Základom je elektrická sieť modernom svete... Takmer všetko moderné Spotrebiče funguje na elektrinu, pretože je to pohodlný zdroj energie. Ale existuje tiež zadná strana medaily - vysoké riziko úrazu elektrickým prúdom. Bez správneho prístupu k návrhu zariadení a návrhu elektrických sietí narobí elektrina viac škody ako úžitku. Uzemnenie je jedným zo spôsobov zabezpečenia bezpečnosti.
Jednoducho povedané o uzemnení
Uzemnenie je komplex riešení a zariadení na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom a zabezpečenie činnosti ochranných prostriedkov.
Domáce elektrické siete majú. Čo to znamená? Ak zvážime túto otázku zjednodušeným spôsobom, potom sú v elektrárňach inštalované trojfázové generátory. Ich vinutia sú spojené do hviezdicového vzoru. Miesto pripojenia vinutí je neutrálne.
Ak uzemníte hviezdicový spojovací bod, ako je znázornené na obrázku vyššie, získate elektrické vedenie s pevne uzemneným neutrálom. Potenciál tohto bodu a nulového vodiča sa bude rovnať potenciálu zeme.
Uzemňovacie zariadenie je tzv. Zvyčajne ide o tri kovové kolíky zabité v zemi v rovnakej vzdialenosti od seba, akoby vo vrcholoch trojuholníka, pričom sú navzájom spojené oceľovým pásom zváraním. Dĺžka kolíkov a ich prierez sú vypočítané pre špecifické podmienky a požiadavky na tento objekt.
Uzemňovací vodič je vložený do elektrického panelu domu alebo bytu a pripojený k uzemňovacej zbernici. Ide o kovový pásik so svorkovnicami. Pripája sa k uzemňovacím vodičom z každého uzemneného spotrebiča alebo zásuvky. Ak je zariadenie pripojené nie cez zásuvku, potom je k nemu položený vlastný uzemňovací vodič a je pripojený k špeciálnej svorke pripojenej k telu.
Všetky uzemňovacie vodiče a prípojnice sú izolované alebo farebné so striedajúcimi sa zelenými a žltými pruhmi.
Podľa typu je uzemnenie ochranné a funkčné. Ako možno uhádnete, ochranné uzemnenie vykonáva funkcie ochrany pred úrazom elektrickým prúdom a na normálne fungovanie elektrického zariadenia je potrebná pracovná zem.
Uzemnenie sa teda nazýva elektrické spojenie krytu elektrických spotrebičov s uzemňovacou elektródou.
Aby sme prišli na to, na čo slúži uzemnenie, poďme najprv zistiť, v akých prípadoch a prečo nás zabíja elektrický prúd. Hlavná vec, ktorá je potrebná na tok elektrického prúdu, je potenciálny rozdiel.
To znamená, že ak sa postavíte na podlahu a rukami chytíte holý drôt alebo inú živú časť, prúd cez vaše telo a podlahu bude stekať do zeme.
Pozor:
Pre človeka je už nebezpečný striedavý prúd len 50 mA.
A ak chytíte živú časť oboma rukami a zavesíte sa na ňu bez toho, aby ste sa dotkli zeme, potom sa s najväčšou pravdepodobnosťou nič nestane, samozrejme, nestojí za to to kontrolovať. Preto vtáky nie sú zasiahnuté elektrickým prúdom na drôtoch. Ale späť k rozprávaniu o uzemnení. Ako sme povedali, kryty elektrických spotrebičov sú uzemnené. Načo to je?
Elektroinštalácia a ostatné komponenty zariadení, ako sú elektromotory, vykurovacie telesá atď., v normálnom stave nemajú fázové kontakty s puzdrom zariadenia, kovovou hadicou alebo pancierom kábla. Ale v prípade poruchy môže fáza skončiť na puzdre. K tomu môže dôjsť pri poškodení izolácie vinutí motorov a transformátorov, porušení dielektrickej vrstvy vykurovacích telies, poškodení izolácie spojovacích vodičov vo vnútri zariadenia a káblových vedení.
V dôsledku toho bude v prípade nebezpečný potenciál, jednoduchý jazyk: telo bude „vo fáze“. Keď sa ho dotknete, keď stojíte naboso na dlaždiciach, betóne a dokonca drevená podlaha- dostaneš zásah elektrickým prúdom. V najhoršom prípade môže viesť k smrti.
Najčastejšie k tejto situácii dochádza v dôsledku nádrží na ohrev vody, prietokových ohrievačov. A to je cítiť obzvlášť živo, keď sa ho súčasne dotknete. práčka a vodovodných a vykurovacích potrubí, alebo v prípade ohrievača vody, keď sa osprchujete alebo kúpete, dostanete elektrický šok.
Posledný problém rieši organizácia (uzemnenie kúpeľa a iných kovových častí vodovodného systému).
