Ochranné uzemnenie: princíp činnosti a obvody. Čo je uzemnenie jednoduchými slovami Uzemnenie v elektrickom obvode

Vytvorením elektrického spojenia kovových konštrukcií priemyselných a domácich zariadení so zemou sa zvyšuje bezpečnosť pri jeho prevádzke. Táto metóda sa používa na zabránenie úrazu elektrickým prúdom osoby v prípade núdze.

Na obrázku nižšie sú znázornené základné princípy fungovania ochranný systém. Aj pri použití kvality automatické zariadenia, rýchlosť ich vypnutia bude nedostatočná na to, aby úplne vylúčila možnosť úrazu elektrickým prúdom osoby. V prítomnosti uzemnenia sa vytvorí obvod s menším odporom. Tým sa zníži škodlivé účinky na ľudskom tele na bezpečnú úroveň.

Ochranná zem - potrebný prvok bezpečnosť, zamedzenie úrazu elektrickým prúdom

Princíp činnosti

Zvyčajne sa inštaluje na ochranu pred výskytom skrat. Ak je fázový vodič odpojený a dotkne sa kovového šasi jednotky, kryt bude pod napätím.

Správne vytvorené ochranná zem tvorí elektrický obvod s nízkym odporom. Táto cesta je najvýhodnejšia elektrický prúd, takže náhodný dotyk osoby s telom nebude nebezpečný (obr. vyššie).

Treba poznamenať, že takéto zariadenie bude súčasne vykonávať niekoľko dôležitých funkcií:

1. Poskytne tiež ochranu v prípade, že potenciálne nebezpečné napätie na puzdre nie je tvorené skratom, ale tým indukované prúdy. Takéto situácie sú možné v inštaláciách s vysokým napätím a tam, kde je prípustné vystavenie mikrovlnnému žiareniu.
2. Pri použití uzemneného neutrálu a niektorých ďalších schém zapojenia v napájacom obvode sa v prípade skratu vyskytnú dlhé a veľké amplitúdové impulzy, dostatočné na spustenie automatov, ktoré vypínajú napätie.
3. Ak je uzemnené zariadenie zasiahnuté bleskom, takýto vodič poskytne určitú ochranu pred poškodením.

Podľa tohto vzorca sa vypočíta odpor vodiča ochranného obvodu medzi hlavnou zbernicou a rozvádzačom: 50 x STsFN / LV. STsFN - odpor v obvode s nulovou fázou; NN - menovité napätie vo voltoch.

Aby sme sa nemýlili s terminológiou, musíme pochopiť skutočný význam nasledujúcich mien:

• Pracovník sa nazýva uzemnenie, ktoré funguje ako druhý vodič. Používa sa na elektrické napájanie inštalácií, riešenie iných problémov.
• Vyššie uvedená ochrana pred bleskom nie je určená. Na zaistenie bezpečnosti počas búrok sa používajú zariadenia špeciálne navrhnuté na tento účel. Sú určené pre relatívne veľké prúdy a napätia.

Schémy zapojenia

Ak chcete vybrať najlepšiu možnosť, musíte vedieť, na aké účely sa v konkrétnom prípade používa ochranné uzemnenie. Nižšie sú uvedené rôznych systémov, ich vlastnosti, výhody a nevýhody.

Typ TN, pevne uzemnený. Podľa tejto schémy sú pripojené priemyselné a domáce zariadenia, ktoré pracujú v sieťach s napätím do a nad 1000 V. Neutrál generátora (transformátora) zdroja energie je pripojený k uzemňovacej elektróde. Spotrebné zariadenia, alebo skôr puzdrá, obrazovky, šasi, sú pripojené k spoločnému vodiču.

Ak schému zapojenia zriadený v súlade s medzinárodné normy, potom sa z nápisov dá pochopiť nasledovné. latinské písmeno"N" označuje "neutrálny" vodič, ktorý sa používa na prevádzku zariadenia. Volá sa to funkčné. "PE" je vodič používaný na vytvorenie ochranného obvodu. Písmená "PEN" označujú vodič určený na riešenie funkčných a ochranných úloh.

Najčastejšie sa používajú nasledujúce schémy. Ich mená sú odlíšené písmenom, ktoré sa k „TN“ pridáva cez pomlčku.

Schémy zapojenia

Najčastejšie používané schémy pripojenia

Pri používaní vznikajú dostatočne vysoké riziká nadzemné vedenia elektrické vedenie. Môže ich poškodiť hurikán, iné negatívne vonkajšie vplyvy. Na zabezpečenie vysokej úrovne bezpečnosti sa používa schéma TT.

Ku generátoru je pripojený pevne uzemnený neutrál. Energia sa prenáša cez štyri vodiče. Spotrebiteľ nastaví autonómny systém zem, ku ktorej sú pripojené skrine zariadenia.

Druhy

Aby sa minimalizoval odpor, je žiaduce skrátiť dĺžku ochranného vodiča. To je zabezpečené vytvorením zemnej slučky po obvode objektu.

Vzdialené systémy sa používajú pri vybavovaní inštalácií, ktoré pracujú s napájacím napätím do 1 000 V.

Uzemňovacie vodiče sú tiež rozdelené na umelé a prirodzené. Toto rozdelenie podľa skupín je podmienené, pretože v oboch prípadoch sa používajú kovové časti konštrukcií umiestnených v zemi:

• V prvom sú vytvorené špeciálne pre uzemňovací systém. Tento prístup vám umožňuje presne vypočítať odpor, rozmery oddelené časti, ďalšie dôležité parametre.

Prirodzené uzemnenie - kovová časť konštrukcie umiestnená v zemi

• Druhá možnosť zabezpečuje spojenie s kovovými časťami stavebnej konštrukcie, vystuženie základových blokov. Je to ekonomickejšie, pretože niektoré hotové diely sa používajú na ochranu. Treba však mať na pamäti, že na pripojenie zariadení bude potrebné položiť príslušné vedenia, ktoré budú mať odpor určený normami. Nevýhodou je relatívna dostupnosť bežného personálu.

Na uzemnenie použite vodiče z medi, čiernej a pozinkovanej ocele. Sekcie a ďalšie charakteristiky produktov sa vyberajú s prihliadnutím na elektrické parametre podmienky inštalácie a prevádzky.

