Téměř všechna elektrická zařízení vyžadují ochranu osob před úrazem elektrickým proudem. Každý ví, proč je nutné uzemnění, ale málokdo tuší, jak jej správně nainstalovat, aby plně plnil své funkce.
Pokud připojíte všechny kovové části zařízení, pak když je na ně aplikován potenciál, elektrický proud půjde do země. Člověkem pak při dotyku kovu projde výrazně menší proud, který pro něj nepředstavuje nebezpečí.
Jak se elektřina přenáší ke spotřebitelům?
Elektřina je dodávána ze zdroje elektrickým vedením nejprve do rozvodny a poté ke spotřebitelům. K jeho přenosu se používají třífázové vodiče. Čtvrtým vodičem je země. Vinutí transformátoru rozvodny jsou zapojena do hvězdy. Společný bod (neutrál) s nulovým potenciálem je uzemněn. To je nezbytné pro normální provoz elektrického zařízení. Takové uzemnění se nazývá pracovní, nikoli ochranné.
Byt je obvykle napájen napětím 220 V mezi fázovým a nulovým vodičem do společného elektrického panelu. V soukromém domě může být vstup 380 V - tři fáze a nulový vodič. Poté jsou vodiče rozvedeny do zásuvek a svítidel ve všech místnostech. Zde bychom také neměli zapomínat, proč je potřeba uzemnění. Pro proud, spolu s fázovými a nulovými vodiči, je položen další - uzemnění.
Jak se chránit před úrazem elektrickým proudem?
Jedním ze způsobů, jak eliminovat úraz elektrickým proudem nebo jej výrazně omezit, je instalace Proč potřebujete zemnící smyčku? Je to nezbytné pro domácí spotřebiče s kovovým tělem: pračky, elektrické sporáky, chladničky atd.
Když je potenciál aplikován na kovová pouzdra domácího vybavení, proud musí jít do země. K tomu je ale potřeba nejprve vyrobit zařízení ve formě kovové konstrukce, která vytváří elektrický kontakt se zemí. Může být pevná nebo sestávat z vodivých prvků ponořených do země.
Uzemnění v zásuvce
Proč potřebujete uzemnit elektrické spotřebiče, pokud existují kovová pouzdra nebo jiné prvky? Tato otázka je mnohým jasná. Mohou být náhodně napájeny napětím, když je izolace vodičů zničena nebo zkratem, který představuje nebezpečí pro osobu v okamžiku kontaktu.
To platí i pro kovové části svítidel a lustrů. V obytném domě je z elektrického panelu do každé zásuvky položen zemnící vodič o průřezu 2,5 mm 2. Proč potřebujete uzemnění v zásuvce? To je nezbytné pro připojení uzemnění přes jeho kontakt k domácímu spotřebiči. Jinak bychom museli sběrnici rozložit po celém bytě a udělat z ní napojení na tělo každého zařízení, což není příliš estetické.
Zemnící kontakty jsou navrženy tak, aby byly připojeny jako první, jakmile je zástrčka kabelu domácího spotřebiče zasunuta do zásuvky. Pokud jsou zásuvky propojeny kabelem, je uzemnění přiváděno do každé z nich samostatně z rozvodné skříně.
Instalace uzemnění
Proč tedy potřebujete uzemnění v individuálním domě? Vyrábí se ve formě uzavřené smyčky. Tvar může být jakýkoli, ale nejmenší množství materiálů se spotřebuje na trojúhelníkový. Po obvodu rovnostranného trojúhelníku se v zemi vykope rýha do hloubky 1 m a do vrcholů se zarazí ocelové trubky nebo úhelníky dlouhé 2,5 m Pro ochranu proti korozi je lepší použít materiály se zinkem popř měděný povlak. Elektrody nelze natírat. Svařovací oblasti můžete pouze lakovat.
Elektrody by měly vyčnívat 20 cm ze dna výkopu. Obvod se opaří páskem a z něj se do domu vede zemnící vodič ze stejného materiálu. K volnému konci je přivařen šroub a do elektrického panelu je vložen PE vodič o průřezu 6 mm 2 nebo více. Pro kontrolu elektrického odporu obvodu se používá ohmmetr. Podle požadavků PUE pro obytné budovy by to nemělo být více než 30 Ohmů.
Pokud indikátor překročí předepsanou mez, jsou v blízkosti obrysu vytlučeny další rohy a je vyrobena propojka. Tímto způsobem se zvětší oblast kontaktu mezi konstrukcí a zemí. Pro snížení odporu obvodu je drát z něj nahrazen mědí, která má větší vodivost. Poté se výkop naplní zeminou. K tomu se nesmí používat drcený kámen, síto nebo stavební odpad. Měli byste použít materiál, který zadržuje vlhkost: hlína, rašelina, hlína.
Vyrovnání potenciálu
Dnes už i děti vědí, proč je potřeba uzemnění. Je důležité zajistit, aby se potenciálový rozdíl na povrchu země zmenšil, aby člověk nebyl ovlivněn dotykovým a krokovým napětím. Na místě umístěném nad uzavřenou smyčkou se potenciál plynule mění a za jeho hranicemi dochází k prudkému poklesu. Aby se tomu zabránilo, jsou vodorovné ocelové pásy připojené k elektrodám uloženy venku.
Podle požadavků PUE je vyroben z mědi. V prodeji jsou speciální sady, ale jsou drahé. Pro uzemňovací konstrukce soukromých domů se obvykle používají ocelové díly.