Ak je telo poškodeného zariadenia uzemnené, nebezpečné napätie odtečie do zeme a (alebo) bude fungovať ochranné zariadenie - prúdový chránič (RCD) alebo prúdový chránič (difavtomat). Čo sú tieto zariadenia a ako fungujú, sme už zvážili v článkoch skôr:
Ak je puzdro vynulované, bude to fungovať, pretože to bude skrat na puzdro (v tomto prípade nula). Difautomatic zariadenia a RCD určujú únik prúdu porovnaním prúdov fázových a nulových vodičov - ak je prúd vo fáze väčší ako nula, potom prúd tečie do zeme, cez uzemňovací vodič alebo cez ľudské telo. Takéto zariadenia pracujú s rozdielovým prúdom (prúdový rozdiel), zvyčajne 10 mA alebo viac.
Ide teda o komplexné zariadenie s veľkou sadou spínacích ochranných zariadení a prítomnosť uzemnenia je povinná vo všetkých budovách postavených alebo renovovaných po roku 2003. To znamená, že musia mať 3-vodičové jednofázové alebo 5-vodičové trojfázové vedenie. Ak chcete vyjadriť svoj názor na otázky uzemnenia - napíšte o tom do komentárov.
Prítomnosť uzemňovacieho kontaktu v moderných elektrických zásuvkách sa stala samozrejmosťou. Zodpovedá kontaktu na zástrčke akéhokoľvek elektrického spotrebiča. Pokúsme sa zistiť, prečo potrebujete 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. Kovové teleso elektroinštalácie, pracovné telesá strojov príp domáce prístroje atď.
Tieniace opletenia elektrických káblov sú tiež uzemnené.
Na čo slúži uzemnenie?
V závislosti od účelu existuje niekoľko typov uzemnenia:- funkčné;
- na ochranu pred bleskom.
Ochranný zaisťuje bezpečnú prevádzku elektrických inštalácií.
Funkčný sa používa na prevádzku zariadenia alebo obvodu - hrá rovnakú úlohu ako neutrálny vodič v elektrickej sieti.
V systémoch ochrany pred bleskom je uzemňovač pripojený k bleskozvodu.
Princíp činnosti
Zemná slučka funguje na základe schopnosti pôdy absorbovať elektrický náboj. Ak je puzdro zariadenia pod napätím v dôsledku poruchy izolácie, náboj vytečie do zeme. Keď sa používateľ dotkne puzdra, prúd sa bude stále pohybovať po dráhe najmenšieho odporu, teda 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 uzemňovacej elektródy. Táto hodnota závisí od parametrov pôdy:
- hustota;
- vlhkosť;
- slanosť;
- oblasť kontaktu s uzemňovacím vodičom.
Schopnosť pôdy absorbovať náboj je značne znížená, keď mrzne. Preto sú kolíky uzemňovacej elektródy poháňané do hĺbky pod značku mrazu, ktorá 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 vodiče z perforovanej rúrky v tvare L. Vnútro 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 je vynesená na povrch. Používa sa tromi spôsobmi:
- na plnenie nového činidla;
- na plnenie vody (provokuje chemická reakcia v období sucha).
Ďalší moderná verzia uzemňovač -. Pozostáva z mnohých sekcií, závitových alebo inak spojených. Pri zapichovaní do zeme sa priskrutkujú ďalšie a ďalšie časti. Takže takýto systém uzemňovacej elektródy, na rozdiel od klasického systému pozostávajúceho z niekoľkých kolíkov, môže byť inštalovaný do ľubovoľnej hĺbky. Sekcie sú spojené podľa špeciálnych pravidiel a pomocou vodivej pasty. Pri kladive sa používa špeciálna tryska, ktorá chráni závit pred poškodením. Moduly sú vyrobené z ocele a potiahnuté meďou alebo zinkom, čím sa znižuje ich odolnosť a zvyšuje sa životnosť.
Elektrolytické a modulárne uzemňovacie elektródy sú drahé, takže ich tradičné náprotivky zostávajú v dopyte. Kolíky v tomto dizajne sú umiestnené inak:
- vo vrcholoch rovnostranného trojuholníka vedľa objektu;
- v rohoch objektu;
- po obvode objektu.
Počet tyčí a vzdialenosť medzi nimi sú určené výpočtom.
Odpor uzemňovača sa pravidelne kontroluje. Maximálna prípustná hodnota je 30 ohmov.
Súhrnná ochrana uzemňovacích zariadení a poistiek
Uzemnenie nielenže vedie nebezpečné prúdy, ale ak je prítomné ochranné zariadenie, vypne núdzové vybavenie. Keď sa fázový vodič dostane do kontaktu s uzemneným telesom, sieť pracuje v režime blízkom skratu (skrat), ktorý je sprevádzaný prudkým zvýšením prúdu v obvode. Reaguje na to automatický spínač (VA), ktorý je potrebné nainštalovať na vstupe elektrického vedenia do objektu.
Je pravda, že je to možné len s veľmi nízkym uzemňovacím odporom, čo je extrémne zriedkavé. Vo väčšine prípadov je pravdepodobnosť VA výletu pomerne nízka. Napríklad s uzemňovacím odporom 10 ohmov bude prúd v obvode I = 220/10 = 22 A. Stroje podľa požiadaviek GOST vydržia prúd po dobu jednej hodiny, ktorý je 1,42-násobok menovitej hodnoty . To znamená, že 16 A stroj s prúdom 22 A sa nevypne takmer 60 minút (16 * 1,42 = 22,72 A).
