów uziemiających: rur sieci grzewczej; gazociągi; rurociągi cieczy palnych i zaopatrzenia w ciepłą wodę; osłony przewodów podziemnych z podstawą aluminiową.

1. Sztuczne uziemienie. Zakłada się specjalną produkcję takich konstrukcji. Jako materiały do ​​sztucznego tworzenia ochrony stosuje się:

• rury stalowe o określonych rozmiarach;
• taśma stalowa o grubości ponad 4 mm;
• stal prętowa.

Ważne jest, aby wiedzieć! Bardzo popularne są elektrody uziemiające typu głębokiego. Elektrody takich konstrukcji są ocynkowane lub miedziowane. Zalety - niski koszt produkcji i trwałość elementów.

Podczas wykonywania obliczeń, które określają ich optymalną konfigurację, należy wziąć pod uwagę specyficzne różnice między sztucznymi i naturalnymi urządzeniami uziemiającymi.

Jak obliczane są parametry głównych elementów uziemiających

Na podstawie wyników takich obliczeń projektuje się rysunek urządzenia uziemiającego obiektu.

Ważny! Urządzenie, zamontowane zgodnie ze wszystkimi danymi projektowymi schematu uziemienia, pozwala osiągnąć maksymalną wydajność operacyjną całego kompleksu uziemienia ochronnego.

Podstawą obliczeń są dopuszczalne granice napięcia krokowego i dotykowego. Na ich podstawie obliczana jest konfiguracja (wielkość, liczba) elektrod uziemiających oraz zasada ich rozmieszczenia.

Obliczenia oparte są na następujących danych:

1. Opis właściwości poszczególnych urządzeń elektrycznych: rodzaj instalacji; główne elementy konstrukcyjne urządzenia; napięcie robocze; możliwe opcje, które umożliwiają uziemienie przewodów neutralnych zarówno urządzeń transformujących, jak i generujących.
2. Konfiguracja uziemienia. Takie dane są niezbędne do określenia optymalnej głębokości zanurzenia elektrod.
3. Informacje o badaniach przeprowadzonych w celu pomiaru rezystywności gruntu na określonym terenie. Dodatkowo brane są pod uwagę informacje klimatyczne strefy, w której instalowany jest system.
4. Informacje o odpowiednich naturalnych elementach uziemiających, które można wykorzystać w pracy. Potrzebne są dane o rzeczywistych wartościach rozpływu prądu w tych obiektach. Możesz je zdobyć dzięki specjalnym pomiarom.
5. Wynik standardowego obliczenia dokładnych wskaźników szacowanego zamknięcia prądu doziemnego.
6. Obliczone wartości normatywnej standaryzacji dopuszczalnych charakterystyk napięciowych według PUE.
7. Wskaźniki odporności na sezonowe przemarzanie warstwy gleby w okresie suszenia i zamrażania. Uwzględnienie takich wartości jest konieczne do obliczenia elementów uziemiających znajdujących się w jednorodnym środowisku. Stosowane są specjalne znormalizowane współczynniki.
8. Jeśli konieczne jest zainstalowanie złożonej grupy uziemników, składającej się z kilku elementów, konieczne jest poznanie wszystkich potencjałów, które będą indukowane na zamontowanych elektrodach. Wymaga to danych o wartościach oporu wszystkich warstw gruntu.

Ważny! Jeżeli system zostanie umieszczony w dwóch warstwach gruntu, uwzględniany jest wskaźnik wytrzymałości każdej z nich. Jest to niezbędne do określenia dokładnych danych o parametrach mocy górnej warstwy gleby.

Zasada obliczania rezystancji przewodów uziemiających

Istnieje wiele sposobów obliczania charakterystyk głównych elementów uziemiających, ale głównym parametrem takich obliczeń jest jeden - wskaźnik rezystancji. Jej optymalną wartość określa się na podstawie danych regulacji normatywnej PUE. Niemożliwe jest wykonanie niezawodnego uziemienia ochronnego obiektu bez obliczenia rezystancji jego głównych elementów.

Na przykład konieczne jest określenie rezystancji uziemienia dla sprzętu elektrycznego o napięciu większym niż 1 kW z izolowanym punktem zerowym. Zgodnie z danymi profilowymi dokumentacji należy stosować wzór R≤250/I, gdzie:

• I - wskaźnik szacowanego prądu doziemnego;
• R jest wskaźnikiem rezystancji urządzenia uziemiającego, który nie powinien przekraczać 10 omów.

Zgodnie z PUE (1.7.104), biorąc pod uwagę informacje normatywne dotyczące wskaźników prądu dotykowego (na przykład odpowiednie jest 50 V), zmodyfikowano wzór: R≤U / I, gdzie U to dotyk prąd (50 V).

