Pojem a princip činnosti ochranného uzemnění

Elektrická zařízení v provozu musí být uzemněna. Podle účelu může být pracovní nebo ochranný. První slouží ke správnému fungování zařízení a druhá slouží k ochraně osob. Princip fungování jedné a druhé je jiný.

Hlavní cíle a cíle uzemnění

Půda je schopna neutralizovat elektrický proud, protože stupeň jeho napětí je nulový. Odpor je hlavním indikátorem uzemňovacího zařízení, podle kterého lze posoudit jeho kvalitu a schopnost plnit svůj účel. Rezistivita závisí na složení půdy, přítomnosti chemikálií v ní - kyselé nebo zásadité, vlhkost, sypkost. V závislosti na složení půdy může být pro správnou funkci uzemnění nutné použít speciální zemnicí sadu nebo zeminu zcela vyměnit.

Uzemnění je připojení jakéhokoli zařízení, elektrické instalace nebo části sítě k uzemňovacímu zařízení. Jedná se o zemnící elektrodu a zemnicí vodiče, kterými proud proudí do země a je neutralizován.

Může existovat několik uzemňovačů. V distribuovaném schématu jsou umístěny podél obvodu objektu, jehož elektrická síť musí být zabezpečena. Vodivá část (uzemňovače) jsou obvykle vyrobeny z kovu. K nim jsou dodávány uzemňovací elektrody, které mají přímý kontakt s půdou.

Uzemňovací zařízení je namontováno podél smyčky. Zemní smyčka je řada elektrodových vodičů, které jsou vedeny do země. Jejich délka je 3 metry, jsou umístěny v malé vzdálenosti od sebe. Jako spojení se používá vodorovný kovový pás, který se ukládá do půdy v malé hloubce - až 1 metr. Připojení k elektrodám se provádí konvenčním svařováním. Ve speciálních uzemňovacích sadách jsou části zařízení spojeny závitem, který žádným způsobem neovlivňuje pracovní vlastnosti.

Pracovní uzemnění je nutné v následujících případech:

• Ochrana zařízení před hromaděním statické elektřiny. Přirozené procesy, jako je blesk, mohou ovlivnit proud tekoucí v obvodu a způsobit poškození zařízení. Elektrody instalované v zemi odvádějí přebytečný proud.
• Ochrana sítě před zkratem.
• Ochrana před vysokým napětím.

Příkladem pracovní země je hromosvod, který je připojen k elektrodám. Zvláště důležité u generátorů, transformátorů.

Princip ochranného uzemnění

Ochranné uzemnění je soubor opatření, která jsou zaměřena na ochranu zařízení a osob, které s ním pracují. Používá se k eliminaci elektromagnetického rušení vznikajícího z blízkého zařízení a také k neutralizaci rušení při přepínání napájecího obvodu.

Ochrana před bleskem

Vzdušné prostředí je část s vysokým odporem, ale výboj má výkon, který tento odpor překračuje, a proto ho prolomí.Na své cestě z horních vrstev atmosféry do země vybere blesk oblasti s nejnižším odporem - vlhké oblasti, stěny, stromy a kapičky vody. To vysvětluje skutečnost, že výboje často padají do stromu - má menší odpor než vzduch kolem něj. Při vstupu do budovy prochází proud také oblastmi s nejnižším odporem - jsou to kovová potrubí, elektrické spotřebiče nebo jejich kovové části, vlhké stěny. Pokud není zařízení uzemněno, může se dotknutí během nabíjení stát smrtelným.

Když je na střeše instalován bleskosvod, náboj do něj vstupuje a poté se pohybuje do země a je neutralizován. Je důležité, aby se proudy do objektu nešířily, proto materiály použité pro uzemnění mají nízký odpor. Podle pravidel by neměl překročit 4 ohmy. Samotný hromosvod musí být připojen k elektrodám v zemi.

Přepěťová ochrana

Elektronické zařízení je citlivé na rázové rázy nebo silné elektrické instalace pracující v jejich poloměru. Náhlý úder blesku v okolí může poškodit elektroniku.

