Prevádzkové elektrické spotrebiče musia byť uzemnené. V závislosti od účelu môže byť funkčný alebo ochranný. Prvý je určený na správne fungovanie zariadení a druhý je na ochranu ľudí. Princíp fungovania jedného a druhého je odlišný.
Hlavné ciele a ciele uzemnenia
Pôda je schopná neutralizovať elektrický prúd, pretože jej napätie je nulové. Odpor je hlavným ukazovateľom uzemňovacieho zariadenia, pomocou ktorého je možné posúdiť jeho kvalitu a schopnosť plniť svoj účel. Špecifická odolnosť závisí od zloženia pôdy, prítomnosti chemikálií v nej - kyslých alebo zásaditých, vlhkosti, drobivosti. V závislosti od zloženia pôdy budete možno potrebovať špeciálnu uzemňovaciu súpravu alebo úplnú výmenu uzemnenia pre správnu činnosť uzemňovacích zariadení.
Uzemnenie je pripojenie akéhokoľvek zariadenia, elektrickej inštalácie alebo časti siete k uzemňovaciemu zariadeniu. Je to uzemňovací vodič a uzemňovacie vodiče, cez ktoré prúd prúdi do zeme a je neutralizovaný.
Môže existovať niekoľko uzemňovačov. V distribuovanom obvode sú umiestnené po obvode objektu, ktorého elektrická sieť musí byť zabezpečená. Vodivá časť (uzemňovacie vodiče) sú obvykle vyrobené z kovu. K nim sa privádzajú uzemňovacie elektródy, ktoré majú priamy kontakt s pôdou.
Uzemňovacie zariadenie je namontované na obvode. Uzemňovacia slučka je séria elektródových vodičov, ktoré sa upchávajú do zeme. Ich dĺžka je 3 metre, sú umiestnené v malej vzdialenosti od seba. Ako zlúčenina sa používa vodorovný kovový pás, ktorý sa ukladá do pôdy do malej hĺbky až 1 meter. Pripojenie k elektródam sa uskutočňuje pomocou konvenčného zvárania. V špeciálnych uzemňovacích súpravách sú časti zariadenia vybavené závitom, čo nemá vplyv na pracovné vlastnosti.
Pracovné uzemnenie je potrebné v týchto prípadoch:
- Ochrana zariadenia pred statickou elektrinou. Procesy, ktoré sa vyskytujú v prírode, ako napríklad blesky, môžu ovplyvniť prúd tečúci v obvode, čo môže viesť k poškodeniu zariadenia. Elektródy nainštalované v zemi vybíjajú nadprúd.
- Ochrana siete pred skratmi.
- Ochrana proti prepätiu.
Príkladom pracovného uzla je hromozvod, ktorý je pripojený k elektródam. Obzvlášť dôležité v generátoroch, transformátoroch.
Zásada ochranného uzemnenia
Ochranné uzemnenie je súbor opatrení, ktoré sú zamerané na ochranu vybavenia a ľudí, ktorí s ním pracujú. Používa sa na elimináciu elektromagnetického rušenia vznikajúceho z blízkeho zariadenia, ako aj na neutralizáciu rušenia počas prepínania v silovom obvode.
Ochrana pred bleskom
Vzduchové médium je časť s vysokým odporom, ale výboj má silu presahujúcu tento odpor, preto ním prechádza. Na ceste z hornej atmosféry na Zem vyberá blesk oblasti s najmenším odporom - mokré oblasti, steny, stromy a kvapky vody.To vysvetľuje skutočnosť, že výboje často spadajú do stromu - má menší odpor ako vzduch okolo neho. Pri vstupe do budovy prúd prechádza aj oblasťami s najmenším odporom - sú to kovové rúry, elektrické spotrebiče alebo ich kovové časti, mokré steny. Ak zariadenie nie je uzemnené, jeho dotyk v čase nabíjania môže byť fatálny.
Keď je na strechu nainštalovaný blesk, náboj vstúpi do neho a potom sa presunie na zem a neutralizuje sa. Je dôležité, aby sa prúdy nešírili vo vnútri objektu, takže materiály, ktoré sa používajú na vybavenie zeme, majú nízky odpor. Podľa pravidiel by nemala prekročiť 4 ohmy. Samotný bleskozvod musí byť pripojený k elektródam v zemi.
Ochrana proti prepätiu
Elektronické zariadenie je citlivé na prepätie alebo silné elektrické inštalácie pracujúce v ich polomere. Náhle zásahy bleskom v okolí môžu poškodiť elektroniku.
Napríklad: počas búrky sa môže vyskytnúť nadmerný poplatok v medenom kábli, s ktorým sú domy prepojené a ktorým prúdi prúd. Kábel môže zničiť náboj so zväčšením jeho veľkosti. V tomto prípade sa na elektrické vedenie umiestni SPD - zariadenie na ochranu proti prepätiu tak, aby sa prebytočný náboj dostal do zeme.