Ważny! Przy izolowanym przewodzie neutralnym z reguły nie ma potrzeby wyrównywania wartości rezystancji poniżej czterech omów. Jednak za idealny wskaźnik rezystancji systemu uziemiającego uważa się 0. Główne zadanie, do którego sprowadza się wykonanie wszystkich obliczeń profilu, pozostaje niezmienione - osiągnięcie najniższej możliwej rezystancji systemu.

Oprócz obliczania parametrów ważnym punktem w produkcji uziemienia jest wybór schematu podłączenia urządzenia.

Schematy uziemienia domu

Jednym z głównych elementów niezbędnych do zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego i przeciwpożarowego obiektu jest uziemienie ochronne, dlatego naturalne jest, że właściwa produkcja technologiczna takiego systemu jest nadrzędnym zadaniem. Osiągnięcie pożądanego rezultatu rozwiązania tego problemu nie jest możliwe bez prawidłowego wyboru opcji schematu połączenia i połączenia elementów uziemiających.

Pamiętać! Każdy element, za pomocą którego realizowane jest uziemienie ochronne, ma schematyczne oznaczenie. Aby wybrać najlepszą opcję schematycznego uzasadnienia podłączenia takiego systemu, osoba musi zrozumieć zarówno alfabetyczność, grafikę, jak i kolorystykę.

Częściej w praktyce stosowane są dwa rodzaje połączeń - schematy TN-C-S i TT. Różnice w projektowaniu obwodów:

Cyfra 1 na rysunku wskazuje uziemienie źródła; numer 2 to dom, a 3 to samo urządzenie uziemiające dom.

Ważny! W schemacie TT całkowicie brakuje organizacji ochrony użytkownika w przypadku upływu prądu podczas uszkodzenia izolacji. Dlatego obowiązkowe jest zainstalowanie RCD dla okablowania elektrycznego realizowanego zgodnie ze schematem TT.

Ze względu na znaczną trudność w wykonywaniu prac uziemiających według schematu TT większość obiektów jest uziemiona poprzez system TN-C-S.

Uziemienie jest ważnym elementem zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego budynku oraz bezpieczeństwa elektrycznego jego mieszkańców. Nie warto rozpoczynać prac nad jego stworzeniem, kierując się jedynie ogólnymi koncepcjami określania, czym jest uziemienie ochronne. Konieczne jest przestudiowanie teoretycznych i praktycznych cech urządzenia elektrycznego systemu ochronnego, zrozumienie obliczeń jego parametrów i możliwość pomiaru wartości jego rezystancji po instalacji. W przypadku braku umiejętności i niezbędnego sprzętu taką pracę należy powierzyć wyspecjalizowanym specjalistom.

Uziemienie to połączenie elektryczne elementów przewodzących prąd elektryczny z ziemią. Składa się z przewodu uziemiającego i podłączonego do niego przewodu. Poniższy rysunek przedstawia klasyczny schemat połączeń.

Schemat podłączenia uziemienia w prywatnym domu

Czerwony oznacza fazę, niebieski oznacza neutralny. Przechodzą one od bieguna z głównego zasilacza odpowiednio do szyn L i N. Przewód uziemiający podłączony między elektrodą uziemiającą a szyną PE ekranu jest oznaczony kolorem czarnym. Wchodzą w tarczę, z której wokół domu wykonane jest okablowanie.

Rodzaje

W zależności od tego, dlaczego potrzebne jest uziemienie, rozróżnia się je według typów:

1. Pracujący. W przemyśle punkty części instalacji elektrycznych przewodzących prąd są uziemione w celu stworzenia normalnych warunków pracy. Bezpieczeństwo elektryczne nie jest tutaj celem. Uziemienie robocze jest przeznaczone do pracy urządzeń elektrycznych w trybie awaryjnym, gdy nastąpi awaria obudowy lub uszkodzenie izolacji. W ten sposób uziemiony jest przewód neutralny generatora lub transformatora.

Uziemienie robocze odbywa się bezpośrednio przewodem uziemiającym lub poprzez dodatkowe urządzenia (dławiki, rezystancje, ograniczniki).

1. Ochronny. Uziemienie ma na celu ochronę osoby, aby nie została porażona prądem elektrycznym. Ciało przewodzi prąd i ma duży opór. Porażenie prądem występuje nie tylko w wyniku dotknięcia elementów przewodzących. W takim przypadku obwód elektryczny musi jeszcze zostać utworzony. Powstaje pomiędzy ziemią, na której człowiek opiera się stopami, a gołym przewodem pod napięciem, z którym następuje kontakt.

Im wyższa wilgotność powierzchni ziemi, tym więcej prądu przepłynie przez ciało, co jest poważnym zagrożeniem.

1. Od błyskawicy. W miejscu uderzenia pioruna temperatura dochodzi do 30 tys. stopni, co zagraża życiu ludzi i bezpieczeństwu budynków. Statystyki pokazują, że 20% pożarów w domach prywatnych jest spowodowanych przez piorun. Dlatego konieczne jest instalowanie piorunochronów na budynkach.

