Uzemnenie a neutralizácia elektrických inštalácií: na aký účel sa vyrába, čo je na to potrebné, typy systémov

Uzemnenie rôznych elektrických zariadení a elektrických inštalácií, ktoré sú pripojené k elektrickej sieti, sa vykonáva za účelom ochrany osoby pred úrazom elektrickým prúdom. Účinnosť tejto metódy závisí od potenciálneho rozdielu na kontakte ističa. Čím je väčšia, tým vyššia je efektivita a rýchlosť práce.

Uzemňovacie zariadenie

Uzemnenie je špeciálne spojenie konkrétneho bodu v sieti, elektroinštalácie alebo iného spotrebiča energie s uzemňovacím zariadením. Zníženie napätia pri dotyku osoby na bezpečnú úroveň slúži na uzemnenie elektrického zariadenia.

Vo viacpodlažnej budove sa vykonáva pomocou úzkeho oceľového pásu zo železného kovu. V súkromnom dome sú takéto opatrenia neúčinné, pretože táto oceľ nie je legovaná a nie zliatina podobná výstuži. Prítomnosť rôznych fázových elektrických sietí v súkromnom dome sú celkom bežné a pre 220 V a 380 V musí byť uzemnenie samostatné, ale nevylučuje to zahrnutie celého systému do jedného okruhu. V tomto prípade musí vstupný bod plniť funkciu poistky a v prípade núdze sa musí najskôr spustiť, a nie po zlyhaní vodivých vedení, vrátane toho, keď vypadnú ističe budova.

Úroveň ochrany je založená na kapacite uzemňovacej slučky, čím väčšia je kapacita, tým vyššia je jej účinnosť. Veľkosť slučky znamená rozdiel potenciálov a rýchlosť, pri ktorej sa aktivuje ochrana proti poruche v prípade priameho obvodu.

Typy a klasifikácia

Na území Ruskej federácie sú pravidlá pre inštaláciu a prevádzku uzemnenia upravené Pravidlami pre inštaláciu elektrických inštalácií v siedmom vydaní.

V elektrotechnike existuje niekoľko typov uzemnenia:

• Prirodzené. Je obvyklé označovať tento typ štruktúr, ktorých zariadenie zabezpečuje stálu prítomnosť v zemi, ale ich odpor nie je ničím regulovaný a pre parametre odporu neboli stanovené žiadne špecifické parametre požiadavky. Tento typ nemožno použiť na ochranu pri práci s elektrickými inštaláciami.
• Umelé. Toto je špecializované pripojenie na pripojenie akéhokoľvek bodu v elektrickej sieti alebo zariadenia k uzemňovaciemu zariadeniu. Skladá sa zo systému uzemňovacej elektródy (je to súbor vodivých častí spojených navzájom do jednej siete) a uzemňovacieho vodiča, ktorý spája bod siete so systémom uzemňovacej elektródy. Uzemňovač môže byť buď jednoduchá kovová tyč alebo zložitý továrenský prvok.

Kvalita uzemňovacej inštalácie je určená aktuálnym parametrom šírenia, čím je nižšia, tým lepšie.

Typy umelých uzemňovacích systémov

Elektrické inštalácie sa podľa súhrnu elektrických bezpečnostných opatrení delia na:

• Elektrické zariadenia s prevádzkovým napätím nad 1 kV v sieťach s pevne uzemneným alebo účinne uzemneným neutrálom.
• Elektrické inštalácie pracujúce pri napätiach nad 1 kV v sieťach s inštalovaným izolovaným alebo uzemneným neutrálom (N) cez tlmivku na potlačenie oblúka alebo odpor.
• Inštalácie pracujúce pod napätím do 1 kV, v sieťach s pevne uzemneným neutrálom (N).
• Zariadenia pracujúce pod napätím do 1 kV, v sieťach s izolovaným neutrálom (N).

V závislosti od technických vlastností elektrickej inštalácie a napájacích sietí môže jej použitie vyžadovať použitie rôznych uzemňovacích systémov.

Pre elektrické zariadenia s prevádzkovým napätím do 1 kV sa používajú tieto označenia:

• TN systém - v ktorom má vodič zo zdroja napätia mŕtvu zem a otvorené prvky, vodivý, pripojený k mŕtvemu uzemnenému napájaciemu vedeniu s nulovou ochranou vodič.
• Systém TN-C - TN subsystém, v ktorom sú vedenia po celej dĺžke spojené do jedného vodiča. Bol vytvorený nemeckým koncernom AEG v roku 1913. Pracovná nula a PE vodič v tomto systéme sú spojené do jedného vodiča. Hlavnou nevýhodou je možnosť výskytu sieťového napätia na otvorených častiach krytu elektrických inštalácií v prípade prerušenia nuly. V súčasnosti sa tento systém nachádza v budovách postavených počas sovietskej éry. V moderných inštaláciách sa vyskytuje iba v niektorých prípadoch v pouličnom osvetlení.
• Systém TN-S - podsystém TN, v ktorom trate vedú oddelene po celej dĺžke. Vyvinutý v roku 1930 ako náhrada vyššie uvedeného systému. Ochranná a pracovná nula boli rozdelené priamo na rozvodni a uzemňovaciu elektródu tvorila zložitá kovová konštrukcia založená na armatúrach. V prípade prerušenia pracovnej nuly v strede vedenia neprišlo sieťové napätie do telesa elektroinštalácie. Neskôr boli na základe tohto systému vyvinuté diferenciálne automaty a meracie stroje unikajúceho prúdu, ktoré dokázali zaznamenať aj menšie úniky prúdu a uzemnenie elektroinštalácie. Boli postavené na základe Kirchhoffových pravidiel, podľa ktorých sa prúd pretekajúci cez pracovnú nulu číselne rovnal geometrickému súčtu prúdu vo fáze.
• Systém TN-C-S— podsystém TN, v ktorom sa funkcia nulového ochranného a pracovného vodiča zlúči do jedného vodiča v určitej medzere, pričom zostane zdroj napätia. Každá transformačná stanica má spojenie medzi vodivými časťami so zemou a pevne uzemneným neutrálom (N).

