Sve što trebate znati o uzemljenju

Uzemljenje. Osnove

Uzemljenje — električni spoj predmeta od vodljivog materijala sa zemljom. Uzemljenje se sastoji od žice za uzemljenje (vodljivi dio ili skup međusobno povezanih vodljivih dijelova koji su u električnom kontaktu sa zemljom izravno ili preko posrednog vodljivog medija) i žice za uzemljenje koja povezuje uređaj koji se uzemljuje sa žicom za uzemljenje. Uzemljivač može biti jednostavna metalna šipka (najčešće čelik, rjeđe bakar) ili složeni kompleks posebno oblikovanih elemenata.

Kvaliteta uzemljenja određena je vrijednošću električnog otpora kruga uzemljenja, koji se može smanjiti povećanjem površine kontakta ili vodljivosti medija - upotrebom velikog broja šipki, povećanjem sadržaja soli u zemlji itd. Uređaj za uzemljenje u Rusiji su regulirani zahtjevi za uzemljenje i njegov raspored Pravila za električnu instalaciju (PUE).

Zaštitni uzemljivači u svim električnim instalacijama, kao i neutralni zaštitni vodiči u električnim instalacijama napona do 1 kV s čvrsto uzemljenom neutralnom nulom, uključujući i sabirnice, moraju imati slovnu oznaku PE i oznaku u boji s izmjeničnim uzdužnim ili poprečnim prugama. širine (za autobuse od 15 do 100 mm) žuta i zelena.

Nulte radne (neutralne) žice označene su slovom N i plavom bojom. Kombinirani nulti zaštitni i nulti radni vodiči moraju imati slovnu oznaku PEN i oznaku boje: plavu po cijeloj dužini i žutozelene pruge na krajevima.

Greške u uređaju za uzemljenje

Pogrešne PE žice

Ponekad se kao uzemljivač koriste cijevi za vodu ili grijanje, ali se ne mogu koristiti kao uzemljivač. Cjevovod za vodu može imati nevodljive umetke (npr. plastične cijevi), električni kontakt između cijevi može prekinuti zbog korozije i konačno, neke od cijevi mogu se rastaviti radi popravka.

Kombinacija radne neutralne i PE žice

Još jedno uobičajeno kršenje je sjedinjavanje radne neutralne i PE vodiča iza točke njihovog razdvajanja (ako postoji) na distribuciji električne energije. Takvo kršenje može dovesti do pojave prilično značajnih struja duž PE žice (koja ne bi trebala nositi struju u normalnom stanju), kao i lažnih pozitiva na uređaju za preostalu struju (ako je instaliran). Nepravilno odvajanje PEN žice

Sljedeći način «stvaranja» PE vodiča je izuzetno opasan: radni neutralni vodič se odredi direktno u utičnici i postavi kratkospojnik između njega i PE kontakta utičnice.Dakle, PE vodič opterećenja spojenog na ovaj izlaz ispada da je spojen na radnu nultu.

Opasnost ovog strujnog kruga je da će se fazni potencijal pojaviti na kontaktu uzemljenja utičnice i stoga u slučaju priključenog uređaja ako je ispunjen bilo koji od sljedećih uvjeta:
— Prekid (prekid veze, spaljivanje itd.) neutralne žice u području između izlaza i oklopa (i dalje, do točke uzemljenja PEN žice);
— Zamijenite fazne i neutralne (faza umjesto nula i obrnuto) žice koje idu na ovaj izlaz.

Funkcija zaštitnog uzemljenja

Zaštitni učinak uzemljenja temelji se na dva principa:

— Smanjenje na sigurnu vrijednost potencijalne razlike između uzemljenog vodljivog objekta i drugih vodljivih objekata koji imaju prirodno uzemljenje.

— Struja curenja teče kada uzemljeni vodljivi predmet dođe u dodir s faznim vodičem. U pravilno projektiranom sustavu, pojava struje curenja dovodi do trenutnog rada zaštitnih uređaja (uređaji za zaostalu struju — RCD).

Dakle, uzemljenje je najučinkovitije samo u kombinaciji s upotrebom uređaja za zaostalu struju. U ovom slučaju, s većinom kršenja izolacije, potencijal na uzemljenim objektima neće premašiti opasne vrijednosti. Osim toga, neispravni dio mreže bit će isključen u vrlo kratkom vremenu (desetinke sekunde — vrijeme okidanja RCD-a).