System ochrony

System ochrony składa się z 3 części:

• Piorunochron - łapie cios i przekazuje prąd dalej. Jest to okrągły pręt o średnicy co najmniej 10 mm i długości 250 mm. Znajduje się na dachu, na dużej wysokości, gdzie istnieje maksymalne prawdopodobieństwo wyładowania.

Promień strefy ochronnej u podstawy pręta określa wzór:

r = 1,732∙h, gdzie

h to różnica wysokości między górnymi punktami domu a piorunochronem.

Należy również zwrócić uwagę na stożkowy kształt chronionej przestrzeni.

1. Przewód odprowadzający - służy do przesyłania prądu z piorunochronu do elektrody uziemiającej. Do tego używa się walcówki o średnicy 6 mm, która jest przyspawana do piorunochronu, po czym jest opuszczana wzdłuż ściany do uziomu z maksymalną odległością od okien i drzwi. Przewód odprowadzający nie może być zgięty, aby w tym miejscu nie doszło do wyładowania iskrowego. Jest jak najkrótszy.
2. Uziemienie odgromowe i sprzęt AGD są powszechne. Najczęściej spotykane urządzenie ma postać obwodu trzech elektrod wbitych w ziemię i połączonych taśmą stalową przez spawanie. Uziemnik znajduje się w odległości ponad 1 m od ścian i ponad 5 m od werandy, chodników i chodników.

Instalacja odgromowa dla prywatnego domu

Ziemia naturalna

Aby stworzyć uziemienie, wygodnie jest używać metalowych części budynków i konstrukcji, które stykają się z ziemią. Może to być wzmocnienie fundamentów, rurociągi podziemne lub osłony kabli, komunikacja naziemna (kolej). Wszystko to można zastosować tylko w przypadkach, gdy spełnione są wszystkie wymagania dotyczące przewodów uziemiających. Zaletą tej metody jest znaczna oszczędność kosztów oraz brak konieczności obsługi urządzeń.

Jako elektrodę uziemiającą często stosuje się fundamenty, ale w tym celu muszą być spełnione pewne warunki:

• wilgotność otaczającej gleby nie jest niższa niż 3%;
• brak agresywnego środowiska, które przyczynia się do występowania korozji;
• zbrojenie nie jest pod wpływem naprężeń mechanicznych;
• wszystkie części konstrukcji metalowych stanowią nierozerwalny obwód elektryczny, dla którego w szczelinach wspawane są zworki o przekroju co najmniej 100 mm2;
• obecność w betonie osadzonych części metalowych, z którymi można podłączyć przewód uziemiający.

Uziemienie ochronne

Głównym elementem jest pętla uziemienia, składająca się z metalowych elektrod umieszczonych w ziemi. Są to pręty, kątowniki, rury lub blachy o długości co najmniej 2,5 m. Ich głównym zadaniem jest odprowadzenie prądu w gruncie, którego skuteczność zależy od składu gleby i klimatu.

Podczas instalowania uziemienia musisz wiedzieć, z czego składa się gleba. Może to być glina, piasek, ziemia itp.

Każdy element ma swoją własną przewodność elektryczną, która decyduje o tym, jak prawidłowo zaprojektować uziemienie. Glina ma rezystancję 20 Ohm*M, piasek - 10-60 Ohm*M (w zależności od wilgotności), ziemia ogrodowa - 40 Ohm*M, żwir - 300 Ohm*M.

Przewód uziemiający jest podłączony do obwodu.

Trójkątna pętla uziemienia

Nie wolno pokrywać elektrod dielektrycznymi związkami antykorozyjnymi. Lakier można nakładać tylko na punkty zgrzewania.

Wymagania dla przewodnika od obwodu do instalacji elektrycznej to wytrzymałość i odporność na korozję. Przewodnikami mogą być taśmy stalowe o wymiarach 5x30 mm oraz pręty o średnicy 10 mm lub większej. Ze względu na małe obciążenie do dawania nadaje się walcówka o średnicy 6 mm.

Zgodnie z nowoczesnymi standardami okablowanie elektryczne w mieszkaniu lub w prywatnym domu odbywa się za pomocą przewodu trójprzewodowego, gdzie jeden z nich jest fazą, drugi ma wartość zero, a trzeci jest uziemieniem. Zabezpieczenie jest połączone między obwodem a obudowami urządzeń elektrycznych. Gniazda i wtyczki są dostarczane ze stykami uziemiającymi podłączonymi do obudowy urządzenia, po włączeniu oprócz prądu uziemienie jest podłączone.

Kiedy faza uderza w obudowę, z powodu zużycia izolacji, pojawia się prąd upływowy, który wchodzi do obwodu i rozprasza się w ziemi. W przypadku małych prądów wyzwalany jest RCD, a w przypadku zwarcia - wyłączniki. W obu przypadkach prąd z korpusu urządzenia elektrycznego przepływa przez przewód ochronny oznaczony PE do obwodu i rozprzestrzenia się w ziemi.

