Uzemnenie elektrickej inštalácie
Uzemnenie je spojenie vodivých prvkov elektrickej sústavy, ktoré bežne nie sú pod napätím, so zemou s nízkym elektrickým odporom, prostredníctvom kovovej elektródy alebo kovovou konštrukciou uloženou v zemi. Za spomínané vodivé prvky môžme považovať kovové teleso elektroinštalácie, pracovné telesá elektrických strojov, domácich spotrebičov, kovové rozvody (plyn, voda, kúrenie), skrinky, sporák, kotle, klimatizácia, vaňa, práčky a t.d. Uzemnenie elektrickej inštalácie a okolitých vodivých predmetov je komplex riešení a zariadení na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom.
* Uzemnenie oceľovou tyčouPre zaistenie nízkeho elektrického odporu pôdy je dôležitá najmä úroveň pôdnej vlhkosti. Pri výpočte odporu (Ω) kontrolujeme merný odpor pôdy a ďalšie vlastnosti pôdy. K správnemu riešeniu nízkeho odporu prispeje tiež dostatočne dlhá a masívna zemniaca tyč.
* zemniaca tyč so svorkou a zemniacim vodičom (pozink. oceľ)Princípom činnosti zemnenia je ochrana pred úrazom elektrickým prúdom
Zemniaca slučka funguje na základe schopnosti pôdy absorbovať elektrický náboj. Ak je vodivé puzdro el. zariadenia uzemnené a ocitne sa pod napätím v dôsledku poruchy izolácie, náboj vytečie do zeme. Keď sa používateľ dotkne puzdra, prúd sa bude stále pohybovať po dráhe najmenšieho odporu, teda cez zem, a nie cez ľudské telo. Bez uzemnenia by v takejto situácii používateľ utrpel úraz elektrickým prúdom.
Pôda s nízkym el. odporom
Podmienkou správneho fungovania uzemnenia je nízky odpor uzemňovacej elektródy. Táto hodnota závisí od parametrov pôdy:
- hustota pôdy
- vlhkosť pôdy
- slanosť (mineralizácia) pôdy
- kontakt s uzemňovacím vodičom
Schopnosť pôdy absorbovať náboj je značne znížená, keď mrzne. Preto sú kolíky uzemňovacej elektródy zakopané do hĺbky mrazu, ktorá závisí od zemepisnej šírky danej lokality.
Hĺbka mrazu v pôde
Zimy bývajú rôzne studené, predpokladá sa, že sa postupne budú ochladzovať. Množstvo snehovej pokrývky na zemi znižuje hĺbku, do ktorej pôda zamŕza. V našej zemepisnej šírke sa zamŕzanie prejavuje až do 1,45 cm. Preto sa považuje 1,5 m ako dostatočná hodnota hĺbky mrazu pre uzemnenie elektrickej inštalácie rodinného domu a taktiež pre uloženie vodovodnej prípojky. Inak vám môžu mrazy spôsobiť nepríjemné škody v podobe potrhaných vodovodných potrubí a nedostatočnej ochrany pred úrazom elektrickým prúdom.
Zemnenie vs nulovanie
Nulovanie je pripojenie vodivých častí elektrickej inštalácie k uzemnenému nulovému vodiču. Jeho odpor je oveľa menší ako odpor uzemňovacej elektródy. Preto, keď je fáza uzavretá do nulovaného puzdra zariadenia, je zaručený skratový prúd, ktorý vedie k činnosti ističa, istič sa vypne.
*Ekvipotenciálna svorkovnicaZemnenie v najbežnejšom uzemňovacom systéme TN sa súčasne vykonáva uzemnenie aj nulovanie. Pripojenie k nulovému vodiču sa vykonáva nad RCD (residual current device - prúdový chránič). V opačnom prípade zostanú prúdy vo fázových a nulových vodičoch po uzavretí fázy do puzdra rovnaké a ochranné zariadenie nebude fungovať.
Typy uzemnenia TT, TN-C, TN-S, TN-CS, IT
Pre vyjasnenie nášho riešenia sa hodí trocha teórie o typoch uzemnenia. Pre identifikáciu uzemňovacej sústavy rozvodu nízkeho napätia (NN) sa používa päť písmen T (priame spojenie so zemou), N (neutrálne), C (kombinované), S (oddelené) a I (izolované od zeme). Prvé písmeno označuje spôsob uzemnenia neutrálu transformátora (zdroj napájania), zatiaľ čo druhé písmeno označuje spôsob uzemnenia kovovej konštrukcie inštalácie (rámu). Úlohy neutrálnych a ochranných vodičov sú označené tretím a štvrtým písmenom. Existujú tri potenciálne usporiadania.
*Typy uzemnenia (L1, L2, L3 - fáza; PEN - zemnenie; N - nulový vodič; PE - ochranný vodič)1. Uzemňovací systém TT
V tomto usporiadaní je zem priamo spojená so zdrojom napájania. Okrem toho je každý odkrytý vodivý komponent inštalácie pripojený k uzemňovacej elektróde, ktorá je elektricky oddelená od uzemnenia zdroja. Obrázok znázorňuje konštrukčné usporiadanie systému TT.
