Uzemnění energetických zařízení a obchodních sítí

Proč jsou elektrické instalace uzemněny, jaké nebezpečí pro lidi představují neuzemněné obvody a nakonec, v jakých případech a jak se v průmyslu provádí uzemnění? Naše a další otázky zodpoví náš článek. Dozvíte se, jak nainstalovat zemnící vodiče, jak pro ně položit vodiče za různých podmínek; co je zakázáno a co smí být použito pro ochranné uzemňovací zařízení. Budeme mluvit o nuancích plášťů zemnících kabelů a o tom, jak jsou dráty položeny v suchých a mokrých místnostech.

Navzdory skutečnosti, že vodiče elektrických sítí jsou elektricky izolovány od sebe a od země, izolace vodičů nemůže interferovat s kapacitními proudy, protože elektrická síť a země tvoří desky podlouhlého kondenzátoru, mezi nimiž je kapacitní proud, který nevyhnutelně protéká. To znamená, že vždy existuje parazitní obvod, který je prostřednictvím této kapacity zkratován k zemi. V případě náhodného dotyku, dokonce i dotyku izolovaného vodiče, je proto člověk vystaven riziku úrazu elektrickým proudem.

Poškození vodičů s vysokým střídavým potenciálem je samozřejmě mnohem větším nebezpečím pro lidi, ale aby se chránily před následky zkratování vodivých skříní zařízení, jsou tyto pláště samotné předem spojeny se zemí pomocí uzemňovacích zařízení.

V různých průmyslových elektroinstalacích pro napětí do 1000 voltů s pevně uzemněnou nulou jednofázového zdroje nebo s uzemněným neutrálem, stejně jako u stálých spotřebičů s pevně uzemněným neutrálním bodem, se reset provádí tak, že v v případě nouze dojde k otevření automaticky a přitom tak rychle... Rychlost reakce závisí na zvoleném ochranném zařízení.

Za tímto účelem jsou části zařízení, které se mohou náhodně v nouzové situaci dostat pod vysoké napětí, neutralizovány, připojeny k uzemněnému nulovému vodiči sítě. Pokud je například tělo osvětlovacího zařízení zkratováno a tělo je neutralizováno, pojistky budou fungovat automaticky a napětí z obvodu bude okamžitě odstraněno. PUE předepsat instalaci většiny 380 a 220 voltových instalací s pevně uzemněným neutrálem (přímo připojeným k uzemňovacímu zařízení).

V elektrických instalacích s pracovním napětím do 1000 voltů s izolovaným neutrálem a kdykoli je pracovní napětí vyšší než 1000 voltů se provádí uzemnění, jehož smyslem je snížit proud, který může protékat osobou, na zanedbatelnou malá hodnota.Toho je dosaženo uzemněním částí zařízení a uzemňovací zařízení musí mít odpor výrazně nižší než odpor lidského těla, které má zase odpor v rozsahu 800 Ohm — 100 kOhm, což závisí na mnoha faktorech, vč. fyziologické (zdraví, obuv, oblečení atd.).

U elektrických zařízení s izolovaným neutrálem a třídou nepřesahující 1000 voltů by odpor zemnícího obvodu neměl překročit 4 ohmy a pro instalace s uzemněným neutrálem: pro 660 V - ne více než 2 ohmy, pro 380 V - ne více než 4 Ohmy a pro 220 V - ne více než 8 Ohmů. U vysokonapěťových zařízení s jmenovitým napětím od 3000 do 35000 voltů se odpor zemnících zařízení vypočítá pomocí vzorce 125 / (proud k zemi během poruchy), přičemž se normalizuje na maximálně 10 ohmů.

Pokud je uzemnění společné pro zařízení s různými napěťovými třídami, pak jeho odpor musí být menší nebo roven horním mezním hodnotám, jinak nebude mít ochrana z hlediska bezpečnosti potřebný účinek z důvodu výrazného poklesu napětí na prvcích zařízení.

Elektroinstalace se střídavým třífázovým proudem pro 380 a více voltů; Zařízení na stejnosměrný proud pro 440 voltů nebo více, vždy kompletní s neutrálem nebo zemí. V dílnách se zvláštním nebezpečím, stejně jako ve venkovních instalacích se střídavým napětím 42 voltů a v zařízeních se stejnosměrným napětím 110 voltů také vždy provádějí uzemnění nebo uzemnění. Výbušné zařízení bez doplňků je vynulováno nebo uzemněno bez ohledu na úroveň provozního napětí, protože jakákoli náhodná jiskra nebo zahřátí může vést k tragédii.

