Ochranné uzemnění je záměrné elektrické spojení se zemí nebo ekvivalentem kovových bezproudových částí, které může být pod napětím v důsledku zkratu na těle a z jiných důvodů (indukční vliv sousedních živých částí, odstranění potenciálu, výboj blesku). , atd.).
Ochranné uzemnění má eliminovat nebezpečí úrazu elektrickým proudem v případě dotyku pouzdra elektroinstalace a jiných kovových částí bez proudu, které jsou pod napětím v důsledku zkratu na pouzdru a z jiných důvodů.
Oblastí použití ochranného uzemnění jsou elektrické instalace s napětím do 1000 V v sítích s izolovaným centrálním vedením a nad 1000 V v sítích s libovolným režimem neutrálu zdroje proudu (jak izolovaný, tak pevně uzemněný).
V souladu s požadavky GOST 12.1.030-81 [1] by mělo být provedeno ochranné uzemnění elektrické instalace:
při jmenovitém napětí 380 V a vyšším AC a 440 V a vyšším DC ve všech případech;
při jmenovitých napětích od 42V do 380V AC a od 110V do 440V DC při práci v nebezpečných podmínkách, zejména nebezpečných a venkovních instalacích.
Poznámka: Charakteristika těchto podmínek je uvedena v povinném dodatku k GOST 12.1.013-78 [2].
Ochranné uzemnění se aplikuje na kovové části elektrických instalací a zařízení, které jsou přístupné lidskému dotyku a nemají jiné druhy ochrany, například skříně elektrických strojů, transformátory, svítidla, rámy rozvaděčů, kovové trubky a pláště elektrických rozvodů, atd.
Princip činnosti ochranného uzemnění v elektrických instalacích s napětím do 1000V:
snížení dotykového napětí na uzemněné skříni, když je na ni zkratováno napájecí napětí.
Toho je dosaženo díky nízkému odporu uzemňovacího zařízení (Ohm). Proud teče cestou nejmenšího odporu, a protože. lidský odpor (kOhm), pak půjde na zemnící elektrodu nebo její ekvivalent.
Schéma ochranného uzemnění je na obr.
a) – třífázová síť; (b) – dvouvodičové AC a (c) – DC sítě.
Poznámka: maximální přípustné hodnoty dotykových napětí a proudů procházejících lidským tělem, s přihlédnutím k době expozice, jsou uvedeny v GOST 12.1.038-82 [3].
Uzemnění se provádí pomocí speciálních zařízení – zemnící vodiče – jedná se o soubor zemnících vodičů – kovových vodičů v kontaktu se zemí a zemnících vodičů spojujících uzemněné části elektroinstalace se zemnicím vodičem.
V závislosti na vzájemné poloze zemnících vodičů a uzemněného zařízení se rozlišují vzdálená a smyčková uzemňovací zařízení. První z nich se vyznačují tím, že zemnící vodiče jsou umístěny mimo místo, na kterém se nachází uzemněné zařízení, nebo jsou soustředěny na některé části tohoto místa (obr. 20.4).
Smyčkové uzemňovací zařízení (obr. 20.5), jehož zemnící elektrody jsou umístěny podél obrysu (obvodu) kolem uzemněného zařízení v krátké vzdálenosti od sebe (několik metrů), poskytuje lepší stupeň ochrany než předchozí
Zemnicí elektrody mohou být jednoduché nebo skupinové, umělé nebo přírodní.
Skupinový uzemňovací systém se skládá ze svislých tyčí a vodorovného pásu, který je spojuje.
Jako přírodní uzemňovací prostředky se používají následující látky:
– vodovodní systém uložený v zemi;
– trubky pažnic (kovové);
– olověné pláště kabelů uložené v zemi;
– jiné kovové konstrukce umístěné v zemi.
Celkový odpor zemnícího zařízení se skládá z odporu přírodních a umělých zemnících elektrod:
kde je požadovaná (přípustná) hodnota odporu uzemňovacího zařízení.