Dôležitá je najmä úroveň vlhkosti. Pri výpočte sa kontroluje odpor a ďalšie vlastnosti pôdy.

Bez ohľadu na to výkonnostné charakteristiky elektrifikovaná budova musí mať dobre organizovaný systém ochranná elektrická bezpečnosť. Ochranné uzemnenie vám umožňuje vytvoriť takýto systém.

Tento typ uzemnenia sa vyznačuje spojením určitých prvkov elektroinštalácie s GD (uzemňovacím zariadením) a je zameraný na zníženie indikátorov dotykových a krokových napätí, ktoré vznikajú pri uzavretí cirkulujúcich prúdov na skriniach elektrických zariadení.

Účel a zariadenie ochranného uzemnenia

Tento typ uzemňovacieho zariadenia je inštalovaný na ochranu osoby pred úrazom elektrickým prúdom, keď je elektrický obvod z rôznych dôvodov uzavretý. Najčastejšou príčinou úrazu elektrickým prúdom je fázový skrat na bezprúdových prvkoch elektrickej inštalácie.

Podľa materiálov regulačnej dokumentácie PUE (kapitola 1.7) v závislosti od vykonávanej funkcie existujú dva typy zariadení uzemňovacieho systému: pracovné (funkčné) a ochranné uzemnenie.

Funkčný typ sa používa častejšie na ochranu výrobných zariadení. Pomocou pracovných uzemňovacích zariadení sa realizuje spoľahlivá prevádzka zariadenia elektrickej inštalácie. Efektívnosť práce a ochranné zariadenie priamo závisí od správna voľba konfigurácia uzemňovacích prvkov a presné zapojenie.

Hlavným prvkom systému je zemná slučka. Pozostáva z kovových uzemňovacích elektród (elektród). Funkčnosť celého systému závisí od schopnosti týchto uzemňovacích vodičov odvádzať prúd. Je potrebné namontovať uzemňovacie prvky s prihliadnutím na mnohé faktory, ktoré priamo ovplyvňujú hlavný ukazovateľ účinnosti uzemňovacích vodičov - hodnotu ich odporu.

Malo by sa to pamätať! Pri vytváraní uzemňovacieho zariadenia pre dom alebo byt dôležitý bod- charakteristický vnútorné rozvody objekt. Drôt musí byť trojžilový, s fázou, nulou a uzemnením.

Inštalácia ochranného uzemňovacieho zariadenia je žiadaná takmer všade.

Uzemňovací systém: rozsah a princíp činnosti

O správna organizácia uzemňovacieho ochranného systému by sa mali implementovať tieto prevádzkové princípy:

1. Vytvorenie elektrického obvodu s nízkym odporom v prípade skratu. Po tejto diaľnici bude plynule prúdiť elektrický prúd. Elektrická bezpečnosť užívateľa je zabezpečená. Ak sa osoba náhodne dotkne domáceho spotrebiča počas prerušenia fázy, na kryte zariadenia nebude žiadne potenciálne nebezpečné napätie.
2. Zabezpečenie ochrany proti indukčným prúdom. Takéto typy prúdov sa môžu objaviť v dôsledku priameho úderu blesku a vytvára sa elektromagnetická a elektrostatická indukcia.

Vzhľadom na dôležitosť vyššie uvedených princípov systému sa ochranné uzemnenie široko používa v:

1. Elektrická sieť s napätím menším ako 1 kW:

• so striedavým prúdom troch trojfázových vodičov s neutrálnou izoláciou;
• so striedavým prúdom dvoch jednofázových vodičov, ktoré sú izolované od zeme;
• s jednosmerným prúdom dvoch vodičov za prítomnosti izolácie vinutia zdroja prúdu.

1. Elektrické siete s napätím nad 1 kW. Je možný akýkoľvek režim bodov vinutia napájacieho zdroja jednosmerného a striedavého prúdu.

Pamätajte! Funkčnosť ochranného systému bude na správnej úrovni iba vtedy, ak existuje sieť s izolovaným neutrálom.

Uzemnenie je zložitý systém. Všetky stupne v ňom sú vzájomne prepojené a ovplyvňujú spoľahlivosť jeho následnej prevádzky. Najdôležitejšia úloha počiatočná fáza výroba - výber konfigurácie uzemnenia.

Klasifikácia uzemňovacích zariadení

V súlade s pravidlami elektrickej inštalácie (PUE) je možné ochranné uzemnenie realizovať pomocou dvoch typov uzemňovacích elektród - prírodných alebo umelých. Uzemňovacie prvky týchto dvoch kategórií majú určité štrukturálne rozdiely a inštalačné vlastnosti:

1. Prirodzené uzemňovacie zariadenia. Takéto uzemňovacie vodiče môžu byť reprezentované:

• predmety vodivých častí tretích strán, ktoré majú priamy kontakt so zemou;
• predmety, ktoré sú v kontakte s pôdou prostredníctvom špeciálneho stredného vodivého média.

Najbežnejšie konštrukcie tohto typu uzemnenia sú:

• kovové konštrukcie budov a základov;
• kovové plášte vodičov;
• puzdro.

Prvky tejto kategórie uzemňovacích vodičov je potrebné pripojiť aspoň na dvoch miestach.

Dôležité! Je zakázané používať ako prirodzené uzemňovacie prvky: potrubia vykurovacích rozvodov; plynovody; potrubia na prívod horľavých kvapalín a horúcej vody; plášte podzemných drôtov s hliníkovou základňou.

1. Umelé uzemnenie. Predpokladá sa špeciálna výroba takýchto štruktúr. Ako materiály na umelé vytvorenie ochrany sa používajú:

• oceľové rúry určitej veľkosti;
• oceľový pás s hrúbkou nad 4 mm;
• tyčová oceľ.

Je dôležité vedieť! Umelé uzemňovacie elektródy hlbokého typu sú veľmi obľúbené. Elektródy takýchto štruktúr sú pozinkované alebo pomedené. Výhody - nízke náklady na výrobu a životnosť prvkov.

Pri výpočtoch, ktoré určujú ich optimálnu konfiguráciu, je potrebné vziať do úvahy špecifické rozdiely medzi umelými a prirodzenými uzemňovacími zariadeniami.