Neutrální nebo uzemněné vnější prvky transformátorů, motorů a generátorů, osvětlovací zařízení, různá zařízení, jakož i pohony, měřicí cívky proudových transformátorů, vnější pláště panelů, pohyblivé a pohyblivé prvky konstrukcí s instalovaným elektrickým zařízením, kabelové průchodky a jiné kabelové konstrukce, které vedou opletení jak drátů, tak kabelů, vodivé trubky pro ochranu elektrických drátů, rámy přípojnic, kabely atd. To platí jak pro stacionární, tak pro mobilní elektrická zařízení, která se nacházejí v průmyslu.

Ale jsou chvíle, kdy uzemnění není nutné. Neuzemňují a neuzemňují tak pouzdra vybavená dodatečnou izolací a pouzdra těch elektrických spotřebičů, které nejsou připojeny přímo k síti, ale přes oddělovací transformátor. Je dovoleno vůbec neprovádět uzemnění a neuzemňovat skříně instalované přímo na již uzemněné nebo uzemněné vodivé konstrukce se spolehlivým kontaktem mezi nimi. To není předmětem tohoto článku, ale taková ochranná opatření proti nepřímému dotyku jsou určena k ochraně elektrických instalací.

Každý z nulových nebo uzemňovacích prvků složeného elektrického přijímače je připojen k nulové nebo uzemňovací síti svým vlastním osobním kohoutkem. Je zakázáno spojovat části chráněné instalace sériově mezi sebou a poté v ochranném neutrálu nebo v zemnícím vodiči.

Nicméně několik různých konstrukcí, jako je rám jeřábu a kolejnice, může být zapojeno do série, pokud jsou použity přímo jako neutrální ochrana nebo uzemňovací přípojnice, nebo pokud jsou samy uzemňovacími nebo uzemňovacími vedeními. Každý šroub na nulovém nebo uzemňovacím vedení však zajišťuje samostatný vodič.

Při práci s elektrickým nářadím se člověk stále dotýká vodivého pláště a v případě problémů s izolací může být plášť někdy ovlivněn síťovým napětím, což je pro pracovníka nebezpečné. Instalační elektrické nářadí je často napájeno ze stínění, kde pojistky fungují jako ochranná zařízení, ale vypínají se pouze při odběru významného proudu. Ale odpor drátu v uzavírací smyčce hraje proti nám a ochranná operace může trvat déle než vteřinu, a to už je pro lidské tělo nebezpečné.

Aby se předešlo riziku, používají se automatická proudová zařízení, která mají dobu provozu maximálně 210 ms od okamžiku poruchy země nebo rámu.

Ochranná zařízení tohoto typu jsou různých typů: pro hlídání kontinuity zemnícího obvodu, pro hlídání fázové izolace (od země), pro ochranu před fázovým proudem vstupujícím do skříně, pro ochranu před dvoufázovými nebo jednofázovými poruchami se zemí , pro ochranu před přímým dotykem zranitelných proudů na prvky pouzdra. Zařízení pro kontrolu spotřebního zboží C-901 a IE-9807 mají citlivost 10 mA a dobu odezvy menší než 51 ms. Taková zařízení neumožňují, aby proud měl čas poškodit osobu.

Pro účely uzemnění elektroinstalace se primárně používají zemnící vodiče přirozené, kde se rozptylový odpor shoduje s PUE.Může to být železobetonový základ budovy, zakopané vodovodní potrubí, plášť atd. Uzemnění elektrického zařízení na potrubí s palivem dopravovaným přes ně, na litinovém potrubí, na dočasných potrubích je zakázáno.

Primárně fungují standardní pracovní nulové vodiče jako nulové a zemnící vodiče; dráty pro speciální účely; vodivé konstrukce budov a části průmyslových staveb, např. výtahové šachty, kolejnice pod jeřáby atd., různá potrubí, pláště silových kabelů, elektroinstalační krabice.

Jako zemnící vodiče je zakázáno používat: pláště izolačních trubek, zvlnění nesoucí kabely, olověné pláště a ochranné pancíře vodičů a kabelů, protože samy musí být řádně uzemněny. Elektroinstalace a vodivé prvky infrastruktury budovy, stejně jako všechny typy potrubí, jsou připojeny k zemnící nebo uzemňovací síti, aby se vyrovnal jejich potenciál. Přirozený kontakt kovů ve spojích je dostatečný.