Požadavky na ochranný odpor uzemnění upravuje PUE. V žádném ročním období by tento odpor neměl překročit 4 ohmy
Uzemňovací zařízení používané pro uzemnění elektrických instalací stejného nebo různého účelu a napětí musí splňovat všechny požadavky na uzemnění těchto elektrických instalací: ochrana osob před úrazem elektrickým proudem při poškození izolace, provozní podmínky sítí, ochrana elektrických zařízení před přepětím atd.
Odpor země by měl být určen jako vypočtená hodnota odpovídající ročnímu období, kdy odpor uzemňovacího zařízení nebo dotykové napětí nabývá nejvyšších hodnot.
Elektroinstalace do 1 kV AC s izolovaným neutrálním nebo izolovaným výstupem jednofázového zdroje proudu, stejně jako stejnosměrné elektroinstalace s izolovaným středem by měly být používány se zvýšenými požadavky na bezpečnost (pro mobilní instalace, rašelinné doly, doly). U takových elektrických instalací musí být jako ochranné opatření provedeno uzemnění v kombinaci s monitorováním izolace sítě nebo ochranným odpojením.
Elektrické instalace nad 1 kV s izolovaným neutrálem musí být uzemněny. V takových elektrických instalacích musí být možné rychle lokalizovat zemní spojení. V případech, kdy je to nutné z bezpečnostních důvodů (pro vedení napájející mobilní trafostanice a strojní zařízení, těžba rašeliny apod.) musí být instalována zemní ochrana s odstávkou (přes celou elektricky připojenou síť).
Ochranné vypnutí se doporučuje použít jako primární nebo doplňkové ochranné opatření, pokud nelze zajistit bezpečnost uzemněním nebo uzemňovacím zařízením, nebo pokud zemnící nebo uzemňovací zařízení způsobuje potíže z důvodu podmínek realizace nebo z ekonomických důvodů. Ochranné odstavení musí být provedeno zařízeními (přístroji), které splňují zvláštní technické podmínky spolehlivosti provozu.
Třífázová síť do 1 kV s izolovaným neutrálem nebo jednofázová síť do 1 kV s izolovaným výstupem, připojená přes transformátor do sítě nad 1 kV, musí být chráněna průraznou pojistkou před nebezpečím vznikajícím před poškozením izolace mezi vinutím vysokého a nízkého napětí transformátoru. V nulovém vodiči nebo fázi na nízkonapěťové straně každého transformátoru musí být instalována spouštěcí pojistka. V tomto případě musí být zajištěno monitorování neporušenosti přepálené pojistky.
V elektrických instalacích do 1 kV v místech, kde se jako ochranné opatření používají oddělovací nebo snižující transformátory, by sekundární napětí transformátorů mělo být: u oddělovacích transformátorů – ne více než 380 V, u snižujících transformátorů – ne více než 42 V.
Mezi díly, které mají být uzemněny nebo uzemněny, patří:
1) pouzdro elektrických strojů, transformátorů, přístrojů, lamp a podobných zařízení a uzemnění sekundárního vinutí izolačního transformátoru není povoleno. Skříň transformátoru musí být v závislosti na neutrálním režimu sítě napájející primární vinutí uzemněna nebo neutralizována.