Im wyższa charakterystyka elektryczna elektrody uziemiającej, tym bardziej chroni ona osobę przed porażeniem elektrycznym.

W przypadku budownictwa prywatnego rezystancja pętli uziemienia ochronnego w różnych warunkach wynosi:

• ochronny - od napięcia sieciowego 220V lub 380V - 30 Ohm (system TN-C-S);
• gazociąg do domu - 10 omów;
• ochrona odgromowa - 10 Ohm;
• sprzęt telekomunikacyjny - 2 lub 4 omy.

Systemy uziemienia instalacji elektrycznych

Systemy uziemienia ochronnego zależą od charakterystyki zasilacza, takiego jak izolowany lub solidnie uziemiony punkt zerowy. Są tylko trzy z nich:

1. System TN zawiera uziemiony przewód neutralny, do którego przyłączone są metalowe części instalacji elektrycznej.

Jak wygląda system TN?

W zależności od sposobów wykorzystania zerowego pracownika (N) i ochronne (PE) przewodniki w systemie, tworzą się podgrupy:

• TN-C - połączenie przewodów PE i N w jednym przewodzie na całej długości sieci do konsumenta (stary schemat sowiecki, który nie jest obecnie używany);
• TN-C-S - połączenie przewodów PE i N w jednym przewodzie z podstacji transformatorowej z ich separacją na wejściu do rozdzielnicy. Ten system wymaga dodatkowego uziemienia.
• TN-S - separacja przewodów neutralnych i ochronnych w całej sieci (najbezpieczniejszy schemat).

1. System informatyczny z izolowanym lub połączonym rezonansowo punktem neutralnym. Tutaj nieprzewodzące metalowe części sprzętu elektrycznego mają oddzielne uziemienie.

Jak wygląda system informatyczny?

System informatyczny wykorzystywany jest w placówkach, w których pracuje szczególnie wrażliwy sprzęt.

1. Układ TT z solidnie uziemionym punktem zerowym, a odbiorniki mają oddzielne uziemienie ochronne (głównie modułowe), niepodłączone do przewodu neutralnego N.

Jak wygląda TT?

Wideo. Rodzaje uziemienia

Uziemienie jest konieczne we wszystkich sieciach zasilających, w tym w prywatnych domach i mieszkaniach. Przede wszystkim jest to system bezpieczeństwa podczas korzystania z energii elektrycznej.

Obecność styku uziemiającego w nowoczesnych gniazdkach elektrycznych stała się powszechna. Odpowiada stykowi na wtyczce dowolnego urządzenia elektrycznego. Spróbujmy dowiedzieć się, dlaczego potrzebne jest uziemienie.

Co to jest uziemienie

Uziemienie to połączenie elementów przewodzących, które normalnie nie są pod napięciem, z elektrodą uziemiającą – metalową konstrukcją zakopaną w ziemi o niskiej rezystancji elektrycznej. Jako wymienione elementy przewodzące mogą działać metalowa obudowa instalacji elektrycznej, korpusy robocze maszyn lub sprzętu AGD itp.

Uziemione są również plecionki ekranujące kabli elektrycznych.

Do czego służy uziemienie?

• funkcjonalny;
• do ochrony odgromowej.

Ochronne zapewnia bezpieczną pracę instalacji elektrycznych.

Funkcjonalność służy do obsługi urządzenia lub obwodu - pełni taką samą rolę jak przewód neutralny w sieci.

W instalacjach odgromowych elektroda uziemiająca jest połączona z piorunochronem.

Zasada działania

Pętla uziemienia działa dzięki zdolności gleby do pochłaniania ładunku elektrycznego. Jeśli obudowa urządzenia jest pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji, ładunek spłynie do ziemi. Gdy użytkownik dotknie obudowy, prąd nadal będzie podążał ścieżką najmniejszego oporu, tj. przez ziemię, a nie przez ludzkie ciało. Bez uziemienia w takiej sytuacji użytkownik doznałby urazu elektrycznego.

Warunkiem normalnego funkcjonowania uziemienia jest niska rezystancja przewodu uziemiającego. Wartość ta zależy od parametrów gruntu:

• gęstość;
• wilgotność;
• zasolenie;
• powierzchnia kontaktu z ziemią.

Zdolność gleby do wchłaniania ładunku gwałtownie spada, gdy zamarza. Dlatego kołki uziemiające są wbijane na głębokość poniżej znaku zamarzania, która zależy od szerokości geograficznej obszaru. Dane dotyczące głębokości zamarzania gleby dla różnych regionów Federacji Rosyjskiej podano w SNiP „Klimatologia budowlana”.