Schéma uzemnenia
Spoľahlivejší istič - príp. Toto zariadenie porovnáva prúdy vo fázovom a nulovom vodiči a pri zistení rozdielu, ktorý indikuje netesnosť, odpojí obvod. Pokiaľ ide o citlivosť, to znamená minimálne množstvo unikajúceho prúdu, ktorý spôsobuje prevádzku, RCD sú rozdelené do niekoľkých kategórií:
- Ochrana proti úrazu elektrickým prúdom: 10 mA - inštalované v miestnostiach s vysokou vlhkosťou a 30 mA - v suchých.
- Ohňovzdorné - pri 100, 300 a 500 mA.
Ohňovzdorné RCD sa používajú v zariadeniach, kde skrat môže spôsobiť požiar. Chránia časti siete, kde je zásah elektrickým prúdom prakticky nemožný, 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
K uzemňovacej elektróde sú pripojené aj konštrukcie, ktoré nie sú žiadnym spôsobom spojené s elektrickou energiou:
- Ploty a iné stavby na nadjazdoch a galériách, v ktorých je zásahom blesku z blízkej vzdialenosti vyvolaný nebezpečný potenciálny rozdiel. To isté sa môže stať s potrubím alebo nádobou obsahujúcou horľavú látku. Vplyvom indukovaného napätia je možné iskrenie s následným výbuchom, preto sú aj takéto konštrukcie uzemnené.
- Výrobky, v ktorých sa počas prevádzky hromadí statický náboj. Ide najmä o potrubia a kontajnery: v dôsledku trenia častíc prepravovaného média vzniká statická elektrina. Z tohto dôvodu je rýchlosť, ktorou sa palivo dodáva do dopravných lietadiel, obmedzená.
- Diaľkové potrubia. V súlade so zákonom elektromagnetickej indukcie sa v takýchto potrubiach pri zmene magnetického poľa Zeme, ktorá je pod vplyvom slnečného vetra vždy nestabilná, vytvárajú takzvané bludné prúdy. Preto sú s určitým krokom spojené s uzemňovacími elektródami.
Rozdiel od nulovania
Nulovanie je pripojenie vodivých častí elektrickej inštalácie k mŕtvemu uzemnenému neutrálu 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 skratový prúd, ktorý vedie k činnosti ističa.
V najbežnejšom uzemňovacom systéme TN sa súčasne vykonáva uzemnenie aj neutralizácia.
Pripojenie k nulovému vodiču 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: existuje spojenie s pevným uzemneným neutrálom;
- T: existuje spojenie s uzemňovacím vodičom.
Existujú tri hlavné typy uzemňovacích systémov:
- IT typ- systém s izolovaným neutrálnym vodičom. V tomto systéme je izolovaný od neutrálu alebo ho kontaktuje cez vysokovýkonný odpor alebo vzduchovú medzeru. Neaplikovateľné v obytných budovách. Určené na pripojenie zariadení so špeciálnymi požiadavkami na bezpečnosť a stabilitu. Používa sa najmä v laboratóriách a nemocniciach.
- typ TT- systém s nezávislými uzemňovačmi. Najlepšia možnosť... Zabezpečuje použitie dvoch uzemňovacích elektród - pre zdroj elektrického prúdu a kovové prvky systémy bez ochrany. Uzemňovací vodič (PE) v tomto systéme je nezávislý a jeho výkon v oblasti medzi zariadením a transformátorom je vylepšený. Pri výbere priemeru pre vlastný uzemňovač sú možné ťažkosti. Táto nevýhoda je kompenzovaná pomocou prúdového chrániča.
- typ TN. Uzemňovací vodič v takomto systéme je kombinovaný s neutrálom, takže keď sa fáza rozpadne na puzdro, dôjde ku skratu a stroj odpojí obvod. To zaisťuje vysokú úroveň bezpečnosti.
Rôzne uzemňovacie systémy
Najrozšírenejšie sú TN systémy. Existujú tri poddruhy:
- TN-S: možnosť s nulovým a deleným pracovným vodičom. Aby sa zvýšila bezpečnosť, namiesto jedného neutrálneho vodiča sa používajú dva: jeden sa používa ako ochranný, druhý sa používa ako neutrálny vodič pripojený k neutrálnemu vodiču s uzemnením. Tento systém poskytuje najlepšiu ochranu pred úrazom elektrickým prúdom.
- TN a TN-C-S: verzia s drôtom PEN a párom núl. K zariadeniu je pripojený neutrálny vodič rozdelený na vodiče PE a N.
- V TN-C-S po oddelení je inštalovaný druhý uzemňovač, ktorý zabezpečuje neprerušovanú prevádzku systému.