Pokud je stále vyžadována umělá zemnící elektroda, pak se používají zemní, horizontální a vertikální průmyslové zemnící elektrody. K jejich výrobě se obvykle používá kruhová ocel o průměru 10 až 16 mm, častěji pásová ocel 40 x 4 mm nebo hranatá 50 x 50 x 5 mm. Vertikální jsou 2,5 až 5 metrů dlouhé, šroubují (až 5 metrů) nebo zarážejí (až 3 metry) hluboko do půdy ručně nebo pomocí elektrického či jiného speciálního nářadí.

Elektrické instalace spojené se zemí s odporem větším než 200 Ohm-m jsou uzemněny hluboce uzemněnou elektrodou nebo je zem dodatečně upravena tak, aby zvýšení elektrické vodivosti — u svisle uzemněných elektrod jsou uloženy ve střídavých vrstvách Ca (OH) 2 nebo NaNO3 a země a průměr takové úpravy je půl metru v jedné třetině výšky tyče v její horní části. Po dokončení pokládky každé z vrstev se postupně zalévají vodou.

Pokud jsou v blízkosti oblasti země s vyšší vodivostí, uchýlí se k použití vzdálených zemnících elektrod pomocí dalších kabelů nebo drátů. V podmínkách permafrostu jsou zemní elektrody instalovány v rozmrzlých oblastech, nádržích a také v vrtech artéského typu.

Ocel se tradičně používá jako materiál pro stacionární uzemňovací vodiče, pokud se k tomu samozřejmě nepoužívá čtvrtý nulový vodič třífázového systému (měď). Tabulka ukazuje minimální velikosti nulových a zemnících vodičů, včetně ocelových zemnících vodičů. Při napětí elektrické instalace s izolovaným neutrálem 1000 voltů nemůže odpor zemnících vodičů podle PUE překročit odpor fázových vodičů více než 3krát. Minimální přípustné hodnoty průřezu jsou uvedeny v tabulkách.

Pro elektroinstalace s napětím do 1000 voltů, v průmyslových prostorách, v dílnách se používá zemnící vedení, ocelová sběrnice o průřezu minimálně 100 m2 a pro napětí nad 1000 voltů , minimální průřez pro něj je 120 m2.Použití kovových konstrukcí, potrubí, zařízení jako pracovního nulového vodiče je zakázáno.

Mobilní elektroinstalace pro uzemnění nebo uzemnění používají samostatný vodič ve formě jádra jako součást kabelu, v jediném plášti společném pro fázové vodiče, se stejným průřezem jako fázové vodiče.

Pro uzemnění a jako ochranné nulové vodiče na výbušných zařízeních se v nebezpečných odvětvích používají speciální dráty. Můžete také použít kovové konstrukce, ocelové trubky, kabelové pláště atd., Ale pouze jako pomocné opatření, především by měl být speciální zemnící vodič.

U výbušných instalací s uzemněným neutrálem při napětí do 1000 voltů se uzemnění napájecích sítí provádí pomocí dalšího položeného drátu: čtvrtý - pro třífázové sítě a třetí - pro dvoufázové a jednoduché -fázové sítě. I jednofázové osvětlovací sítě v nebezpečných prostorech třídy B-1 jsou vybaveny třetím ochranným vodičem.

Když přírodní struktury nesplňují požadavky PUE, není jiné východisko, než postavit umělé zemnící elektrody.

Instalují se zapuštěné zemnící elektrody, které se pokládají na dno jámy již na začátku instalace základu konstrukce, ve fázi výstavby. Vertikální zemnící elektrody jsou poháněny nebo jednoduše zatlačovány do země pomocí speciálních zařízení, jako jsou automatické pilotní stroje nebo hydraulické lisy. Vrch je položen v nadmořské výšce 0,6 až 0,7 metru pod úrovní zemní značky a výška výstupku ze dna jámy je 0,1 až 0,2 metru.To se provádí tak, že je pak vhodné svařovat spojovací dráty ve formě pásků nebo válcových tyčí.

Vodiče jsou spojeny v zemních obvodech překrývajícím se svařováním. Pokud je půda agresivní a může vést ke korozi kovů, pak se zvětší průřez uzemněných elektrod, jako korozivzdorná alternativa se používají měděné nebo pozinkované uzemněné elektrody a pro větší spolehlivost antikorozní elektrické (katodické) je přidána ochrana.

Ochrana azbestového potrubí se přidává k vodorovným zemnicím vodičům, pokud křižují podzemní inženýrské sítě, železniční tratě a další konstrukce, které mohou přispět k mechanickému poškození kterékoli z protínajících se konstrukcí. Po dokončení instalace a připravenosti základové jámy ke konečnému zasypání je vypracován závazný akt, kde je právně zaznamenáno, že byla provedena skrytá pokládka.