Ako sa vypočítavajú parametre hlavných uzemňovacích prvkov

Na základe výsledkov takýchto výpočtov je navrhnutý výkres uzemňovacieho zariadenia objektu.

Dôležité! Zariadenie namontované v súlade so všetkými konštrukčnými údajmi schémy uzemnenia vám umožňuje dosiahnuť maximálnu prevádzkovú účinnosť celého ochranného uzemňovacieho komplexu.

Základom výpočtov sú prípustné limity krokového a dotykového napätia. Na ich základe sa vypočíta konfigurácia (veľkosť, počet) uzemňovacích elektród a princíp ich umiestnenia.

Výpočty sú založené na nasledujúcich údajoch:

1. Opis vlastností konkrétneho elektrické zariadenie: typ inštalácie; Hlavná konštrukčné prvky zariadenie; prevádzkové napätie; možné možnosti, ktorý umožňuje vykonávať uzemnenie neutrálov transformačných aj generátorových zariadení.
2. Konfigurácia uzemnenia. Takéto údaje sú potrebné na určenie optimálnej hĺbky ponorenia elektród.
3. Informácie o štúdiách vykonaných na meranie odporu pôdy v konkrétnej oblasti. Okrem toho sa berú do úvahy klimatické informácie zóny, kde sa systém inštaluje.
4. Informácie o vhodných prírodných uzemňovacích prvkoch, ktoré možno v práci použiť. Sú potrebné údaje o skutočných hodnotách šírenia prúdu v týchto objektoch. Môžete ich získať špeciálnymi meraniami.
5. Výsledok štandardného výpočtu presných ukazovateľov odhadovanej uzávierky zemného prúdu.
6. Vypočítané hodnoty normatívnej normalizácie prípustných napäťových charakteristík podľa PUE.
7. Indikátory odolnosti voči sezónnemu zamrznutiu vrstvy pôdy počas obdobia sušenia a mrazu. Účtovanie takýchto hodnôt je potrebné na výpočet uzemňovacích prvkov, ktoré sa nachádzajú v homogénnom prostredí. Používajú sa špeciálne štandardizované koeficienty.
8. Ak je potrebné inštalovať komplexnú skupinu uzemňovacích spínačov, pozostávajúcu z niekoľkých prvkov, je potrebné poznať všetky potenciály, ktoré sa budú indukovať na namontovaných elektródach. To si vyžaduje údaje o hodnotách odporu všetkých vrstiev pôdy.

Dôležité! Ak bude systém umiestnený v dvoch vrstvách pôdy, berie sa do úvahy index odolnosti každej z nich. Je to potrebné na určenie presných údajov o výkonových parametroch hornej vrstvy pôdy.

Princíp výpočtu odporu uzemňovacích vodičov

Existuje veľa spôsobov, ako vypočítať charakteristiky hlavných uzemňovacích prvkov, ale hlavným parametrom pre takéto výpočty je jeden - index odporu. Jeho optimálna hodnota je určená pomocou údajov normatívnej regulácie PUE. Nie je možné realizovať spoľahlivé ochranné uzemnenie objektu bez výpočtu odporu jeho hlavných prvkov.

Napríklad je potrebné určiť odpor uzemnenia pre elektrické zariadenia s napätím vyšším ako 1 kW, s izolovaným neutrálom. V súlade s profilovými údajmi dokumentácie je potrebné použiť vzorec R≤250 / I, kde:

• I - indikátor odhadovaného zemného prúdu;
• R je indikátor odporu uzemňovacieho zariadenia, ktorý by nemal presiahnuť 10 ohmov.

V súlade s PUE (1.7.104), berúc do úvahy regulačné informácie o indikátoroch dotykového prúdu (vhodné je napríklad 50 V), sa vzorec upravuje: R≤U / I, kde U je dotyk prúd (50 V).

Dôležité! S izolovaným neutrálom spravidla nie je potrebné vyrovnávať hodnotu odporu pod štyri ohmy. Za ideálny ukazovateľ odporu uzemňovacej sústavy sa však považuje 0. Hlavná úloha, na ktorú sa redukuje produkcia všetkých výpočtov profilov, je nezmenená – dosiahnuť čo najnižší odpor sústavy.

Okrem výpočtu parametrov je dôležitým bodom pri výrobe uzemnenia výber schémy pripojenia zariadenia.

Schémy uzemnenia domu

Jedným z hlavných prvkov potrebných na zabezpečenie elektrického a požiarna bezpečnosť objekt je ochranným uzemnením, preto je prirodzené, že kompetentný technologická výroba takýto systém je najvyššou prioritou. Bez správneho výberu možnosti schematického zapojenia a pripojenia uzemňovacích prvkov nie je možné dosiahnuť požadovaný výsledok riešenia tohto problému.

Pamätajte! Každý prvok, pomocou ktorého sa realizuje ochranné uzemnenie, má schematické označenie. Aby si človek vybral najlepšiu možnosť pre schematické zdôvodnenie pripojenia takéhoto systému, musí rozumieť abecednému, grafickému a farebnému označeniu.

V praxi sa častejšie používajú dva typy pripojenia - schémy TN-C-S a TT. Rozdiely v dizajne obvodu:

Číslo 1 na obrázku označuje uzemnenie zdroja; číslo 2 je dom a číslo 3 je samotné uzemňovacie zariadenie domu.

Dôležité! V schéme TT úplne chýba organizácia ochrany užívateľa v prípade úniku prúdu počas poruchy izolácie. Preto nainštalujte RCD pre elektroinštalácie realizované podľa schémy TT je nevyhnutnosťou.

Vzhľadom na značné ťažkosti pri vykonávaní uzemňovacích prác podľa schémy TT je väčšina objektov uzemnená prostredníctvom systému TN-C-S.

Uzemnenie - dôležitý prvok zabezpečenie požiarnej bezpečnosti objektu a elektrickej bezpečnosti jeho obyvateľov. Nestojí za to začať pracovať na jeho vytvorení, riadiť sa iba všeobecnými pojmami definovania toho, čo je ochranné uzemnenie. Je potrebné naštudovať si teoretické a praktické vlastnosti zariadení elektrického ochranného systému, rozumieť výpočtom jeho parametrov a vedieť po inštalácii zmerať hodnotu jeho odporu. Pri absencii zručností a potrebné vybavenie Výkon takejto práce by ste mali zveriť špecializovaným odborníkom.