2. Uzemňovací systém TN
Uzemňovací systém TN má všetky odkryté vodivé komponenty inštalácie spojené s nulovým vodičom a zdroj napájania (neutrál transformátora) je priamo spojený so zemou. Bezpečnosť pracovnej sily je zaručená, ale už menej bezpečnosť majetku. Ďalej sú zobrazené tri komponenty uzemňovacieho systému TN - TN-C, TN-S, TN-CS.
2.a, Uzemňovací systém TN-C (zjednotený)
- V celom systéme sú neutrálne a ochranné funkcie zlúčené do jedného vodiča (PEN).
- Odkryté vodivé komponenty inštalácie sú spojené s vodičom PEN, zdroj napájania je priamo spojený so zemou.
2.b, Uzemňovací systém TN-S (oddelený)
- Nulový (N) a ochranný vodič (PE) sú v systéme TN-S oddelené.
- Existuje spojenie medzi zemou a napájaním. Hlavná uzemňovacia svorka inštalácie slúži ako bod pripojenia všetkých odkrytých elektrických komponentov k ochrannému vodiču (PE).
2.c, Uzemňovací systém TN-CS (kombinovaný)
- V časti systému TN-CS sú neutrálne a ochranné funkcie zlúčené do jedného vodiča. Konfigurácia inštalácie je TN-S a dodávka je TN-C.
- Použitie TN-S po TN-C.
- Hlavná uzemňovacia svorka a neutrálna svorka, ktoré sú navzájom spojené, sa používajú na pripojenie všetkých odkrytých vodivých komponentov inštalácie k vodiču PEN.
3. Uzemňovací systém IT
V systéme IT je zdroj napájania buď izolovaný od zeme, alebo pripojený k zemi prostredníctvom zámerne zvýšenej impedancie uzemnenia. Celý exponovaný vodivý hardvér inštalácie je pripojený k uzemňovacej elektróde. Pre každý okruh musí byť každý odkrytý vodivý komponent uzemnený.
Rozdelenie PEN na PE a N
V našom prípade realizujeme prípojku elektrického prúdu z cca 200 m vzdialeného transformátora vodičom AYKY-J 4x35 zakopaným v zemi. Vzdialensoť 200 m od trafa môžme považovať za nepriaznivý parameter (možnej straty zemnenia), preto sme pre zlepšenie uzemnenia elektrickej inštalácie RD aplikovali prídavné uzemnenie zemniacou tyčou 1,5 m so svorkou a zemniacim vodičom z pozinkovanej oceli. Ekvipotenciálnou svorkovnicou rozdelíme zemnenie PEN na PE a N ešte pred prípojkovou skrinkou, do ktorej privádzame pripájací kábel AYKY-J 4x35. Tým sme vytvorili 5 žilové (380 V) vedenie v dome, s uzemnením TN-CS a bez rizika prerušenia vedenia PEN a straty uzemňovacej slučky.
Príklad rozdelenia PEN:
*Rozdelenie PEN -> PE + N pre systémy TN-CSModerný systém TN-CS
Pre minimalizáciu problémov so systémom uzemnenia TN-C bol zavedený uzemňovací systém TN-CS. Ide o akýsi kompromis, prechodnú možnosť od starého C k modernému S. Na ľubovoľnom mieste je pevne uzemnený neutrál kombinovaný s ochranným uzemnením. Presnejšie povedané, z pracovnej nuly sa robí vetva. Spravidla je takýto bod organizovaný pri vstupe napájacieho kábla do objektu.
Na vstupnom paneli spotrebiteľa (zvyčajne ide o všeobecný vstup v zariadení: bytový dom, administratívna budova atď.) Už sú dve zbernice: pracovná nula a ochranná zem. Ďalej k spotrebiteľom smerujú známe a bezpečné napájacie káble: trojvodičové až jednofázové elektrické inštalácie a päťžilové až trojfázové.
V každom vstupnom paneli bytu alebo samostatnej miestnosti vo vnútri objektu vstupujú ochranné uzemňovacie a neutrálne vedenia v delenej forme. Pre koncového užívateľa vyzerá uzemňovací systém TN-CS ako bežný a bezpečný TN-S. V skutočnosti úroveň zabezpečenia nie je ani zďaleka 100%.
Prečo systém TN-CS neposkytuje úplnú ochranu pred úrazom elektrickým prúdom? Slabé miesto sa nachádza v oblasti od napájacej stanice po miesto, kde sa kombinuje nula a ochranné uzemnenie. Ak sa na ceste z rozvodne, kde je pevne uzemnený neutrál pripojený k uzemňovaciemu vodiču, do vstupného rozvádzača na mieste prerušenia vedenia PEN, všetci spotrebitelia zostanú bez uzemňovacej slučky.
