Na čo slúži elektrické uzemnenie? Nulovanie a uzemnenie: aký je rozdiel a čo je lepšie

Zariadenie ochranná zem- spôsob elektrického spojenia ochranného vodiča s bezprúdovými skriňami elektrických inštalácií vystavených prúdom skrat fázový prúd. Ochranný obvod, ktorého hlavnou úlohou je zabrániť vzniku elektrických zranení spojených so špičkovými hodnotami prúdu počas skratu.

Aby ste pochopili podstatu zariadenia, mali by ste poznať základné teoretické problémy.

Hlavné ciele, úlohy uzemnenia

Hlavnou úlohou ochranného uzemnenia podľa požiadaviek GOST je zabrániť vystaveniu ľudí špičkovým prúdom počas skratov a odstrániť napätie z elektrických inštalácií cez uzemňovacie zariadenie do zeme. Prijímajú sa všetky opatrenia, aby sa predišlo možnosti úrazu elektrickým prúdom.

Princípom fungovania ochranného uzemnenia a uzemnenia je zníženie sily prúdu a škodlivých faktorov na minimálnu úroveň pri dotyku skratovaných častí elektrických spotrebičov a inštalácií.

V tomto prípade úroveň napätia na skriniach chránených zariadení klesá, potenciály sa vyrovnávajú rastom tejto hodnoty na povrchu na úroveň rovnakého potenciálu zariadenia s uzemňovacím vodičom.

Rozsah použitia je trojfázové zariadenia a obvody. Musia byť vybavené pevne uzemneným neutrálom pri napätí pod 1000. V, pri vyššom napätí obvodu sa volí akýkoľvek spôsob vedenia neutrálneho vodiča.

Hlavným účelom ochranného zariadenia je zníženie úrovne napätia na bezpečnú hodnotu na skrini zariadenia a ochrannom obvode, ako aj zníženie prúdu pretekajúceho ľudským telom pri dotyku oblasti pod napätím.

Menovité napätie striedavého obvodu je nad 380 V a hodnota jednosmerného prúdu je 440 V - takéto elektrické obvody musia byť vybavené uzemnením, najmä v obzvlášť nebezpečných podmienkach a na miestach zvýšeného nebezpečenstva.

Zariadenie s kovovým puzdrom musí byť uzemnené:

V prípade skratu fázového vodiča k krytom prístrojov a dotyku osoby rukou prechádza jeho telom nebezpečný elektrický prúd. Pri uzemnení pôjde hlavná časť napätia do obvodu, pretože jeho odpor je menší ako odpor ľudského tela.

Rozdiel medzi pracovným uzemnením a ochranou

Pracovné uzemnenie. Princípom činnosti je spojenie so zemou niekoľkých samostatných objektov elektrického obvodu budovy. Môže to byť neutrálne vinutie generátora a rôzne ďalšie zariadenia.

Je navrhnutý tak, aby poskytoval správna prevádzka elektroinštalácie, bez ohľadu na podmienky jej používania. K realizácii tohto typu ochrany dochádza priamym spojením uzemnených krytov elektrických inštalácií s uzemňovacími vodičmi.

Zriedkavo je možné pracovné uzemnenie vykonať pomocou špecializovaných zariadení - môžu to byť poruchové poistky, odpory.

Ochranné uzemnenie a uzemnenie, ako je uvedené vyššie, vykonávanie elektrických spojovacích prác s kovovými bezprúdovými časťami zariadení. Hlavnou úlohou ochranného obvodu je zároveň zabrániť úrazu elektrickým prúdom, keď sa osoba dotkne skrinky zariadenia, pretože prúd z nej je presmerovaný do uzemňovacieho obvodu, ktorého odpor je menší ako odpor ľudského tela. .

Preto je rozdiel medzi týmito dvoma ochrannými zariadeniami princíp ich fungovania. Ak pracovník vyrovná potenciály, potom ochranný odvádza prúd do uzemňovacieho obvodu spravidla cez uzemnený neutrál.

Ale pri vybavení vašich priestorov akýmkoľvek druhom ochrany sa dosiahne najväčšia účinnosť práce za predpokladu, že sa skratové prúdy nezvýšia v dôsledku zníženia úrovne odporu uzemňovacej elektródy.

Ďalšia vec na zapamätanie. Ani jedna uzemňovacia slučka nebude schopná vykonávať prácu ističov a zariadení ochranné vypnutie s únikom prúdu. A tiež tieto zariadenia nebudú môcť spoľahlivo vykonávať svoju prácu bez ochranného uzemnenia.

Požiadavky na ochranné uzemnenie

Ochranné uzemnenie je tuhšie zariadenie ako uzemnenie obvodu. Zabezpečuje položenie samostatnej zbernice, pomerne nízkej úrovne odporu, ktorý ide do systému zemných elektród zatĺkaných do zeme vo forme trojuholníka.

Výpočet ochranného uzemnenia vyžaduje znalosť mnohých vzorcov a dostupnosť mnohých počiatočných údajov. Preto je zvykom žiadať o bytový fond štandardné projekty pre každý región.

Nulovacia inštalácia umožňuje položenie neutrálnej zbernice alebo akéhokoľvek iného spôsobu odstránenia prúdu v jednofázovom obvode. V tomto prípade hodnoty odporu každého uzemňovacieho vodiča do rozvodne alebo napájacieho transformátora tvoria hodnotu odporu ochranného zariadenia.

Táto hodnota sa môže líšiť, ale požiadavky na ochranné uzemnenie a uzemnenie poskytujú celkovú hodnotu maximálnej možnej úrovne odporu obvodu.

Uzemnenie domácnosti

Napájacie systémy by mali mať spravidla ochranný uzemňovací odpor, ktorý by mal byť od 4 ohmov do 30 ohmov. Na usporiadanie sa spravidla používajú oceľové rohy a pás široký 40 mm. Zabezpečte použitie medenej zbernice, dostatočný úsek, podľa GOST. Toto je povinná požiadavka.

Pri použití ochranného vodiča s medeným drôtom 0,5 mm2 nám na dosiahnutie kritickej hodnoty nestačí ani 100 metrov drôtu. Najprísnejšie požiadavky na údržbu lokality sú:

1. Inštalácie s napätím obvodu do 1000. V sú vybavené zariadením, ktorého odpor by nemal presiahnuť 0,5 Ohm. Hodnota uzemnenej slučky sa meria pomocou špeciálneho meracie zariadenie- merač odporu. Toto meranie sa vykonáva pomocou dvoch dodatočných uzemňovacích elektród. Po ich oddelení v určitej vzdialenosti meriame, potom pohybom elektródy vykonáme niekoľko meraní. Najhorší výsledok sa berie ako nominálna hodnota.
2. Na údržbu obvodu transformátora, iných zdrojov energie, pri hodnotách napätia od 220 V do 660 V - hodnota musí byť od 2 ohmov do 8 ohmov.

Priemyselné ochranné uzemnenie

Použitie dodatočných opatrení na vyrovnanie veľkosti potenciálu je hlavnou „povinnosťou“ použitia ochranného usporiadania výrobných zariadení. Za úspech spoľahlivú ochranu, všetky kovové časti konštrukcií a zariadení a komunikačné potrubia sú spojené s uzemňovacím vodičom.

V obytných priestoroch by mali byť takto vybavené kúpeľne a oceľové vodovodné, kanalizačné a vykurovacie potrubia. V našej dobe nech je to zriedkavé, ale nájdu sa. Uzemnené v priemyselných zariadeniach:

Časti, ktoré nevyžadujú ochranu:

• kovové puzdrá nástrojov a zariadení inštalované na oceľovej plošine, hlavnou vecou je zabezpečiť spoľahlivý kontakt medzi nimi;
• rôzne sekcie s kovovými armatúrami, inštalované na drevené konštrukcie, výnimkou sú predmety, kde sa ochrana vzťahuje aj na tieto predmety;
• kryty elektrických zariadení s 2, 3 bezpečnostnými triedami;
• pri vstupe do elektrických rozvodov do budovy s napätím nepresahujúcim 25 V a ich prechodom cez stenu dielektrika.

