Druhy a systémy uzemnenia TN-S, TN-C, TN-C-S, IT v elektroinštaláciách, rozvody uzemňovacích vodičov

Uzemnenie je kľúčovým prvkom bezpečného napájania priemyselných, občianskych a obytných budov. Princíp činnosti je založený na vedení elektrického prúdu z krytu jednotky pod napätím, elektrické, vodovodné armatúry alebo iný vodivý prvok pozdĺž dráhy najmenších odpor.

Potreba a typy uzemňovacích systémov

Jeho hlavnou funkciou je chrániť ľudí a zvieratá pred úrazom elektrickým prúdom. Pri výpočte elektrických obvodov sa ako štandardný ukazovateľ odporu ľudského tela berie hodnota 1 000. Ohm (v skutočnosti viac ako 3 tis. Ohm). Odpor obvodu musí byť väčší ako 4 ohmy. V tomto prípade pôsobenie elektrického prúdu minimalizuje nepríjemné pocity pre človeka vo forme mravčenia a úplne eliminuje vážne negatívne dôsledky pre telo, vrátane ťažkých traumatických alebo smrteľných výsledok.

Ochranné uzemnenie sa týka zložitých elektrických štruktúr, ktoré si vyžadujú neustále monitorovanie, testovanie a prevenciu. Osobitná pozornosť sa venuje kontrole úrovne odporu.

Ochrana elektrických inštalácií pred výskytom napätia na neúmyselných miestach v dôsledku poruchy izolácie, dochádza k porušeniu schémy zapojenia elektrického obvodu uzemnenie alebo jeho poddruh - uzemnenie.

1. Uzemnenie využíva princíp zníženia potenciálneho rozdielu medzi vodivým produktom a samotnou zemou na bezpečnú úroveň. Zahŕňa konštrukcie s jedným alebo viacerými vodičmi. Najčastejšie sa z elektród vytvára špeciálny obvod, ktorý je inštalovaný na bezpečnom mieste. Z budovy sú k nemu privedené káble uložené v zemi.
2. Nulovanie. Ide o elektrický obvod, v ktorom je napätie z telesa elektroinštalácie odvedené do rozvádzača alebo do transformátorového zariadenia. V ňom sa namiesto ochranného uzemňovacieho vodiča používa pracovné nulové jadro. Na rozdiel od uzemnenia sa uzemnenie pri náhlych poklesoch napätia (dotyk osoby na holé vodiče, telo zariadenia, ktoré sa neočakávane ukázalo byť pod napätie) spôsobí skrat v elektrickom obvode s jeho okamžitým roztrhnutím cez ističe, nazývané ochranné odpojovacie zariadenia (ZOU).

Pri vývoji elektrického obvodu sa neberie do úvahy odpor osoby, ale maximálna hodnota prúdu, ktorý môže bezpečne prejsť sám. Pri dotyku zariadenia pod napätím 220 V, frekvenciou 50 Hz by maximálny prúd nemal prekročiť 0,22 A. Ukazovateľ 0,5 A je pre človeka smrteľný. Nulovanie sa používa vo viacpodlažných budovách, pretože existujú ťažkosti s vytváraním pozemných slučiek. V nízkopodlažných budovách a malých priemyselných zariadeniach (dielne, dielne, čerpacie stanice) sa uprednostňuje uzemnenie.

Formy štruktúr

Ochranné uzemnenie je špeciálny elektrický obvod, ktorý spája kryty a iné vodivé prvky priemyselných a domácich jednotiek s uzemňovacou konštrukciou. Okrem zaistenia bezpečnosti ľudí a zvierat je uzemnenie nevyhnutné na ochranu samotných objektov. Všetky bleskozvody sú uzavreté na spoločný uzemňovací okruh pre dom. Nesprávna inštalácia konštrukcie vedie k požiarom (20% všetkých požiarov). Uzemnenie zabraňuje núdzovej prevádzke generátorov a iných jednotiek. Hlavnými prvkami obvodu sú uzemňovacie elektródy. Sú prirodzené a umelé

Prírodné prvky

Najčastejšie používané, keďže ich použitie je efektívne z ekonomického hľadiska. Tie obsahujú:

• kovové alebo železobetónové výrobky pre priemyselné a občianske budovy, farmy, výťahové zariadenia, vodivé potrubia na káble. Hlavnou podmienkou je ich kontakt so zemou;
• potrubia, produktovody, kanalizačné systémy, stožiare, cisterny kopané do zeme, armatúry, drenážne systémy. Hlavnou podmienkou je neprítomnosť horľavých, výbušných, horľavých látok;
• železničné trate, olovené plášte káblov, základy kovových mostov, tunely.