Pri vykonávaní veľkých opráv na bytových domoch je potrebné zorganizovať uzemňovací systém. Aby sa ušetrili peniaze, vykonáva sa podľa schémy TN-CS. V najlepšom prípade sa pri kombinácii vedenia PEN s novo položenou ochrannou zemniacou zbernicou vytvorí elektrické pripojenie k skutočnej uzemňovacej slučke. Väčšina domov má základný systém vyrovnávania potenciálu, ktorý má spoľahlivý kontakt so zemou. Ale často, aby si tímy opravárov zjednodušili svoju úlohu, jednoducho nainštalujú prepojku medzi novú uzemňovaciu zbernicu a pracovný neutrál vo vnútri vstupného rozvádzača.
Ak je váš bytový dom pripojený cez systém TN-C a do ďalšej generálnej opravy je ešte veľa rokov? Zorganizujte individuálne uzemnenie v byte, alebo sa aspoň spojte so susedmi na chodbe. V opačnom prípade sa používanie moderných elektrospotrebičov (bojlery, elektrické rúry, práčky a pod.) stane zdrojom zvýšeného nebezpečenstva.
Existujú nešťastní remeselníci, ktorí majú malé znalosti o elektrotechnike. Často namiesto organizácie uzemňovacej slučky je ochranná uzemňovacia zbernica pripojená k kovovým prvkom infraštruktúry. V lepšom prípade so stúpačkami studenej alebo teplej vody, v horšom prípade s vykurovacím systémom.
Počas výstavby domu boli tieto potrubia skutočne pripojené k okruhu hlavného systému vyrovnávania potenciálu. Spočiatku sa organizoval fyzický kontakt so „zemou“. Počas prevádzky (najmä ak je váš dom starý niekoľko desaťročí) sa však celé úseky potrubí nahrádzajú polypropylénom. Samozrejme, o nejakom uzemnení v tomto prípade nemôže byť ani reči.
Po zorganizovaní takéhoto spojenia je vlastník bytu falošne presvedčený, že jeho bezpečnosť je v úplnom poriadku. Navyše, keď sa na telese elektroinštalácie objaví nebezpečný potenciál (stačí napätie viac ako 42 voltov), všetci susedia sú ohrození.
Uzemnenie napájacieho zdroja - transformátora
Pri zastaranom, ale bežnom uzemňovacom systéme TN-C je dôležité pochopiť, že východiskovým bodom pre uzemnenie domu je uzemnenie napájacieho zdroja. Zdrojom energie je transformátor v trafostanici, posledný pred vaším domom. Z vedenia vysokého napätia sú zvedené fázy do transformátora, kde sa transformujú na princípe indukovaného prúdu na prevádzkové napätie, ktoré je distribuované do odberateľskej siete.
* TransformátorTransformátor znižuje vysokonapäťové (6-10 kV) vedenie na prevádzkové napätie 0,4 kV (400 Voltov). V systémoch TN je neutrál transformátora rozvodne pripojený k uzemňovacej slučke vytvorenej v blízkosti alebo okolo transformátora (rozvodne).
Uzemňovací systém typu TN vo svojej „čistej forme“ sa v praxi nepoužíva.
Systém TN-C V uzemňovacej sústave TN-C nevedie z transformátora do domu samostatný ochranný vodič PE. Neutrál transformátora je „pevne“ uzemnený v rozvodni a ide do vstupného zariadenia domu (hlavný rozvodný panel), ako kombinovaný ochranný vodič PE a neutrálny pracovný vodič N. Takýto vodič sa nazýva vodič PEN (ochranné uzemnenie neutrálneho vodiča).
Systém TN-S V systéme TN-S nie je uzemnený neutrál transformátora, ale je uzemnený samostatný vodič (PE), ktorý ide samostatne do hlavného rozvádzača (hlavného rozvádzača) domu. Na napájanie domu je to päťvodičový systém. V bytoch sa stáva trojvodičovým.
Systém TN-CS Tento systém je repasovaný systém TN-C. Systém TN-CS je možné získať zo systému TN-C rozdelením vodiča PEN prichádzajúceho z rozvodne na vodiče PE a N, v hlavnom rozvádzači domu. Hlavný rozvádzač sa vzťahuje na všeobecný rozvodný systém domu.
V uzemňovacom systéme TN-CS sa systém TN-C nepoužíva pod systémom TN-S. To znamená, že po rozdelení vodiča PEN nemôžete kombinovať vodiče PE a N.
Stavebné práce pre elektrické rozvody
Niektoré stavebné práce sú zaujímavejšie, než iné. Tu je ukázané zasekanie krabice pre ekvipotenciálnu svorkovnicu do tehlovej steny.
Krabice, ktoré nemajú byť viditeľné, môžeme zakryť obrazom. Riešení je samozrejme viacero, napríklad zasekať krabicu dostatočne hlboko do muriva, aby sa dala skryť pod omietku (stierku), alebo si pomôžeme obkladačkami, tapetou a podobne. V našom prípade sme krabicu už zdedili a nechcelo sa nám ju prerábať, preto sme použili obraz.
John Constable - "Vôz na seno" - anglický maliar obdobia romantizmu. Bol jedným z najvýznamnějších anglických krajinárov a zakladateľom modernnej realistickej krajinomaľby 19. storočia. Hodí sa tiež na maskovanie elektrických rozvodov.
Komentáre
Zverejnenie komentára