Závěr
Pojďme si to shrnout. Proč je to tedy nutné Především je to spojeno s ochranou lidí před nebezpečnými úrazy elektrickým proudem. Je důležité správně uspořádat zemnící obvod a provést potřebná připojení k elektrickým spotřebičům. Zdraví a bezpečnost obyvatel závisí na způsobu instalace a zvolených materiálech.
V první části (teorie) popíšu terminologii, hlavní typy uzemnění (účel) a požadavky na uzemnění.
V druhé části (cvičení) bude vyprávění o tradičních řešeních používaných při konstrukci zemnících zařízení s uvedením výhod a nevýhod těchto řešení.
Třetí část (cvičení) bude v jistém smyslu pokračovat ve druhé. Bude obsahovat popis nových technologií používaných při konstrukci uzemňovacích zařízení. Stejně jako v druhé části jsou uvedeny výhody a nevýhody těchto technologií.
Pokud má čtenář teoretické znalosti a zajímá ho pouze praktická realizace, je pro něj lepší první díl přeskočit a začít číst od druhého dílu.
Pokud má čtenář potřebné znalosti a chce se seznámit pouze s novinkami, je lepší první dva díly přeskočit a rovnou přejít ke čtení třetího.
Můj pohled na popisované způsoby a řešení je do jisté míry jednostranný. Prosím čtenáře, aby pochopil, že svůj materiál nepředkládám jako ucelenou objektivní práci a nevyjadřuji v něm svůj pohled a své zkušenosti.
Některá část textu je kompromisem mezi přesností a touhou vysvětlovat „lidskou řečí“, takže dochází ke zjednodušením, která mohou technicky zdatnému čtenáři „poškodit uši“.
1 díl. Základy
V této části budu hovořit o terminologii, hlavních typech uzemnění a kvalitativních charakteristikách uzemňovacích zařízení.Kontaktní plochu zemnící elektrody se zemí můžete zvětšit buď zvýšením počtu elektrod, jejich spojením (sčítáním ploch několika elektrod), nebo zvětšením velikosti elektrod. Při použití vertikálních zemnících elektrod je druhý způsob velmi účinný, pokud hluboké vrstvy půdy mají nižší elektrický odpor než horní.
B1.2. Elektrický odpor půdy (specifický)
Dovolte mi připomenout: toto je veličina, která určuje, jak dobře půda vede proud skrz sebe. Čím menší odpor půda má, tím efektivněji/snáze bude „absorbovat“ proud ze zemnící elektrody.Příklady půd, které dobře vedou elektrický proud, jsou slané bažiny nebo vysoce vlhká hlína. Ideálním přírodním prostředím pro průchod proudu je mořská voda.
Příkladem „špatné“ půdy pro uzemnění je suchý písek.
(V případě zájmu se můžete podívat na tabulku hodnot odporu půdy používaných při výpočtech uzemňovacích zařízení).
Vrátíme-li se k prvnímu faktoru a způsobu snížení zemního odporu v podobě zvětšení hloubky elektrody, můžeme říci, že v praxi ve více než 70 % případů půda v hloubce větší než 5 metrů několikrát nižší elektrický odpor než u povrchu v důsledku vyšší vlhkosti a hustoty . Často se vyskytuje podzemní voda, která poskytuje půdě velmi nízkou odolnost. Uzemnění se v takových případech ukazuje jako velmi kvalitní a spolehlivé.
AT 2. Stávající normy pro odpor uzemnění
Protože ideálního (nulového rozptylového odporu) nelze dosáhnout, jsou všechna elektrická zařízení a elektronická zařízení vytvářena na základě určitých standardizovaných hodnot zemního odporu, například 0,5, 2, 4, 8, 10, 30 nebo více ohmů.Pro orientaci uvedu následující hodnoty:
- pro rozvodnu s napětím 110 kV by proudový odpor neměl být větší než 0,5 Ohm (PUE 1.7.90)
- při připojení telekomunikační zařízení Uzemnění by obvykle nemělo mít odpor větší než 2 nebo 4 ohmy
- pro spolehlivou činnost lapačů plynu v ochranná zařízení nadzemního komunikačního vedení(například místní síť založená na měděném kabelu nebo vysokofrekvenčním kabelu), zemnící odpor, ke kterému jsou (svodiče) připojeny, by neměl být větší než 2 Ohmy. Existují případy s požadavkem 4 ohmy.
- u zdroje proudu (například trafostanice) by odpor uzemnění neměl být větší než 4 Ohmy při lineárním napětí 380 V třífázového zdroje proudu nebo 220 V zdroje jednofázového proudu (PUE 1,7 0,101)
- u uzemnění použitého pro připojení hromosvody, odpor by neměl být větší než 10 ohmů (RD 34.21.122-87, klauzule 8)
- pro soukromé domy, s připojením k elektrické síti 220V / 380V:
- při použití systému TN-C-S je nutné mít lokální uzemnění s doporučeným odporem maximálně 30 Ohmů (řídím se PUE 1.7.103)
- při použití systému TT (izolující uzemnění od neutrálu zdroje proudu) a použití proudového chrániče (RCD) s provozním proudem 100 mA je nutné mít místní uzemnění s odporem maximálně 500 Ohmů ( PUE 1.7.59)
AT 3. Výpočet zemního odporu
K úspěšnému návrhu uzemňovacího zařízení, které má požadovaný zemnící odpor, se obvykle používají standardní konfigurace uzemnění a základní vzorce pro výpočty.Konfiguraci zemní elektrody obvykle volí technik na základě svých zkušeností a možnosti její (konfigurační) aplikace na konkrétním zařízení.