Uzemnenie je tzv elektrické pripojenie elektricky vodivé súčasti zariadenia so zemou. Skladá sa z uzemňovacieho vodiča a vodiča, ktorý je k nemu pripojený. Obrázok nižšie ukazuje klasická schéma jeho spojenia.

Schéma pripojenia uzemnenia v súkromnom dome

Červená označuje fázu, modrá označuje neutrál. Smerujú od pólu od hlavného napájacieho zdroja k zbernici L a N. Uzemňovací vodič pripojený medzi uzemňovaciu elektródu a PE zbernicu tienenia je označený čiernou farbou. Idú do štítu, z ktorého sa robí elektroinštalácia okolo domu.

Druhy

V závislosti od toho, prečo je potrebné uzemnenie, sa rozlišuje podľa typov:

1. Pracovné. V priemysle sa uzemňujú body častí elektrických inštalácií, ktoré vedú prúd normálnych podmienkach práca. Elektrická bezpečnosť tu nie je cieľom. Pracovná plocha určené na prevádzku elektrických zariadení v núdzový režim keď dôjde k poruche na puzdre alebo k poškodeniu izolácie. Takto je uzemnený neutrál generátora alebo transformátora.

Pracovné uzemnenie sa vykonáva priamo uzemňovacím vodičom alebo pomocou prídavných zariadení (tlmivky, odpory, zvodiče).

1. Ochranný. Uzemnenie má chrániť človeka, aby ho nezasiahol elektrický prúd. Telo vedie elektrinu a má veľký odpor. K úrazu elektrickým prúdom dochádza nielen v dôsledku dotyku vodivých prvkov. V tomto prípade musí byť stále vytvorený elektrický obvod. Vzniká medzi zemou, na ktorej spočíva človek nohami, a holým vodičom pod napätím, s ktorým dochádza ku kontaktu.

Čím vyššia je vlhkosť zemského povrchu, tým väčší prúd prejde telom, čo predstavuje značné nebezpečenstvo.

1. Od blesku. V mieste úderu blesku dosahuje teplota 30-tisíc stupňov, čo ohrozuje životy ľudí a bezpečnosť budov. Štatistiky ukazujú, že 20 % požiarov v súkromných domoch je spôsobených bleskom. Preto je potrebné na budovy inštalovať bleskozvody.

Ochranný systém

Ochranný systém obsahuje 3 časti:

• Bleskozvod - zachytáva úder a prenáša prúd ďalej. Ide o okrúhlu tyč s priemerom minimálne 10 mm a dĺžkou 250 mm. Nachádza sa na streche, vo vysokej nadmorskej výške, kde je maximálna pravdepodobnosť výboja.

Polomer ochrannej zóny na základni tyče je určený vzorcom:

r = 1,732∙h, kde

h je výškový rozdiel medzi hornými bodmi domu a bleskozvodom.

Pozornosť treba venovať aj kužeľovitému tvaru priestoru, ktorý sa má chrániť.

1. Zvodič - slúži na prenos prúdu z bleskozvodu na zemnú elektródu. Na to sa používa drôtená tyč s priemerom 6 mm, ktorá je privarená k bleskozvodu, po ktorej sa spustí pozdĺž steny k uzemňovacej elektróde s maximálnou vzdialenosťou od okien a dverí. Zvodný vodič nesmie byť ohnutý, aby v tomto mieste nevznikol iskrový výboj. Vyrába sa čo najkratšie.
2. Uzemnenie ochrany pred bleskom a domáce spotrebiče sú bežné. Najbežnejšie zariadenie je vo forme obvodu troch elektród zapichnutých do zeme a prepojených oceľovým pásom, zváraním. Uzemňovač je umiestnený vo vzdialenosti viac ako 1 m od stien a viac ako 5 m od verandy, chodníkov a chodníkov.

Systém ochrany pred bleskom pre súkromný dom

Prírodná pôda

Na vytvorenie uzemnenia je vhodné použiť kovové časti budov a konštrukcií, ktoré sú v kontakte so zemou. Môže to byť výstuž základov, podzemné potrubia alebo káblové plášte, pozemné komunikácie (železnice). To všetko je možné použiť iba v prípadoch, keď sú splnené všetky požiadavky na uzemňovacie vodiče. Výhodou tejto metódy je výrazná úspora nákladov a bez nutnosti obsluhy zariadení.

Základy sa často používajú ako uzemňovacia elektróda, ale musia byť splnené určité podmienky:

• vlhkosť okolitej pôdy nie je nižšia ako 3%;
• neprítomnosť agresívne prostredie, čo prispieva k výskytu korózie;
• výstuž nie je pod vplyvom mechanického namáhania;
• všetky detaily kovových konštrukcií tvoria neoddeliteľný elektrický obvod, pre ktorý sú do medzier privarené prepojky s prierezom najmenej 100 mm 2;
• prítomnosť zabudovaných kovových častí v betóne, s ktorými je možné pripojiť uzemňovací vodič.

Ochranná zem

Hlavným prvkom je uzemňovacia slučka, pozostávajúca z kovových elektród umiestnených v zemi. Sú to prúty, uholníky, rúry alebo plechy s dĺžkou minimálne 2,5 m.. Ich hlavnou úlohou je odvádzať prúd v zemi, ktorého účinnosť závisí od zloženia pôdy a klímy.

Pri inštalácii uzemnenia musíte vedieť, z čoho pozostáva pôda. Môže to byť hlina, piesok, zem atď.

Každý komponent má svoju vlastnú elektrickú vodivosť, ktorá určuje, ako správne navrhnúť zem. Hlina má odpor 20 Ohm * M, piesok - 10-60 Ohm * M (v závislosti od vlhkosti), záhradná pôda- 40 Ohm * M, štrk - 300 Ohm * M.

K obvodu je pripojený uzemňovací vodič.

Trojuholníková zemná slučka

Elektródy nie je dovolené poťahovať dielektrickými antikoróznymi zlúčeninami. Na zváracie body môžete nanášať iba lak.

Požiadavky na vodič z okruhu do elektrickej inštalácie sú pevnosť a odolnosť proti korózii. Vodiče môžu byť oceľové pásky s rozmermi 5x30 mm a tyče s priemerom 10 mm a viac. Kvôli malej záťaži je vhodná na dávanie drôtenka s priemerom 6 mm.