Jako příklad: během bouřky může dojít k přetížení měděného kabelu, který spojuje domy a kterým protéká proud. S rostoucí velikostí náboj může kabel zničit. V tomto případě je na elektrickém vedení nainstalován SPD - impulsní přepěťová ochranná zařízení, aby se přebytečný náboj uvolnil do země.

Ochrana lidí

Pouzdra na přístroje, všechny kovové prvky jsou schopné vést proud. Pokud se dotknete neuzemněného spotřebiče, který nahromadil statickou elektřinu, může dojít k těžkému šoku. To ovlivní především kardiovaskulární a nervový systém. Gumové boty, pogumované rukavice a absolutně suchá místnost pomáhají snížit dopad, ale lidé zřídka chodí po bytě nebo kanceláři v gumových botách. Připojení třetího vodiče k tělu zařízení a následné připojení k elektrodám umožňuje likvidaci přebytečného proudu do země.

Ve starých soukromých a bytových domech nebyla uzemňovací opatření provedena, proto všechny elektrické spotřebiče představují potenciální nebezpečí pro lidi.

Samostatně vyrobená zařízení mohou vypadat takto: k tělu zařízení je připojen vodič, který je vyveden na ulici a připojen k kovovému výrobku vrazenému do země (potrubí, roh, kbelík, tvarovky). Tyto produkty jsou na rozdíl od lidského těla dobrými vodiči proudu, takže proud vybírá kov a jde do země.

Rozdíl mezi pracovním uzemněním a ochranným

Pracovní a ochranné uzemnění by se podle bezpečnostních předpisů nemělo kombinovat s vodním okruhem. Elektrické výboje mohou být poškozeny atmosférickými výboji a ochranné uzemnění nebude fungovat.

Ve funkčním (pracovním) schématu uzemnění jsou všechny struktury nesoucí proud připojeny k elektrodám instalovaným v zemi. Pro správnou funkci pracovního uzemnění se také používají pojistky, které samy o sobě napájejí napětí a selhávají.

Je-li k zařízením, které zařízení chrání, připojeny pokyny a požadavky výrobce, je k dispozici funkční uzemnění.

Na ochranné uzemňovací zařízení je kladeno více požadavků, protože má důležitější úkoly: záchranu životů lidí.

Nejspolehlivější uzemnění je zajištěno v elektrickém obvodu domu. Kabely, které se hodí do každé zásuvky, musí být třívodičové. Třetí vodič je připojen k zemi a vede statickou elektřinu a také zabraňuje vniknutí zkratů a blesků do budovy.

Požadavky na ochranné uzemnění

Aby uzemňovací zařízení mohly plnit své funkce, musí splňovat určité parametry a pokyny výrobce zařízení.

Nuance, které ovlivňují funkčnost:

• Odolnost půdy díky svým fyzikálním a chemickým vlastnostem. Mokrý jíl, grafitové třísky, rašelina, slaniska nebo mořská voda se chovají nejlépe. Horší - suchý písek nebo tvrdé kameny - žula, drcený kámen, křemen, asfalt, beton.
• Oblast kontaktu zemnící elektrody s půdou. Čím větší je plocha, tím jsou vytvořeny příznivější podmínky pro tok proudu, tím rychleji se to děje. Plochu můžete zvětšit instalací více elektrod podél obrysu budovy. V tomto případě jsou spojeny dohromady ocelovou deskou do jedné jednotky. Pokud zvětšíte velikost jedné elektrody, zvýší se také celková plocha. Instalace svislého kovového obrysu pomáhá zvětšit plochu, pokud mají spodní vrstvy půdy větší odpor než povrchové.

Protože je obtížné dosáhnout ideální odolnosti proti půdě, jsou zařízení navržena na základě jeho charakteristik. Každá elektrická instalace má své vlastní normy pro odpor uzemňovacích zařízení. Například pro elektrickou rozvodnu s napětím vyšším než 100 kW by odpor neměl být větší než 0,5 Ohm a pro domácí síť se systémem TT, stejně jako použití automatického vypnutí, až 500 Ohm.

Kovové uzemňovače by neměly být pokryty barvami a laky. Někdy se jako uzemňovací zařízení používá podzemní část budovy s kovovými konstrukcemi - elektricky vodivý beton s výztuží uvnitř. Plynové kovové trubky nelze použít k vyřešení problému s uzemněním.