Volba výpočtových vzorců závisí na zvolené konfiguraci uzemnění.
Samotné vzorce obsahují parametry této konfigurace (například počet zemnících elektrod, jejich délku, tloušťku) a parametry půdy konkrétního objektu, kde bude zemnící elektroda umístěna. Například pro jednu vertikální elektrodu bude tento vzorec: 
Přesnost výpočtu bývá nízká a opět závisí na půdě – v praxi se nesrovnalosti v praktických výsledcích vyskytují téměř ve 100 % případů. To je způsobeno její (půdní) velkou heterogenitou: mění se nejen hloubkově, ale i plošně – tvoří trojrozměrnou strukturu. Stávající vzorce pro výpočet parametrů uzemnění si jen stěží poradí s jednorozměrnou heterogenitou půdy a výpočty v trojrozměrné struktuře vyžadují enormní výpočetní výkon a vyžadují extrémně vysoké zaškolení obsluhy.
Kromě toho je pro vytvoření přesné půdní mapy nutné provést velké množství geologických prací (např. pro plochu 10*10 metrů je potřeba vyrobit a analyzovat cca 100 jam do 10 metrů dlouhé), což způsobuje výrazné zvýšení nákladů na projekt a většinou to není možné.
S ohledem na výše uvedené je výpočet téměř vždy povinným, ale orientačním opatřením a obvykle se provádí na principu dosažení uzemňovacího odporu „ne více než“. Průměrné hodnoty odporu půdy nebo jejich největší hodnoty jsou dosazeny do vzorců. To poskytuje „bezpečnostní rezervu“ a v praxi je vyjádřeno zjevně nižšími (nižší znamená lepší) hodnotami zemního odporu, než se očekávalo při návrhu.
Konstrukce zemnících elektrod
Při konstrukci zemnících elektrod se nejčastěji používají vertikální zemnící elektrody. To je způsobeno skutečností, že horizontální elektrody se obtížně zakopávají do velké hloubky a v malé hloubce takových elektrod se v zimě výrazně zvyšuje jejich zemnící odpor (zhoršení hlavní charakteristiky) v důsledku zamrzání horní vrstvy. půdy, což vede k velkému nárůstu jeho specifického elektrického odporu.)
Uzemňovací zařízení a systémy pro vyrovnání elektrického potenciálu v elektrických instalacích obsahujících zařízení pro zpracování informací (Google)
Štítky: Přidat štítky
Drtivá většina domácích elektrospotřebičů je napájena z běžné domovní sítě 220 Voltů, což znamená, že jsou potenciálně nebezpečné pro lidské zdraví. Aby se vyloučila nebo minimalizovala pravděpodobnost úrazu elektrickým proudem, v soukromém domě se používá uzemnění - obvod, který vypouští do země proud, který může vzniknout na krytech elektrických spotřebičů v důsledku vadného zapojení.
Mezi různými možnostmi, jak zajistit bezpečnost vašeho domova, zaujímá zvláštní místo uzemnění v soukromém domě: schéma elektrické sítě jakéhokoli moderního domu nebude schváleno, pokud nezajistí připojení k uzemňovací smyčce.
Schéma uzemnění pro soukromý dům
Existuje několik možností a schémat pro uzemnění soukromého domu plus jasné požadavky PUE (pravidla elektroinstalace) - to vše musí být známo a pochopeno, aby byla elektřina v domě bezpečná.
Proč potřebujete uzemnění v soukromém domě: princip fungování
Uzemnění v soukromém domě je považováno za důležitou součást systému napájení. Je instalován pro následující účely:
Ochrana obyvatel domu před úrazem elektrickým proudem (při dotyku zařízení s poškozenou izolací elektrického vedení);
Správný provoz moderních elektrických zařízení;
Bezpečný provoz plynových zařízení;
Efektivní provoz ochrany před bleskem.
Princip činnosti systému je založen na základních fyzikálních zákonech, které říkají, že elektrický proud se vždy pohybuje ve směru nejmenšího odporu.
Při poškození izolace zařízení vyteče proud ven (zkrat) do pouzdra. Tato situace je plná poruch a poruch, nemluvě o nebezpečí, že člověk dostane citlivý výboj tím, že se náhodně dotkne povrchu rukou.
Popis videa
Stručné a jasné schéma uzemnění pro soukromý dům, proč je to potřeba a co by mělo být, je uvedeno v následujícím videu:
Pokud existuje uzemnění, proud je distribuován s ohledem na odpor těla a uzemňovací obvod domu (v nepřímém poměru).
Pečlivě navržené ochranné uzemnění vytváří elektrický obvod s odporem výrazně nižším, než má lidské tělo. Proud procházející osobou nebude mít nebezpečný účinek a hlavní náboj půjde do země.
Průchod elektrického proudu lidským tělem v systému bez uzemnění a s uzemněním
Hlavním prvkem uzemnění soukromého domu je zemnící smyčka - PUE ji definuje jako kovové vodiče a uzemňovací elektrody (tyče nebo trubky) uložené v zemi.
Vnitřní elektrické vedení podle moderních norem se provádí třívodičovým vodičem (fáze + nulový vodič + zem). Ochranné zemnící vodiče spojují obvod s elektrickými zařízeními.
Pro zajištění bezpečnosti při bouřkách se používají zařízení k tomu určená - svodiče určené pro vysoké proudy a napětí.