Ochrana ľudí
Prípady zariadení, všetky kovové prvky sú schopné viesť prúd. Ak sa dotknete neuzemneného zariadenia, v ktorom sa nahromadila statická elektrina, môžete sa rana silne dotknúť. Toto ovplyvní predovšetkým kardiovaskulárny a nervový systém. Gumové topánky, pogumované rukavice, úplne suchá miestnosť pomáhajú znižovať dopad, ale ľudia zriedka chodia po byte alebo kancelárii v gumových topánkach. Pripojenie tretieho drôtu k puzdru prístroja a jeho následné pripojenie k elektródam umožňuje využiť nadmerný prúd do zeme.
V starých súkromných a viacbytových budovách sa nevykonávali uzemňovacie opatrenia, preto všetky elektrické spotrebiče predstavujú potenciálne riziko pre ľudí.
Domáce zariadenia môžu vyzerať takto: drôt je pripojený k telu zariadenia, ktoré je zobrazené na ulici a je spojené s kovovým výrobkom vneseným do zeme (rúra, roh, vedro, kovanie). Tieto výrobky sú dobrými vodičmi prúdu, na rozdiel od ľudského tela, takže prúd vyberá kov a ide do zeme.
Rozdiel medzi pracovným uzemnením a ochranným
Pracovné a ochranné uzemnenie podľa bezpečnostných predpisov sa nesmie kombinovať s vodným okruhom. Počas atmosférického výboja sa môžu poškodiť elektrické spotrebiče a ochranná zem nebude fungovať.
Vo funkčnom (pracovnom) uzemňovacom obvode sú všetky štruktúry prenášajúce prúd pripojené k elektródam inštalovaným v zemi. Pre správny chod pracovnej plochy sa používajú poistky, ktoré na seba berú napätie a zlyhajú.
Pracovné uzemnenie je vybavené v prípade, že k zariadeniam sú pripojené pokyny výrobcu a požiadavky, ktoré chránia toto zariadenie.
Existujú ďalšie požiadavky na ochranné uzemňovacie zariadenie, pretože má dôležitejšie úlohy: zachraňovať životy ľudí.
| Účel pracovného uzemňovacieho zariadenia | Účel ochranného uzemnenia |
| Vysoko výkonné spotrebiče | Trojfázové spotrebiče s výkonom menej ako 1 kW |
| Elektronické citlivé vybavenie | Jedno a dvojfázové zariadenia, ktoré sa nedotýkajú zeme |
| Zdravotnícke prístroje | Zariadenia s kapacitou viac ako 1 kW |
| Elektronická technológia, ktorá je nositeľom dôležitých informácií | V poistkách s neutrálnym vodičom |
Najspoľahlivejšie uzemnenie je v domovom elektrickom obvode. Káble, ktoré sa zmestia do každej zásuvky, musia byť trojžilové.Tretie jadro sa pripája k zemi a odstraňuje statickú elektrinu a tiež zabraňuje skratom a bleskom vniknúť do budovy.
Požiadavky na ochrannú zem
Na to, aby uzemňovacie zariadenia plnili svoje funkcie, musia spĺňať určité parametre a pokyny výrobcu zariadenia.
Nuansy, ktoré ovplyvňujú funkčnosť:
- Odolnosť voči pôde kvôli jej fyzikálno-chemickým vlastnostiam. Vlhký íl, grafitové triesky, rašelina, slané močiare alebo morská voda vedú najlepší prúd. Horšie - suchý piesok alebo tvrdé skaly - žula, drvený kameň, kremeň, asfalt, betón.
- Oblasť kontaktu uzemňovacej elektródy s pôdou. Čím je plocha väčšia, tým sú pre tok prúdu vytvorené priaznivejšie podmienky, čím rýchlejšie k tomu dôjde. Oblasť môžete zväčšiť inštaláciou väčšieho počtu elektród pozdĺž obrysu budovy. V tomto prípade sú spojené s oceľovou platňou do jednej jednotky. Ak zväčšíte veľkosť jednej elektródy, zvýši sa aj celková plocha. Inštalácia vertikálneho kovového obrysu pomáha zväčšiť plochu, ak majú spodné vrstvy pôdy väčší odpor ako povrchové.
Pretože je ťažké dosiahnuť ideálnu odolnosť voči pôde, sú zariadenia vytvárané na základe jej charakteristík. Každá elektrická inštalácia má svoje vlastné normy odporu pre uzemňovacie zariadenia. Napríklad pre elektrické rozvodne s napätím nad 100 kW by odpor nemal byť vyšší ako 0,5 Ohmov a pre domácu sieť so systémom TT, ako aj použitie automatického vypínania do 500 Ohmov.
