Pojam i načelo djelovanja zaštitnog uzemljenja

Električni uređaji u radu moraju biti uzemljeni. Ovisno o namjeni, može biti radna ili zaštitna. Prva je za ispravan rad uređaja, a druga za zaštitu ljudi. Načelo rada jednog i drugog je različito.

Glavni ciljevi i ciljevi uzemljenja

Tlo je u stanju neutralizirati električnu struju, budući da je stupanj njegovog napona jednak nuli. Otpor je glavni pokazatelj uređaja za uzemljenje, prema kojem se može prosuditi njegova kvaliteta i sposobnost da ispuni svoju svrhu. Otpornost ovisi o sastavu tla, prisutnosti kemikalija u njemu - kiselih ili alkalnih, vlage, rastresitosti. Ovisno o sastavu tla, možda će biti potrebno koristiti poseban komplet za uzemljenje ili potpuno zamijeniti tlo za ispravan rad uređaja za uzemljenje.

Uzemljenje je povezivanje bilo kojeg uređaja, električne instalacije ili dijela mreže s uređajem za uzemljenje. To je elektroda za uzemljenje i vodiči za uzemljenje kroz koje struja teče u zemlju i neutralizira se.

Može postojati nekoliko prekidača za uzemljenje. U distribuiranoj shemi nalaze se duž perimetra objekta čija električna mreža mora biti osigurana. Vodljivi dio (sklopke za uzemljenje) obično su izrađeni od metala. Njima se isporučuju elektrode za uzemljenje koje imaju izravan kontakt s tlom.

Uređaj za uzemljenje postavljen je duž petlje. Petlja uzemljenja je niz vodiča elektroda koji se zabijaju u zemlju. Duljina im je 3 metra, nalaze se na maloj udaljenosti jedni od drugih. Kao veza koristi se vodoravna metalna traka, koja se polaže u tlo na maloj dubini - do 1 metra. Spajanje na elektrode vrši se uobičajenim zavarivanjem. U posebnim setovima za uzemljenje dijelovi opreme povezani su navojem, što ni na koji način ne utječe na radna svojstva.

Radno uzemljenje potrebno je u sljedećim slučajevima:

• Zaštita opreme od nakupljanja statičkog elektriciteta. Prirodni procesi poput munje mogu utjecati na struju koja teče u krugu, uzrokujući oštećenje opreme. Elektrode ugrađene u zemlju odvode višak struje.
• Zaštita mreže od kratkih spojeva.
• Zaštita od prenapona.

Primjer radnog tla je gromobran koji je povezan s elektrodama. Posebno važno u generatorima, transformatorima.

Načelo zaštitnog uzemljenja

Zaštitno uzemljenje skup je mjera usmjerenih na zaštitu opreme i ljudi koji rade s njom. Koristi se za uklanjanje elektromagnetskih smetnji koje proizlaze iz obližnjeg uređaja, kao i za neutraliziranje smetnji prilikom uključivanja u krug napajanja.

Zaštita od munje

Zračno okruženje je odjeljak s velikim otporom, ali pražnjenje ima snagu veću od tog otpora, pa ga razbija.Na svom putu iz gornjih slojeva atmosfere do tla, grom odabire područja s najmanjim otporom - vlažna područja, zidove, drveće i kapljice vode. To objašnjava činjenicu da ispuštanja često padaju u stablo - ono ima manji otpor od zraka oko njega. Kad uđe u zgradu, struja također prolazi kroz područja s najmanjim otporom - to su metalne cijevi, električni uređaji ili njihovi metalni dijelovi, vlažni zidovi. Ako uređaj nije uzemljen, dodirivanje tijekom punjenja može biti kobno.

Kada se gromobran postavi na krov, naboj ulazi u njega, a zatim se pomiče u zemlju i neutralizira. Važno je da se struje ne šire u objekt, stoga materijali koji se koriste za uređenje uzemljenja imaju mali otpor. Prema pravilima, ne smije prelaziti 4 ohma. Sama gromobran mora biti spojena na elektrode u tlu.

Zaštita od prenapona

Elektronička oprema osjetljiva je na prenaponske struje ili snažne električne instalacije koje rade u njihovom radijusu. Iznenadni udar groma u blizini može oštetiti elektroniku.