Na záver treba poznamenať.

Ochranné uzemnenie sa používa v sieťach striedavého prúdu do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom, nad touto hodnotou napätia so všetkými typmi neutrálneho vodiča.

Po inštalácii každého typu ochrany je potrebné skontrolovať hodnotu odporu ochrany. Potom sa vypracuje protokol o kontrole. Merania sa vykonávajú v lete a v zime, v tomto čase má pôda najväčší odpor.

Elektrické spojenie predmetu vyrobeného z vodivého materiálu so zemou. Uzemnenie sa skladá z uzemňovacieho vodiča (vodivá časť alebo súbor vzájomne prepojených vodivých častí, ktoré sú v elektrickom kontakte so zemou priamo alebo prostredníctvom medziľahlého vodivého média) a uzemňovací vodič spájajúci uzemnené zariadenie s uzemňovacím vodičom. Uzemňovací vodič môže byť jednoduchý kovová tyč(najčastejšie oceľ, menej často meď) alebo zložitý súbor prvkov špeciálneho tvaru.

Kvalita uzemnenia je určená hodnotou elektrického odporu uzemňovacieho obvodu, ktorý je možné znížiť zväčšením kontaktnej plochy alebo vodivosti média – použitím mnohých tyčí, zvýšením obsahu solí v zemi atď. v Rusku sú požiadavky na uzemnenie a jeho zariadenie regulované.

Ochranné uzemňovacie vodiče vo všetkých elektrických inštaláciách, ako aj nulové ochranné vodiče v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom vrátane pneumatík musia mať písmenové označenie PE a farebné označenie so striedajúcimi sa pozdĺžnymi alebo priečnymi pruhmi rovnakého šírka (pre pneumatiky od 15 do 100 mm) žltá a zelená.

Nulové pracovné (nulové) vodiče sú označené písmenom N a modrá farba. Kombinované nulové ochranné a nulové pracovné vodiče musia mať písmenové označenie PEN a farebné označenie: modrá po celej dĺžke a žltozelené pruhy na koncoch.

Chyby v uzemňovacom zariadení

Nesprávne PE vodiče

Niekedy sa používa ako uzemňovací vodič vodné trubky alebo vykurovacie potrubia, ale nemožno ich použiť ako uzemňovací vodič. Vo vodovodnom potrubí môžu byť nevodivé vložky (napr. plastové rúrky), elektrický kontakt medzi rúrkami sa môže zlomiť v dôsledku korózie a nakoniec je možné časť potrubia rozobrať na opravu.

Kombinácia pracovnej nuly a PE vodiča

Ďalším bežným porušením je spojenie pracovnej nuly a vodiča PE za bod ich oddelenia (ak existuje) pozdĺž rozvodu energie. Takéto porušenie môže viesť k výskytu pomerne významných prúdov v PE vodiči (ktorý by v normálnom stave nemal byť prúdový), ako aj k falošným vypnutiam prúdového chrániča (ak je nainštalovaný). Nesprávne oddelenie vodiča PEN

Mimoriadne nebezpečný je nasledujúci spôsob „vytvorenia“ PE vodiča: priamo v zásuvke je určený pracovný neutrálny vodič a medzi ním a PE kontaktom zásuvky je umiestnená prepojka. Tým je vodič PE záťaže pripojenej k tejto zásuvke pripojený k pracovnej nule.

Nebezpečenstvo tohto obvodu spočíva v tom, že na uzemňovacom kontakte zásuvky, a teda na skrini pripojeného zariadenia, sa objaví fázový potenciál, keď nasledujúcich podmienok:
- Pretrhnutie (odpojenie, vyhorenie a pod.) nulového vodiča v oblasti medzi zásuvkou a štítom (a ďalej až po bod uzemnenia vodiča PEN);
- Prehoďte fázový a nulový vodič (fáza namiesto nuly a naopak) smerujúci do tejto zásuvky.

Ochranná funkcia uzemnenia

Ochranný účinok uzemnenia je založený na dvoch princípoch:

Zníženie potenciálneho rozdielu medzi uzemneným vodivým predmetom a inými vodivými predmetmi, ktoré majú prirodzenú zem, na bezpečnú hodnotu.

Odstránenie zvodového prúdu, keď sa uzemnený vodivý predmet dotkne fázového vodiča. V správne navrhnutom systéme vedie vzhľad zvodového prúdu k okamžitej činnosti ochranných zariadení ().

Uzemnenie je teda najúčinnejšie iba v kombinácii s použitím prúdových chráničov. V tomto prípade pre väčšinu porúch izolácie potenciál na uzemnených objektoch neprekročí nebezpečné hodnoty. Okrem toho bude chybná časť siete odpojená vo veľmi krátkom čase (desatiny stotín sekundy - čas vypnutia RCD).

Prevádzka uzemnenia v prípade poruchy elektrického zariadenia Typickým prípadom poruchy elektrického zariadenia je fázové napätie, ktoré zasiahne kovový kryt zariadenia v dôsledku zlyhania izolácie. V závislosti od implementovaných ochranných opatrení sú možné nasledujúce možnosti:

Prípad nie je uzemnený, neexistuje žiadny RCD (najnebezpečnejšia možnosť). Puzdro zariadenia bude pod fázovým potenciálom a nebude to žiadnym spôsobom detekované. Dotyk takéhoto nefunkčného zariadenia môže byť smrteľný.

Puzdro je uzemnené, nie je tam žiadny RCD. Ak je zvodový prúd pozdĺž obvodu fázového krytu a uzemnenia dostatočne veľký (prekračuje prah vypnutia poistky, ktorá tento obvod chráni), poistka sa vypne a obvod vypne. Najvyššie prevádzkové napätie (vzhľadom k zemi) na uzemnenom puzdre bude Umax=RGIF, kde RG ? odpor uzemňovacej elektródy, IF ? prúd, pri ktorom funguje poistka, ktorá tento obvod chráni. Táto možnosť nie je dostatočne bezpečná, pretože s vysokým odporom uzemňovacej elektródy a veľkými hodnotami poistiek môže potenciál na uzemnenom vodiči dosiahnuť pomerne významné hodnoty. Napríklad s uzemňovacím odporom 4 ohmy a poistkou 25 A môže potenciál dosiahnuť 100 voltov.

Puzdro nie je uzemnené, je nainštalovaný RCD. Puzdro zariadenia bude na fázovom potenciáli a to sa nezistí, kým nebude existovať cesta pre prechod zvodového prúdu. V najhoršom prípade dôjde k úniku cez telo osoby, ktorá sa dotkla chybného zariadenia aj predmetu, ktorý má prirodzenú zem. RCD odpojí časť siete s poruchou hneď, ako dôjde k úniku. Osoba dostane iba krátkodobý elektrický šok (0,010,3 sekundy - prevádzkový čas RCD), ktorý spravidla nespôsobuje poškodenie zdravia.

Puzdro je uzemnené, RCD je nainštalované. Toto je najbezpečnejšia možnosť, pretože tieto dve ochranné opatrenia sa navzájom dopĺňajú. Keď fázové napätie narazí na uzemnený vodič, prúd tečie z fázového vodiča cez poruchu izolácie do uzemňovacieho vodiča a ďalej do zeme. RCD okamžite deteguje tento únik, aj keď je veľmi malý (zvyčajne je prah citlivosti RCD 10 mA alebo 30 mA) a rýchlo (0,010,3 sekundy) odpojí časť siete s poruchou. Okrem toho, ak je zvodový prúd dostatočne vysoký (väčší ako prahová hodnota poistky chrániacej daný obvod), môže dôjsť aj k prepáleniu poistky. Ktorý ochranné zariadenie(RCD alebo poistka) vypne obvod - závisí od ich rýchlosti a unikajúceho prúdu. Je tiež možné, aby obe zariadenia fungovali.