Podle pravidel pro instalaci elektrických zařízení podléhá uzemnění:

• Sítě s napětím nad 380 V.
• Mimořádně nebezpečné a venkovní instalace.

Části zařízení, které mají být uzemněny a uzemněny:

• Skříně pro elektrická zařízení.
• Vinutí sekundárního transformátoru.
• Pohony elektrických zařízení.
• Rozvodnice, rámy skříní.
• Zařízení kovové konstrukce.
• Plášť železného kabelu.

Pokud napětí nepřekročí 42 VAC nebo 110 VDC, není uzemnění nutné.

Uzemnění domácnosti

Většina nehod v domácím prostředí je spojena s dotykem zařízení, které má poškození izolace. Lidské tělo je v tomto případě vodičem proudu. Elektrické varné desky, pračky a myčky nádobí, radiátory topení, mikrovlnné trouby, kotle, počítače, myčky nádobí - to vše jsou kovové konstrukce, které dobře vedou elektřinu a mohou být zdraví škodlivé i bez uzemnění.

Zkrat je kontakt mezi fázovými a nulovými vodiči v síti, který vede k činnosti nouzové ochrany a odpojení zařízení od napájení. Nejčastěji nejde o zkrat, ale o únik proudu, který se hromadí v krytu vybavení domácnosti. Mohlo by dojít k úrazu elektrickým proudem.

Z důvodu bezpečnosti lidí je nutné instalovat zásuvky s uzemňovacími kontakty. K zásuvce musí být připojen třívodičový kabel. U dvouvodičového a třívodičového systému je uzemnění vybaveno různými způsoby - od spojovací skříňky nebo elektrického panelu.

Jako uzemňovací elektrodu nelze použít potrubí pro plyn, vodu nebo dálkové vytápění.

Uzemnění v případě elektrických poruch

Poruchou zařízení se rozumí poškození izolace a výskyt fáze v případě zařízení. Pokud jsou části zařízení pod napětím, ale nemají ochranu v podobě uzemnění a proudových chráničů, může osoba, která si není vědoma nebezpečí, dostat úraz elektrickým proudem.

Ve druhé možnosti nemusí být únik proudu významný, ochranné zařízení zařízení nebude reagovat na napětí a nevypne zařízení. Osoba může dostat menší ránu.

Pokud pouzdro není uzemněno, ale je nainstalován chránič RCD, vypne se za 0,02 sekundy poté, co se osoba dotkne pouzdra zařízení. Tentokrát nestačí k poškození zdraví.

Nejúčinnějším obvodem z hlediska bezpečnosti je přítomnost uzemnění a RCD. V případě úniku proudu a jeho přechodu k zemi reaguje RCD a vypne zařízení.

Jak se počítají parametry hlavních uzemňovacích prvků

Výpočet parametrů uzemňovacího zařízení se provádí podle vzorců. Počáteční prvky jsou:

• odolnost půdy v této oblasti;
• délka, tloušťka, průměr elektrod a jejich počet.

V praxi se ve všech případech vyskytují nesrovnalosti s plánovaným pracovním plánem, protože ukazatel půdy musí být analyzován přesněji. Je téměř nemožné to udělat: na 100 metrech čtverečních je nutné vyvrtat asi 100 minových dolů do hloubky 10 m, aby bylo možné posoudit vrstvy půdy, její složení a zahrnutí prvků - jíl, vápenec, písek a další komponenty.

Instalace uzemňovacích zařízení se provádí podle hlavního principu uzemnění: přítomnosti bezpečnostního faktoru s průměrnými hodnotami parametrů. Čím nižší je získaný odpor, tím lépe pro všechny elektrické spotřebiče a lidi.

Instalace uzemňovačů

Vertikální elektrody vykonávají své funkce efektivněji, protože je lze instalovat ve větších hloubkách. Při vodorovném pokládání v mělké hloubce se zvyšuje odolnost, zejména v zimě, kdy vrchní vrstvy půdy zmrznou.

U elektrod se používají kolíky, jejichž délka je více než 1 metr (obvykle 1,5 m). Je snadné vrazit takové konstrukce do země pomocí běžného kladiva; připojení se provádí v horizontální rovině o hloubce nejméně 0,5 m.