Uziemienie i neutralizacja instalacji elektrycznych: w jakim celu jest produkowany, co jest do tego wymagane, rodzaje systemów

Uziemienie różnych urządzeń elektrycznych i instalacji elektrycznych podłączonych do sieci jest wykonywane w celu ochrony osoby przed porażeniem elektrycznym. Skuteczność tej metody zależy od różnicy potencjałów na styku wyłącznika. Im jest większy, tym wyższa wydajność i szybkość pracy.

Urządzenie uziemiające

Uziemienie to specjalne połączenie określonego punktu w sieci, instalacji elektrycznej lub innego odbiorcy energii z urządzeniem uziemiającym. Obniżenie napięcia podczas dotykania osoby do bezpiecznego poziomu jest celem uziemienia sprzętu elektrycznego.

W budynku wielokondygnacyjnym wykonuje się ją za pomocą wąskiej taśmy stalowej wykonanej z metalu żelaznego. W prywatnym domu takie środki są nieskuteczne, ponieważ ta stal nie jest stopowa, a nie stopem podobnym do pręta zbrojeniowego. Obecność sieci elektroenergetycznych różnych faz w prywatnym domu

są dość powszechne, a dla 220 V i 380 V uziemienie musi być oddzielne, ale nie wyklucza to włączenia całego systemu w jeden obwód. W takim przypadku punkt wejścia musi pełnić funkcję bezpiecznika, a w sytuacji awaryjnej najpierw musi zostać wyzwolony, a nie po awarii linii przewodzących, w tym po wyłączeniu wyłączników budynek.

Poziom ochrony oparty jest na pojemności pętli uziemienia, im większa pojemność, tym wyższa jej sprawność. Wielkość pętli oznacza różnicę potencjałów i prędkość, przy której zabezpieczenie zwarciowe jest aktywowane w przypadku obwodu bezpośredniego.

Rodzaje i klasyfikacja

Na terytorium Federacji Rosyjskiej zasady instalacji i eksploatacji uziemienia regulują przepisy dotyczące instalacji instalacji elektrycznych w wydaniu siódmym.

W elektrotechnice istnieje kilka rodzajów uziemienia:

• Naturalny. Zwyczajowo odnosi się do tego typu konstrukcji, których urządzenie zapewnia stałą obecność w ziemi, ale ich odporność nie jest niczym regulowana, a dla parametrów odporności nie ustalono żadnych konkretnych parametrów wymagania. Tego typu nie można stosować do ochrony podczas pracy z instalacjami elektrycznymi.
• Sztuczny. Jest to specjalistyczne połączenie umożliwiające podłączenie dowolnego punktu sieci energetycznej lub sprzętu do urządzenia uziemiającego. Składa się z systemu uziomów (jest to zestaw części przewodzących połączonych ze sobą w jedną sieć) oraz przewodu uziemiającego, który łączy punkt sieci z systemem uziomów. Uziemnik może być prostym metalowym prętem lub złożonym elementem fabrycznym.

O jakości instalacji uziemiającej decyduje aktualny parametr rozprzestrzeniania, im niższy, tym lepiej.

Rodzaje sztucznych systemów uziemiających

Instalacje elektryczne według ogółu środków bezpieczeństwa elektrycznego dzielą się na:

• Urządzenia elektryczne o napięciu roboczym powyżej 1 kV w sieciach ze stałym lub skutecznie uziemionym punktem zerowym.
• Instalacje elektryczne pracujące pod napięciami powyżej 1 kV, w sieciach z zainstalowanym izolowanym lub uziemionym punktem zerowym (N) poprzez dławik lub rezystor gaszący łuk.
• Instalacje pracujące pod napięciem do 1 kV, w sieciach z uziemionym punktem zerowym (N).
• Urządzenia pracujące pod napięciem do 1 kV, w sieciach z izolowanym punktem neutralnym (N).

W zależności od cech technicznych instalacji elektrycznej i sieci zasilających jej użytkowanie może wymagać zastosowania różnych systemów uziemiających.

W przypadku sprzętu elektrycznego o napięciu roboczym do 1 kV przyjmuje się następujące oznaczenia:

• System TN - w którym przewód ze źródła napięcia ma martwe uziemienie i otwarte elementy, przewodzący, podłączony do uziemionej linii zasilacza z zerowym zabezpieczeniem konduktor.
• System TN-C - podsystem TN, w którym linie są połączone w jeden przewodnik na całej jego długości. Został stworzony przez niemiecki koncern AEG w 1913 roku. Robocze zero i przewód PE w tym systemie są połączone w jeden przewód. Główną wadą jest możliwość pojawienia się napięcia sieciowego na otwartych częściach obudowy instalacji elektrycznych w przypadku zerowej przerwy. W tej chwili system ten można znaleźć w budynkach zbudowanych w czasach sowieckich. W nowoczesnych instalacjach występuje tylko w niektórych przypadkach w oświetleniu ulicznym.
• System TN-S - podsystem TN, w którym linie biegną oddzielnie na całej długości. Opracowany w 1930 roku w celu zastąpienia powyższego systemu. Zero ochronne i robocze zostały podzielone bezpośrednio na podstacji, a elektroda uziemiająca składała się ze złożonej metalowej konstrukcji opartej na kształtkach. W przypadku przerwy zera roboczego na środku linii napięcie z linii nie dochodziło do korpusu instalacji elektrycznej. Później w oparciu o ten system opracowano automaty różnicowe i maszyny do pomiaru prądu upływu, które mogą rejestrować nawet niewielkie upływy prądu i uziemienia instalacji elektrycznych. Zbudowano je w oparciu o reguły Kirchhoffa, zgodnie z którymi prąd przepływający przez zero robocze był liczbowo równy sumie geometrycznej prądu w fazie.
• System TN-C-S— podsystem TN, w którym funkcja zerowych przewodów ochronnych i roboczych jest połączona w jeden przewód w pewnej szczelinie, pozostawiając źródło napięcia. Każda podstacja transformatorowa ma połączenie między częściami przewodzącymi z uziemieniem i ściśle uziemionym punktem zerowym (N).