Pozemné typy

TN-C

Systém TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) navrhol nemecký koncern AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) v roku 1913. Pracovná nula a PE vodič (ochranná zem) v tomto systéme sú spojené do jedného vodiča. Najväčšou nevýhodou bolo vytvorenie lineárneho napätia (1,732-krát vyššie ako fázové napätie) na krytoch elektrických inštalácií počas núdzovej nulovej prestávky.

Napriek tomu to dnes nájdete v budovách krajín bývalý ZSSR.

TN-S

Na nahradenie podmienečne nebezpečného systému TN-C v tridsiatych rokoch minulého storočia bol vyvinutý systém TN-S (francúzsky Terre-Neutre-Separe), v ktorom bola pracovná a ochranná nula oddelená priamo v rozvodni a uzemňovacia elektróda bola pomerne komplexná štruktúra kovové armatúry.

Keď sa teda v strede vedenia prerušila pracovná nula, elektrické inštalácie nedostali sieťové napätie. Neskôr takýto uzemňovací systém umožnil vyvinúť diferenciálne automaty a automaty, ktoré sú spúšťané únikom prúdu, schopné snímať malý prúd. Ich práca dodnes vychádza z Kirghofových zákonov, podľa ktorých sa prúd pretekajúci fázovým vodičom musí číselne rovnať prúdu pretekajúcemu pracovným nulovým prúdom.

Môžete tiež pozorovať systém TN-C-S, kde k oddeleniu núl dochádza v strede čiary, avšak v prípade prerušenia nulového vodiča až do bodu oddelenia puzdra budú pod sieťové napätie, ktoré pri dotyku predstavuje ohrozenie života.

elektrina - najlepší priateľ A najhorší nepriateľ osoba. Samozrejme, teraz je takmer nemožné predstaviť si život bez neho. Žiaľ, boli aj zlé momenty, ako napríklad prehra elektrický šok. Môžete byť šokovaní, ak sa dotknete nielen holej časti pod prúdom, ale aj neškodne vyzerajúceho tela elektrospotrebiča. V tomto článku sa pokúsime vysvetliť jednoduchý jazykČo je uzemnenie a na čo slúži? Okrem toho zvážime, čo sú difavtomat a RCD a na čo sa používajú.

Definícia pojmu

Stručne povedané a jednoduchými slovami, To:

Uzemnenie je zariadenie, ktoré chráni osobu pred úrazom elektrickým prúdom, ak sú všetky elektrické zariadenia spojené so zemou. V núdzi nebezpečné napätie „tečie“ na zem.

Ochrana je hlavným účelom uzemnenia. Spočíva v pripojení dodatočného, ​​tretieho uzemňovacieho vodiča k elektroinštalácii, ktorý je pripojený k zariadeniu, akým je napríklad uzemňovacia elektróda. Ten má zasa dobrý kontakt so zemou.

Uzemnenie je funkčné a ochranné na určený účel. Pracovník je nevyhnutný pre normálne fungovanie elektroinštalácie, ochranný je potrebný na zaistenie elektrickej bezpečnosti (zabránenie úrazu elektrickým prúdom).

Uzemnenie (uzemňovacia elektróda) ​​zvyčajne vyzerá ako tri elektrické tyče zapichnuté do zeme v rovnakej vzdialenosti od seba, ktoré sa nachádzajú v rohoch rovnostranného trojuholníka. Tieto tyče sú navzájom spojené kovovým pásikom. Takéto tyče ste mohli vidieť v blízkosti domov a stavieb.

Možno ste si tiež všimli, že na stenách mnohých budov vo vnútri alebo vonku sú pripevnené kovové pásy, niekedy natreté žltými a zelenými striedavými pruhmi - to je tiež spojené s uzemňovacou elektródou. Je potrebná uzemňovacia zbernica, aby sa z každej elektrickej inštalácie nevyťahoval uzemňovací vodič.

Tretí vodič je zvyčajne pripojený k telu elektrické spotrebiče, ktorý poskytuje ochranu pred výskytom nebezpečného napätia na ňom. V kábloch má zvyčajne menší prierez ako susedné "pracovné" žily a inú farbu izolácie - žltozelenú.

Požiadavky na uzemnenie

Požiadavky na ochrannú uzemňovaciu slučku sú nasledovné:

1. Všetky elektrické inštalácie musia byť uzemnené, vrátane kovových dverí elektrických skríň a štítov.
2. V elektrických inštaláciách s uzemňovacím neutrálom nesmie odpor uzemňovacieho zariadenia presiahnuť 4 ohmy.
3. Nevyhnutné na použitie.

Prišli sme na to, čo je uzemnenie, teraz si povedzme, na čo to je.

Prečo človeka zasiahne elektrický prúd

Zvážte dve typické situácie, keď ste v šoku:

1. Práčka odviedla svoju prácu správne a keď ste ju chceli vypnúť, mali ste pocit, že vás jej telo „štípe“. Alebo ešte horšie, keď ste sa ho dotkli - boli ste vážne „cuknutí“.
2. Rozhodli ste sa okúpať, pustili vodu, držali kohútik, cítili ste rovnaký účinok elektriny - brnenie alebo silný úder.

Obe situácie sa riešia pripojením uzemnenia k prístrojovým skriniam a všetkým kovovým častiam v kúpeľni a inštaláciou RCD alebo diferenciálneho stroja na vstupe elektriny do domu alebo skupiny spotrebiteľov.

Ako funguje uzemnenie

Na začiatok si povedzme, prečo sa na tele práčky alebo iného elektrického zariadenia objavilo nebezpečné napätie. Všetko je celkom jednoduché - izolácia vodičov sa z nejakého dôvodu zhoršila alebo bola poškodená a poškodená oblasť sa dotýka kovového puzdra jednej z častí zariadenia.

Ak nie je žiadne uzemnenie alebo nulovanie elektrického zariadenia, potom, keď sa osoba dotkne poškodeného zariadenia, môže to nastať (potenciálny rozdiel na povrchu medzi bodmi kontaktu). Ak sa nachádzate v blízkosti poškodeného zariadenia, môžete zaznamenať (potenciálny rozdiel medzi nohami v kontakte so zemou). Dotykové napätie a krokové napätie môže byť pre človeka nebezpečné. Na zníženie ich hodnoty na bezpečnú hodnotu sa používa ochranné uzemnenie.

Dokonca aj také malé hodnoty ako 50 mA sú pre človeka nebezpečné - takýto prúd môže viesť k fibrilácii komôr a smrti.

Princíp fungovania uzemnenia je teda nasledovný: puzdrá všetkých elektrických spotrebičov sú pripojené k uzemňovacej elektróde a dodatočne je nainštalovaný RCD. V prípade nebezpečného napätia na skrini uzemnenie vždy pritiahne nebezpečný potenciál k bezpečnému zemnému potenciálu a napätie "odtečie" na zem.

Na čo sa používajú RCD a difavtomatov?

Jednoduché uzemnenie zariadení je v poriadku, ale ešte lepšie je poskytnúť dodatočnú ochranu. Za týmto účelom prišli s (RCD) a.

Difavtomat je zariadenie, ktoré vo svojom puzdre kombinuje RCD a bežný istič, takže ušetríte miesto v elektrickom paneli.