V současné době existují tři systémy uzemnění sítě, TN, TT a IT. Většinou se v každodenním životě používá jedna z odrůd prvního z nich - TN-C, TN-S, TN-C-S.
Popis videa
O rozdílu mezi systémy TN a TT - ve videu:
Dekódovací zkratky
První písmeno označuje způsob uzemnění zdroje energie, druhé charakterizuje uzemnění spotřebiče.
T – zdroj (spotřebitel) je uzemněn;
I – proudové části zdroje jsou izolovány od země;
N – spotřebič je připojen k uzemňovacímu bodu zdroje (vynulován).
C – vodiče N (nulový pracovní) a PE (nulový ochranný) jsou spojeny do jednoho společného vodiče PEN;
S – funkce vodičů N a PE jsou odděleny.
Podtypy soustavy TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) se liší způsobem připojení vodičů N a PE.
Uzemňovací systémy v AC sítích
Systém TN-C
V tomto případě jeden vodič (N a PE jsou kombinovány v celé elektrické síti) plní provozní i ochranné funkce.
Tento způsob organizace systému je všudypřítomný ve starém bytovém fondu, je jednoduchý na implementaci a ekonomický. Absence samostatného ochranného uzemnění však často vede ke zkratu během nouzové situace (přepětí). Podle moderních norem, které se odrážejí v požadavcích PUE, je uzemňovací systém TN-C pro nové budovy zakázán. Zároveň neexistuje žádný povinný požadavek na modernizaci starých (pokud se neprovádějí zásadní opravy).
Systém TN-S
Zde jsou vodiče N a PE odděleny a na krytech elektrických spotřebičů se neobjevuje žádné napětí. Systém je bezpečný a dobře chrání osoby, elektrická zařízení domácnosti a budovu. Hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady na uspořádání.
Systém TN-C-S
Kombinovaný systém. Na výstupu ze zdroje jsou vodiče N a PE sloučeny do jednoho vodiče. Na vstupu do objektu je doplněn ochranný vodič PE.
Při rozhodování, které uzemnění je pro soukromý dům nejlepší, byste se měli řídit kódem PUE. Pro většinu spotřebitelů doporučuje subsystém TN-C-S jako hlavní; snadno se organizuje a spolehlivěji chrání před požárem v důsledku zkratu než ostatní.
Na našich stránkách naleznete kontakty na stavební firmy, které nabízejí. Návštěvou výstavy domů „Nízkopodlažní země“ můžete přímo komunikovat se zástupci.
Rozdíly mezi systémem TN-C-S
Smyčkové prvky, možnosti uzemnění a požadované materiály
Ochranné uzemňovací systémy (uzemňovací zařízení) se obvykle dělí na následující prvky:
zemnící elektroda (zemní smyčka); existuje přirozená a umělá možnost;
zemnící vodiče.
Podle PUE bude vhodnější použít přirozenou zemnící elektrodu (kovový plot nebo potrubí), pokud její odpor splňuje stanovené normy. Jinak je povoleno použít umělou zemnící elektrodu. Pro jeho stavbu potřebujete:
Kov pro zemnící elektrodu (trubka, hladké tvarovky, ocelový úhelník, tyč, páska).
Drát z oceli, mědi nebo hliníku dostatečného průřezu.
Upevňovací materiál (kovové rohy, svorky, spojky).
Upevňovací prvky a izolace z plastu.
Z čeho se skládá modulární kolíkové uzemnění?
Zemnící smyčka venkovského domu může být organizována na základě metody modulárního kolíku. Systém je extrémně odolný vůči korozi, při instalaci se nepoužívá žádné svařování. Uzemnění kolíku je sestaveno z ocelových tyčí o délce až 1,5 m se závitovým připojením. Poměděné (nebo s vrchní vrstvou z nerezové oceli) čepy se zatloukají do země vibračním kladivem (perforátorem) se speciálním nástavcem. Elektrody (kolíky) jsou namontovány ve velké hloubce, takže parametry obvodu nezávisí na sezónních změnách. Sada se obvykle kupuje hotová od organizace, která instalaci zajišťuje. Vysoké náklady na takový okruh jsou odůvodněny jeho trvanlivostí: životnost měděných tyčí dosahuje 30 let, nerezové oceli - 50 let.
Modulární zemnící sada
Černý kovový obrys
Tato konstrukce má omezenou životnost (5-10 let, kvůli korozi); Postupem času se odpor obvodu výrazně zhoršuje. Je přípustné použít černý válcovaný kov s antikorozním povlakem, ale je třeba dbát na to, aby takový povlak nebyl dielektrický.
Požadavky na odpor uzemňovacího zařízení.
Uzemnění pro soukromý dům má smysl, pokud je odpor obvodu minimální. V tomto případě (když je lidský odpor mnohem větší než odpor obvodu) projde tělem nepostřehnutelný náboj a zbývající potenciál půjde do země.
Odolnost je dána druhem, množstvím a hloubkou zemnících prvků a také vlastnostmi zeminy. Za optimální jsou považovány hlinité a jílovité půdy s vlhkostí 20–40 %.
Aby bylo zajištěno, že uzemňovací zařízení plní své funkce, provádí se měření odporu.
Popis videa
Jak se provádí měření - ve videu:
Co dělat při výměně starého zemnicího vedení TN-C
Většina staršího bytového fondu měla nainstalovaný dvouvodičový napájecí systém. I když bylo instalováno uzemnění, bylo provedeno podle schématu TN-C, který používá jeden „neutrální“ vodič k provádění dvou úkolů - pracovní (pro provoz elektrických spotřebičů a zařízení) a ochranný (pro ochranu zařízení elektrické sítě). ).