Autor: moderné štandardy elektrické vedenie v byte alebo v súkromnom dome sa vykonáva pomocou trojvodičového drôtu, kde jeden z nich je fáza, druhý je nula a tretí je uzemnenie. Ochrana je zapojená medzi obvod a kryty elektrických spotrebičov. Zásuvky a zástrčky sú dodávané s uzemňovacími kontaktmi pripojenými k puzdru zariadenia, po zapnutí je okrem elektriny pripojené aj uzemnenie.

Keď fáza zasiahne puzdro, v dôsledku opotrebovania izolácie dôjde k úniku prúdu, ktorý vstúpi do obvodu a rozptýli sa v zemi. Pri malých prúdoch sa spúšťa RCD a pri skrate - ističe. V oboch prípadoch prúd z tela elektrického spotrebiča prechádza cez ochranný vodič označený PE do obvodu a šíri sa v zemi.

Čím vyššia je elektrická charakteristika uzemňovacej elektródy, tým viac chráni osobu pred úrazom elektrickým prúdom.

Pre súkromnú bytovú výstavbu odpor ochrannej uzemňovacej slučky v rozdielne podmienky je:

• ochranný - od sieťového napätia pri 220V alebo 380V - 30 Ohm (systém TN-C-S);
• plynové potrubie do domu - 10 ohmov;
• ochrana pred bleskom - 10 Ohm;
• telekomunikačné zariadenia - 2 alebo 4 ohmy.

Uzemňovacie systémy pre elektrické inštalácie

Ochranné uzemňovacie systémy závisia od charakteristík napájacieho zdroja, ako je izolovaný alebo pevne uzemnený neutrál. Sú len tri z nich:

1. Systém TN obsahuje uzemnený neutrál s pripojením kovových častí elektroinštalácie k nemu.

Ako vyzerá systém TN?

V závislosti od spôsobov použitia nulového pracovníka (N) a ochranný (PE) vodičov v systéme tvoria podskupiny:

• TN-C - kombinácia vodičov PE a N v jednom drôte po celej dĺžke siete k spotrebiteľovi (stará sovietska schéma, ktorá sa v súčasnosti nepoužíva);
• TN-C-S - kombinácia vodičov PE a N v jednom vodiči z trafostanice s ich oddelením na vstupe do rozvádzač. Tento systém vyžaduje dodatočné uzemnenie.
• TN-S - oddelenie neutrálnych a ochranných vodičov v celej sieti (najbezpečnejšia schéma).

1. IT systém s izolovaným alebo rezonančne pripojeným neutrálom. Tu majú nevodivé kovové časti elektrického zariadenia samostatné uzemnenie.

Ako vyzerá IT systém?

IT systém sa používa v inštitúciách, kde pracujú obzvlášť citlivé zariadenia.

1. Systém TT s pevne uzemneným neutrálom a spotrebitelia majú samostatné ochranné uzemnenie (hlavne modulárny kolík), ktoré nie je pripojené k neutrálnemu vodiču N.

Ako vyzerá TT?

Video. Typy uzemnenia

Uzemnenie je potrebné vo všetkých napájacích sieťach vrátane súkromných domov a bytov. V prvom rade je to bezpečnostný systém pri využívaní elektriny.

Prítomnosť uzemňovacieho kontaktu v moderných elektrických zásuvkách sa stala samozrejmosťou. Zodpovedá kontaktu na zástrčke akéhokoľvek elektrického spotrebiča. Pokúsme sa zistiť, prečo je potrebné uzemnenie.

Čo je uzemnenie

Uzemnenie je spojenie vodivých prvkov, ktoré bežne nie sú pod napätím, so zemnou elektródou – kovovou konštrukciou uloženou v zemi s nízkym elektrickým odporom. Ako spomínané vodivé prvky môžu pôsobiť kovové puzdro elektroinštalácie, pracovné telesá strojov či domácich spotrebičov a pod.

Tieniace opletenia elektrických káblov sú tiež uzemnené.

Na čo slúži uzemnenie?

• funkčné;
• na ochranu pred bleskom.

Ochranné poskytuje bezpečná prevádzka elektroinštalácie.

Funkčný sa používa na prevádzku zariadenia alebo obvodu - hrá rovnakú úlohu ako nulový vodič v sieti.

V systémoch ochrany pred bleskom je uzemňovacia elektróda pripojená k bleskozvodu.

Princíp činnosti

Zemná slučka funguje vďaka schopnosti pôdy absorbovať nabíjačka. Ak je puzdro zariadenia pod napätím v dôsledku poruchy izolácie, potom sa náboj vypustí do zeme. Keď sa používateľ dotkne puzdra, prúd bude stále sledovať cestu najmenšieho odporu, t. j. cez zem a nie cez ľudské telo. Bez uzemnenia by v takejto situácii používateľ utrpel úraz elektrickým prúdom.

Podmienkou normálneho fungovania uzemnenia je nízky odpor uzemňovacieho vodiča. Táto hodnota závisí od parametrov pôdy:

• hustota;
• vlhkosť;
• slanosť;
• kontaktná plocha so zemou.

Schopnosť pôdy absorbovať náboj prudko klesá, keď zamrzne. Preto sú uzemňovacie kolíky zapichnuté do hĺbky pod bod mrazu, čo závisí od zemepisnej šírky oblasti. Údaje o hĺbke zamrznutia pôdy pre rôznych regiónoch Ruská federácia sú uvedené v SNiP "Stavebná klimatológia".

Vizuálna demonštrácia uzemnenia

Na skalnatých, piesočnatých a permafrostových pôdach, do ktorých je ťažké preniknúť, sa používajú elektrolytické uzemňovacie elektródy z perforovanej rúrky v tvare L. Vnútri obsahuje činidlo, ktoré vytvára slané prostredie. Ten sa vyznačuje vysokou vodivosťou a nízkym bodom tuhnutia. Dlhá časť uzemňovacej elektródy je pochovaná v plytkom výkope, krátka časť je vynesená na povrch. Používa sa tromi spôsobmi:

• na doplnenie nového činidla;
• na zalievanie vodou (vyvoláva chemickú reakciu v období sucha).

