Uzemnění je nezbytné pro zajištění ochrany před nebezpečným působením elektrického proudu snížením dotykového napětí na úroveň, která je bezpečná pro lidi a zvířata. Pro splnění těchto podmínek se provádí instalace zemní smyčky. Jeho zařízení se skládá ze skupiny elektrod instalovaných vertikálně v určité hloubce, jakož i propojených svařováním s vodorovným kovovým pásem pro uzemnění.
Vnější obrys
Pro instalaci ochranné konstrukce se používají přírodní nebo umělé prvky instalované v zemi, což je zemní smyčka. Toto provedení zahrnuje vodiče umístěné uvnitř na stěnách a připojené k vnějšímu okruhu.
Kovové konstrukce instalované v půdě umožňují velkou plochu jejich kontaktu se zemí a mají malý odpor. Jako přirozené uzemňovací vodiče jsou široce používána vedení z kovových trubek, s výjimkou těch, která jsou určena pro přepravu výbušných a hořlavých látek. To může také zahrnovat:
- prvky z kovových trubek používané pro uspořádání vrtných kanálů;
- kovové detaily rámu v železobetonových prvcích domů;
- kabelové prvky nadzemního vedení připojené k nule s přezemněním.
Všechny tyto uzemňovače jsou připojeny k ochrannému obvodu na dvou místech. Připojení se provádí pomocí svářečky. V tomto případě musí být svarový šev kontinuální a musí být proveden po celé délce úseku kovové tyče. Všechna svařovací místa jsou ošetřena antikorozní bitumenový lak. Pokud není možné použít svařování, pak se pro připojení používají svorky.
Aplikace uzemnění
Pokud není možné použít přirozené uzemňovací vodiče, je konstrukce vyrobena z různých materiálů vybraných v souladu se zvláštními pravidly pro provoz elektrických instalací.
Zároveň se dělí podle typu a to: horizontální, vertikální, zápustné. Následující prvky podléhají uzemnění:
- pouzdra ovládacích rozvaděčů a pouzdra elektrických instalací;
- kovové prvky kabelových spojek, trubky pro instalaci elektrických vodičů;
- sekundární vinutí transformátorů.
To nevyžaduje instalaci ochranného zařízení pro podpěrné kabelové izolátory, zařízení na uzemněných platformách, přístrojové skříně umístěné uvnitř štítů. Pro výrobu vodorovných prvků ochranného zařízení se používají kovové pásy o tloušťce nejméně 4 mm a šířce větší než 10 mm.
Pásy se pokládají v horizontálním směru a na ně jsou navázány vertikální elektrody. U zapuštěné verze umístění ochrany je vyrobena podobná konstrukce, která je instalována na dně jámy při instalaci podpěr elektrického vedení.
Obvykle se takové prvky připravují předem v montážních dílnách pomocí kovové pásy nebo armatury. Jako elektrody, trubky, válcovaný kov nebo výztužné kolíky jsou zaraženy do země.
Princip činnosti ochranného zařízení
Uzemnění je schopno chránit osobu před úrazem elektrickým proudem a zařízení, která používá – před poruchou nebo přerušením napětí do pouzdra. Takové zařízení je nezbytné pro bezpečný a nepřerušovaný provoz elektrických jednotek.
V průmyslovém měřítku se používá pro nepřetržitý provoz elektrických zařízení a v domácích podmínkách jsou zařízení uzemněna prostřednictvím zásuvky s takovým výstupem. Některé domácí spotřebiče však přesto vyžadují ochranu neslyšících. Patří sem:
- mycí jednotky s velkou kapacitou;
- mikrovlnné trouby se speciálním uzemněním;
- elektrické trouby s troubou;
- stolní počítače, k jejichž skříni je připojeno ochranné zařízení.
Někdy je nemožné vybavit veškerou ochranu na jednom uzemnění, protože země není lineární vodič elektřiny. Ochranný odpor je určen hodnotou provozního napětí a plochou kontaktu s obrysovým prvkem.
Navíc, pokud je mezi těmito dvěma strukturami zachována vzdálenost 1,2–1,5 m, pak se plocha interakce s prvky zvýší téměř stokrát. Obrysy nelze rozšířit na větší vzdálenost, protože to povede k přerušení potenciálního pole a snížení oblasti interakce.