V podstatě takový systém spolehlivě chrání elektrický obvod jako celek, ale ponechává napájené domácí elektrospotřebiče a jejich majitele prakticky bez ochrany. Navíc ve vlhkém počasí může takové spojení vést k napěťovým rázům i při ochranném vypnutí – z podobných důvodů se vyskytly i případy úmrtí.
Schéma oddělení vodičů PEN
Při výstavbě nových domů není tento systém povolen; tam, kde se dochoval, je doporučeno pokud možno přejít na systém TN-C-S (na vstupu do objektu je vodič PEN znovu uzemněn a následně rozdělen na PE a N). V případě nouze je vodič N odpojen od sítě a chrání tak domácí elektrické spotřebiče a jejich majitele před problémy.
Přechod na systém TN-C-S v domech s opotřebovanou elektroinstalací je z bezpečnostních důvodů opodstatněný.
Proč potřebujete proudový chránič, pokud existuje uzemnění?
RCD (zařízení pro zbytkový proud) je vysokorychlostní spínač, který pracuje v tandemu se zemní smyčkou a na únik proudu reaguje přerušením obvodu.
Obvod bez uzemnění a RCD
Při porušení izolace vodiče se na kovovém těle elektrického zařízení objeví fáze. Pokud proud nemá kam jít dál, tak při kontaktu člověka s tělem elektrického zařízení výboj projde tělem. Důsledky budou záviset na mnoha faktorech a výsledky mohou být různé – od strachu po přerušení srdeční činnosti.
Bez uzemnění fáze na povrchu zařízení s poškozenou kabeláží zůstane, dokud se nevypne vstupní jistič.
RCD v obvodu bez ochranného vodiče (TN-C)
Pokud je v takovém systému porušena izolace vodiče, RCD nebude okamžitě fungovat, protože nedojde k žádnému svodovému proudu. Ale jakmile se člověk dotkne poškozeného zařízení, část proudu půjde do těla a RCD se vypne.
I bez uzemnění proud bude protékat lidským tělem pouze po dobu potřebnou k vypnutí proudového chrániče– obvykle desetiny sekundy. V důsledku toho jsou možné bolestivé pocity, ale s největší pravděpodobností se lze vyhnout smrtelnému výsledku.
Obvod s ochranným vodičem (TN-S a TN-C-S) a RCD
Pokud je elektrický spotřebič v kontaktu se zemnicí smyčkou a je připojen přes RCD, pak při zkratu fázového vodiče ke kovovému plášti elektrický spotřebič, únik se objeví okamžitě proudu (který jde do země). RCD vypne a přeruší obvod.
Plynový kotel a RCD
Nejprve musíte pochopit, že uzemnění plynového kotle v soukromém domě musí být provedeno bez problémů - neexistují žádné výjimky.
Uzemnění plynového kotle a instalace RCD se provádějí současně. To je nezbytná podmínka při připojení plynu k obytné budově, protože na tělese plynového kotle během provozu vzniká povrchové napětí.
Uzemnění plynového kotle v soukromém domě zabrání poškození drahého elektronického zařízení a zabrání požáru způsobenému statickou elektřinou. Toto opatření s ohledem na vysokou výbušnost plynu slouží jako dodatečná ochrana proti požáru.
Všechny části plynového kotle jsou nutně uzemněny
Jaký druh práce se provádí při instalaci uzemnění?
Celý proces vytváření uzemňovací smyčky je rozdělen do následujících fází:
Po určení bezpečné hloubky konstrukce (kde je půda vždy mokrá) se vykope příkop.
Kovové tyče (zemnící elektrody) jsou uloženy v zemi.
Sestaví se zemnící smyčka: tyče uspořádané v řadě nebo ve tvaru postavy (obvykle trojúhelníku), spojené páskou nebo trubkami a svařené v sérii.
Obvod je dodatečně přivařen ke spodnímu vodiči ocelovou páskou.
Hotová zemnící elektroda se připojí k elektrickému panelu a výkop se zasype.
Při instalaci berou kompetentní specialisté v úvahu některé důležité nuance:
Obrys by měl být umístěn pod čárou zamrznutí půdy. V opačném případě, když se voda v zemi změní na led, země přestane vést proud a uzemnění nebude fungovat.
Zemnicí elektrody nelze natírat, protože vrstva barvy je dielektrikum a obvod nebude mít žádný kontakt se zemí.
Uzemnění v soukromém domě, schéma zapojení
Závěr
Všechno, co se v každodenním životě stalo známým - lednička, mikrovlnná trouba, hydromasážní kabina - by nemělo být nebezpečné. Správně navržené uzemnění ve venkovském domě, kdy obvod systému a pouzdro zařízení jsou jedním, by mělo zajistit bezpečné napájení bez rizika pro lidi a jejich prostředí.
Ochranné uzemnění je záměrné elektrické spojení se zemí nebo ekvivalentem kovových částí bez proudu, které se mohou stát živými.
Účel ochranného uzemnění- snížit na bezpečnou hodnotu napětí vůči zemi na kovových částech zařízení, které nejsou pod napětím, ale mohou se pod napětím dostat v důsledku poruchy izolace elektrických instalací. V důsledku zkratu na krytu uzemněného zařízení se sníží dotykové napětí a v důsledku toho i proud procházející lidským tělem při dotyku s kryty.