Uzemnění krytu elektrického přijímače připojeného k takovému transformátoru není nutné. Pokud snižovací transformátory nejsou izolující, pak v závislosti na neutrálním režimu sítě napájející primární vinutí tělo transformátoru a také jeden ze svorek (jedna z fází) nebo neutrál (střed) sekundární vinutí by mělo být uzemněno nebo uzemněno;
2) pohony elektrických zařízení;
3) sekundární vinutí přístrojových transformátorů. U ochran kombinující několik sad proudových transformátorů musí být v jednom bodě zajištěno uzemnění; v tomto případě je uzemnění povoleno pomocí průrazné pojistky s průrazným napětím ne vyšším než 1 kV s bočníkovým odporem 100 Ohmů pro odvod statického náboje. U napěťových transformátorů používaných jako zdroje operativního proudu, pokud není zajištěno pracovní uzemnění jednoho z pólů operativní proudové sítě, musí být ochranné uzemnění sekundárních vinutí provedeno přes poruchový bodyguard;
4) rámy rozvaděčů, ovládacích panelů, panelů a skříní, jakož i odnímatelné nebo otevírací části, pokud jsou tyto vybaveny elektrickým zařízením s napětím vyšším než 42 V AC nebo vyšším než 110 V DC;
5) kovové konstrukce rozvaděčů, kovové kabelové konstrukce, kovové kabelové spojky, kovové pláště a pancéřování ovládacích a silových kabelů, kovové pláště vodičů, kovové hadice a elektroinstalační trubky, pouzdra a nosné konstrukce přípojnic, žlaby, krabice, stringy, kabely a ocelové pásy, na kterých jsou kabely a vodiče zajištěny (s výjimkou provázků, kabelů a pásků, podél kterých jsou položeny kabely s uzemněným nebo neutralizovaným kovovým pláštěm nebo pancířem), jakož i jiné kovové konstrukce, na kterých je instalováno elektrické zařízení;
6) kovové pláště a pancéřování ovládacích a silových kabelů a vodičů s napětím do 42 V AC a do 110 V DC, uložené na běžných kovových konstrukcích, včetně běžných trubek, krabic, žlabů atd. Spolu s kabely a vodiči, jejichž kovové pláště a pancíře podléhají uzemnění nebo uzemnění;
7) kovová pouzdra mobilních a přenosných elektrických přijímačů;
elektrická zařízení umístěná na pohyblivých částech strojů, strojů a mechanismů.
Pro vyrovnání potenciálů v těch místnostech a venkovních instalacích, ve kterých je použito uzemnění nebo uzemnění, musí být k uzemnění připojeny stavební a průmyslové stavby, trvale uložená potrubí pro všechny účely, kovové pláště technologických zařízení, jeřábové a železniční tratě atd. sítě nebo nulování. V tomto případě stačí přirozené kontakty v kloubech.
Není vyžadováno úmyslné uzemnění nebo nulování:
1) skříně elektrických zařízení, přístrojů a elektroinstalačních konstrukcí instalovaných na uzemněných (neutralizovaných) kovových konstrukcích, rozvaděčích, rozvaděčích, skříních, panelech, rámech strojů, strojů a mechanismů za předpokladu, že je zajištěn spolehlivý elektrický kontakt s uzemněnými nebo neutralizovanými;
2) kovové konstrukce, podléhající spolehlivému elektrickému kontaktu mezi těmito konstrukcemi a uzemněným nebo neutralizovaným elektrickým zařízením na nich nainstalovaným. Tyto konstrukce zároveň nelze použít k uzemnění nebo neutralizaci jiných elektrických zařízení na nich instalovaných;
3) armatury pro izolátory všech typů, kotevní dráty, konzoly a svítidla při instalaci na dřevěné podpěry venkovního vedení nebo na dřevěné konstrukce otevřených rozvoden, pokud to nevyžadují podmínky ochrany před atmosférickými přepětími. Při pokládání kabelu s kovovým uzemněným pláštěm nebo holým zemnícím vodičem na dřevěnou podpěru musí být uvedené části umístěné na této podpěře uzemněny nebo neutralizovány;
4) odnímatelné nebo otevírací části kovových rámů skříní rozvaděčů, skříní, plotů, pokud na odnímatelných (otevíracích) částech není instalováno elektrické zařízení nebo pokud napětí instalovaného elektrického zařízení nepřesahuje 42 V AC nebo 110 V DC ;
5) pouzdra elektrických přijímačů s dvojitou izolací;
6) kovové držáky, upevňovací prvky, úseky trubek pro mechanickou ochranu kabelů v místech, kde procházejí stěnami a stropy a jiné podobné části, včetně trakčních a odbočných skříní do velikosti 100 cm, elektrické rozvody vedené kabely nebo izolovanými dráty položené podél stěn a stropů a dalších stavebních prvků.
