Druhy a systémy uzemnění TN-S, TN-C, TN-C-S, IT v elektroinstalacích, rozvody zemnících vodičů

Uzemnění je klíčovým prvkem bezpečného napájení průmyslových, občanských a obytných budov. Princip činnosti je založen na vedení elektrického proudu z pouzdra jednotky pod napětím, elektrický, vodovodní armatura nebo jiný vodivý prvek podél dráhy nejmenšího odpor.

Potřeba a typy uzemňovacích systémů

Jeho hlavní funkcí je chránit lidi a zvířata před úrazem elektrickým proudem. Při výpočtu elektrických obvodů se jako standardní ukazatel odporu lidského těla bere hodnota 1 000. Ohm (ve skutečnosti přes 3 tis. Ohm). Odpor obvodu musí být větší než 4 ohmy. V tomto případě působení elektrického proudu minimalizuje pro člověka nepříjemné pocity v podobě brnění a zcela eliminuje vážné negativní důsledky pro tělo, včetně těžkých traumatických nebo smrtelných výsledek.

Ochranné uzemnění se týká složitých elektrických struktur, které vyžadují neustálé monitorování, testování a prevenci. Zvláštní pozornost je věnována kontrole úrovně odporu.

instagram viewer

Ochrana elektrických instalací před výskytem napětí na nezamýšlených místech v důsledku porušení izolace, porušení schématu zapojení elektrického obvodu uzemnění nebo jeho poddruh - uzemnění.

1. Uzemnění využívá principu snížení potenciálového rozdílu mezi vodivým produktem a samotnou zemí na bezpečnou úroveň. Zahrnuje provedení s jedním nebo více vodiči. Nejčastěji je z elektrod vytvořen speciální obvod, který je instalován na bezpečném místě. Z objektu jsou k němu přivedeny kabely uložené v zemi.
2. Nulování. Jedná se o elektrický obvod, ve kterém je napětí z tělesa elektroinstalace svedeno do rozvaděče nebo do transformátorového zařízení. V něm se místo ochranného uzemňovacího vodiče používá pracovní nulové jádro. Na rozdíl od uzemnění se uzemnění při náhlých poklesech napětí (dotyk člověka na holé vodiče, tělo zařízení, které se nečekaně ukázalo být pod napětí) způsobí zkrat v elektrickém obvodu s jeho okamžitým roztržením přes jističe, nazývané ochranná odpojovací zařízení (ZOU).

Při vývoji elektrického obvodu se nebere v úvahu odpor člověka, ale maximální hodnota proudu, kterou může sám bezpečně procházet. Při dotyku zařízení pod napětím 220 V, frekvencí 50 Hz by maximální proud neměl překročit 0,22 A. Ukazatel 0,5 A je pro člověka smrtelný. Nulování se používá ve vícepodlažních budovách, protože existují potíže s vytvářením zemních smyček. V nízkopodlažních budovách a malých průmyslových zařízeních (dílny, dílny, čerpací stanice) se dává přednost uzemnění.

Formy struktur

Ochranné uzemnění je speciální elektrický obvod, který spojuje pouzdra a další vodivé prvky průmyslových a domácích jednotek s uzemňovací konstrukcí. Kromě zajištění bezpečnosti lidí a zvířat je uzemnění nezbytné pro ochranu samotných objektů. Všechny hromosvody jsou uzavřeny na společný zemnící okruh pro dům. Nesprávná instalace konstrukce vede k požárům (20 % všech požárů). Uzemnění zabraňuje nouzovému provozu generátorů a dalších jednotek. Hlavními prvky obvodu jsou zemnící elektrody. Jsou přirozené a umělé

Přírodní prvky

Nejčastěji používané, protože jejich použití je efektivní z ekonomického hlediska. Tyto zahrnují:

• kovové nebo železobetonové výrobky pro průmyslové a občanské stavby, farmy, výtahová zařízení, vodivé trubky pro kabely. Hlavní podmínkou je jejich kontakt se zemí;
• potrubí, produktovody, kanalizační systémy, stožáry, jímky kopané do země, armatury, drenážní systémy. Hlavní podmínkou je nepřítomnost hořlavých, výbušných, hořlavých látek;
• železniční tratě, pláště olověných kabelů, základy kovových mostů, tunely.

Umělé uzemnění

Používají se ocelové trubky a tyče. Měděné výrobky jsou účinnější, protože mají nízký odpor. Kov se však používá jen zřídka kvůli vysoké ceně. Ocel je nahrazována speciálními slitinami hliníku. Ve skutečnosti se jedná o složité kompozitní materiály se zvýšenou pevností, 5krát vyšší než u ocelových výrobků podobné velikosti. Jsou inertní vůči působení agresivního prostředí, nekorodují, nevytvářejí podmínky pro rozvoj mikroorganismů (plísně, houby). Dobře vedou elektrický proud.

Faktory ovlivňující výběr systému

Uzemnění je povinným atributem provozu elektrických spotřebičů bez ohledu na jejich výkon a funkční účel. Mohou to být velké průmyslové instalace, obráběcí stroje, elektromotory, zvedací mechanismy, jeřáby nebo domácí spotřebiče: ledničky, pračky, kávovary, elektrické holicí strojky. Princip uzemnění pro systémy je stejný. Bezpečnost práce s nimi je jasně upravena „Pravidly pro instalaci elektrických instalací“ (PUE).

Dokument zdůrazňuje, že hlavním ukazatelem charakterizujícím správnost a kvalitu návrhu a instalace uzemnění je odpor celého obvodu. Vzorec pro jeho definici je složitý. Musí vzít v úvahu mnoho faktorů, včetně typu půdy, materiálu konstrukčních prvků konstrukce, oblast interakce zařízení se zemí, průřez propojovacího kabelu, vodivé vlastnosti jádra.