Uzemnění elektrických zařízení, budov a staveb slouží také k ochraně před účinky atmosférické elektřiny.
Ochranné uzemnění se používá v třífázových třívodičových sítích s napětím do 1000 V s izolovaným neutrálem a v sítích s napětím 1000 V a vyšším - s jakýmkoli neutrálním režimem.
Uzemňovací zařízení
Uzemňovací zařízení- jedná se o soubor zemnících vodičů a zemnících vodičů spojujících uzemněné části elektroinstalace se zemnicím vodičem.
Existují přírodní a umělé zemnící elektrody.
Pro uzemňovací zařízení by měly být nejprve použity přirozené zemnící vodiče:
- vodovodní potrubí položené v zemi;
- kovové konstrukce budov a konstrukce mající
- spolehlivé spojení se zemí;
- kovové pláště kabelů (s výjimkou hliníkových);
- pažnicové trubky pro artéské studny.
Je zakázáno používat jako uzemňovací vodiče potrubí s hořlavými kapalinami a plyny nebo topné rozvody.
Přirozené zemnící vodiče musí být připojeny k zemnící síti minimálně na dvou různých místech.
Jako umělé uzemňovací vodiče se používají:
- ocelové trubky o průměru 3-5 cm, tloušťka stěny 3,5 mm,
- 2-3 m dlouhé;
- pásová ocel o tloušťce nejméně 4 mm;
- úhelník o tloušťce nejméně 4 mm;
- tyčová ocel o průměru minimálně 10 mm, délce do 10 m a více.
Pro umělé zemnící vodiče v agresivních půdách (alkalické, kyselé apod.), kde podléhají zvýšené korozi, se používá měď, poměděný nebo pozinkovaný kov.
Hliníkové pláště kabelů, stejně jako holé hliníkové vodiče, nelze použít jako umělé uzemňovací vodiče, protože v půdě oxidují a oxid hlinitý je izolant.
Každý jednotlivý vodič v kontaktu se zemí se nazývá jediná zemnící elektroda nebo elektroda. Pokud se zemní elektroda skládá z několika elektrod vzájemně paralelně spojených, nazývá se tzv skupinová uzemňovací elektroda.
Pro ponoření vertikálních elektrod do země nejprve vykopejte příkop o hloubce 0,7-0,8 m, po kterém se pomocí mechanismů zarazí trubky nebo rohy. Ocelové tyče o průměru 10-12 mm jsou pohřbeny v zemi pomocí speciálního zařízení a delší - pomocí vibrátoru. Horní konce vertikálních elektrod ponořených do země jsou spojeny ocelovým pásem svařováním.
Ochranné uzemňovací zařízení lze realizovat dvěma způsoby: obrys umístění zemnících vodičů a dálkový
S obrysovým uložením zemnících vodičů je zajištěno vyrovnání potenciálu v případě jednofázového zemního spojení. Vzájemným ovlivňováním zemnících vodičů se navíc v chráněném prostoru snižuje dotykové napětí a krokové napětí. Vzdálená uzemnění tyto vlastnosti nemají. Ale s metodou vzdáleného umístění existuje výběr míst pro zakopání zemních elektrod.
V prostorách by měly být uzemňovací vodiče umístěny tak, aby byly přístupné pro kontrolu a spolehlivě chráněny před mechanickým poškozením. Na podlaze areálu jsou ve speciálních drážkách položeny zemnící vodiče. V místnostech, kde je možný únik žíravých par a plynů, stejně jako s vysokou vlhkostí, jsou zemnící vodiče položeny podél stěn na konzolách 10 mm od stěny.
Každá skříň elektroinstalace musí být připojena k zemnící elektrodě nebo k zemnící síti pomocí samostatné větve. Postupné připojení několika uzemněných krytů elektroinstalace k zemnicímu vodiči je zakázáno.
Odpor uzemňovacího zařízení je součtem odporů zemnícího vodiče vůči zemi a zemnících vodičů.
Odpor zemnící elektrody vůči zemi je poměr napětí na zemnící elektrodě k proudu procházejícímu zemnící elektrodou do země.
Hodnota odporu zemní elektrody závisí na měrném odporu půdy, ve které je zemnící elektroda umístěna; typ velikosti a uspořádání prvků, ze kterých je zemní elektroda vyrobena; počet a vzájemná poloha elektrod.
Hodnota odporu zemnících vodičů se může několikrát lišit v závislosti na ročním období. Zemnicí vodiče mají největší odpor v zimě, kdy půda zamrzá a v období sucha.
Nejvyšší přípustná hodnota zemního odporu v instalacích do 1000 V: 10 Ohmů - s celkovým výkonem generátorů a transformátorů 100 kVA nebo méně, 4 Ohmy - ve všech ostatních případech.
Tyto normy jsou odůvodněny přípustnou hodnotou dotykového napětí, která by v sítích do 1000 V neměla překročit 40 V.
V instalacích nad 1000 V je povolen uzemňovací odpor R3<= 125/I 3 Ом, но не более 4 Ом или 10 Ом.
V instalacích nad 1000 V s vysokými zemními poruchovými proudy by odpor uzemňovacího zařízení neměl být větší než 0,5 Ohm, aby bylo zajištěno automatické vypnutí části sítě v případě nehody.
Uzemnění a ochranné vypnutí
Nulování- jedná se o záměrné elektrické spojení s nulovým ochranným vodičem z kovových částí bez proudu, které mohou být pod napětím.