Ďalší moderná verzia uzemňovacia elektróda - . Skladá sa z mnohých sekcií spojených závitom alebo inak. Ako sa zatĺkajú do zeme, priskrutkujú sa ďalšie a ďalšie časti. Takže takáto uzemňovacia elektróda, na rozdiel od klasickej z niekoľkých kolíkov, môže byť inštalovaná v akejkoľvek hĺbke. Spojte sekcie osobitné pravidlá a pomocou vodivej pasty. Pri upchávaní sa používa špeciálna tryska, ktorá chráni závit pred poškodením. Moduly sú vyrobené z ocele a potiahnuté meďou alebo zinkom, čo znižuje ich odolnosť a zvyšuje ich životnosť.

Elektrolytické a modulárne uzemnenie sú drahé, pretože ich tradičné náprotivky zostávajú v dopyte. Kolíky v tomto dizajne sú usporiadané inak:

• vo vrcholoch rovnostranného trojuholníka v blízkosti objektu;
• v rohoch objektu;
• po obvode objektu.

Počet tyčí a vzdialenosť medzi nimi sú určené výpočtom.

Odpor uzemňovacej elektródy sa pravidelne kontroluje. Maximálna prípustná hodnota je 30 ohmov.

Kombinovaná ochrana uzemňovacích zariadení a poistiek

Uzemnenie nielenže odstraňuje nebezpečný prúd, ale v prítomnosti ochranného zariadenia spôsobuje vypnutie núdzového zariadenia. Keď sa fázový vodič dostane do kontaktu s uzemneným puzdrom, sieť pracuje v režime blízkom skratu (skrat), ktorý je sprevádzaný prudkým zvýšením sily prúdu v obvode. Na to reaguje automatický spínač (VA), ktorý je potrebné nainštalovať na vstupe elektrického vedenia do objektu.

Je pravda, že je to možné len s veľmi nízkym odporom uzemňovacej elektródy, čo je extrémne zriedkavé. Vo väčšine prípadov je pravdepodobnosť vypnutia VA pomerne nízka. Napríklad s uzemňovacím odporom 10 ohmov bude prúd v obvode I \u003d 220 / 10 \u003d 22 A. Automatické stroje podľa požiadaviek GOST vydržia prúd, ktorý je 1,42-krát vyšší ako nominálnu hodnotu na hodinu. To znamená, že 16 A stroj s prúdom 22 A sa nevypne takmer 60 minút (16 * 1,42 = 22,72 A).

Schéma uzemnenia

Spoľahlivejšia automatická ochrana – príp. Toto zariadenie porovnáva prúdy vo fázovom a nulovom vodiči a ak sa zistí rozdiel, ktorý indikuje únik, odpojí obvod. Podľa citlivosti, tj minimálneho množstva úniku prúdu, ktorý spôsobuje prevádzku, sú RCD rozdelené do niekoľkých kategórií:

1. Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom: 10 mA - inštalované v miestnostiach s vysokou vlhkosťou a 30 mA - v suchých miestnostiach.
2. Protipožiarne - pre 100, 300 a 500 mA.

Protipožiarne RCD sa používajú v zariadeniach, kde skrat môže spôsobiť požiar. Chránia časti siete, kde je zásah elektrickým prúdom prakticky vylúčený, napríklad osvetľovacie okruhy.

Nie sú zameniteľné. VA chráni pred skratom a preťažením, RCD - pred úrazom elektrickým prúdom. V ideálnom prípade by vstup a každá skupina spotrebiteľov mali byť chránené VA aj RCD.

Uzemnené neelektrické zariadenia

Konštrukcie, ktoré nie sú žiadnym spôsobom spojené s elektrickou energiou, sú tiež pripojené k systému uzemňovacej elektródy:

1. Ploty a iné stavby na nadjazdoch a galériách, v ktorých sa pri výboji blesku z bezprostrednej blízkosti indukuje nebezpečný potenciálny rozdiel. To isté sa môže stať s potrubím alebo nádobou obsahujúcou horľavú látku. V dôsledku indukovaného napätia je možné iskrenie, po ktorom nasleduje výbuch, preto sú aj takéto konštrukcie uzemnené.
2. Výrobky, v ktorých sa počas prevádzky hromadí statický náboj. V podstate ide o potrubia a kontajnery: statická elektrina vzniká v dôsledku trenia častíc prepravovaného média. Z tohto dôvodu je rýchlosť dodávky paliva do dopravných lietadiel obmedzená.
3. Potrubia značnej dĺžky. Podľa zákona elektromagnetická indukcia, v takýchto potrubiach pri zmene magnetické pole Zem, a tá je pri pôsobení slnečného vetra vždy nestabilná, vznikajú takzvané bludné prúdy. Preto sú s určitým krokom spojené s uzemňovacími elektródami.

Rozdiel od nulovania

Nulovanie je pripojenie vodivých častí elektrickej inštalácie k nulovému vodiču zdroja prúdu (k nulovému vodiču). Jeho odpor je oveľa menší ako odpor uzemňovacej elektródy. Preto, keď je fáza uzavretá do nulovaného puzdra zariadenia, je zaručený výskyt skratového prúdu, ktorý vedie k činnosti ističa.

V najbežnejšom uzemňovacom systéme typu TN sa uzemnenie aj uzemnenie vykonávajú súčasne.

Pripojenie k neutrálnemu jadru sa vykonáva nad RCD. V opačnom prípade zostanú prúdy vo fázových a nulových vodičoch po uzavretí fázy do puzdra rovnaké a ochranné zariadenie nebude fungovať.

O uzemňovacích systémoch

Používa sa niekoľko uzemňovacích systémov označených kombináciou písmen. Písmená majú nasledujúci význam:

• I: izolovaný vodič;
• N: je pripojenie k pevne uzemnenému neutrálu;
• T: existuje spojenie s uzemňovacím vodičom.