Výhody systému TN:
- zariadenie je celkom jednoduché;
- vykonáva sa ochrana pred výbojmi blesku;
- na ochranu rozvodov stačí osadiť ističe.
nedostatky:
- existuje možnosť nulového vyhorenia vonku s následným rozpadom kovových puzdier zariadenia;
- je potrebné zariadenie na vyrovnanie potenciálov.
Sústava TN nie je príliš vhodná pre vidiecke sídla.
Životy ľudí niekedy závisia od správnej organizácie uzemnenia. Organizácia znamená nielen zariadenie, ale aj včasnú kontrolu odporu systému uzemňovacích elektród. V dôsledku oxidácie alebo zmien parametrov pôdy sa môže ukázať ako nadhodnotená, v dôsledku čoho sa stratí ochranný účinok uzemnenia.
Prevádzka moderných elektrických zariadení je neprijateľná bez kompetentne organizovanej ochrany pred náhodným úrazom elektrickým prúdom. Na tieto účely sa používajú špeciálne zariadenia, ktoré sa nazývajú uzemňovacie zariadenia. Uzemnenie je teda zámerne organizovaný systém, ktorý zabezpečuje normálnych podmienkach fungovanie elektrického zariadenia.
O uzemnení jednoduchými slovami
Samotný pojem „uzemnenie“ pochádza zo slova „zem“, teda pôda alebo zem, ktorej účelom je slúžiť ako odtok nebezpečných prúdov tečúcich po špeciálne organizovanom okruhu. Na jeho vytvorenie je potrebné nerozoberateľné spojenie všetkých častí ochranného systému, ktoré začína od miesta dotyku telesa uzemňovacieho prvku a končí prvkom uzemňovacieho zariadenia (GD) ponoreným do zeme.
Vonkajšia pozemná slučka súkromného domu (vľavo). Vnútorné uzemnenie (vpravo), uzemňovací vodič označený bodkovanou čiarou.
Podľa definícií uvedených v technickej dokumentácii je uzemnenie úmyselné elektrické spojenie kovových rámov jednotiek so špeciálnou uzemňovacou slučkou. Na základe uvažovaných skutočností možno dospieť k záveru, že uzemnenie sa nazýva úmyselný elektrický kontakt chráneného zariadenia so zemou.
Požiadavky na uzemnenie
Keď zistíte, aká je definícia samotného konceptu uzemnenia, môžete prejsť k tým kategóriám a normám, ktoré zavádzajú súčasné normy. Podľa PUE sú na uzemňovacie zariadenie kladené predovšetkým tieto požiadavky:
- účelom nabíjačky je efektívne odvádzať nebezpečné prúdy do zeme, na čo je v ich konštrukcii poskytnutá celá sada vodičov a kovových tyčí;
- Všetky časti elektroinštalácie vrátane kovových dverí rozvádzačov podliehajú uzemneniu;
- celkový prechodový odpor kontaktov v uzemňovacom systéme by nemal presiahnuť 4-30 Ohm;
- pri jeho usporiadaní v rozloženom zaťažení je bezpodmienečne nutné použiť systém vyrovnávania potenciálov (jeho účelom je eliminovať nerovnomerné rozloženie napätí).
Ďalšie informácie: Keďže hlavným účelom uzemnenia je zaistiť bezpečnosť personálu pracujúceho so zariadením, počas jeho prevádzky sa osobitná pozornosť venuje spoľahlivosti jeho prevádzky.
Kvalitu jej práce zabezpečuje celý rad preventívnych opatrení a periodicky organizovaných testov.
Aby ste mohli odpovedať na položenú otázku, budete sa musieť oboznámiť s poruchami, ktoré sa pravidelne vyskytujú v súčasnom elektrickom zariadení. Faktom je, že v procese to dlhodobá prevádzka možné zničenie izolácie a vzhľad kontaktu medzi holým drôtom napájacieho zdroja a telesom elektrickej inštalácie.
Časti oceľových prírezov vyčnievajúce zo zeme o 10-15 cm sa zvaria s kovovými platňami širokými 40 mm (s hrúbkou najmenej 4 mm). V hornej časti jednej z vertikálnych elektród je umiestnená kontaktná zóna vo forme závitového svorníka, ktorý je na ňu privarený. Na ňom je pomocou matice pripevnený koniec medenej zbernice vybiehajúcej z tela uzemneného zariadenia, ktorej prierez by nemal byť menší ako 6 mm2.
Ďalšie informácie: Aby sa znížil odpor obvodu núdzového odvádzania prúdu, toto spojenie sa niekedy vyrába zváraním.
Na konci hlavnej práce je priekopa s konštrukciou, ktorá je v nej umiestnená, naplnená predtým odhodenou zeminou, z ktorej sú odstránené kamene a nepotrebné nečistoty.
Podľa požiadaviek PUE musí akýkoľvek uzemňovací systém spĺňať technické normy, pokiaľ ide o maximálnu prípustnú odolnosť proti zvodovému prúdu. Jeho hodnota by mala byť:
- menej ako 8 ohmov v priemyselných sieťach s fázovým napätím 220/127 voltov;
- menej ako 4 ohmy pre sieťové napätie 380 voltov;
- nie viac ako 30 ohmov v domácich sieťach (toto číslo sa považuje za maximálne prípustné).