Nulový ochranný vodič - vodič spojující neutralizované části s neutrálním bodem vinutí zdroje proudu nebo jeho ekvivalentem.
Uzemnění se používá v sítích s napětím do 1000 V s uzemněným neutrálem. V případě výpadku fáze dochází na kovovém plášti elektrického zařízení k jednofázovému zkratu, který vede k rychlé činnosti ochrany a tím k automatickému odpojení poškozené instalace od napájecí sítě. Takovou ochranou jsou pojistky nebo maximální jističe instalované na ochranu proti zkratovým proudům; magnetické startéry s vestavěnou tepelnou ochranou; stykače s tepelnými relé a další zařízení.
Když se na krytu rozpadne fáze, proud teče podél cesty „tělo - neutrální vodič - vinutí transformátoru - fázový vodič - pojistky“. Vzhledem k tomu, že odpor při zkratu je malý, proud dosahuje velkých hodnot a pojistky vypadnou.
Účelem nulového vodiče v elektrické síti je poskytnout množství zkratového proudu nutného k odpojení elektrické instalace vytvořením obvodu s nízkým odporem pro tento proud.
Nulový vodič musí být položen tak, aby se vyloučila možnost zlomení; Do nulového vodiče je zakázáno instalovat pojistky, spínače a jiná zařízení, která by mohla narušit jeho celistvost. Vodivost nulového vodiče musí být alespoň 50 % vodivosti fázového vodiče. Jako neutrální ochranné vodiče se používají holé nebo izolované vodiče, ocelové pásy, hliníkové kabelové pláště, různé kovové konstrukce budov atd.
Kontrola uzemnění elektrického zařízení se provádí při jeho převzetí do provozu a také pravidelně během provozu. Jednou za pět let se musí u nejvzdálenějších a také nejvýkonnějších elektrických přijímačů změřit impedance fázově nulové smyčky, ale ne méně než 10 % z jejich celkového počtu.
Bezpečnostní vypnutí je speciální případ ochranného nulování. Na rozdíl od uzemnění lze ochranné vypnutí použít v jakékoli síti, bez ohledu na přijatý neutrální režim, hodnotu napětí a přítomnost neutrálního vodiče v nich.
Ochranné vypnutí je ochranný systém, který automaticky vypne elektrickou instalaci při nebezpečí úrazu elektrickým proudem osoby (při zemním spojení, poklesu izolačního odporu, poruše uzemnění nebo uzemnění). Ochranné vypnutí se používá v případech, kdy je obtížné uzemnit nebo neutralizovat, a také v některých případech navíc.
Podle toho, jaká je vstupní hodnota, na jejíž změnu ochranné vypnutí reaguje, se rozlišují tyto ochranné vypínací obvody: pro napětí pouzdra vůči zemi; pro zemní poruchový proud; pro napětí nebo proud s nulovou složkou; na fázové napětí vzhledem k zemi; pro stejnosměrné a střídavé provozní proudy; kombinovaný.
Ochranné vypnutí se provádí pomocí automatických jističů vybavených speciálním ochranným vypínacím relé. Doba odezvy ochranného vypnutí není delší než 0,2 s.
Uzemnění elektrických instalací se dělí na dva hlavní typy - funkční pracovní a ochranné. Některé zdroje obsahují i doplňkové typy uzemnění, např. měřicí, řídicí, přístrojové a rádiové.
Pracovní nebo funkční uzemnění
V části PUE, odstavec č. 1.7.30 je uvedena definice pracovního uzemnění: „pracovní uzemnění je uzemnění jednoho nebo více bodů živých částí elektrické instalace, které neslouží z bezpečnostních důvodů.“
Takové uzemnění předpokládá elektrický kontakt se zemí. Je nezbytný pro normální provoz elektroinstalace v normálním režimu.
Účel funkčního uzemnění
Abyste pochopili, co se nazývá pracovní uzemnění, měli byste znát jeho hlavní účel - eliminovat nebezpečí úrazu elektrickým proudem v případě, že se osoba dostane do kontaktu s tělem elektrické instalace nebo jejími živými částmi, které jsou aktuálně pod napětím.
Tato ochrana se používá v sítích s rozvodem třífázového proudu. U elektrické sítě, kde napětí nepřesahuje 1 kV, je nutný izolovaný neutrál. V sítích s napětím nad 1 kV lze ochranné uzemnění provést s jakýmkoli neutrálním režimem.
Jak funguje ochranné (funkční) uzemnění?
Funkční princip funkčního uzemnění spočívá ve snížení napětí mezi pouzdrem, které se v důsledku neočekávané havárie dostalo pod napětí, a zemí na hodnotu, která je pro člověka bezpečná.
Pokud není těleso elektrické instalace, které je pod proudem, vybaveno funkčním uzemněním, pak dotyk osoby s ním odpovídá kontaktu s fázovým vodičem.
Pokud vezmeme v úvahu, že odpor bot člověka, který se dotýkal elektroinstalace a podlahy, na které stojí, je vůči zemi zanedbatelný, pak může proud dosáhnout nebezpečné hodnoty.
Když funkční uzemnění funguje správně, proud procházející člověkem bude bezpečný. Napětí při dotyku bude také zanedbatelné. Hlavní část elektřiny půjde přes zemnící vodič do země.
Rozdíly mezi pracovním a ochranným uzemněním
Pracovní a ochranné uzemnění se od sebe liší především účelem. Pokud je první nutné k zajištění správného a nepřetržitého provozu elektrického zařízení, pak druhý slouží k ochraně osob před ním a také chrání zařízení před poškozením v případě poruchy jakéhokoli elektrického zařízení na krytu. Pokud je budova vybavena hromosvodem, tento typ uzemnění ochrání zařízení před přetížením v případě úderu blesku.