Umelé uzemnenie

Používajú sa oceľové rúry a tyče. Medené výrobky sú efektívnejšie, pretože majú nízky odpor. Kov sa však zriedka používa kvôli vysokým nákladom. Oceľ nahrádzajú špeciálne zliatiny hliníka. V skutočnosti ide o zložité kompozitné materiály so zvýšenou pevnosťou, 5-krát vyššou ako u oceľových výrobkov podobnej veľkosti. Sú inertné voči vplyvom agresívneho prostredia, nekorodujú, nevytvárajú podmienky pre rozvoj mikroorganizmov (plesne, huby). Dobre vedú elektrický prúd.

Faktory ovplyvňujúce výber systému

Uzemnenie je povinným atribútom prevádzky elektrických spotrebičov bez ohľadu na ich výkon a funkčný účel. Môžu to byť veľké priemyselné inštalácie, obrábacie stroje, elektromotory, zdvíhacie mechanizmy, žeriavy alebo domáce spotrebiče: chladničky, práčky, kávovary, elektrické holiace strojčeky. Princíp uzemnenia pre systémy je rovnaký. Bezpečnosť práce s nimi je jasne regulovaná „Pravidlami pre inštaláciu elektrických inštalácií“ (PUE).

Dokument zdôrazňuje, že hlavným ukazovateľom charakterizujúcim správnosť a kvalitu návrhu a inštalácie uzemnenia je odpor celého obvodu. Vzorec na jeho definíciu je zložitý. Musí brať do úvahy veľa faktorov vrátane typu pôdy, materiálu konštrukčných prvkov konštrukcie, oblasť interakcie zariadenia so zemou, prierez pripojovacieho kábla, vodivé vlastnosti jadra.

Všeobecné informácie a označenie

V regulačných dokumentoch sú uvedené základné konštrukčné ukazovatele pre systémy s umelými uzemňovacími vodičmi. Pre prirodzené elektródy je takmer nemožné vypočítať rozptylové prúdy, odpor a iné indikátory. Sú individuálne pre každý konkrétny prípad.

Všetky umelé uzemňovacie systémy sú klasifikované pomocou písmenových označení. Sú schválené Medzinárodnou elektrotechnickou komisiou a používajú sa v PUE. Písmeno T (z francúzskeho terre - zem) znamená zem, I (izola) - izolácia, N (neute) - spojenie s neutrálny vodič, C (kombinovaný) - kombinácia funkčných a neutrálnych vodičov, S (oddelený) - oddelenie týchto drôty.

Systém TN slúži na slepé spojenie nuly transformátora alebo elektrického panelu so zemou. Neutrál je nevyhnutný pre rýchlu odozvu ochranného relé. Sú naň pripojené funkčné a ochranné vodiče káblových spojov.

Vodivé prvky elektrických spotrebičov: kryty, obrazovky, zásuvky, spínače sú pripojené k jednému neutrálnemu vodiču v kontakte s neutrálom. Okrem pevne uzemneného sa používajú schémy uzemnenia s izolovaným neutrálom (IT systémy).

Typy uzemnenia v elektrických inštaláciách

V domácej a zahraničnej elektrotechnickej praxi sa rozšírili nasledujúce uzemňovacie systémy.

Systém TN-S

Vysoko spoľahlivý bezpečnostný obvod elektrickej siete. Poskytuje kvalitnú ochranu osoby pred úrazom elektrickým prúdom. Neovplyvňujú ho vysokofrekvenčné vibrácie elektrických holiacich strojčekov, vŕtačiek, vysávačov, práčok, elektrických masážnych prístrojov. Systém nemusí často kontrolovať zemné slučky.