Wizualna demonstracja uziemienia

Na glebach skalistych, piaszczystych i wiecznej zmarzlinie, które są trudne do penetracji, stosuje się uziomy elektrolityczne z perforowanej rury w kształcie litery L. Wewnątrz zawiera odczynnik, który tworzy słone środowisko. Ten ostatni charakteryzuje się wysoką przewodnością i niską temperaturą krzepnięcia. Długa część elektrody uziemiającej jest zakopana w płytkim wykopie, krótka część jest wynoszona na powierzchnię. Jest używany na trzy sposoby:

• do uzupełniania nowego odczynnika;
• do nalewania wody (wywołuje reakcję chemiczną w okresie suchym).

Inną nowoczesną wersją elektrody uziemiającej jest. Składa się z wielu odcinków połączonych gwintem lub w inny sposób. W miarę wbijania w ziemię coraz więcej sekcji jest przykręcanych. Czyli taki uziom, w przeciwieństwie do klasycznego jednego z kilku pinów, może być montowany na dowolnej głębokości. Sekcje są łączone według specjalnych zasad i przy użyciu pasty przewodzącej. Podczas zatykania stosuje się specjalną dyszę, która chroni gwint przed uszkodzeniem. Moduły wykonane są ze stali i pokryte miedzią lub cynkiem, co zmniejsza ich wytrzymałość i zwiększa ich żywotność.

Uziemienie elektrolityczne i modułowe jest drogie, ponieważ ich tradycyjne odpowiedniki wciąż są poszukiwane. Kołki w tym projekcie są rozmieszczone inaczej:

• na wierzchołkach trójkąta równobocznego w pobliżu obiektu;
• w rogach obiektu;
• na całym obwodzie obiektu.

Liczba prętów i odległość między nimi są określane na podstawie obliczeń.

Okresowo sprawdzana jest rezystancja uziomu. Maksymalna dopuszczalna wartość to 30 omów.

Kombinowana ochrona uziemiaczy i bezpieczników

Uziemienie nie tylko usuwa niebezpieczny prąd, ale w obecności urządzenia zabezpieczającego powoduje wyłączenie sprzętu awaryjnego. Gdy przewód fazowy styka się z uziemioną obudową, sieć działa w trybie zbliżonym do zwarcia (zwarcie), któremu towarzyszy gwałtowny wzrost natężenia prądu w obwodzie. Reaguje na to automatyczny wyłącznik (VA), który musi być zainstalowany na wejściu linii elektrycznej do obiektu.

To prawda, że ​​jest to możliwe tylko przy bardzo niskiej rezystancji elektrody uziemiającej, co jest niezwykle rzadkie. W większości przypadków prawdopodobieństwo wyzwolenia VA jest dość niskie. Na przykład przy rezystancji uziemienia 10 omów prąd w obwodzie wyniesie I \u003d 220 / 10 \u003d 22 A. Automaty, zgodnie z wymaganiami GOST, mogą wytrzymać prąd 1,42 razy większy od wartości nominalnej Na godzinę. Oznacza to, że maszyna 16 A o prądzie 22 A nie wyłączy się przez prawie 60 minut (16 * 1,42 = 22,72 A).

Schemat uziemienia

Bardziej niezawodna automatyczna ochrona - lub. To urządzenie porównuje prądy w przewodach fazowych i neutralnych i, jeśli zostanie wykryta różnica, wskazująca na upływ, odłącza obwód. Według czułości, czyli minimalnego upływu prądu, który powoduje działanie, wyłączniki RCD są podzielone na kilka kategorii:

1. Ochrona przed porażeniem prądem: 10 mA - instalowana w pomieszczeniach o dużej wilgotności i 30 mA - w pomieszczeniach suchych.
2. Gaszenie pożaru - dla 100, 300 i 500 mA.

RCD ochrony przeciwpożarowej są stosowane w obiektach, w których zwarcie może spowodować pożar. Chronią odcinki sieci, w których porażenie prądem jest praktycznie wykluczone, np. obwody oświetleniowe.

Nie są wymienne. VA chroni przed zwarciami i przeciążeniami, RCD - przed porażeniem elektrycznym. W idealnym przypadku wejście i każda grupa odbiorców powinny być chronione zarówno przez VA, jak i RCD.

Uziemiony sprzęt nieelektryczny

Konstrukcje, które nie są w żaden sposób połączone z elektrycznością, są również podłączone do systemu uziomów:

1. Ogrodzenia i inne konstrukcje na wiaduktach i galeriach, w których podczas wyładowania piorunowego z bliskiej odległości indukowana jest niebezpieczna różnica potencjałów. To samo może się zdarzyć w przypadku rurociągu lub pojemnika zawierającego substancję palną. Ze względu na indukowane napięcie możliwe jest iskrzenie, a następnie eksplozja, dlatego konstrukcje takie również są uziemione.
2. Produkty, w których podczas pracy gromadzi się ładunek elektrostatyczny. Zasadniczo są to rurociągi i zbiorniki: elektryczność statyczna powstaje w wyniku tarcia cząsteczek transportowanego medium. Z tego powodu tempo dostarczania paliwa do samolotów pasażerskich jest ograniczone.
3. Rurociągi o znacznej długości. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, w takich rurociągach, gdy zmienia się ziemskie pole magnetyczne i zawsze jest ono niestabilne pod wpływem wiatru słonecznego, powstają tzw. prądy błądzące. Dlatego są połączone pewnym krokiem z elektrodami uziemiającymi.