RCD - reaguje iba na. Princíp jeho činnosti je nasledovný: porovnáva množstvo prúdu cez fázu a cez nulový vodič, ak časť prúdu pretiekla do zeme, potom okamžite reaguje a vypne obvod. Vyznačujú sa citlivosťou od 10 do 500 mA. Čím je RCD citlivejší, tým častejšie bude fungovať, dokonca aj s malými netesnosťami, ale nemali by ste inštalovať príliš hrubý RCD pre váš domov.

Princíp fungovania zabezpečeného okruhu jednoducho:

Keď fáza vstúpi do tela uzemneného elektrického zariadenia, medzi fázovým vodičom a telom začne prúdiť prúd. Potom RCD zaznamená, že cez fázový vodič prešiel prúd, časť prúdu sa musí niekde urobiť a menší prúd sa vrátil cez neutrálny vodič, po čom je tento obvod bez napätia. Ste tak chránení pred úrazom elektrickým prúdom.

Ak nainštalujete RCD do dvojvodičového elektrického obvodu bez uzemňovacieho vodiča a niekde existuje možnosť úniku prúdu, bude fungovať až potom, čo sa dotknete tohto miesta a prúd bude prúdiť do zeme cez vás. V tomto prípade budete v bezpečí aj vy.

To je všetko, čo sme k tejto téme chceli povedať. Teraz viete, čo je uzemnenie, kedy a ako sa inštaluje a na čo slúži. Dúfame, že informácie boli pre vás podané jasným a zrozumiteľným spôsobom!

uzemnenie

Tento článok je o uzemnení elektrických inštalácií nevyhnutných na zaistenie elektrickej bezpečnosti – ochranu osoby pred úrazom elektrickým prúdom.Pojem v rádiovej komunikácii nájdete v časti Protiváha (rádiotechnika).; pre "uzemňovací" vodič v elektronike pozri Uzemnenie (elektronika).

1.7.28. uzemnenie- úmyselný elektrické pripojenie akýkoľvek bod siete, elektroinštalácia alebo zariadenie s uzemňovacím zariadením.

Kapitola 1.7 UZEMNENIE A ELEKTRICKÁ BEZPEČNOSŤ. Oblasť použitia. Pojmy a definície
Pravidlá pre inštaláciu elektrických inštalácií (PUE) Siedme vydanie. Schválené nariadením Ministerstva energetiky Ruska zo dňa 08.07.2002 č. 204

V elektrotechnike sa pomocou uzemnenia zníži dotykové napätie na hodnotu, ktorá je bezpečná pre ľudí a zvieratá.

Terminológia

• Pevne uzemnený neutrál- neutrál transformátora alebo generátora pripojený priamo k uzemňovaciemu zariadeniu. Výstup jednofázového zdroja striedavého prúdu alebo pól zdroja jednosmerného prúdu v dvojvodičových sieťach, ako aj stredný bod v trojvodičových sieťach jednosmerného prúdu, môže byť tiež uzemnený.
• Izolovaný neutrálny- neutrál transformátora alebo generátora, nepripojený k uzemňovaciemu zariadeniu alebo s ním spojený cez veľký odpor signalizačných, meracích, ochranných zariadení a iných podobných zariadení.

• Uzemňovacie zariadenie- súbor uzemňovacích vodičov a uzemňovacích vodičov.
• uzemňovací vodič- vodivá časť alebo súbor vzájomne prepojených vodivých častí, ktoré sú v elektrickom kontakte so zemou priamo alebo cez medziľahlé vodivé médium.
  • Umelé uzemnenie- uzemňovací vodič špeciálne vyrobený na účely uzemnenia.
  • Prirodzené uzemnenie- cudzia vodivá časť v elektrickom kontakte so zemou, priamo alebo prostredníctvom prechodného vodivého média, používaná na účely uzemnenia.
• Zemniaci vodič- vodič spájajúci uzemnenú časť (bod) s uzemňovacou elektródou.
• Ochranný (PE) vodič- vodič určený na účely elektrickej bezpečnosti.
• Ochranný uzemňovací vodič- ochranný vodič určený na ochranné uzemnenie.
• Ochranný vodič vyrovnávania potenciálu- ochranný vodič určený na ochranné vyrovnanie potenciálov.
• Nulový ochranný vodič- ochranný vodič v elektrických inštaláciách do 1 kV určený na pripojenie otvorených vodivých častí k pevne uzemnenému neutrálu zdroja energie.
• Nulový pracovný (neutrálny) vodič (N)- vodič v elektrických inštaláciách do 1 kV, určený na napájanie elektrických prijímačov a pripojený k pevne uzemnenému neutrálu generátora alebo transformátora v sieťach trojfázových prúdov, s pevne uzemneným výstupom jednofázového zdroja prúdu, s pevne uzemnený zdrojový bod v DC sieťach.
• Kombinované nulové ochranné a nulové pracovné (PEN) vodiče- vodiče v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV, spájajúce funkcie nulových ochranných a nulových pracovných vodičov.
• Hlavný pozemný autobus- prípojnica, ktorá je súčasťou uzemňovacieho zariadenia elektrickej inštalácie do 1 kV a je určená na spojenie viacerých vodičov za účelom uzemnenia a vyrovnania potenciálov.
• Vodivá časť- časť, ktorá môže viesť elektrický prúd.
• živá časť- vodivá časť elektroinštalácie, ktorá je počas prevádzky pod prevádzkovým napätím vrátane nulového pracovného vodiča (nie však vodiča PEN).
• odkrytá vodivá časť- prístupná na dotyk vodivej časti elektrickej inštalácie, ktorá bežne nie je pod napätím, ale ktorá sa môže dostať pod napätie, ak je poškodená základná izolácia.
• Vodivá časť tretej strany- vodivá časť, ktorá nie je súčasťou elektroinštalácie.
• Zóna nulového potenciálu (relatívna zem)- časť zeme, ktorá je mimo zóny vplyvu akéhokoľvek uzemňovacieho vodiča, ktorej elektrický potenciál sa považuje za nulový.

• Ochranná zem- uzemnenie vykonávané na účely elektrickej bezpečnosti.
• Pracovné (funkčné) uzemnenie- uzemnenie bodu alebo bodov prúdových častí elektrickej inštalácie, vykonávané na zabezpečenie prevádzky elektrickej inštalácie (nie na účely elektrickej bezpečnosti).
• Ochranné uzemnenie v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV- zámerné spojenie otvorených vodivých častí s pevne uzemneným neutrálom generátora alebo transformátora v sieťach trojfázových prúdov, s pevne uzemneným výstupom zdroja jednofázového prúdu, s uzemneným zdrojovým bodom v sieťach jednosmerného prúdu, vykonávané z dôvodu elektrickej bezpečnosti účely.
• Potenciálne vyrovnanie- elektrické spojenie vodivých častí na dosiahnutie rovnosti ich potenciálov.
• Vyrovnanie ochranného potenciálu- vyrovnávanie potenciálov, vykonávané za účelom elektrickej bezpečnosti.
• Potenciálne vyrovnanie- zníženie rozdielu potenciálov (krokového napätia) na povrchu zeme alebo podlahy pomocou ochranných vodičov uložených v zemi, v podlahe alebo na ich povrchu a pripojených k uzemňovaciemu zariadeniu, alebo použitím špeciálnych zemných krytov.
• Zóna šírenia (miestna pôda) - zóna zeme medzi uzemňovacou elektródou a zónou nulového potenciálu.
• zemné spojenie- náhodný elektrický kontakt medzi časťami pod napätím a zemou.

• priamy dotyk- elektrický kontakt ľudí alebo zvierat so živými časťami pod napätím.
• nepriamy dotyk- elektrický kontakt ľudí alebo zvierat s otvorenými vodivými časťami, ktoré sú pod napätím, keď je poškodená izolácia.