Kao primjer: tijekom grmljavinske oluje može doći do prekomjernog punjenja u bakrenom kabelu koji povezuje kuće i kroz koji teče struja. Naboj, kako se njegova veličina povećava, može uništiti kabel. U tom je slučaju na dalekovodu instaliran SPD - impulsni uređaj za zaštitu od prenapona, tako da se višak naboja ispušta u zemlju.

Zaštita ljudi

Kutije za instrumente, svi metalni elementi sposobni su provoditi struju. Ako dodirnete neutemeljeni aparat koji je nakupio statički elektricitet, možete dobiti snažni udar. To će utjecati prvenstveno na kardiovaskularni i živčani sustav. Gumene cipele, gumirane rukavice i apsolutno suha soba pomažu smanjiti udar, ali ljudi rijetko šeću po stanu ili uredu u gumenim čizmama. Spajanjem treće žice na tijelo uređaja, a zatim spajanjem na elektrode, omogućuje se odlaganje viška struje u zemlju.

U starim privatnim i višestambenim zgradama nisu provedene mjere uzemljenja, stoga svi električni uređaji predstavljaju potencijalnu opasnost za ljude.

Uređaji vlastite izrade mogu izgledati ovako: na tijelo uređaja spojena je žica koja se iznosi na ulicu i spaja s metalnim proizvodom zabijenim u zemlju (cijev, kut, kanta, okovi). Ti su proizvodi dobri vodiči struje, za razliku od ljudskog tijela, pa struja odabire metal i odlazi u zemlju.

Razlika između radnog uzemljenja i zaštitnog

Radno i zaštitno uzemljenje, prema sigurnosnim propisima, ne smiju se kombinirati s vodenim krugom. Električna pražnjenja mogu biti oštećena atmosferskim pražnjenjem, a zaštitno uzemljenje neće raditi.

U funkcionalnoj (radnoj) shemi uzemljenja, sve strujne struje spojene su na elektrode ugrađene u zemlju. Za ispravan rad radnog uzemljenja koriste se i osigurači koji uzimaju napon na sebe i propadaju.

Funkcionalno uzemljenje osigurava se ako su upute i zahtjevi proizvođača priključeni na uređaje koji štite uređaj.

Zaštitnom uređaju za uzemljenje nameće se više zahtjeva jer ima važnije zadaće: spašavanje života ljudi.

Najpouzdanije uzemljenje osigurano je u električnom krugu kuće. Kabeli koji se uklapaju u svaki izlaz moraju biti trožični. Treći vodič povezan je sa zemljom i provodi statički elektricitet, a također sprečava ulazak kratkih spojeva i munje u zgradu.

Zahtjevi za zaštitno uzemljenje

Da bi instalacije uzemljenja mogle obavljati svoje funkcije, moraju se pridržavati određenih parametara i uputa proizvođača opreme.

Nijanse koje utječu na funkcionalnost:

• Otpor tla zbog fizikalnih i kemijskih svojstava. Mokra glina, grafitni iver, treset, močvara ili morska voda najbolje provode struju. Još gore - suh pijesak ili tvrde stijene - granit, drobljeni kamen, kvarc, asfalt, beton.
• Područje kontakta uzemljene elektrode s tlom. Što je površina veća, to se stvaraju povoljniji uvjeti za protok struje, to se brže događa. Možete povećati površinu instaliranjem više elektroda duž konture zgrade. U tom su slučaju povezani čeličnom pločom u jednu cjelinu. Ako povećate veličinu jedne elektrode, povećat će se i ukupna površina. Postavljanje okomite metalne konture pomaže u povećanju površine ako donji slojevi tla imaju veći otpor od površinskih.

Budući da je teško postići idealan otpor tla, uređaji su dizajnirani na temelju njegovih karakteristika. Svaka električna instalacija ima svoje vlastite standarde otpornosti uzemljivača. Primjerice, za električnu podstanicu s naponom većim od 100 kW, otpor ne smije biti veći od 0,5 Ohma, a za kućnu mrežu s TT sustavom, kao i upotrebu automatskog isključivanja, do 500 Ohma.

Metalne sklopke za uzemljenje ne smiju biti prekrivene bojama i lakovima. Ponekad se podzemni dio zgrade s metalnim konstrukcijama koristi kao uređaj za uzemljenje - električno vodljivi beton s armaturom iznutra. Plinske metalne cijevi ne mogu se koristiti za rješavanje problema uzemljenja.