Wśród zalet warto zwrócić uwagę na bardzo proste urządzenie odgromowe, pod warunkiem, że napięcie szczytowe między PE a N jest niemożliwe. Jak również ochrona przed zwarciem fazy i korpusu urządzenia podczas instalowania konwencjonalnego wyłącznika.

Z niedociągnięć istnieje bardzo słaba ochrona przed wypaleniem styku zerowego, w którym PEN ulega zniszczeniu na drodze od KTP do punktu podziału przewodów. Istniało doświadczenie stosowania w budynkach poradzieckich, pod warunkiem, że punkt podziału ustalono na podstawie panelu elektrycznego, podczas gdy PE wykonywano tylko przed kuchenką elektryczną. W nowoczesnym budownictwie system ten ma znaczenie tylko z punktem podziału w piwnicy, a niezależne N i PE przechodzą przez wszystkie kondygnacje.

• System I. T. Przewód neutralny (N) zasilacza jest odizolowany od ziemi lub uziemiony przez urządzenie o dużej rezystancji, a odsłonięte elementy instalacji elektrycznej są uziemione. System ten jest z reguły stosowany tylko w pomieszczeniach do celów specjalnych i specjalnych, dla których nałożone są zwiększone wymagania dotyczące niezawodności i bezpieczeństwa.
• System TT. W nim przewodnik ze źródła napięcia jest głucho uziemiony, a otwarte elementy przewodzące prąd, uziemiony za pomocą urządzenia elektrycznie niezależnego od solidnie uziemionego punktu zerowego źródło.

Wśród zalet wyróżnia się wysoka odporność na zniszczenie N na drodze od punktu dostawy do konsumenta. W przypadku zniszczenia takiej linii nie wpłynie to w żaden sposób na PE.

Wśród minusów są wysokie wymagania dotyczące instalacji ochrony przed uderzeniami piorunów. W tym przypadku istnieje możliwość pojawienia się napięcia szczytowego pomiędzy N i PE oraz niemożność określenia normalne zwarcie przez wyłącznik. Wynika to z dużej rezystancji lokalnego uziemienia, która może sięgać nawet 40 omów. System ten jest bardzo aktywnie wykorzystywany w instalacjach na obszarach wiejskich.

Definicja znakowania

W wymienionej klasyfikacji pierwsza litera oznacza stan neutralny źródła napięcia względem ziemi:

• T - uziemiony neutralny.
• I - izolowany neutralny.

Druga litera to stan otwartych elementów przewodzących prąd względem ziemi:

• T - otwarte przewody są zamknięte niezależnie od stosunku uziemienia do neutralnego źródła napięcia.
• N - otwarte części przewodzące są podłączone do stałego uziemionego punktu zerowego zasilacza.

Kolejne litery w indeksie - połączenie w jednym przewodzie lub rozdzielenie funkcji zerowego przewodu roboczego i ochronnego:

• S - zero robocze (N) i zero ochronne (PE), idź osobno.
• C - zadania ochronnego i roboczego przewodu neutralnego są połączone w jeden przewód (PEN).
• N - działający przewód N.
• PE - przewód ochronny.
• PEN - przewody N i PE są połączone w jeden.

Błędy podczas instalacji uziemienia

W praktyce ustalone są metody instalowania uziemienia za pomocą rur systemu zaopatrzenia w wodę w wielopiętrowym budynku, których stosowanie w tym celu jest surowo zabronione. Ze względu na to, że na ścieżce rury mogą znajdować się plastikowe wkładki, które nie przewodzą prądu. Korozja może również stanowić przeszkodę, a najbardziej obiektywną opcją jest demontaż części rury. Może wystąpić niebezpieczeństwo dla osoby, jeśli otwarta część ciała dotknie metalowej rury.

Innym błędnym przekonaniem jest to, że sprzęt komputerowy i telefoniczny wymaga indywidualnej linii naziemnej z całego systemu budynku. Można to uznać za błędne, ponieważ urządzenie pamięci ma niezerową rezystancję, a w przypadku zwarcia między fazą a PE, które nie zostanie usunięte automatyczna ochrona, prąd zacznie płynąć, równolegle zwiększając potencjał ze względu na obecność opór.

W przypadku nieprawidłowej separacji przewodu PEN istnieje duże prawdopodobieństwo uszkodzenia sprzętu elektrycznego. A dzieje się tak dzięki zainstalowaniu zworki wewnątrz gniazda między przewodem neutralnym a stykiem PE gniazda. A co za tym idzie, przewód PE prądu roboczego okazuje się być podłączony do roboczego zera. A jeśli ta zworka linii zerowej jest zerwana lub przewód fazowy i neutralny są zamienione, może powstać potencjał fazowy.