Medené jadro položené z konštrukcie nabíjačky je upevnené druhým koncom na špeciálnej lište namontovanej na rozvádzači objektu (najmä v domácnosti). Nazýva sa hlavná uzemňovacia zbernica (GZSh) a je určená na montáž všetkých ochranných vodičov na jednom mieste. Medené vodiče sa z neho rozchádzajú priamo k spotrebiteľom (cez zásuvky do puzdier prístrojov).
Prirodzené a umelé uzemnenie
Prirodzené uzemnenie je objekt alebo štruktúra, ktorá má vďaka svojim funkciám spoľahlivý kontakt so zemou. Táto kategória zahŕňa:
- vodovodné a vykurovacie potrubia položené priamo v zemi;
- akýkoľvek kovové konštrukcie a ich prvky, ktoré majú dobrý kontakt s pôdou;
- plášte zváracích a podobných káblov;
- kovové hypotéky a hmoždinky atď.
Stojí za povšimnutie! V tomto prípade nie je potrebné žiadne zvláštne úsilie na usporiadanie funkčného uzemnenia, pretože prvky prirodzenej uzemňovacej elektródy sú už pripravené na pripojenie uzemňovacích vodičov.
V situácii, keď takéto systémy nie je možné nájsť, je potrebné riešiť inštaláciu domácich pamäťových zariadení.
Umelé uzemnenie je zámerne organizovaný elektrický kontakt medzi dvoma telesami, z ktorých jedno je chránené zariadenie a druhé je takzvaná "zemná slučka". Tento komponent je špeciálna distribuovaná (niekedy bodová) konštrukcia založená na kovových tyčiach umiestnených hlboko v zemi.
Ako vertikálne poháňané elektródy sa spravidla používajú oceľové tyče s priemerom do 12 mm a dĺžkou najmenej 2,5 metra. Na usporiadanie horizontálnych prepojok, ktoré poskytujú elektrický kontakt medzi dvoma telesami, sa používajú kovové rohy 50x50x6 mm a dĺžkou 2,5-3 metre (možno ich nahradiť rúrkami s priemerom asi 6 mm alebo viac).
Čo je uzemnenie pre video
Aby ste pochopili, prečo potrebujete uzemnenie v dome, budete sa musieť oboznámiť s jeho hlavným účelom. Ako bolo uvedené v predchádzajúcej časti, uzemnenie slúži na ochranu osoby pred nebezpečným potenciálom, ktorý sa náhodne objaví na tele prevádzkového zariadenia. Najjednoduchšie je zoznámiť sa s poradím jeho práce a účelom pomocou mnohých príkladov prezentovaných vo videách.
Na záver poznamenávame, že pochopenie účelu uzemnenia pomôže zachovať zdravie ľudí pracujúcich s elektrickými zariadeniami.
Ochranná zem je systém určený na zabránenie 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 body elektrickej siete.
Účelom uzemnenia je zabrániť vystaveniu človeka elektrickému prúdu. Ďalším účelom ochranného uzemnenia je odviesť napätie z telesa elektrickej inštalácie cez uzemňovacie zariadenie na zem.
Hlavným účelom použitia uzemnenia je znížiť potenciálnu úroveň medzi bodom, ktorý je uzemnený, a zemou. Tým je prúdová sila znížená na najnižšiu úroveň a počet škodlivých faktorov v kontakte s časťami je znížený. elektrické spotrebiče a zariadenia, v ktorých došlo k poruche prípadu.
čo je neutrálne?
Neutrál je nulový ochranný vodič, ktorý spája neutrály elektrických inštalácií v trojfázových sieťach elektrického prúdu. Rozsah použitia - uzemnenie elektrických inštalácií.
Znižovacia rozvodňa, v ktorej je umiestnená transformátorová jednotka, je vybavená vlastnou zemnou slučkou. Tento okruh pozostáva z oceľovej tyče a tyčí, zakopaných špeciálnym spôsobom v zemi. K zdrojom spotreby v rozvádzači z rozvodne je položený kábel so 4 žilami. Keď spotrebiteľ elektriny potrebuje napájanie z trojfázového obvodu, musia byť pripojené všetky 4 jadrá. Keď sú k vodičom pripojené rôzne záťaže, nulový vodič je v systéme posunutý, aby sa tomuto posunutiu zabránilo, použije sa nulový vodič. Pomáha symetricky rozložiť zaťaženie na všetky fázy.
Čo sú vodiče PE a PEN?
Vodič PEN je vodič, ktorý kombinuje funkcie ochranného nulového vodiča a nulového pracovného vodiča. Ide z rozvodne a je rozdelený na vodiče PE a N, priamo u spotrebiteľa.
PE vodič je ochranné uzemnenie, ktoré používame napríklad v byte v uzemnenej zásuvke. Vodič PE sa používa pre uzemňovacie zariadenia, inštalácie a zariadenia, kde úroveň napätia nepresahuje 1 kV.