• Ochrana pred priamym kontaktom- ochrana proti kontaktu so živými časťami pod napätím.
• Ochrana pred nepriamym kontaktom- ochrana pred úrazom elektrickým prúdom pri dotyku s otvorenými vodivými časťami, ktoré sú pod napätím pri poškodení izolácie.
• Ochranný automatické vypnutie jedlo- automatické otváranie obvodu jedného alebo viacerých fázových vodičov (a ak je to potrebné, nulového pracovného vodiča), vykonávané na účely elektrickej bezpečnosti.
• Izolačný transformátor- transformátor, ktorého primárne vinutie je oddelené od sekundárnych vinutia pomocou ochranného elektrického oddelenia obvodov.
• Bezpečný izolačný transformátor - oddeľovací transformátor určený na napájanie obvodov s veľmi nízkym napätím.
• ochranná clona- vodivá clona určená na oddelenie elektrický obvod a/alebo vodičov od živých častí iných obvodov.

• Ochranné elektrické oddelenie obvodov- oddelenie jedného elektrického obvodu od ostatných obvodov v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV pomocou:
  • dvojitá izolácia;
  • základná izolácia a ochranná clona;
  • zosilnená izolácia.

• Základná izolácia- izolácia častí pod prúdom, poskytujúca okrem iného ochranu pred priamym dotykom.
• Dodatočná izolácia- nezávislá izolácia v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV, vykonávaná navyše k hlavnej izolácii na ochranu v prípade nepriameho kontaktu.
• dvojitá izolácia- izolácia v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV, pozostávajúca zo základnej a dodatočnej izolácie.
• Zosilnená izolácia- izolácia v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV, poskytujúca stupeň ochrany pred úrazom elektrickým prúdom ekvivalentný dvojitej izolácii.
• Nevodivé (izolačné) miestnosti, zóny, miesta- priestory, zóny, plošiny, v ktorých (na ktorých) je ochrana v prípade nepriameho kontaktu zabezpečená vysokou odolnosťou podlahy a stien a v ktorých nie sú žiadne uzemnené vodivé časti.

• Pomer zemných porúch v trojfázovom režime elektrickej siete - pomer potenciálového rozdielu medzi nepoškodenou fázou a zemou v mieste zemnej poruchy inej alebo dvoch ďalších fáz k potenciálnemu rozdielu medzi fázou a zemou v tomto bode pred poruchou.

• Napätie uzemňovacieho zariadenia- napätie, ktoré vzniká, keď prúd odvádza z uzemňovacej elektródy do zeme medzi bodom vstupu prúdu do uzemňovacej elektródy a zónou nulového potenciálu.
• Dotykové napätie- napätie medzi dvoma vodivými časťami alebo medzi vodivou časťou a zemou, keď sa ich človek alebo zviera súčasne dotknú.
• Očakávané dotykové napätie- napätie medzi súčasne dostupnými vodivými časťami, keď sa ich nedotýka osoba alebo zviera.
• Krokové napätie- napätie medzi dvoma bodmi na povrchu zeme vo vzájomnej vzdialenosti 1 m, ktoré sa rovná dĺžke ľudského kroku.
• Extra nízke (nízke) napätie (SLV)- napätie nepresahujúce 50 V AC a 120 V DC.

• Odolnosť uzemňovacieho zariadenia- pomer napätia na uzemňovacom zariadení k prúdu tečúceho z uzemňovacieho vodiča do zeme.
• Ekvivalentný zemný odpor s nehomogénnou štruktúrou- merný elektrický odpor zeme s homogénnou štruktúrou, pri ktorej má odpor uzemňovacieho zariadenia rovnakú hodnotu ako pri zemi s heterogénnou štruktúrou.

Termín "Zem", použitý v kapitole, treba chápať ako zeminu v zóne rozmetania.

Termín "odpor", použitý v kapitole pre zem s nerovnomernou štruktúrou, treba chápať ako ekvivalentný odpor.

Termín "zlyhanie izolácie" treba chápať ako jedinú poruchu izolácie.

Termín "automatické vypnutie" treba chápať ako ochranné automatické vypnutie.

Termín "vyrovnanie potenciálu" použité v kapitole treba chápať ako vyrovnávanie ochranného potenciálu.

Notový zápis

Uzemňovacie zariadenie

V Rusku sú požiadavky na uzemnenie a jeho zariadenie upravené pravidlami elektrickej inštalácie (PUE). Uzemnenie v elektrotechnike je rozdelené na prirodzené a umelé.

Prírodná pôda

Uzemňovač (kovová tyč) s pripojeným uzemňovacím vodičom

Je obvyklé označovať prirodzené uzemnenie tých štruktúr, ktorých štruktúra umožňuje trvalý pobyt v zemi. Keďže však ich odpor nie je nijako regulovaný a nie sú kladené žiadne požiadavky na hodnotu ich odporu, nemožno ako uzemnenie elektroinštalácie použiť prirodzené uzemňovacie konštrukcie. Medzi prirodzené uzemňovacie vodiče patria napríklad potrubia.

Umelá pôda

Umelé uzemnenie je úmyselné elektrické spojenie ktoréhokoľvek bodu elektrickej siete, elektrickej inštalácie alebo zariadenia, s uzemňovacím zariadením.

Uzemňovacie zariadenie(GD) sa skladá z uzemňovacieho vodiča (vodivá časť alebo súbor vzájomne prepojených vodivých častí, ktoré sú v elektrickom kontakte so zemou priamo alebo prostredníctvom medziľahlého vodivého média) a uzemňovacieho vodiča spájajúceho uzemnenú časť (bod) s uzemňovacím vodičom. Uzemňovacím vodičom môže byť jednoduchá kovová tyč (najčastejšie oceľ, menej často meď) alebo zložitá súprava prvkov špeciálneho tvaru.

Kvalita uzemnenia je určená hodnotou odporu uzemnenia / odporu šírenia prúdu (čím nižší, tým lepšie), ktorý možno znížiť zväčšením plochy uzemňovacích elektród a znížením elektrického odporu pôdy: zvýšením počtu uzemňovacie elektródy a/alebo ich hĺbka; zvyšovanie koncentrácie solí v pôde, jej zahrievanie a pod.

Elektrický odpor uzemňovacieho zariadenia je odlišný pre rozdielne podmienky a je určená / štandardizovaná požiadavkami PUE a príslušnými normami.

Odrody umelých uzemňovacích systémov

Niektoré typy uzemňovacích systémov pre elektrické siete. TN-S prišiel v tridsiatych rokoch 20. storočia, aby nahradil TN-C Vysoké čísloúraz elektrickým prúdom, keď sa nulový vodič zlomí, pretože prierez nulového vodiča bol zvyčajne 1/3 hrúbky prierezu fázových vodičov

Elektrické inštalácie vo vzťahu k elektrickým bezpečnostným opatreniam sa delia na:

• elektrické inštalácie s napätím nad 1 kV v sieťach s uzemneným alebo účinne uzemneným neutrálom;
• elektrické inštalácie s napätím nad 1 kV v sieťach s izolovaným alebo uzemneným neutrálom cez oblúkový reaktor alebo odpor;
• elektrické inštalácie s napätím do 1 kV v sieťach s uzemneným neutrálom;
• elektrické inštalácie s napätím do 1 kV v sieťach s izolovaným neutrálom.

Záležiac ​​na technické vlastnosti elektroinštalácie a napájacie siete si jeho prevádzka môže vyžadovať rôzne systémy uzemnenie. Spravidla pred projektovaním elektroinštalácie predajná organizácia vydáva zoznam technické údaje, ktorá špecifikuje použitú uzemňovaciu sústavu.