Pracovní uzemnění elektrických instalací v případě výskytu bude hrát ochrannou roli, ale jeho hlavní funkcí je zajistit správný nepřetržitý provoz elektrického zařízení.
V nezměněné podobě se funkční uzemnění používá pouze v průmyslových zařízeních. V obytných budovách se používá zemnící vodič, který je připojen k zásuvce. V domě jsou však domácí spotřebiče, které představují potenciální nebezpečí pro spotřebitele, takže by nebylo zbytečné je uzemňovat pomocí
Domácí spotřebiče, které je třeba připojit k pracovnímu uzemnění:
- Mikrovlnná trouba.
- Trouba a sporák na elektřinu.
- Pračka.
- Systémová jednotka osobního počítače.
Návrh uzemnění
Pracovní uzemnění tvoří železné kolíky zaražené do země, fungující jako vodiče, do hloubky asi 2-3 metrů.
Takové kovové tyče spojují zemnící svorky elektrického zařízení s uzemňovací sběrnicí, čímž tvoří kovové spojení.
V každém obytném domě je kovová přípojka. Jedná se o svařovanou železnou konstrukci, která spojuje horní konce zemnících elektrod k sobě. Ta je odvezena do vstupního panelu domu pro další rozvody do bytů.
Jako zemnící vodič se používá sběrnice nebo vodič o průřezu minimálně 4 metry čtvereční. mm, malované žlutými a zelenými pruhy. Kabel se primárně používá k přenosu funkčního uzemnění z přípojnice na přípojnici.
Z bezpečnostních důvodů je pravidelně kontrolován elektronický odpor kovového uzemnění. Měří se od zemnící svorky elektrické instalace k zemnící smyčce nejdále od ní. Hodnota odporu v žádné části pracovní země by neměla překročit 0,1 Ohm.
Proč se vyrábí několik zemnících elektrod?
Elektrická instalace nemůže být vybavena pouze jednou zemnící elektrodou, protože půda je nelineární vodič. Zemní odpor je silně závislý na napětí a ploše kontaktu s vloženými pracovními zemnicími kolíky. Jedna zemnící elektroda bude mít nedostatečnou kontaktní plochu s půdou pro zajištění nepřerušovaného provozu elektrické instalace. Pokud nainstalujete 2 zemnící elektrody ve vzdálenosti několika metrů od sebe, objeví se dostatečná kontaktní plocha se zemí. Je však třeba mít na paměti, že kovové části uzemnění nelze oddělit příliš daleko, protože spojení mezi nimi bude přerušeno. V důsledku toho zůstanou pouze dvě zemnící elektrody instalované samostatně v půdě, vzájemně nespojené. Optimální vzdálenost mezi dvěma zemními smyčkami je 1-2 metry.
Jak neuzemnit
Podle odstavce 1.7.110 PUE je zakázáno používat jakékoli typy potrubí jako pracovní uzemnění. Kromě toho je zakázáno vytahovat zemnící kabel a připojovat jej k nepřipravené kontaktní ploše na sběrnici. Tento zákaz se vysvětluje skutečností, že každý kov má svůj vlastní individuální potenciál. Při působení vnějších faktorů vzniká galvanická pára, která přispívá k procesu elektrické eroze. Pod pláštěm zemnícího vodiče se může šířit koroze, což zvyšuje riziko roztavení při působení vysokých proudů na zemní smyčku v případě nehody. Speciální ochranné mazivo zabraňuje zničení kovu, ale funguje pouze v suché místnosti.
PUE také zakazuje sekvenční uzemnění elektrických instalací mezi sebou nebo připojení více než jednoho kabelu k jedné podložce zemnící sběrnice. Pokud jsou taková pravidla zanedbána, pak v případě nehody na jedné instalaci naruší práci svého souseda. Tento jev se nazývá elektrická nesrovnatelnost. Pokud je pracovní zem nesprávně připojena, mohou být sanační práce životu nebezpečné.
Požadavky na uzemňovací konstrukce
Abyste pochopili, co se nazývá pracovní uzemnění, a také jaké požadavky jsou na takové konstrukce kladeny, měli byste vědět, že pro ochranu lidí před úrazem elektrickým proudem, jehož napětí nepřesahuje 1000 V, je nutné uzemnit absolutně veškerý kov části elektrického zařízení. Je důležité, aby všechny konstrukce postavené pro účely uzemnění splňovaly všechny bezpečnostní normy požadované pro zajištění normálního provozu sítí a doplňkové pojistky proti možnému přetížení.
Nebezpečí kontaktu s živými částmi
Pokud se osoba dostane do kontaktu s živými částmi elektrického obvodu nebo s kovovými konstrukcemi, které jsou pod napětím v důsledku porušení izolační vrstvy kabelu, může dojít k úrazu elektrickým proudem. Výsledné poranění se projeví jako popálenina na kůži. Takový úder může způsobit ztrátu vědomí a možnou zástavu dechu a srdce. Existují případy, kdy elektrický šok při nízkém napětí vede ke smrti člověka.
Opatření proti úrazu elektrickým proudem
Pro maximální ochranu osob před dotykem živých částí elektroinstalace, ale i jejích kovových částí, je nutné nebezpečný předmět zcela izolovat. K tomu nainstalujte různé ploty kolem elektroinstalace.