Tento typ uzemnenia sa používa len na zaistenie bezpečnosti. Toto uzemnenie zaisťuje nepretržité spojenie všetkých exponovaných a vonkajších častí. Mechanizmus zabezpečuje odvod prúdu do zeme, ktorý sa objavil v dôsledku zásahu elektrického prúdu do tela zariadenia.
PEN-vodič (kombinácia neutrálneho ochranného a neutrálneho pracovného vodiča) sa používa pri použití uzemňovacieho systému typu TN-C.
Typy umelých uzemňovacích systémov
V klasifikácii uzemňovacích systémov existujú prirodzené a umelé typy uzemnenia.
Systémy umelého uzemnenia:
- 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 ochranného vodiča;
- S - samostatné použitie drôtov.
Mnoho ľudí sa zaujíma o otázku, čo sa nazýva pracovné uzemnenie. Iným spôsobom sa nazýva funkčný. Odpoveď na túto otázku je daná článkom 1.7.30 PUE. Toto je uzemnenie bodov živých častí elektrická inštalácia... Používa sa na zabezpečenie funkčnosti elektrických zariadení alebo inštalácií a nie na ochranné účely.
Mnohí sa tiež obávajú otázky, čo je ochranné uzemnenie. Je to proces uzemňovania zariadení na zaistenie elektrickej bezpečnosti.
Systémy s uzemnenými neutrálnymi uzemňovacími systémami TN
Takéto systémy zahŕňajú:
- TN-C;
- TN-S;
- TNC-S;
Podľa článku 1.7.3 PUE je systém TN systém, v ktorom je neutrál zdroja energie pevne uzemnený a otvorené vodivé časti elektrickej inštalácie sú pripojené k pevne uzemnenému neutrálu zdroja pomocou prostriedkov. nulových ochranných vodičov.
TN obsahuje prvky ako:
- stredový uzemňovací spínač, ktorý sa vzťahuje na zdroj energie;
- vonkajšie vodivé časti zariadenia;
- neutrálny vodič;
- kombinované vodiče.
Neutrál zdroja je pevne uzemnený a vonkajšie vodiče inštalácie sú pripojené k pevne uzemnenému stredovému bodu zdroja pomocou ochranných vodičov.
Uzemňovaciu slučku je možné zhotoviť len v elektrických inštaláciách, ktorých výkon nepresahuje 1 kV.
Systém TN-C
V tomto systéme sú ochranné a nulové vodiče spojené do jedného vodiča PEN. Sú kombinované v celom systéme. Celý názov je Terre-Neutre-Combine.
Medzi výhody TN-C možno vyzdvihnúť iba jednoduchú inštaláciu systému, ktorá nevyžaduje veľa úsilia a nákladov. Inštalácia nevyžaduje zlepšenie už nainštalovaných káblových a nadzemných elektrických vedení, ktoré majú len 4 vodivé zariadenia.
nedostatky:
- zvyšuje sa pravdepodobnosť úrazu elektrickým prúdom;
- výskyt sieťového napätia na telese elektrickej inštalácie počas otvoreného okruhu je možný;
- 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 spotrebiteľom dodáva 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:
- PN je neutrálny mechanizmus, ktorý je zapojený do obvodu elektrického zariadenia.
- 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 proti úniku prúdu.
Systém TN-C-S
Systém TN-C-S predpokladá oddelenie PEN vodiča na PE a N v niektorej časti obvodu. Zvyčajne sa oddelenie uskutočňuje v prístrojovej doske v dome a predtým sa kombinujú.
výhody:
- jednoduché zariadenie ochranného mechanizmu proti úderu blesku;
- ochrana proti skratu.
Nevýhody používania:
- slabá úroveň ochrany proti spáleniu neutrálneho vodiča;
- možnosť výskytu fázového napätia;
- vysoké náklady na inštaláciu a údržbu;
- napätie nemožno vypnúť automatickým zariadením;
- na voľnom priestranstve neexistuje súčasná ochrana.
TT systém
TT je navrhnutý tak, aby poskytoval vysokú úroveň bezpečnosti. Inštalované v elektrárňach s nízky level technický stav, napríklad tam, kde sa používajú holé vodiče, elektrické inštalácie, ktoré sú umiestnené na čerstvom vzduchu alebo sú pripevnené na podperách.
TT je namontovaný v štyroch vodičoch:
- 3 fázy dodávajúce napätie sú navzájom 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;
- schopnosť používať na vysokonapäťových elektrických inštaláciách.
nedostatky:
- sofistikované zariadenie na ochranu pred bleskom;
- neschopnosť sledovať fázy skratu v elektrickom obvode.
Izolované neutrálne systémy
Pri prenose a distribúcii elektrického prúdu spotrebiteľom sa používa trojfázový systém. To umožňuje zabezpečiť symetriu a rovnomerné rozloženie prúdového zaťaženia.
Takéto zariadenie vytvára režim zahŕňajúci použitie transformátorovej skrinky a generátorov. Ich neutrálne body nie sú vybavené zemnou slučkou.