Existujú tri hlavné typy uzemňovacích systémov:

1. IT typ- systém s izolovaným neutrálnym vodičom. V tomto systéme je izolovaný od neutrálu alebo je s ním v kontakte cez odpor vysokej hodnoty alebo vzduchovú medzeru. IN obytné budovy neplatí. Určené na pripojenie zariadení so špeciálnymi požiadavkami na bezpečnosť a stabilitu. Používa sa hlavne v laboratóriách a zdravotníckych zariadeniach.
2. Typ TT- systém s nezávislým uzemnením. Najlepšia možnosť. Zabezpečuje použitie dvoch uzemňovacích vodičov - pre zdroj elektrického prúdu a kovové prvky systému, ktoré nemajú ochranu. Uzemňovací vodič (PE) v tomto systéme je nezávislý a jeho výkon v oblasti medzi zariadením a transformátorom je vylepšený. Pri výbere priemeru vlastnej uzemňovacej elektródy môžu byť ťažkosti. Táto nevýhoda je kompenzovaná inštaláciou ochranného vypínacieho systému.
3. typ TN. Uzemňovací vodič v takomto systéme je kombinovaný s neutrálom, preto, keď sa fáza rozpadne na skrini, dôjde ku skratu a stroj odpojí obvod. Toto zaisťuje vysoký stupeň bezpečnosť.

Rôzne uzemňovacie systémy

Najpoužívanejšie sú TN systémy. Existujú tri poddruhy:

1. TN-S: možnosť s nulovým a deleným pracovným vodičom. Pre zvýšenie bezpečnosti sa namiesto jedného neutrálneho vodiča používajú dva: jeden sa používa ako ochranný, druhý ako neutrálny s pripojením na pevne uzemnený neutrál. Takýto systém poskytuje najlepšia ochrana pred úrazom elektrickým prúdom.
2. TN a TN-C-S: možnosť s PEN-drôtom a párom núl. K zariadeniu je pripojený neutrálny vodič rozdelený na vodiče PE a N.
3. V TN-C-S po oddelení je inštalovaný druhý uzemňovací vodič, ktorý zabezpečuje neprerušovanú prevádzku systému.

Výhody systému TN:

• zariadenie je celkom jednoduché;
• ochrana pred výbojmi blesku;
• na ochranu rozvodov stačí osadiť ističe.

nedostatky:

• existuje možnosť nulového vyhorenia zvonku s následným rozpadom kovových puzdier zariadenia;
• je potrebné zariadenie na vyrovnávanie potenciálu.

Systém TN nie je vhodný pre vidiecke oblasti.

Životy ľudí niekedy závisia od správnej organizácie uzemnenia. Organizácia znamená nielen zariadenie, ale aj včasnú kontrolu odporu uzemňovacej elektródy. V dôsledku oxidácie alebo zmien parametrov pôdy môže dôjsť k jej nadhodnoteniu, v dôsledku čoho dôjde k strate ochranného účinku uzemnenia.

Ochranná zem je systém navrhnutý tak, aby zabránil účinkom elektrického prúdu na osobu zámerným spojením skrine a bezprúdových častí zariadenia, ktoré môžu byť pod napätím, so zemou. Uzemňovacie systémy môžu byť prirodzené alebo umelé.

Čo je uzemnenie a prečo je to potrebné?

Uzemňovacie zariadenia sú úmyselné spojenie vodičmi elektrický typ rôzne elektrické zásuvky.

Účelom uzemnenia je zabrániť účinkom elektrického prúdu na osobu. Ďalším účelom ochranného uzemnenia je odviesť napätie z telesa elektrickej inštalácie cez uzemňovacie zariadenie na zem.

Hlavným účelom uzemnenia je znížiť potenciálnu úroveň medzi bodom, ktorý je uzemnený, a zemou. To znižuje prúdovú silu na najnižšiu úroveň a znižuje počet škodlivých faktorov v kontakte s časťami. elektrické spotrebiče a inštalácie, pri ktorých došlo k poruche na trupe.

Čo je neutrálne?

Neutrál je nulový ochranný vodič, ktorý spája neutrály elektrických inštalácií v trojfázových sieťach elektrického prúdu. Rozsah použitia - nulovanie elektrických inštalácií.

Znižovacia rozvodňa, kde je umiestnená inštalácia transformátora, je vybavená vlastnou zemnou slučkou. Tento okruh pozostáva z oceľovej pneumatiky a tyčí zakopaných špeciálnym spôsobom v zemi. K zdrojom spotreby v elektrickom paneli je z rozvodne položený kábel so 4 žilami. Keď spotrebiteľ elektriny potrebuje napájanie z trojfázového obvodu, musia byť pripojené všetky 4 jadrá. Keď je k vodičom pripojená iná záťaž, v systéme nastáva neutrálny posun, aby sa tomuto posunu zabránilo, použije sa neutrálny vodič. Pomáha symetricky rozložiť zaťaženie na všetky fázy.

Čo sú vodiče PE a PEN?

Vodič PEN je vodič, ktorý kombinuje funkcie nulového ochranného a nulového pracovného vodiča. Prichádza z rozvodne a je rozdelená na vodiče PE a N, priamo u spotrebiteľa.

PE vodič je ochranné uzemnenie, ktoré používame napríklad v byte v zásuvke so zemou. PE-vodič sa používa pre uzemňovacie zariadenia, inštalácie a zariadenia, kde úroveň napätia nepresahuje 1 kV.

Tento typ uzemnenia sa používa len na bezpečnostné účely. Toto uzemnenie zaisťuje nepretržité spojenie všetkých exponovaných a vonkajších častí. Mechanizmus zabezpečuje, že prúd odteká do zeme, čo sa objavilo v dôsledku vniknutia elektrického prúdu do tela zariadenia.

PEN-vodič (kombinácia nulového ochranného a nulového pracovného vodiča) sa používa pri použití uzemňovacieho systému typu TN-C.

Typy umelých uzemňovacích systémov

V klasifikácii uzemňovacích systémov existujú prirodzené a umelé typy uzemnenie.

Uzemňovacie systémy umelého typu:

• TN-S;
• TN-C;
• TNC-S;

Typy uzemnenia - dekódovanie názvu:

• T -- uzemnenie;
• N - pripojenie vodiča k neutrálu;
• I - izolácia;
• C - kombinácia možností funkčného a neutrálneho drôtu ochranného typu;
• S -- oddelené použitie vodičov.

Mnoho ľudí sa zaujíma o otázku, čo sa nazýva pracovné uzemnenie. Iným spôsobom sa nazýva funkčný. Odpoveď na túto otázku poskytuje odsek 1.7.30 PUE. Toto je uzemnenie bodov častí pod prúdom elektrická inštalácia. Používa sa na zabezpečenie funkčnosti elektrických spotrebičov alebo inštalácií a nie na ochranné účely.