Medzi výhody stojí za zmienku veľmi jednoduché zariadenie na ochranu pred bleskom za predpokladu, že špičkové napätie medzi PE a N nie je možné. Rovnako ako ochrana proti skratu fázy a tela zariadenia pri inštalácii klasického ističa.

Z nedostatkov je veľmi slabá ochrana proti prepáleniu nulového kontaktu, pri ktorom sa PEN zničí na ceste z KTP do miesta delenia vodičov. Existujú skúsenosti s aplikáciou v postsovietskych budovách za predpokladu, že deliaci bod bol nastavený na základe elektrického panelu, zatiaľ čo PE sa vykonával iba pred elektrickým sporákom. V modernom stavebníctve je tento systém relevantný iba s deliacim bodom v suteréne a nezávislý N a PE prechádzajú všetkými podlažiami.

• Systém I. T. Neutrál (N) napájacieho zdroja je izolovaný od zeme alebo uzemnený cez zariadenie, ktoré má vysoký odpor, a exponované prvky elektrickej inštalácie sú uzemnené. Tento systém sa používa spravidla iba v priestoroch na špeciálne a špeciálne účely, na ktoré sú kladené zvýšené požiadavky na spoľahlivosť a bezpečnosť.
• TT systém. V ňom je vodič zo zdroja napätia hluchý uzemnený a otvorené prvky, ktoré vedú prúd, uzemnený pomocou zariadenia elektricky nezávislého od pevne uzemneného neutrálu zdroj.

Medzi výhody vyniká vysoká odolnosť proti zničeniu N na ceste z miesta dodávky k spotrebiteľovi. V prípade zničenia takéhoto vedenia to nijako neovplyvní PE.

Medzi nevýhody patrí vysoká náročnosť na inštaláciu ochrany pred úderom blesku. V tomto prípade existuje možnosť výskytu špičkového napätia medzi N a PE a nemožnosť určenia normálny skrat ističom. Je to spôsobené vysokým odporom lokálneho uzemnenia, ktorý môže dosiahnuť až 40 ohmov. Tento systém sa veľmi aktívne používa pri inštaláciách vo vidieckych oblastiach.

Definícia označovania

V uvedenej klasifikácii prvé písmeno znamená stav neutrálu zdroja napätia vzhľadom na zem:

• T - uzemnený neutrál.
• I - izolovaný neutrál.

Druhé písmeno je stav otvorených prvkov vedúcich prúd vzhľadom na zem:

• T - otvorené vodiče sú uzavreté bez ohľadu na pomer uzemnenia k neutrálu zdroja napätia.
• N - otvorené vodivé časti sú pripojené k pevnému uzemnenému neutrálu napájacieho zdroja.

Nasledujúce písmená v indexe - kombinácia v jednom vodiči alebo oddelenie funkcie nulového pracovného a ochranného vodiča:

• S - pracovná nula (N) a ochranná nula (PE), idú oddelene.
• C - úlohy ochranného a pracovného nulového vodiča sú spojené do jedného vodiča (PEN).
• N - pracovný N vodič.
• PE - ochranný vodič.
• Vodiče PEN - N a PE sú spojené do jedného.

Chyby pri inštalácii uzemnenia

V praxi sú stanovené spôsoby inštalácie uzemnenia pomocou potrubí vodovodného systému vo viacpodlažnej budove, ktoré je prísne zakázané používať na tento účel. Vzhľadom na to, že na dráhe potrubia môžu byť plastové vložky, ktoré nevedú prúd. Prekážkou môže byť aj korózia a najobjektívnejšia možnosť je, že časť potrubia sa dá rozobrať. Ak sa otvorená časť tela dotkne kovovej rúry, môže dôjsť k nebezpečenstvu pre človeka.

Ďalšou mylnou predstavou je, že počítačové a telefónne vybavenie vyžaduje individuálnu pozemnú linku z celého systému budovy. Možno to považovať za chybné z toho dôvodu úložné zariadenie má nenulový odpor, a v prípade skratu medzi fázou a PE, ktorý nebude opravený automatická ochrana, prúd začne prúdiť, paralelne zvyšuje potenciál v dôsledku prítomnosti odpor.

Pri nesprávnom oddelení vodiča PEN je vysoká pravdepodobnosť poškodenia elektrického zariadenia. A to sa deje v dôsledku inštalácie prepojky vo vnútri zásuvky medzi nulovým vodičom a kontaktom PE zásuvky. A z toho vyplýva, že vodič PE pracovného prúdu je pripojený k pracovnej nule. A ak je táto prepojka nulovej čiary prerušená alebo fázový a nulový vodič sú zamenené, môže vzniknúť fázový potenciál.