Prema Pravilima za ugradnju električnih instalacija, uzemljenje podliježe:

• Mreže s naponima iznad 380 V.
• Izuzetno opasne i vanjske instalacije.

Dijelovi opreme koji se uzemljuju i uzemljuju:

• Kućišta za električnu opremu.
• Sekundarni namot transformatora.
• Pogoni električnih uređaja.
• Razvodne ploče, okviri ormarića.
• Oprema metalnih konstrukcija.
• Željezni plašt kabela.

Ako napon ne prelazi 42 VAC ili 110 VDC, uzemljenje nije potrebno.

Uzemljenje kućanstva

Većina nesreća u domaćem okruženju povezana je s dodirivanjem uređaja koji oštećuje izolaciju. Ljudsko tijelo je u ovom slučaju strujni vodič. Električne ploče za kuhanje, perilice rublja i perilice posuđa, radijatori grijanja, mikrovalne pećnice, kotlovi, računala, perilice posuđa - sve su to metalne konstrukcije koje dobro provode struju i mogu biti štetne po zdravlje bez uzemljenja.

Kratki spoj je kontakt fazne i neutralne žice u mreži, što dovodi do djelovanja zaštite u nuždi i odvajanja uređaja od napajanja. Najčešće se ne događa kratki spoj, već istjecanje struje koja se nakuplja u kućištu kućanske opreme. To može dovesti do strujnog udara.

Radi ljudske sigurnosti potrebno je ugraditi utičnice s kontaktima za uzemljenje. Na utičnicu mora biti spojen trožični kabel. S dvožičnim i trožičnim sustavom, uzemljenje je opremljeno na različite načine - od razvodne kutije ili električne ploče.

Cijevi za plin, vodu ili daljinsko grijanje ne mogu se koristiti kao uzemljivačka elektroda.

Rad uzemljenja u slučaju električnih kvarova

Pod kvarom opreme podrazumijeva se oštećenje izolacije i pojava faze u kućištu uređaja. Ako su dijelovi opreme pod naponom, ali nemaju zaštitu u obliku uzemljenja i RCD-a, osoba koja nije svjesna opasnosti može dobiti električni udar.

U drugoj opciji curenje struje možda neće biti značajno, uređaj za zaštitu opreme neće reagirati na napon i neće isključiti uređaj. Osoba može primiti lakši udarac.

Ako kućište nije uzemljeno, ali je instaliran RCD, on će raditi za 0,02 sekunde nakon što osoba dodirne kućište uređaja. Ovo vrijeme nije dovoljno za naštetu zdravlju.

Sa stajališta sigurnosti najučinkovitiji je krug uzemljenja i RCD-a. U slučaju trenutnog curenja i njegovog prijelaza na tlo, RCD reagira i isključuje uređaj.

Kako se izračunavaju parametri glavnih elemenata uzemljenja

Izračun parametara uređaja za uzemljenje provodi se prema formulama. Početni elementi su:

• otpor tla na ovom području;
• duljina, debljina, promjer elektroda, kao i njihov broj.

U praksi u svim slučajevima postoje neslaganja s planiranim planom rada, jer se pokazatelj tla mora točnije analizirati. Gotovo je nemoguće to učiniti: na 100 četvornih metara potrebno je izbušiti oko 100 mini mina do 10 m dubine kako bi se procijenili slojevi tla, njegov sastav i uključivanje elemenata - gline, vapnenca, pijeska i drugih komponente.

Instalacija uređaja za uzemljenje provodi se prema glavnom principu uzemljenja: prisutnost sigurnosnog faktora, s prosječnim vrijednostima parametara. Što je niži dobiveni otpor to bolji za sve električne uređaje i ljude.

Ugradnja sklopki za uzemljenje

Okomite elektrode izvršavaju svoje funkcije učinkovitije, jer se mogu ugraditi na veće dubine. Pri vodoravnom polaganju na maloj dubini otpor se povećava, posebno zimi, kada se gornji slojevi tla zamrzne.

Za elektrode se koriste iglice čija je duljina veća od 1 metra (obično 1,5 m). Lako je zabiti takve konstrukcije u zemlju uobičajenim čekićem; spoj se izvodi u vodoravnoj ravnini dubine najmanje 0,5 m.