Neutrální ochranné a zemnící vodiče by měly být pokud možno snadno přístupné pro diagnostiku a kontrolu. To se samozřejmě netýká žil a plášťů kabelů, potrubí se skrytými vodiči a kovových konstrukcí, které jsou zpočátku umístěny v základech a v zemi, nulových vodičů a zemnících vodičů instalovaných ve skrytých, neprovozovatelných a nenahraditelných potrubích.

Pokud je místnost suchá, zemnící vodiče jsou položeny přímo na cihlovou nebo betonovou základnu, vodivé přípojnice jsou k ní připevněny hmoždinkami. Ve vlhkých prostorách jsou potřeba rozpěrky nebo držáky, aby drát držel 1 cm nebo více od základny.

Na rovných plochách základu jsou dráty upevněny ve vzdálenosti 60-100 cm mezi upevňovacími prvky a v ohybech - s okrajem 100 cm od rohu a od odbočovacích bodů, ve vzdálenosti 40-60 cm od podlahy a minimálně 5 cm od pohyblivých stropů žlabů... Pro protažení zemnícího vodiče přes stěnu se používají objímky nebo montážní otvory, v průsečíku kompenzátorů se přidávají kompenzátory.

Zemnící vodiče jsou přivařeny ke kovovým prvkům instalací, s výjimkou konektorů používaných pro měření. Překrytí svaru je provedeno na délku rovnou šestinásobku průměru kulatého drátu nebo přibližně rovnou šířce pásu.

Tradičně mají kryty strojů speciální šroub pro upevnění zemnícího vodiče a stroje namontované na ližině jsou uzemněny připojením vodiče přímo k ližině. Pokud zařízení během provozu vibruje, nainstalujte dodatečně pojistnou matici. Před spojením styčných ploch se očistí do lesku a nanese se v tenké vrstvě trocha vazelíny.

Potrubí používaná jako zemnící elektrody jsou někdy opatřena ventily, jsou na nich vodoměry a příruby, v takových místech jsou nutné obtokové propojky o průřezu 100 m2, které se přivaří nebo namontují pomocí svorek.

Neutrální ochranné a zemnící vodiče instalované na volném prostranství jsou speciálně označeny, aby je bylo možné odlišit od ostatních komunikací — žlutým pruhem na zeleném pozadí. Místa připojení přenosných uzemňovacích zařízení nejsou lakována.

Pancéřování ovládacích a napájecích kabelů, jejich kovové opletení, jsou uzemněny.Kabelové koncovky a konektory, vodivé kabelové sestavy, kanály, žlaby a kabely pro zajištění kabelů jsou také uzemněny. Ocelové trubky, uvnitř kterých jsou položeny kabely v budovách, jsou také uzemněny.

Ohebné lankové měděné vodiče zajišťují kontakt pláště a pancíře s koncovými a spojovacími konektory. Na koncích vedení jsou tyto vodiče připojeny k zemnicím vodičům. Průřezy ohebných vodičů v souladu s průřezem vodivého jádra kabelu se předpokládají rovné: 6 m2 pro průřez vodiče kabelu do 10 m2, 10 čtverečních Mm pro kabel 16-35 čtverečních Mm, 16 čtverečních Mm pro 50-120 čtverečních Mm a 25 čtverečních Mm pro 150-240 čtverečních Mm.

Aby byla zajištěna kontinuita zemnícího obvodu kabelů, používá se pájení ve spojích s olověnými konektory: z jednoho konce kabelu je zemnící vodič připájen ke stínění, poté je uzemňovač připájen ke středu konektoru, pak ke stínění na konci dalšího kusu kabelu. Pro uzemnění vodivých krabic a žlabů se instalace provádí stejným způsobem - alespoň na několika místech jsou připájeny na obou koncích vedení.

Pokud je kabel položen na kabelech, pak jsou všechny vodivé části včetně samotného kabelu uzemněny. Ocelové trubky používané pro uzemnění jsou bezpečně připojeny k nulovému vodiči nebo k uzemňovacímu zařízení.

Pro zachování bezpečnosti personálu údržby a pro ochranu olověného nebo hliníkového pláště kabelu v případě porušení izolace vůči zemi jsou všechny kovové pláště a pancéřování kabelu uzemněny, tělesa vodičů konektorů a nosné struktur.

Doufáme, že tento článek byl pro vás užitečný a že nyní máte představu o tom, jak a proč se uzemnění používá v elektrických instalacích.