Mnohí sa tiež obávajú otázky, čo je ochranné uzemnenie. Toto je proces uzemňovania zariadení na zaistenie elektrickej bezpečnosti.

Systémy s pevne uzemneným neutrálom uzemňovacej sústavy TN

Tieto systémy zahŕňajú:

• TN-C;
• TN-S;
• TNC-S;

Podľa článku 1.7.3 PUE je systém TN systém, v ktorom je neutrál zdroja energie hlucho uzemnený a otvorené vodivé časti elektrickej inštalácie sú spojené s hluchým uzemneným neutrálom zdroja pomocou nulové ochranné vodiče.

TN obsahuje prvky ako:

• stredné uzemnenie, ktoré súvisí s napájaním;
• vonkajšie vodivé časti zariadenia;
• vodič neutrálneho typu;
• kombinované vodiče.

Neutrál zdroja je hlucho uzemnený a vonkajšie vodiče inštalácie sú pripojené k hlucho uzemnenému strednému bodu zdroja pomocou vodičov ochranného typu.

Uzemňovaciu slučku je možné zhotoviť len v elektrických inštaláciách, ktorých výkon nepresahuje 1 kV.

Systém TN-C

V tomto systéme sú nulové ochranné a nulové pracovné vodiče spojené do jedného vodiča PEN. Sú kombinované v celom systéme. Celý názov je Terre-Neutre-Combine.

Medzi výhody TN-C je možné rozlíšiť iba jednoduchú inštaláciu systému, ktorá nevyžaduje veľa úsilia a peňazí. Inštalácia nevyžaduje zlepšenie už nainštalovaných káblových a nadzemných elektrických vedení, ktoré majú len 4 vodivé zariadenia.

nedostatky:

• zvyšuje pravdepodobnosť zásahu elektrickým prúdom;
• pri otvorenom okruhu sa na telese elektrickej inštalácie môže objaviť napätie vo vedení;
• vysoká pravdepodobnosť straty uzemňovacieho obvodu v prípade poškodenia vodivého zariadenia;
• takýto systém chráni iba pred skratmi.

Systém TN-S

Zvláštnosťou systému je, že elektrina sa dodáva spotrebiteľom cez 5 vodičov v trojfázová sieť a cez 3 vodiče v jednofázovej sieti.

Celkovo zo siete odchádza 5 vodivých zdrojov, z ktorých 3 plnia funkciu výkonovej fázy a zvyšné 2 sú neutrálne vodiče pripojené k nulovému bodu.

Dizajn:

1. PN je neutrálny mechanizmus, ktorý je zapojený do obvodu elektrického zariadenia.
2. PE je pevne uzemnený vodič, ktorý plní ochrannú funkciu.

Výhody:

• jednoduchosť inštalácie;
• nízke náklady na nákup a údržbu systému;
• vysoký stupeň elektrickej bezpečnosti;
• nie je potrebné vytvárať obrysy;
• schopnosť používať systém ako zariadenie na ochranu pred únikom prúdu.

Systém TN-C-S

Systém TN-C-S zahŕňa oddelenie vodič PEN na PE a N v niektorej časti reťazca. Zvyčajne sa oddelenie uskutočňuje v štíte v dome a predtým sa kombinujú.

Výhody:

• jednoduché zariadenie obranný mechanizmus z úderov blesku;
• ochrana proti skratu.

Nevýhody používania:

• nízka úroveň ochrany pred spálením neutrálneho vodiča;
• možnosť fázového napätia;
• vysoké náklady na inštaláciu a údržbu;
• napätie sa nedá automaticky vypnúť;
• žiadna prúdová ochrana vonku.

TT systém

TT je navrhnutý tak, aby poskytoval vysokú úroveň bezpečnosti. Inštalované v elektrárňach s nízkou úrovňou technický stav, napríklad tam, kde sa používajú holé vodiče, elektrické inštalácie, ktoré sú umiestnené vonku alebo upevnené na podperách.

TT je namontovaný podľa schémy štyroch vodičov:

• 3 fázy dodávajúce napätie sú medzi sebou posunuté pod uhlom 120°;
• 1 spoločná nula vykonáva kombinované funkcie pracovného a ochranného vodiča.

Výhody TT:

• vysoká úroveň odolnosti voči deformácii drôtu vedúceho k spotrebiteľovi;
• ochrana proti skratu;
• Môže byť použitý vo vysokonapäťových elektrických inštaláciách.

nedostatky:

• sofistikované zariadenie na ochranu pred bleskom;
• nemožnosť sledovať fázy skratu elektrického obvodu.

Systémy s izolovaným neutrálom

Pri prenose a distribúcii elektrického prúdu spotrebiteľom sa používa trojfázový systém. To umožňuje zabezpečiť symetriu a Rovnomerné rozdelenie prúdové záťaže.

Takéto zariadenie vytvára režim, ktorý zahŕňa použitie transformátorovej skrinky a generátorov. Ich neutrálne body nie sú vybavené uzemňovacou slučkou.

Izolovaný typ neutrálu sa používa v napájacom obvode pri pripájaní sekundárnych vinutí transformátorových inštalácií podľa trojuholníkového obvodu a pri absencii napájania počas núdzových situácií. Takáto sieť je náhradným reťazcom.

Izolovaný neutrál prispieva k penetrácii izolačný náter pri skrate a vzniku skratu v iných fázach.

IT systém

IT systém do 1000 V poskytuje uzemnenie prostredníctvom vysokej úrovne odporu a je vybavený neutrálom napájania.

Všetky vonkajšie prvky elektroinštalácie, ktoré sú vyrobené z vodivých materiálov, sú uzemnené. Medzi výhody je možné rozlíšiť nízke miery úniku prúdu počas jednofázového skratu elektrickej siete. Inštalácia s takýmto mechanizmom môže fungovať na dlhú dobu aj keď núdzové situácie. Medzi potenciálmi nie je žiadny rozdiel.

Nevýhoda: prúdová ochrana nefunguje v prípade zemného spojenia. Počas prevádzky v režime jednofázového skratu sa pri dotyku s druhou fázou inštalácie zvyšuje pravdepodobnosť úrazu elektrickým prúdom.