Vše, co potřebujete vědět o uzemnění
Základy. Základy
Základy — elektrické spojení předmětu z vodivého materiálu se zemí. Uzemnění se skládá z uzemňovacího vodiče (vodivá část nebo sada vzájemně propojených vodivých částí, které jsou v elektrickém kontaktu se zemí přímo nebo prostřednictvím mezilehlého vodivého média) a zemnicí vodič spojující zařízení, které má být uzemněno, se zemnicím vodičem. Uzemňovač může být jednoduchá kovová tyč (nejčastěji ocel, méně často měď) nebo složitý komplex speciálně tvarovaných prvků.
Kvalita uzemnění je dána hodnotou elektrického odporu zemnícího obvodu, který lze snížit zvětšením kontaktní plochy nebo vodivosti média — použitím mnoha tyčí, zvýšením obsahu solí v zemi atd. Uzemňovací zařízení v Rusku jsou požadavky na uzemnění a jeho uspořádání upraveny Pravidla pro elektrickou instalaci (PUE).
Ochranné zemnící vodiče ve všech elektrických instalacích, jakož i nulové ochranné vodiče v elektrických instalacích s napětím do 1 kV s pevně uzemněným neutrálem, včetně sběrnic, musí mít písmenné označení PE a barevné označení se střídavými podélnými nebo příčnými pruhy. šířky (pro autobusy od 15 do 100 mm) žluté a zelené.
Nulové pracovní (neutrální) vodiče jsou označeny písmenem N a modrou barvou. Sdružený nulový ochranný a nulový pracovní vodič musí mít písmenné označení PEN a barevné označení: modrý po celé délce a žlutozelené pruhy na koncích.
Poruchy v uzemňovacím zařízení
Špatné PE vodiče
Někdy se jako zemnící vodič používá vodovodní potrubí nebo topné potrubí, ale nelze je použít jako zemnící vodič. Vodovod může mít nevodivé vložky (např. plastové trubky), elektrický kontakt mezi trubkami se může přerušit v důsledku koroze a nakonec mohou být některé trubky rozebrány za účelem opravy.
Kombinace pracovního nulového vodiče a PE vodiče
Dalším častým porušením je sjednocení pracovního neutrálu a PE vodiče za bod jejich oddělení (pokud existuje) na silovém rozvodu. Takové porušení může vést k výskytu poměrně významných proudů podél PE vodiče (který by v normálním stavu neměl přenášet proud) a také k falešným pozitivním výsledkům na zařízení na zbytkový proud (pokud je instalováno). Nesprávné oddělení vodiče PEN
Následující způsob «vytvoření» vodiče PE je extrémně nebezpečný: přímo v zásuvce se určí pracovní nulový vodič a mezi něj a kontakt PE zásuvky se umístí propojka.Tím se ukáže, že PE vodič zátěže připojené k tomuto výstupu je připojen k pracovnímu neutrálu.
Nebezpečí tohoto obvodu je, že fázový potenciál se objeví na uzemňovacím kontaktu zásuvky a tedy v případě připojeného zařízení, pokud je splněna některá z následujících podmínek:
— Přerušení (odpojení, spálení atd.) nulového vodiče v oblasti mezi výstupem a stíněním (a také dále, k bodu uzemnění vodiče PEN);
— Prohoďte fázový a nulový vodič (fáze místo nuly a naopak) vodiče vedoucí k tomuto výstupu.
Funkce ochranného uzemnění
Ochranný účinek uzemnění je založen na dvou principech:
— Redukce rozdílu potenciálu mezi uzemněným vodivým předmětem a jinými vodivými předměty, které mají přirozené uzemnění, na bezpečnou hodnotu.
— Tok svodového proudu, když se uzemněný vodivý předmět dostane do kontaktu s fázovým vodičem. Ve správně navrženém systému vede výskyt svodového proudu k okamžitému provozu ochranných zařízení (proudové chrániče — RCD).
Uzemnění je tedy nejúčinnější pouze v kombinaci s použitím proudových chráničů. V tomto případě u většiny porušení izolace potenciál na uzemněných předmětech nepřekročí nebezpečné hodnoty. Kromě toho bude vadná část sítě odpojena ve velmi krátké době (desetiny sekundy — doba vypínání proudového chrániče).