Różnica od zerowania

Zerowanie to połączenie przewodzących części instalacji elektrycznej z martwym punktem zerowym źródła prądu (z przewodem neutralnym). Jego rezystancja jest znacznie mniejsza niż rezystancja elektrody uziemiającej. Dlatego też, gdy faza jest zamknięta w zerowej obudowie urządzenia, gwarantowany jest prąd zwarciowy, prowadzący do zadziałania wyłącznika.

W najpopularniejszym systemie uziemiającym typu TN zarówno uziemienie, jak i uziemienie są wykonywane jednocześnie.

Połączenie z rdzeniem neutralnym odbywa się nad RCD. W przeciwnym razie prądy w przewodach fazowych i neutralnych po zamknięciu fazy do obudowy pozostaną równe i urządzenie zabezpieczające nie będzie działać.

O systemach uziemiających

Stosuje się kilka systemów uziemiających, oznaczonych kombinacją liter. Litery mają następujące znaczenie:

• I: przewód izolowany;
• N: istnieje połączenie z solidnie uziemionym punktem neutralnym;
• T: istnieje połączenie z przewodem uziemiającym.

Istnieją trzy główne typy systemów uziemiających:

1. typ informatyczny- układ z izolowanym przewodem neutralnym. W tym systemie jest izolowany od przewodu neutralnego lub styka się z nim przez rezystor o dużej wartości lub szczelinę powietrzną. Nie dotyczy budynków mieszkalnych. Przeznaczony do łączenia urządzeń o specjalnych wymaganiach dotyczących bezpieczeństwa i stabilności. Stosowany jest głównie w laboratoriach i placówkach medycznych.
2. Wpisz TT- system z niezależnym uziemieniem. Najlepsza opcja. Przewiduje zastosowanie dwóch przewodów uziemiających - dla źródła prądu elektrycznego i metalowych elementów systemu, które nie mają ochrony. Przewód uziemiający (PE) w tym systemie jest niezależny, a jego działanie w obszarze pomiędzy sprzętem a transformatorem ulega poprawie. Mogą wystąpić trudności z doborem średnicy własnej elektrody uziemiającej. Ta wada jest kompensowana przez instalację ochronnego systemu zamykania.
3. Typ TN. Przewód uziemiający w takim układzie jest połączony z przewodem neutralnym, dlatego w przypadku zaniku fazy na obudowie następuje zwarcie i maszyna odłącza obwód. Zapewnia to wysoki poziom bezpieczeństwa.

Różne systemy uziemiające

Najczęściej stosowane są systemy TN. Istnieją trzy podgatunki:

1. TN-S: opcja z zerowym i dzielonym przewodem roboczym. W celu zwiększenia bezpieczeństwa zamiast jednego przewodu neutralnego stosuje się dwa: jeden jako ochronny, drugi jako neutralny z podłączeniem do solidnie uziemionego przewodu neutralnego. Taki system zapewnia najlepszą ochronę przed porażeniem elektrycznym.
2. TN i TN-C-S: opcja z drutem PEN i parą zer. Do urządzenia podłączony jest przewód neutralny, podzielony na przewody PE i N.
3. W TN-C-S po oddzieleniu montowany jest drugi przewód uziemiający, który zapewnia nieprzerwaną pracę systemu.

Zalety systemu TN:

• urządzenie jest dość proste;
• ochrona przed wyładowaniami atmosferycznymi;
• aby chronić okablowanie, wystarczy zainstalować wyłączniki.

Niedogodności:

• istnieje możliwość zerowego wypalenia z zewnątrz z późniejszym uszkodzeniem metalowych obudów sprzętu;
• wymagany jest sprzęt do wyrównywania potencjałów.

System TN nie jest dobrze przystosowany do obszarów wiejskich.

Życie ludzi czasami zależy od prawidłowej organizacji uziemienia. Organizacja oznacza nie tylko urządzenie, ale także terminową kontrolę rezystancji elektrody uziemiającej. Ze względu na utlenianie lub zmiany parametrów gruntu może być on przeszacowany, w wyniku czego ochronny efekt uziemienia zostanie utracony.

Uziemienie ochronne to system zaprojektowany w celu zapobiegania skutkom działania prądu elektrycznego na osobę poprzez celowe połączenie z ziemią obudowy i części sprzętu, które nie są pod napięciem, które mogą być zasilane. Systemy uziemiające mogą być naturalne lub sztuczne.

Co to jest uziemienie i dlaczego jest potrzebne?