Klasifikácia typov uzemňovacích systémov je uvedená ako hlavná charakteristika napájacej siete. GOST R 50571.2-94 „Elektrické inštalácie budov. Časť 3. Hlavné charakteristiky“ upravuje tieto uzemňovacie systémy: TN-C , TN-S , TN-C-S , TT , IT .

Pre elektrické inštalácie s napätím do 1 kV sú akceptované tieto označenia:

• systém TN - systém, v ktorom je neutrál zdroja energie pevne uzemnený a otvorené vodivé časti elektrickej inštalácie sú spojené s pevne uzemneným neutrálom zdroja pomocou nulových ochranných vodičov;
• systém TN-C - systém TN, v ktorom sú nulové ochranné a nulové pracovné vodiče kombinované v jednom vodiči po celej dĺžke;
• systém TN-S - systém TN, v ktorom sú nulové ochranné a nulové pracovné vodiče oddelené po celej dĺžke;
• systém TN-C-S - systém TN, v ktorom sú funkcie nulového ochranného a nulového pracovného vodiča kombinované v jednom vodiči v niektorej jeho časti, počnúc od zdroja energie;
• systém IT - systém, v ktorom je neutrál napájacieho zdroja izolovaný od zeme alebo uzemnený prostredníctvom zariadení alebo zariadení s vysokým odporom a odkryté vodivé časti elektrickej inštalácie sú uzemnené;
• systém TT - systém, v ktorom je neutrál zdroja energie pevne uzemnený a otvorené vodivé časti elektrickej inštalácie sú uzemnené pomocou uzemňovacieho zariadenia, ktoré je elektricky nezávislé od pevne uzemneného neutrálu zdroja.

• T - uzemnený neutrál (lat. terra);
• ja - izolovaný neutrálny izolácia).

• T - nechránené vodivé časti sú uzemnené, bez ohľadu na vzťah k zemi nuly napájacieho zdroja alebo akéhokoľvek bodu napájacej siete;
• N - odkryté vodivé časti sú pripojené k uzemnenému neutrálu napájacieho zdroja.

• S - nulový pracovník ( N) a nulová ochrana ( RE) vodiče sú oddelené (angl. oddelené);
• S - funkcie nulového ochranného a nulového pracovného vodiča sú spojené v jednom vodiči (PEN vodič) (angl. kombinované);
• N - nulový pracovný (nulový) vodič; (Angličtina) neutrálny)
• RE - ochranný vodič (uzemňovací vodič, nulový ochranný vodič, ochranný vodič systému vyrovnávania potenciálov) (angl. Ochranná Zem)
• PEN - kombinované nulové ochranné a nulové pracovné vodiče (angl. Ochranná zem a neutrálna).

Systémy s pevne uzemneným neutrálnym ( TN-systémy)

Systémy s pevne uzemneným neutrálom sa bežne nazývajú TN-systémy, keďže táto skratka pochádza z fr. Terre neutrálna, čo znamená „neutrálny na zemi“.

Systém TN-C

Systém TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) navrhol nemecký koncern AEG v roku 1913. Pracovná nula a PE- vodič Ochrana Zeme) v tomto systéme sú spojené do jedného drôtu. Najväčšou nevýhodou bola možnosť objavenia sa fázového napätia na krytoch elektrických inštalácií počas núdzovej prestávky nula. Napriek tomu, tento systém sa dodnes nachádzajú v budovách krajín bývalého ZSSR. Z moderných elektrických inštalácií sa takýto systém nachádza iba v pouličného osvetlenia z dôvodov hospodárnosti a zníženia rizika.

Systém TN-S

Systém TN-S (fr. Terre-Neutre-Separe) bol vyvinutý s cieľom nahradiť podmienečne nebezpečný systém TN-C v tridsiatych rokoch 20. storočia. Pracovná a ochranná nula boli oddelené priamo na rozvodni a uzemňovacia elektróda bola pomerne zložitým dizajnom kovových armatúr. Keď sa teda v strede vedenia prerušila pracovná nula, elektrické inštalácie nedostali sieťové napätie. Neskôr takýto uzemňovací systém umožnil vyvinúť diferenciálne automaty a automatické automaty zvodového prúdu schopné snímať malý prúd. Ich práca dodnes vychádza z Kirchhoffových zákonov, podľa ktorých sa prúd tečúci v pracovnej nule musí číselne rovnať geometrickému súčtu prúdov vo fázach.

• Môžete tiež vidieť systém TN-C-S, kde k oddeľovaniu núl dochádza v strede vedenia, avšak v prípade prerušenia nulového vodiča pred oddeľovacím bodom budú puzdrá pod sieťovým napätím, ktoré bude pri dotyku životu nebezpečné.

Systém TN-C-S

V systéme TN-C-S trafostanica má priame spojenie častí pod prúdom so zemou. Všetky exponované vodivé časti elektroinštalácie objektu sú priamo spojené s uzemňovacím bodom trafostanice. Na zabezpečenie tohto spojenia je použitý kombinovaný nulový ochranný a pracovný vodič v mieste trafostanice - elektroinštalácie objektu ( PEN), v hlavnej časti elektrického obvodu - samostatný nulový ochranný vodič ( PE).

• Výhody: jednoduchšie zariadenie na ochranu pred bleskom (nie je možné, aby sa medzi nimi objavila napäťová špička PE A N), schopnosť chrániť pred fázovými skratmi na skrini zariadenia pomocou bežných "automatických strojov".

• Nevýhody: extrémne slabá ochrana pred "vyhorením nuly", teda zničením PEN na ceste z CTP do separačného bodu. V tomto prípade autobus PE na strane spotrebiteľa sa objaví fázové napätie, ktoré nemožno vypnúť žiadnou automatizáciou ( PE nemožno deaktivovať). Ak vo vnútri budovy slúži EMS ako ochrana proti tomuto (všetko kovové je pod napätím a nehrozí riziko úrazu elektrickým prúdom pri dotyku 2 rôznych predmetov), ​​potom vonku proti tomu neexistuje vobec ziadna obrana.

V súlade s PUE je to hlavný a odporúčaný systém, ale zároveň PUE vyžaduje dodržiavanie množstva opatrení, aby sa zabránilo zničeniu PEN- mechanická ochrana PEN, ako aj opakované uzemnenie PEN nadzemné vedenie pozdĺž stožiarov na určitú vzdialenosť (nie viac ako 200 metrov pre oblasti do 40 hodín s búrkami za rok, 100 metrov pre oblasti s viac ako 40 hodinami s búrkami za rok).

V prípade, že tieto opatrenia nie je možné dodržať, EMP odporúča TT. Tiež TT odporúčané pre všetky inštalácie pod otvorené nebo(prístrešky, verandy atď.)

Autobus v mestských budovách PEN zvyčajne hrubý kovový rám prechádzajúci vertikálne cez celú budovu. Je takmer nemožné ho zničiť, preto sa používa v mestských budovách TN-C-S.

Vo vidieckych oblastiach v Rusku je v praxi obrovské množstvo nadzemné vedenia bez mechanickej ochrany PEN a opätovné uzemnenia. Pretože v vidiek populárnejší systém TT.

V neskorom sovietskom mestskom rozvoji spravidla TN-C-S s deliacim bodom na základe elektrického panela ( PEN) vedľa pultu, zatiaľ čo PE vykonávané len pre elektrické sporáky.

V modernom ruskom vývoji sa používa aj „päťvodičový“ s deliacim bodom v suteréne; nezávislý N A PE.

Systém TT

V systéme TT trafostanica má priame spojenie častí pod prúdom so zemou. Všetky otvorené vodivé časti elektroinštalácie budovy majú priame spojenie so zemou cez uzemňovací vodič, elektricky nezávislý od neutrálneho uzemňovacieho vodiča trafostanice.