Kovové uzemňovacie spínače nesmú byť pokryté náterovými materiálmi. Niekedy sa ako uzemňovacie zariadenie používa podzemná časť budovy s kovovými štruktúrami - elektricky vodivý betón s vnútornou výstužou. Na riešenie problému s uzemnením nepoužívajte plynové kovové rúry.
Podľa pravidiel elektrickej inštalácie podliehajú uzemneniu nasledujúce:
- Siete s napätím vyšším ako 380 V.
- Obzvlášť nebezpečné a vonkajšie inštalácie.
Časti a súčasti zariadení, ktoré podliehajú uzemneniu a uzemneniu:
- Priestory pre elektrické zariadenia.
- Vinutie sekundárneho transformátora.
- Pohony elektrických spotrebičov.
- Rozvádzače, rámy skriniek.
- Kovové stavebné zariadenia.
- Kábel so železným plášťom.
Ak napätie nepresiahne 42 V AC alebo 110 V DC, uzemnenie sa nevyžaduje.
Uzemnenie pre domácnosť
Väčšina nehôd v domácnosti zahŕňa dotyk zariadenia, ktoré má poškodenie izolácie. Ľudské telo je v tomto prípade prúdovým vodičom. Elektrické varné dosky, práčky a umývačky riadu, radiátory, mikrovlnné rúry, kotly, počítače, umývačky riadu - to všetko sú kovové štruktúry, ktoré dobre vedú elektrinu a bez uzemnenia, môžu byť škodlivé pre zdravie.
Skrat - je to kontakt fázových a neutrálnych vodičov v sieti, čo vedie k prevádzke núdzovej ochrany a odpojeniu zariadenia od napájania. Najčastejšie nejde o skrat, ale o únik prúdu, ktorý sa hromadí v zariadení pre domácnosť. Môže dôjsť k úrazu elektrickým prúdom.
Z hľadiska bezpečnosti ľudí je potrebné inštalovať zásuvky so zemniacimi kontaktmi. K zásuvke musí byť pripojený trojžilový kábel. U dvojžilového a trojžilového systému je uzemnenie vybavené rôznymi spôsobmi - z rozvodnej skrinky alebo elektrického panela.
Ako uzemňovaciu elektródu nepoužívajte plynové, vodné ani ústredné kúrenie.
Prevádzka uzemnenia v prípade elektrických porúch
Porucha zariadenia znamená poškodenie izolácie a výskyt fázy v prístrojovej skrini.Ak sú časti zariadenia pod napätím, ale nemajú ochranu vo forme uzemnenia a RCD, osoba, ktorá si nie je vedomá nebezpečenstva, môže dostať elektrický šok.
V druhom uskutočnení nemusí byť únik prúdu významný, zariadenie na ochranu zariadenia nebude reagovať na napätie a zariadenie nevypne. Osoba môže dostať menší úder.
Ak prípad nie je uzemnený, ale je nainštalovaný RCD, bude fungovať 0,02 sekundy po tom, ako sa osoba dotkne tela zariadenia. Tento čas nestačí na poškodenie zdravia.
Najefektívnejším obvodom z hľadiska bezpečnosti je prítomnosť uzemnenia a RCD. Ak dôjde k úniku prúdu a prejde do zeme, RCD reaguje a vypne zariadenie.
Ako sa vypočítavajú parametre hlavných uzemňovacích prvkov
Výpočet parametrov uzemňovacieho zariadenia sa vykonáva podľa vzorcov. Východiskové prvky sú:
- pôdna odolnosť v tejto oblasti;
- dĺžka, hrúbka, priemer elektród, ako aj ich počet.
V praxi existujú vo všetkých prípadoch nezrovnalosti s plánovaným plánom práce, pretože index pôdy je potrebné presnejšie analyzovať. Je to prakticky nemožné: na 100 metrov štvorcových je potrebné vyvŕtať asi 100 min. Mín do hĺbky 10 m, aby sa vyhodnotili vrstvy pôdy, jej zloženie a zahrnutie prvkov - hliny, vápenca, piesku a ďalších zložiek.
Inštalácia uzemňovacích zariadení sa vykonáva podľa hlavného princípu uzemnenia: prítomnosť bezpečnostnej rezervy s priemernými hodnotami parametrov. Čím nižší je odpor, tým lepšie pre všetky elektrické spotrebiče a ľudí.
Inštalácia uzemnenia
Vertikálne elektródy vykonávajú svoje funkcie efektívnejšie, pretože sa dajú nainštalovať vo veľkej hĺbke. Pri horizontálnom pokládaní v malej hĺbke sa odpor zvyšuje, najmä v zime, keď horné vrstvy zeme zamrznú.
Pre elektródy sa používajú kolíky, ktorých dĺžka je viac ako 1 meter (obvykle 1,5 m). Takéto konštrukcie sa dajú ľahko zatĺcť do zeme konvenčným kladivom, spojenie sa uskutoční v horizontálnej rovine s hĺbkou najmenej 0,5 m.