Urządzenia uziemiające to celowe połączenie przewodów elektrycznych różnych punktów sieci elektrycznej.

Celem uziemienia jest zapobieganie wpływowi prądu elektrycznego na osobę. Innym celem uziemienia ochronnego jest przekierowanie napięcia z korpusu instalacji elektrycznej przez urządzenie uziemiające do uziemienia.

Głównym celem uziemienia jest zmniejszenie poziomu potencjału między uziemionym punktem a ziemią. Zmniejsza to natężenie prądu do najniższego poziomu i zmniejsza liczbę szkodliwych czynników w kontakcie z częściami urządzeń elektrycznych i instalacji, w których nastąpiła awaria obudowy.

Co jest neutralne?

Neutralny to zerowy przewód ochronny, który łączy punkty zerowe instalacji elektrycznych w trójfazowych sieciach prądu elektrycznego. Zakres stosowania - zerowanie instalacji elektrycznych.

Podstacja obniżająca napięcie, w której zlokalizowana jest instalacja transformatorowa, wyposażona jest we własną pętlę uziemienia. Obwód ten składa się ze stalowej opony i prętów zakopanych w ziemi w specjalny sposób. Do źródeł poboru w panelu elektrycznym z podstacji doprowadzony jest kabel z 4 żyłami. Gdy odbiorca energii elektrycznej potrzebuje zasilania z obwodu trójfazowego, wszystkie 4 rdzenie muszą być podłączone. Gdy do przewodów podłączony jest inny ładunek, w systemie występuje przemieszczenie neutralne, aby temu zapobiec, stosuje się przewód neutralny. Pomaga symetrycznie rozłożyć obciążenie na wszystkie fazy.

Co to są przewodniki PE i PEN?

Przewód PEN to przewód, który łączy funkcje zerowego przewodu ochronnego i zerowego przewodu roboczego. Pochodzi z podstacji i jest podzielony na przewody PE i N, bezpośrednio u odbiorcy.

Przewód PE to uziemienie ochronne, które stosujemy np. w mieszkaniu w gniazdku z uziemieniem. Przewód PE służy do uziemiania urządzeń, instalacji i urządzeń, w których poziom napięcia nie przekracza 1 kV.

Ten rodzaj uziemienia służy wyłącznie do celów bezpieczeństwa. To uziemienie zapewnia ciągłe połączenie wszystkich odsłoniętych i zewnętrznych części. Mechanizm zapewnia odpływ prądu do ziemi, który powstał w wyniku dostania się prądu elektrycznego na korpus urządzenia.

Przewód PEN (kombinacja zerowego przewodu ochronnego i zerowego przewodu roboczego) jest stosowany w przypadku stosowania systemu uziemienia typu TN-C.

Rodzaje sztucznych systemów uziemiających

W klasyfikacji systemów uziemiających istnieją naturalne i sztuczne rodzaje uziemienia.

Systemy uziemiające typu sztucznego:

• TN-S;
• TN-C;
• TNC-S;

Rodzaje uziemienia - dekodowanie nazwy:

• T – uziemienie;
• N - połączenie przewodu z przewodem neutralnym;
• ja - izolacja;
• C - łączenie opcji przewodu funkcjonalnego i neutralnego typu ochronnego;
• S – oddzielne użycie przewodów.

Wiele osób jest zainteresowanych kwestią tzw. uziemienia roboczego. W inny sposób nazywa się to funkcjonalnym. Odpowiedź na to pytanie daje paragraf 1.7.30 UEP. Jest to uziemienie punktów części przewodzących prąd instalacji elektrycznej. Służy do zapewnienia funkcjonowania urządzeń lub instalacji elektrycznych, a nie do celów ochronnych.

Ponadto wiele osób jest zaniepokojonych pytaniem, czym jest uziemienie ochronne. Jest to proces uziemiania urządzeń w celu zapewnienia bezpieczeństwa elektrycznego.

Instalacje z uziemionym punktem neutralnym uziemienia TN

Systemy te obejmują:

• TN-C;
• TN-S;
• TNC-S;

Zgodnie z klauzulą ​​1.7.3 PUE, system TN to system, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest głucho uziemiony, a otwarte części przewodzące instalacji elektrycznej są połączone z głucho uziemionym punktem zerowym źródła za pomocą zero przewodów ochronnych.

TN zawiera takie elementy jak:

• uziemienie w punkcie środkowym, które jest związane z zasilaniem;
• zewnętrzne przewodzące części urządzenia;
• przewód neutralny;
• połączone przewody.

Źródło neutralne jest solidnie uziemione, a zewnętrzne przewody instalacji są podłączone do solidnie uziemionego punktu środkowego źródła za pomocą przewodów typu ochronnego.

Pętlę masową można wykonać tylko w instalacjach elektrycznych, których moc nie przekracza 1 kV.