• Výhody: vysoká odolnosť proti zničeniu N na ceste z TP k spotrebiteľovi. Toto zničenie neovplyvňuje PE.

• Nevýhody: požiadavky na komplexnejšiu ochranu pred bleskom (možnosť výskytu špičky medzi N A PE), ako aj nemožnosť pre obvyklé istič vysledovať skrat fázy do puzdra prístroja (a ďalej PE). Je to spôsobené pomerne výrazným (30-40 ohm) miestnym zemným odporom.

Vzhľadom na vyššie uvedené PUE odporúča TT len ako "doplnkový" systém (za predpokladu, že prívodné vedenie nespĺňa požiadavky TN-C-S Autor: opätovné uzemnenie A mechanická ochrana PEN), ako aj vo vonkajších inštaláciách, kde existuje riziko súčasného kontaktu s inštaláciou a fyzickým uzemnením (alebo fyzicky uzemnenými kovovými časťami).

Avšak kvôli zlej kvalite väčšiny nadzemných vedení vo vidieckych oblastiach Ruska systém TT tam mimoriadne populárne.

TT vyžaduje povinné používanie RCD. Zvyčajne sa inštaluje úvodný RCD s nastavením 300-100 mA, ktorý monitoruje skrat medzi fázou a PE, po ktorom nasledujú osobné RCD pre špecifické obvody pri 30-10 mA na ochranu ľudí pred úrazom elektrickým prúdom.

Zariadenia na ochranu pred bleskom ako napr ABB OVR, líšia sa dizajnom pre systémy TN-C- S a TT, v druhom je medzi nimi inštalovaný odvádzač plynu N A PE a varistory medzi nimi N a fázach.

Systémy s izolovaným neutrálom

IT systém

V systéme IT neutrál napájacieho zdroja je izolovaný od zeme alebo uzemnený pomocou nástrojov alebo zariadení s vysokým odporom a odkryté vodivé časti sú uzemnené. Zvodový prúd do rámu alebo do zeme v takomto systéme bude nízky a neovplyvní prevádzkové podmienky pripojeného zariadenia.

Systém IT Používa sa spravidla v elektrických inštaláciách budov a stavieb na špeciálne účely, ktoré podliehajú zvýšeným požiadavkám na spoľahlivosť a bezpečnosť, napríklad v nemocniciach na núdzové napájanie a osvetlenie.

Ochranná funkcia uzemnenia

Princíp ochranného pôsobenia

Ochranný účinok uzemnenia je založený na dvoch princípoch:

• Zníženie potenciálneho rozdielu medzi uzemneným vodivým predmetom a inými vodivými predmetmi, ktoré majú prirodzenú zem, na bezpečnú hodnotu.
• Odstránenie zvodového prúdu, keď sa uzemnený vodivý predmet dotkne fázového vodiča. V správne navrhnutom systéme vedie vzhľad zvodového prúdu k okamžitej prevádzke ochranných zariadení (zariadenia na zvyškový prúd - RCD).
• V systémoch s pevne uzemneným neutrálom - iniciácia poistky, keď fázový potenciál narazí na uzemnený povrch.

Uzemnenie je teda najúčinnejšie iba v kombinácii s použitím prúdových chráničov. V tomto prípade pri väčšine porúch izolácie potenciál na uzemnených objektoch neprekročí nebezpečné hodnoty. Okrem toho bude chybná časť siete odpojená vo veľmi krátkom čase (desatiny ... stotiny sekundy - čas vypnutia RCD).

Prevádzka uzemnenia v prípade poruchy elektrického zariadenia

Typickým prípadom poruchy elektrického zariadenia je vniknutie fázového napätia na kovovú skriňu zariadenia v dôsledku poruchy izolácie. (Treba si uvedomiť, že moderné elektrické spotrebiče, ktoré majú impulz a sú vybavené trojpólovou zástrčkou - ako napríklad systémová jednotka PC - bez uzemnenia, majú na skrini nebezpečný potenciál, aj keď sú plne funkčné. .) V závislosti od toho, aké ochranné opatrenia sa uplatňujú, sú možné tieto možnosti:

Popísané možnosti

Prípad nie je uzemnený, neexistuje žiadny RCD (najnebezpečnejšia možnosť).

• Telo zariadenia bude pod fázovým potenciálom a toto sa nikdy nenájde. Dotyk takéhoto nefunkčného zariadenia môže byť smrteľný.

• Ak je zvodový prúd v obvode fáza-ukrytie-uzemnenie je dostatočne veľká (presahuje prahovú hodnotu poistky, ktorá tento obvod chráni), poistka sa vypne a obvod vypne. Najvyššie prevádzkové napätie (vzhľadom k zemi) na uzemnenom puzdre bude U max = R G I F, Kde R G- odpor uzemňovacej elektródy, ja F− prúd, pri ktorom funguje poistka chrániaca tento obvod. Táto možnosť nie je dostatočne bezpečná, pretože s vysokým odporom uzemňovacej elektródy a veľkými hodnotami poistiek môže potenciál na uzemnenom vodiči dosiahnuť pomerne významné hodnoty. Napríklad s uzemňovacím odporom 4 ohmy a poistkou 25 A môže potenciál dosiahnuť 100 voltov.

• Puzdro zariadenia bude na fázovom potenciáli a to sa nezistí, kým nebude existovať cesta pre prechod zvodového prúdu. V najhoršom prípade dôjde k úniku cez telo osoby, ktorá sa dotkla chybného zariadenia aj predmetu, ktorý má prirodzenú zem. RCD odpojí časť siete s poruchou hneď, ako dôjde k úniku. Osoba dostane iba krátkodobý elektrický šok (0,01 ... 0,3 s - doba prevádzky RCD), ktorá spravidla nespôsobuje poškodenie zdravia.

• Toto je najbezpečnejšia možnosť, pretože tieto dve ochranné opatrenia sa navzájom dopĺňajú. Keď fázové napätie narazí na uzemnený vodič, prúd tečie z fázového vodiča cez poruchu izolácie do uzemňovacieho vodiča a ďalej do zeme. RCD okamžite deteguje tento únik, aj keď je veľmi nevýznamný (zvyčajne je prah citlivosti RCD 10 mA alebo 30 mA) a rýchlo (0,01 ... 0,3 s) odpojí časť siete s poruchou. Okrem toho, ak je zvodový prúd dostatočne vysoký (väčší ako prahová hodnota poistky chrániacej daný obvod), môže dôjsť aj k prepáleniu poistky. Ktoré ochranné zariadenie (RCD alebo poistka) vypne obvod závisí od ich rýchlosti a zvodového prúdu. Je tiež možné, aby obe zariadenia fungovali.

Chyby v uzemňovacom zariadení

Nesprávne PE- vodiče

Niekedy sa ako uzemňovací vodič používajú vodovodné alebo vykurovacie potrubia, ale nemôžu byť použité ako uzemňovací vodič. Vo vodovodnom potrubí môžu byť nevodivé vložky (napríklad plastové potrubia), môže dôjsť k prerušeniu elektrického kontaktu medzi potrubím v dôsledku korózie a nakoniec môže byť časť potrubia rozobratá na opravu. Pri kontakte s vodivými časťami vodovodného potrubia hrozí aj nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom.

"Čistá zem"

Populárna viera je, že počítačové a telefónne inštalácie vyžadujú uzemnenie oddelené od všeobecného uzemnenia budovy.