Obecné informace a označení

V regulačních dokumentech jsou uvedeny základní návrhové ukazatele pro systémy s umělým zemnicím vodičem. U přírodních elektrod je téměř nemožné vypočítat rozptylové proudy, odpor a další indikátory. Jsou individuální pro každý konkrétní případ.

Všechny umělé uzemňovací systémy jsou klasifikovány pomocí písmenných označení. Jsou schváleny Mezinárodní elektrotechnickou komisí a používají se v PUE. Písmeno T (z francouzského terre - zem) znamená zem, I (isole) - izolace, N (neute) - spojení s nulový vodič, C (kombinovaný) - kombinace funkčních a nulových vodičů, S (oddělený) - oddělení těchto dráty.

Systém TN se používá pro slepé spojení nuly transformátoru nebo elektrického panelu se zemí. Neutrál je nezbytný pro rychlou odezvu ochranného relé. Jsou k němu připojeny funkční a ochranné vodiče kabelových spojů.

Vodivé prvky elektrických spotřebičů: pouzdra, obrazovky, zásuvky, spínače jsou připojeny k jednomu neutrálnímu vodiči v kontaktu s neutrálem. Kromě pevného uzemnění se používají schémata uzemnění s izolovaným neutrálem (systémy IT).

Druhy uzemnění v elektrických instalacích

V domácí i zahraniční elektrotechnické praxi se rozšířily následující uzemňovací systémy.

Systém TN-S

Vysoce spolehlivý bezpečnostní obvod elektrické sítě. Poskytuje vysoce kvalitní ochranu osoby před úrazem elektrickým proudem. Neovlivňují ji vysokofrekvenční vibrace elektrických holicích strojků, vrtaček, vysavačů, praček, elektrických masážních přístrojů. Systém nemusí často kontrolovat zemní smyčky.

Hlavní myšlenkou metody je, že k ochraně se používá komplexní kombinovaný nulový vodič PEN připojený k nule. U vchodu. PEN se dělí na PE ochrannou nulu a N pracovní nulu. Systém ztrácí své ochranné vlastnosti, pokud dojde k poškození PEN v úseku od rozvodny ke vstupu do objektu. Proto regulační dokumenty vyžadují použití dalších opatření ke zlepšení provozní bezpečnosti vodiče.

Systém TN-C

Nejběžnější, ale postupně klesající obliba kvůli zastaralosti. Zemnící obvod je proveden v trafostanici. Nulové jádro z okruhu ke spotřebiteli je napájeno jedním vodičem PEN. Při jednofázovém napájení konstrukce se používá dvouvodičové elektrické vedení (fázové a nulové). S třífázovým - čtyřjádrovým (3 fáze a nula). Zásuvky nejsou uzemněné.

Jediná možnost je spojena s použitím uzemnění Ochrana lidí a zvířat před úrazem elektrickým proudem existuje, ale není spolehlivá. Popularita systému je způsobena jeho snadnou instalací. Instalace systému TN-C v budovách a rozestavěných domech je zakázána.

Systém TN-C-S

Upgradovaný typ TN-C. Charakteristickým rysem je, že vodič PEN na cestě ke spotřebiteli je rozdělen na dvě složky: nulové jádro N a ochranné nulové PE. Obvykle se tato operace provádí v rozváděči (elektrickém panelu), kde jsou namontovány nulové a ochranné přípojnice. Jsou spojeny propojkou. Ochranná sběrnice je připojena k zemní smyčce.

U jednofázového zapojení je kabel se třemi žilami (fáze, nula a ochrana) součástí bytu nebo soukromého domu. Pro třífázový, pětižilový kabel (3 fáze, N a PE). To umožňuje instalaci zásuvek s uzemňovacími svorkami. Ochranný vodič zajišťuje bezpečnost elektrických instalací.

Pracovní nula se používá k přenosu elektřiny ke spotřebiteli. TN-C-S má dobré vyhlídky pro použití v zemích SNS, protože mnoho majitelů domů z finančních důvodů nemůže TN-S nainstalovat.

IT systém

Zastaralé, ale ne zastaralé schéma. Používá se v podmínkách vyžadujících zvýšenou bezpečnost napájení: doly, doly, chemické závody, závody na zpracování plynu. V těchto provozech je možná akumulace nebo náhlý únik hořlavých plynů. Uzemnění s izolovaným neutrálem eliminuje jiskry.

Obvykle se používají v sítích s napětím do 1 tis. PROTI. Hlavním rysem je absence potenciálního rozdílu mezi vodivými povrchy a místním uzemněním. Nízké proudy umožňují instalaci pokračovat v provozu s jednofázovým uzemněním.

Ale celkový systém není příliš spolehlivý. Standardní proudové chrániče (OCD) jsou v něm nepoužitelné. Bezpečnostní schémata jsou složitá a vyžadují neustálé zapojení operátora.

Uzemňovací systémy TN-C-S a zejména TN-S jsou vysoce účinné. Pouze PUE jsou povoleny pro instalaci v průmyslových zařízeních a v soukromých domácnostech. Zbytek schémat s pevně uzemněným neutrálem se používá jako zbytkové jevy. Jejich provozní zdroje jsou malé.

Riziko porušení izolace nebo jiné poruchy je vysoké. Zvyšuje se se zvyšujícím se proudovým zatížením na straně spotřebitelů. Elektrické vytápění, čerpadla, elektrické stroje a instalace jsou stále rozšířenější. V soukromém sektoru je elektřina využívána pro provoz malých a středních podniků (farmy, minitovárny na výrobu stavebních materiálů, čerpací stanice). Vyšší požadavky jsou kladeny na uzemnění. Přednost by měla být dána umělým systémům, protože normy jsou v nich jasně regulovány.