System TN-C

W tym systemie zerowy przewód ochronny i zerowy przewód roboczy są połączone w jeden przewód PEN. Są one połączone w całym systemie. Pełna nazwa to Terre-Neutre-Combine.

Wśród zalet TN-C można wyróżnić tylko łatwą instalację systemu, która nie wymaga dużego wysiłku i pieniędzy. Instalacja nie wymaga ulepszania już zainstalowanych linii kablowych i napowietrznych, które posiadają tylko 4 urządzenia przewodzące.

Niedogodności:

• zwiększa prawdopodobieństwo porażenia prądem;
• napięcie sieciowe może pojawić się na korpusie instalacji elektrycznej podczas otwartego obwodu;
• wysokie prawdopodobieństwo utraty obwodu uziemiającego w przypadku uszkodzenia urządzenia przewodzącego;
• taki system chroni tylko przed zwarciami.

System TN-S

Osobliwością systemu jest to, że energia elektryczna jest dostarczana do odbiorców przez 5 przewodów w sieci trójfazowej i przez 3 przewody w sieci jednofazowej.

W sumie z sieci odchodzi 5 źródeł przewodzących, z których 3 pełnią funkcję fazy mocy, a pozostałe 2 to przewody neutralne podłączone do punktu zerowego.

Projekt:

1. PN to neutralny mechanizm, który bierze udział w obwodzie sprzętu elektrycznego.
2. PE to solidnie uziemiony przewodnik pełniący funkcję ochronną.

Zalety:

• łatwość instalacji;
• niski koszt zakupu i utrzymania systemu;
• wysoki stopień bezpieczeństwa elektrycznego;
• nie jest wymagane tworzenie konturów;
• możliwość wykorzystania systemu jako zabezpieczenia upływu prądu.

System TN-C-S

System TN-C-S polega na podziale przewodu PEN na PE i N na pewnym odcinku obwodu. Zwykle separacja odbywa się w osłonie w domu, a wcześniej są łączone.

Zalety:

• proste urządzenie mechanizmu zabezpieczającego przed piorunami;
• ochrona przed zwarciem.

Wady korzystania z:

• niski poziom ochrony przed spaleniem przewodu neutralnego;
• możliwość napięcia fazowego;
• wysoki koszt instalacji i konserwacji;
• napięcie nie może być wyłączone automatycznie;
• nie ma zewnętrznego zabezpieczenia prądowego.

system TT

TT ma na celu zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Instaluje się go w elektrowniach o niskim stanie technicznym, np. gdzie stosowane są przewody gołe, instalacje elektryczne zlokalizowane na zewnątrz lub zamocowane na wspornikach.

TT jest montowany według schematu czterech przewodów:

• 3 fazy napięcia zasilającego są przesunięte między sobą pod kątem 120 °;
• 1 wspólne zero pełni połączone funkcje przewodu roboczego i ochronnego.

Korzyści TT:

• wysoki poziom odporności na deformację drutu prowadzącego do konsumenta;
• zabezpieczenie przed zwarciem;
• Może być stosowany w instalacjach elektrycznych wysokiego napięcia.

Niedogodności:

• wyrafinowane urządzenie odgromowe;
• niemożność śledzenia faz zwarcia obwodu elektrycznego.

Systemy z izolowanym punktem neutralnym

Podczas przesyłania i dystrybucji prądu elektrycznego do odbiorców stosuje się system trójfazowy. Pozwala to zapewnić symetrię i równomierny rozkład obciążenia prądowego.

Takie urządzenie tworzy reżim, który wymaga użycia skrzynki transformatorowej i generatorów. Ich punkty neutralne nie są wyposażone w pętlę uziemienia.

Izolowany typ przewodu neutralnego jest stosowany w obwodzie mocy podczas łączenia uzwojeń wtórnych instalacji transformatorowych zgodnie z obwodem trójkąta oraz w przypadku braku zasilania w sytuacjach awaryjnych. Taka sieć to łańcuch zastępczy.

Izolowany przewód neutralny przyczynia się do penetracji powłoki izolacyjnej podczas zwarcia i wystąpienia zwarcia w innych fazach.

system informatyczny

System informatyczny do 1000 V zapewnia uziemienie poprzez wysoki poziom rezystancji i jest wyposażony w przewód neutralny zasilania.

Wszystkie zewnętrzne elementy instalacji elektrycznej wykonane z materiałów przewodzących są uziemione. Wśród zalet można wyróżnić niskie wskaźniki upływu prądu podczas zwarcia jednofazowego sieci elektrycznej. Instalacja z takim mechanizmem może długo funkcjonować nawet w sytuacjach awaryjnych. Nie ma różnicy między potencjałami.

Wada: zabezpieczenie prądowe nie działa w przypadku zwarcia doziemnego. Podczas pracy w trybie zwarcia jednofazowego wzrasta prawdopodobieństwo porażenia prądem przy dotknięciu drugiej fazy instalacji.