Uzemnění v případě poruchy elektrického zařízení Typickým případem poruchy elektrického zařízení je fázové napětí zasahující do kovového těla zařízení v důsledku poruchy izolace. V závislosti na bezpečnostních opatřeních jsou možné následující možnosti:
— Případ není podložený, neexistuje žádný RCD (nejnebezpečnější možnost). Tělo zařízení bude na fázovém potenciálu a to nebude žádným způsobem detekováno. Dotyk s takto vadným spotřebičem může být smrtelný.
— Pouzdro je uzemněno, není zde proudový chránič. Pokud je svodový proud v zemnicím obvodu fázového těla dostatečně velký (překračuje práh pojistky, která tento obvod chrání), pojistka se spálí a obvod vypne. Nejvyšší efektivní napětí (k zemi) uzemněného pouzdra bude Umax = RGIF, kde RG? zemní odpor IF? proud, při kterém se vypne pojistka, která tento obvod chrání. Tato možnost není dostatečně bezpečná, protože s vysokým zemním odporem a velkými hodnotami pojistek může potenciál uzemněného vodiče dosáhnout poměrně významných hodnot. Například při zemním odporu 4 ohmy a pojistce 25 A může potenciál dosáhnout 100 voltů.
— Skříň není uzemněna, nainstalován proudový chránič. Tělo zařízení bude na fázovém potenciálu a to nebude detekováno, dokud nebude existovat cesta pro průchod svodového proudu. V nejhorším případě dojde k úniku přes tělo člověka, který se dotkne jak vadného zařízení, tak předmětu, který má přirozenou zem. RCD vypne vadnou část sítě, jakmile dojde k úniku. Osoba dostane pouze krátkodobý elektrický šok (0,010,3 sekundy — reakční doba RCD), který zpravidla nezpůsobuje újmu na zdraví.
— Skříň je uzemněna, je nainstalován proudový chránič. Jedná se o nejbezpečnější možnost, protože obě ochranná opatření se vzájemně doplňují.Když fázové napětí dopadne na zemnící vodič, proud teče z fázového vodiče přes izolační vadu v zemním vodiči a dále do země. RCD okamžitě detekuje tento únik, i když je velmi malý (obvykle prahová hodnota citlivosti RCD je 10 mA nebo 30 mA), a rychle (0,010,3 sekundy) odpojí část sítě s poruchou. Pokud je svodový proud dostatečně velký (překračuje prahovou hodnotu vypínání pojistky chránící tento obvod), může se také spálit pojistka. Které ochranné zařízení (RCD nebo pojistka) vypne obvod, závisí na jejich rychlosti a svodovém proudu. Je možné, že se spustí obě zařízení.
Typy uzemnění
TN-C
Systém TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) navrhl německý koncern AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) v roce 1913. Pracovní neutrál a PE-vodič (ochranná zemina) jsou v tomto systému kombinovány v jeden vodič. Největší nevýhodou bylo vytváření síťového napětí (1,732 krát vyšší než fázové napětí) na krytech elektrických instalací v případě nouzového přerušení nuly.
Dnes to však můžete najít uzemňovací systém v budovách zemí bývalého SSSR.
TN-S
K nahrazení podmíněně nebezpečného systému TN-C ve 30. letech 20. století byl vyvinut systém TN-S (Terre-Neutre-Separe), ve kterém jsou pracovní a ochranný neutrál odděleny přímo v rozvodně a zemní elektroda je poměrně složité konstrukce. kovových armatur.
Když se tedy pracovní nula zlomí uprostřed vedení, elektrické instalace nepřijímaly síťové napětí.Později takový systém uzemnění umožnil vyvinout diferenciální automaty a automaty, které byly ovládány únikem proudu, schopné snímat zanedbatelný proud. Jejich práce dodnes vychází z Kirgoffových zákonů, podle kterých se proud protékající fázovým vodičem musí číselně rovnat proudu protékajícím pracovním neutrálem.
Můžete také pozorovat systém TN-CS, kde oddělení nul probíhá uprostřed vedení, ale v případě přerušení nulového vodiče do bodu oddělení bude pouzdro pod napětím sítě, které bude při dotyku představovat ohrožení života.