To je úplne nesprávne, pretože pamäť má nenulový odpor a v prípade skratu (a dokonca aj malého úniku, ktorý automatika nezistí), fáza PE na jednom zo zariadení začne pretekať pamäťou prúd a jeho potenciál rastie vďaka odporu pamäte. Ak existujú 2 alebo viac nezávislých nabíjačiek, povedie to k potenciálnemu rozdielu medzi nimi PE rôzne elektrické inštalácie, ktoré môžu predstavovať riziko úrazu elektrickým prúdom pre ľudí, ako aj blokovať (alebo dokonca zničiť) zariadenia rozhrania (Ethernet a iné), ktoré spájajú 2 časti systému, uzemnené z nezávislých nabíjačiek.

Správnym rozhodnutím je zorganizovať potenciálny systém vyrovnávania.

Všetko uvedené platí aj pre remeselné uzemnenia typu „vykopeme vedro v záhrade a uzemníme na ňom jedno zariadenie“, ktoré sa niekedy zariaďujú na vidieku.

Prietok prevádzkového prúdu linky cez lokálnu pamäť

Pochopenie uzemňovacieho zariadenia

Kvôli mylnej predstave o princípe fungovania lokálnej pamäte sa často možno stretnúť s názorom, že v prípade prerušenia vodiča PEN ( Ochranná zem + Neutrál ochranný a nulový vodič v jednom vodiči) na napájacom vedení môže prevádzkový prúd vodiča s nulovým potenciálom tiecť cez uzemňovacie zariadenia spotrebiteľov umiestnené po prerušení vodiča PEN. Najbežnejším spôsobom, ako „odstrániť toto nebezpečenstvo“ tohto klamu, je vytvárať núdzové režimy práce inštaláciou dvojpólového ističa ako úvodného nožového spínača.

Vysvetlenie príčiny bežnej chyby

Obava z vysokých prúdov pretekajúcich nabíjačkou spotrebiteľa by bola oprávnená len vtedy, ak by pôda medzi nabíjačkou spotrebiteľa a nabíjačkou trafostanice bola vyrobená z kovov s nízkym odporom. Keďže v praxi je uzemnenie budovy spojené so zemou transformátora iba hlavným vodičom PEN, v prípade jeho pretrhnutia sa odpor prudko zvýši v dôsledku absencie vodičov paralelných s vodičom PEN, čím sa eliminuje možnosť vysokého prúdy pretekajúce cez miestne uzemňovacie zariadenie.

Keďže na výpočet parametrov elektrickej inštalácie spotrebiteľa sa berie odpor zemnej slučky lokálnej nabíjačky (na zníženie pravdepodobnosti vytvorenia nebezpečného skokového napätia na území spotrebiteľa sa zvyčajne vyžaduje minimálna možná číselná hodnota), potom odpor pôdy medzi transformátorom napájajúcim spotrebiteľov a lokálnou nabíjačkou spotrebiteľa sa neberie do úvahy - výsledok odporu lokálneho zariadenia Pamäť jednotlivého spotrebiteľa sa berie len pre jedného spotrebiteľa, nie pre celú elektrickú sieť . Inými slovami: keďže odkryté kovové časti jedného spotrebiča nie sú pripojené priamo k transformátoru (ale iba cez hlavnú uzemňovaciu zbernicu), v prípade prerušenia vodiča PEN medzi nabíjačkou spotrebiteľa a nabíjačkou transformátorovej stanice, cez pôdu medzi nimi vzniká obrovský elektrický odpor, ktorý podľa zákona Ohm neumožňuje pretekať veľké prúdy cez pamäť jediného spotrebiteľa.

Ochranné uzemnenie je úmyselné elektrické spojenie so zemou alebo ekvivalentom kovových častí bez prúdu, ktoré sa môže dostať pod napätie v dôsledku skratu na skrinke a z iných dôvodov (indukčný účinok susedných častí pod prúdom, odpojenie potenciálu, výboj blesku atď.).

Ochranné uzemnenie je navrhnuté tak, aby eliminovalo riziko úrazu elektrickým prúdom v prípade kontaktu s telesom elektroinštalácie a inými bezprúdovými kovovými časťami, ktoré sú pod napätím v dôsledku skratu k telu a z iných dôvodov.

Rozsahom ochranného uzemnenia sú elektrické inštalácie s napätím do 1000 V v sieťach s izolovanou centrálou a nad 1000 V v sieťach s ľubovoľným neutrálnym režimom zdroja prúdu (izolovaný aj uzemnený).

V súlade s požiadavkami GOST 12.1.030-81 by sa malo vykonať ochranné uzemnenie elektrickej inštalácie:

pri menovitom napätí 380 V a viac AC a 440 V a viac DC vo všetkých prípadoch;

pri menovitých napätiach od 42V do 380V AC a od 110V do 440V DC pri práci v podmienkach so zvýšeným nebezpečenstvom, obzvlášť nebezpečných a vonkajších inštaláciách.

Poznámka: Charakteristiky týchto podmienok sú uvedené v povinnej prílohe GOST 12.1.013-78.

Ochranné uzemnenie sa aplikuje na kovové časti elektrických inštalácií a zariadení, ktoré sú prístupné ľudskému dotyku a nemajú iné druhy ochrany, napríklad skrine elektrických strojov, transformátory, svietidlá, rámy rozvádzačov, kovové potrubia a plášte elektrických rozvodov atď. .

Princíp fungovania ochranného uzemnenia v elektrických inštaláciách s napätím do 1000V:

pokles dotykového napätia na uzemnenom puzdre pri skratovaní napájacieho napätia.

To je dosiahnuté vďaka nízkemu odporu uzemňovacieho zariadenia (Ohm). Prúd tečie cestou najmenšieho odporu a od r ľudský odpor (
kOhm), potom prejde na uzemňovaciu elektródu alebo jej ekvivalent.

Schematický diagram ochranného uzemnenia je znázornený na obr.

(A) - trojfázová sieť; b) - dvojvodičové siete striedavého prúdu a c) - jednosmerný prúd.

Poznámka: Maximálne prípustné hodnoty dotykových napätí a prúdov cez ľudské telo, berúc do úvahy trvanie expozície, sú uvedené v GOST 12.1.038-82.

Uzemnenie sa vykonáva pomocou špeciálnych zariadení - uzemňovacích vodičov- ide o súbor uzemňovacích vodičov - kovových vodičov v kontakte so zemou a uzemňovacích vodičov spájajúcich uzemnené časti elektrickej inštalácie s uzemňovacím vodičom.

V závislosti od relatívnej polohy uzemňovacích vodičov a zariadenia, ktoré sa má uzemniť, sa rozlišujú diaľkové a slučkové uzemňovacie zariadenia. Prvé z nich sa vyznačujú tým, že uzemňovacie elektródy sú umiestnené mimo miesta, na ktorom sa nachádza uzemnené zariadenie, alebo sú sústredené na niektorej časti tohto miesta (obr. 20.4).

Slučkové uzemňovacie zariadenie (obr. 20.5), ktorého uzemňovacie elektródy sú umiestnené pozdĺž obrysu (obvodu) okolo uzemneného zariadenia v malej vzdialenosti od seba (niekoľko metrov), poskytuje lepší stupeň ochrany ako predchádzajúce

Uzemňovacie vodiče sú jednoduché a skupinové, umelé a prirodzené.

Skupinové uzemnenie pozostáva zo zvislých tyčí a vodorovného pásu, ktorý ich spája.

Ako prirodzené uzemňovacie vodiče sa používajú:

Vodné potrubie položené v zemi;

Rúry na plášte studní (kovové);

Olovené plášte káblov uložených v zemi;

Ostatné kovové konštrukcie umiestnené v zemi.

Celkový odpor uzemňovacieho zariadenia pozostáva z odporu prírodných a umelých uzemňovacích vodičov:

Kde
- požadovaná (prípustná) hodnota odporu uzemňovacieho zariadenia.

Požiadavky na ochranný odpor uzemnenia upravuje PUE. V každom ročnom období by tento odpor nemal prekročiť 4 ohmy