Hlavnou myšlienkou metódy je, že na ochranu sa používa komplexný kombinovaný neutrálny vodič PEN pripojený k neutrálu. Pri vstupe. PEN sa delí na PE ochrannú nulu a N pracovnú nulu. Systém stráca svoje ochranné vlastnosti, ak je PEN poškodený v úseku od rozvodne po vstup do objektu. Preto regulačné dokumenty vyžadujú použitie dodatočných opatrení na zlepšenie prevádzkovej bezpečnosti vodiča.

Systém TN-C

Najbežnejšie, ale postupne klesajúca obľúbenosť v dôsledku zastarania. Uzemňovacia slučka je vytvorená v transformátorovej rozvodni. Nulové jadro z okruhu k spotrebiteľovi je napájané jedným vodičom PEN. Pri jednofázovom napájaní konštrukcie sa používa dvojvodičové elektrické vedenie (fázové a nulové). S trojfázovým - štvorjadrovým (3 fázy a nula). Zásuvky nie sú uzemnené.

Jediná možnosť je spojená s použitím uzemnenia Ochrana ľudí a zvierat pred úrazom elektrickým prúdom existuje, ale nie je spoľahlivá. Obľúbenosť systému je spôsobená jednoduchou inštaláciou. V budovách a domoch vo výstavbe je inštalácia systému TN-C zakázaná.

Systém TN-C-S

Modernizovaný typ TN-C. Charakteristickým znakom je, že vodič PEN na ceste k spotrebiteľovi je rozdelený na dve zložky: nulové jadro N a ochranné nulové PE. Zvyčajne sa táto operácia vykonáva v rozvádzači (elektrickom paneli), kde sú namontované nulové a ochranné prípojnice. Sú spojené prepojkou. Ochranná zbernica je pripojená k uzemňovacej slučke.

Pri jednofázovom zapojení je v byte alebo súkromnom dome zahrnutý kábel s tromi žilami (fáza, nula a ochrana). Pre trojfázový, päťžilový kábel (3 fázy, N a PE). To umožňuje inštaláciu zásuviek s uzemňovacími svorkami. Ochranný vodič zaisťuje bezpečnosť elektrických inštalácií.

Pracovná nula slúži na prenos elektriny k spotrebiteľovi. TN-C-S má dobré vyhliadky na použitie v krajinách SNŠ, pretože mnohí majitelia domov z finančných dôvodov nemôžu nainštalovať TN-S.

IT systém

Zastaraná, ale nie zastaraná schéma. Používa sa v podmienkach vyžadujúcich zvýšenú bezpečnosť dodávky energie: bane, bane, chemické závody, závody na spracovanie plynu. V týchto zariadeniach je možná akumulácia alebo náhle uvoľnenie horľavých plynov. Uzemnenie s izolovaným neutrálom eliminuje iskry.

Zvyčajne sa používajú v sieťach s napätím do 1 tis. V. Hlavnou črtou je absencia potenciálneho rozdielu medzi vodivými povrchmi a lokálnym uzemnením. Nízke prúdy umožňujú, aby inštalácia pokračovala v prevádzke s jednofázovým uzemnením.

Celkový systém však nie je príliš spoľahlivý. Štandardné prúdové ochranné zariadenia (OCP) sú v ňom nepoužiteľné. Bezpečnostné schémy sú zložité a vyžadujú neustále zapojenie operátora.

Uzemňovacie systémy TN-C-S a najmä TN-S sú vysoko účinné. Iba PUE sú povolené na inštaláciu v priemyselných zariadeniach av súkromných domácnostiach. Zvyšok schém s pevne uzemneným neutrálom sa používa ako zvyškové javy. Ich prevádzkové zdroje sú malé.

Riziko poruchy izolácie alebo inej poruchy je vysoké. Zvyšuje sa so zvyšujúcim sa prúdovým zaťažením od spotrebiteľov. Elektrické kúrenie, čerpadlá, elektrické stroje a inštalácie sú čoraz rozšírenejšie. V súkromnom sektore sa elektrina využíva pre malé a stredné podniky (farmy, minitovárne na výrobu stavebných materiálov, čerpacie stanice). Vyššie požiadavky sú kladené na uzemnenie. Mali by sa uprednostňovať umelé systémy, pretože normy sú v nich jasne regulované.