Izolovaný neutrálny typ sa používa v napájacom obvode pri pripájaní sekundárnych vinutí transformátorových inštalácií do trojuholníka a pri absencii napájania počas núdzových situácií. Takáto sieť je náhradným reťazcom.
Izolovaný neutrál prispieva k rozpadu izolačného povlaku v prípade skratu a výskytu skratov v iných fázach.
IT systém
IT systém s napätím do 1000 V poskytuje vysokoimpedančné uzemnenie a je vybavený neutrálom napájania.
Všetky vonkajšie prvky elektroinštalácie, ktoré sú vyrobené z materiálov, ktoré vedú prúd, sú uzemnené. Medzi výhody je možné vyzdvihnúť nízke indikátory úniku prúdu počas jednofázového skratu. elektrickej siete... Inštalácia s takýmto mechanizmom môže fungovať dlho aj v núdzových situáciách. 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.
Elektrické spojenie vodivého predmetu so zemou. Uzemnenie pozostáva z uzemňovacieho vodiča (vodivá časť alebo súbor vzájomne prepojených vodivých častí, ktoré sú v elektrickom kontakte so zemou priamo alebo prostredníctvom medziľahlého vodivého média) a uzemňovací vodič spájajúci uzemňované zariadenie s uzemňovacím vodičom. Uzemňovač môže byť jednoduchá kovová tyč (najčastejšie oceľ, menej často meď) alebo zložitý komplex špeciálne tvarovaných prvkov.
Kvalita uzemnenia je určená hodnotou elektrického odporu uzemňovacieho obvodu, ktorý je možné znížiť zväčšením kontaktnej plochy alebo vodivosti média – použitím mnohých tyčí, zvýšením obsahu solí v zemi atď. v Rusku sú regulované požiadavky na uzemnenie a jeho usporiadanie.
Ochranné uzemňovacie vodiče vo všetkých elektrických inštaláciách, ako aj nulové ochranné vodiče v elektrických inštaláciách s napätím do 1 kV s pevne uzemneným neutrálom vrátane zberníc musia mať písmenové označenie PE a farebné označenie so striedajúcimi sa pozdĺžnymi alebo priečnymi pruhmi rovnakého šírka (pre autobusy od 15 do 100 mm) žltá a zelená.
Nulové pracovné (nulové) vodiče sú označené písmenom N a modrou farbou. Združené nulové ochranné a nulové pracovné vodiče musia mať písmenové označenie PEN a farebné označenie: modrá po celej dĺžke a žltozelené pruhy na koncoch.
Chyby v uzemňovacom zariadení
Nesprávne PE vodiče
Niekedy sa používa ako uzemňovacia elektróda vodné trubky alebo vykurovacie potrubia, nemožno ich však použiť ako uzemňovací vodič. V prívode vody môžu byť nevodivé vložky (napr. plastové rúrky), môže dôjsť k prerušeniu elektrického kontaktu medzi rúrkami v dôsledku korózie a nakoniec je možné časť potrubia rozobrať na opravu.
Kombinácia pracovnej nuly a PE vodiča
Ďalším bežným porušením je spojenie pracovnej nuly a PE vodiča za bodom ich oddelenia (ak existuje) pozdĺž rozvodu energie. Takéto porušenie môže viesť k objaveniu sa pomerne významných prúdov v PE vodiči (ktorý by v normálnom stave nemal byť prúdový), ako aj k falošným pozitívam zariadenia na zvyškový prúd (ak je nainštalované). Nesprávne oddelenie vodiča PEN
Nasledujúci spôsob "vytvorenia" PE vodiča je mimoriadne nebezpečný: pracovný neutrálny vodič je určený priamo v zásuvke a medzi ním a PE-kontaktom zásuvky je umiestnená prepojka. Tým sa ukáže, že vodič PE záťaže pripojenej k tejto zásuvke je pripojený k pracovnej nule.
Nebezpečenstvo tohto obvodu spočíva v tom, že sa na uzemňovacom kontakte zásuvky, a teda aj na prípade pripojeného zariadenia, objaví fázový potenciál, ak je splnená niektorá z nasledujúcich podmienok:
- Prerušenie (odpojenie, vyhorenie atď.) nulového vodiča v oblasti medzi vývodom a tienením (a tiež ďalej, až po zemniaci bod vodiča PEN);
- Permutácia fázových a nulových (fáza namiesto nuly a naopak) vodičov smerujúcich do tohto výstupu.
Funkcia ochranného uzemnenia
Ochranný účinok uzemnenia je založený na dvoch princípoch:
Zníženie potenciálneho rozdielu medzi uzemneným vodivým predmetom a inými vodivými predmetmi, ktoré majú prirodzenú zem, na bezpečnú hodnotu.
Odvod zvodového prúdu, keď sa uzemnený vodivý predmet dostane do kontaktu s fázovým vodičom. V správne navrhnutom systéme vedie vzhľad zvodového prúdu k okamžitej prevádzke ochranných zariadení ().