Uzemljenje u slučaju kvara električne opreme Tipičan slučaj kvara električne opreme je udar faznog napona o metalno tijelo uređaja zbog kvara izolacije. Ovisno o tome koje mjere sigurnosti postoje, moguće su sljedeće opcije:

— Slučaj nije potkrijepljen, nema RCD (najopasnija opcija). Tijelo uređaja bit će na faznom potencijalu i to se neće detektirati ni na koji način. Dodirivanje tako neispravnog uređaja može biti kobno.

— Kućište je uzemljeno, nema RCD. Ako je struja curenja u krugu uzemljenja tijela faze dovoljno velika (prelazi prag osigurača koji štiti taj krug), tada će osigurač pregorjeti i isključiti strujni krug. Najviši efektivni napon (prema masi) uzemljenog kućišta bit će Umax = RGIF, gdje je RG? otpor uzemljenja IF? struja pri kojoj se aktivira osigurač koji štiti ovaj krug. Ova opcija nije dovoljno sigurna, jer s visokim otporom uzemljenja i velikim osiguračima, potencijal uzemljene žice može doseći prilično značajne vrijednosti. Na primjer, s otporom uzemljenja od 4 ohma i osiguračem od 25 A, potencijal može doseći 100 volti.

— Kućište nije uzemljeno, ugrađen RCD. Tijelo uređaja bit će na faznom potencijalu i to se neće otkriti sve dok ne postoji put za prolazak struje curenja. U najgorem slučaju, curenje će se dogoditi kroz tijelo osobe koja dotakne i neispravan uređaj i predmet koji ima prirodno uzemljenje. RCD isključuje neispravan dio mreže čim dođe do curenja. Osoba će primiti samo kratkotrajni strujni udar (0,010,3 sekunde — vrijeme reakcije RCD-a), koji u pravilu ne uzrokuje štetu zdravlju.

— Kućište je uzemljeno, ugrađen je RCD. Ovo je najsigurnija opcija jer se dvije zaštitne mjere nadopunjuju.Kada fazni napon udari u uzemljivač, struja teče iz faznog vodiča kroz izolacijski nedostatak u uzemljivaču i dalje u zemlju. RCD odmah detektira ovo curenje, čak i ako je vrlo malo (obično je prag osjetljivosti RCD-a 10 mA ili 30 mA), i brzo (0,010,3 sekunde) isključuje dio mreže s kvarom. Također, ako je struja curenja dovoljno velika (prelazi prag okidanja osigurača koji štiti taj krug), osigurač također može pregorjeti. Koji će zaštitni uređaj (RCD ili osigurač) isključiti krug ovisi o njihovoj brzini i struji curenja. Moguće je da se aktiviraju oba uređaja.

Vrste uzemljenja

TN-C

Sustav TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine) predložio je njemački koncern AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) 1913. Radni neutralni i PE-vodič (zaštitno uzemljenje) u ovom su sustavu spojeni u jedan dirigent. Najveći nedostatak bilo je stvaranje mrežnog napona (1,732 puta većeg od faznog napona) na kućištima električnih instalacija u slučaju hitnog prekida nule.

Međutim, danas možete pronaći ovo sustav uzemljenja u zgradama zemalja bivšeg SSSR-a.

TN-S

Za zamjenu uvjetno opasnog TN-C sustava 1930-ih godina razvijen je TN-S (Terre-Neutre-Separe) sustav u kojem su radna i zaštitna nulta odvojene izravno u trafostanici, a uzemljivač je prilično složene konstrukcije. metalnih okova.

Dakle, kada se radna nula prekine na sredini voda, električne instalacije nisu dobile mrežni napon.Kasnije je takav sustav uzemljenja omogućio razvoj diferencijalnih automata i automata koji se pokreću curenjem struje, sposobnih osjetiti zanemarivu struju. Njihov rad do danas temelji se na Kirgoffovim zakonima, prema kojima struja koja teče kroz fazni vodič mora biti brojčano jednaka struji koja teče kroz radni nulti.

Također možete promatrati TN-CS sustav, gdje se odvajanje nula odvija u sredini linije, ali u slučaju prekida neutralne žice do točke odvajanja, slučaj će biti pod mrežnim naponom, što predstavljat će opasnost po život kada se dodirne.