Uzemnenie je teda najúčinnejšie len v kombinácii s použitím prúdových chráničov. V tomto prípade pri väčšine porušení izolácie potenciál na uzemnených objektoch neprekročí nebezpečné hodnoty. Okrem toho bude chybná časť siete odpojená vo veľmi krátkom čase (desatiny sekundy je doba odozvy prúdového chrániča).
Prevádzka uzemnenia pri poruchách elektrického zariadenia Typickým prípadom poruchy elektrického zariadenia je fázové napätie dopadajúce na kovové telo zariadenia v dôsledku poruchy izolácie. V závislosti od toho, aké ochranné opatrenia boli zavedené, sú možné nasledujúce možnosti:
Prípad nie je uzemnený, neexistuje žiadny RCD (najnebezpečnejšia možnosť). Telo zariadenia bude na fázovom potenciáli a to nebude žiadnym spôsobom detekované. Dotyk takéhoto chybného zariadenia môže byť smrteľný.
Kryt je uzemnený, nie je tam žiadny RCD. Ak je zvodový prúd v obvode fázového krytu a uzemnenia dostatočne veľký (prekračuje prahovú hodnotu pre poistku, ktorá tento obvod chráni), poistka spáli a odpojí obvod. Najvyššie efektívne napätie (vzhľadom na zem) na uzemnenom puzdre bude Umax = RGIF, kde RG? uzemňovací odpor, IF? prúd, pri ktorom sa spustí poistka, ktorá tento obvod chráni. Táto možnosť nie je dostatočne bezpečná, pretože s vysokým uzemňovacím odporom a veľkými hodnotami poistiek môže potenciál na uzemnenom vodiči dosiahnuť pomerne významné hodnoty. Napríklad s uzemňovacím odporom 4 ohmy a poistkou 25 A môže potenciál dosiahnuť 100 voltov.
Puzdro nie je uzemnené, je nainštalovaný RCD. Telo zariadenia bude na fázovom potenciáli a to sa nezistí, kým nebude existovať cesta pre prechod zvodového prúdu. V najhoršom prípade dôjde k úniku cez telo človeka, ktorý sa dotkne chybného zariadenia aj predmetu, ktorý má prirodzenú zem. RCD odpojí chybnú časť siete hneď, ako dôjde k úniku. Osoba dostane iba krátkodobý elektrický šok (0,010,3 sekundy - čas odozvy RCD), ktorý spravidla nespôsobuje poškodenie zdravia.
Kryt je uzemnený, RCD je nainštalovaný. Toto je najbezpečnejšia možnosť, pretože tieto dve ochranné opatrenia sa navzájom dopĺňajú. Keď fázové napätie narazí na uzemnený vodič, prúd tečie z fázového vodiča cez poruchu izolácie do uzemňovacieho vodiča a ďalej do zeme. RCD okamžite deteguje tento únik, aj keď je veľmi nevýznamný (zvyčajne prah citlivosti RCD je 10 mA alebo 30 mA) a rýchlo (0,010,3 sekundy) odpojí časť siete s poruchou. Okrem toho, ak je zvodový prúd dostatočne veľký (prekračuje prahovú hodnotu vypnutia poistky chrániacej tento obvod), môže dôjsť aj k vypáleniu poistky. Ktorý presne ochranné zariadenie(RCD alebo poistka) odpojí obvod - v závislosti od ich rýchlosti a unikajúceho prúdu. Je tiež možné spustiť obe zariadenia.
Typy uzemnenia
TN-C
Navrhnutý systém TN-C (fr. Terre-Neutre-Combine). nemecký koncern AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) v roku 1913. Pracovná nula a PE vodič (ochranná zem) v tomto systéme sú spojené do jedného vodiča. Najväčšou nevýhodou bolo vytvorenie sieťového napätia (1,732 krát vyššie ako fázové napätie) na krytoch elektrických inštalácií v prípade núdzového prerušenia nuly.
Napriek tomu ju dnes nájdete v budovách krajín bývalého ZSSR.
TN-S
Aby sa nahradil podmienečne nebezpečný systém TN-C v tridsiatych rokoch minulého storočia, bol vyvinutý systém TN-S (Terre-Neutre-Separe), v ktorom bola pracovná a ochranná nula oddelená priamo v rozvodni a uzemňovač bol celkom komplexná štruktúra kovové armatúry.
Keď sa teda pracovná nula preruší v strede vedenia, elektrické inštalácie nedostali sieťové napätie. Neskôr takýto uzemňovací systém umožnil vyvinúť diferenciálne automaty a automaty, ktoré boli spúšťané zvodovým prúdom, schopným snímať nevýznamný prúd. Ich práca dodnes vychádza z Kirghofových zákonov, podľa ktorých sa prúd pretekajúci fázovým vodičom musí číselne rovnať prúdu pretekajúcemu pracovnou nulou.
Môžete tiež pozorovať systém TN-CS, kde k oddeleniu núl dochádza v strede vedenia, avšak v prípade prerušenia nulového vodiča do bodu oddelenia bude puzdro pod sieťovým napätím, ktoré pri dotyku predstavovať hrozbu pre život.