Nedoporučuje se vynášet ochranné prvky ven a připojovat je na kontakty, které nebyly proškoleny. Kromě toho je třeba mít na paměti, že každý kov má svůj vlastní potenciál a za mokra podléhá korozi a destrukci.
Rovněž se nedoporučuje zapojovat několik elektrod do série na jednu sběrnici. V tomto případě nouzový stav jednoho zařízení vyvolá výpadek jiných elektrických jednotek.
Při výběru půdy pro umístění obrysu byste měli věnovat pozornost tomu, že nejvhodnější jsou jílovité půdy, hlíny nebo rašeliny. V kamenité půdě je prakticky nemožné instalovat ochranné zařízení a zvláště ve skalách.
Instalace
Pro vybavení soukromého domu ochrannou konstrukcí je umístěn u vchodu do budovy, která je znovu uzemněna. To je způsobeno skutečností, že budova je zásobována elektřinou prostřednictvím venkovního vedení a sekundární uzemnění se provádí v souladu se zvláštními pravidly pro elektrické instalace.
Nejprve naplánují místo pro instalaci konstrukce, tvar a rozměry obrysu. Obvykle jsou vyrobeny ve formě trojúhelníku, obdélníku nebo čáry. Určete počet elektrod, které mají být spojeny kovovým páskem.
Při instalaci vodorovných konstrukcí by hloubka příkopu měla být v rozmezí 0,5–0,8 m a vertikální zařízení by měla být pohřbena nejméně 3,5–3,8 m. Délka elektrod se volí s ohledem na vlastnosti půdy, její hloubku zamrzání a relativní vlhkost.
Vzdálenost mezi kolíky by měla být přibližně stejná jako délka jedné kopie. Pokud se tato vzdálenost zmenší, výkon ochranného zařízení se sníží. Na začátku práce je území, kudy bude vrstevnice procházet, označeno kolíčky.
Podle členění se vykopou příkopy široké minimálně 30 cm a na jejich dno se položí měkčí a drobivá zemina o tloušťce 25 cm.Tato část země bude přímo interagovat s uzemňovacími prvky.
V příkopech jsou ocelové pásy svařeny dohromady, přičemž na okrajích zůstávají určité okraje. Při montáži pásů se nedoporučuje jejich natahování, protože musí být ve volném stavu. Dále jsou po určité vzdálenosti k pásům přivařeny elektrody.
Svařovací body na konstrukci pásu jsou natřeny bitumenovým lakem, přičemž tyče nelze natírat barvou. Když je konstrukce připravena, je rozrušena do požadované hloubky. Pro usnadnění tohoto postupu může být půda rozlita vodou. Poté je ochranná konstrukce připojena ke vstupu a rozvodné skříni.
Uzemnění je soubor opatření k propojení všech elektrických sítí v domě se zemí. K tomu je uspořádána vnitřní zemnící smyčka, připojená k vnější smyčce, ke které jsou připojeny všechny elektrické spotřebiče a zásuvky. Pro zařízení systému se používá samostatná žíla v elektrickém kabelu. Prochází stíněním do zemní smyčky a připojuje se ke všem vývodům v budově.
V případě akumulace nadbytečného proudu v zařízení půjde takovým systémem do země. Zařízení přitom zůstává bezpečné pro lidi. V extrémních případech, kdy se dotknete jeho těla, můžete cítit lehké mravenčení, ale nic horšího člověk rozhodně nezažije.
Proč je nutné uzemnění?
Hlavním účelem systému je zajistit bezpečnost osob uvnitř bytu nebo domu. Prostřednictvím ochranného uzemnění jsou všechny elektrospotřebiče v domě – počítač, rychlovarná konvice, lednička, pračka a další – vyvedeny v případě potřeby do země. K tomu může dojít, pokud dojde k poruše uvnitř zařízení a do pouzdra pronikne elektrický proud.
V případě nouze se automaticky aktivuje ochranné vypínací zařízení. Tím se eliminuje možnost vznícení elektrického kabelu, což by mohlo vést k požáru. Navíc je zabráněno úrazu elektrickým proudem, když se člověk dotkne těla zařízení.
PUE normy uzemnění
Normy PUE (pravidla pro instalaci elektroinstalace) označují všechny nezbytné požadavky pro provádění elektrických rozvodů budov a staveb. Týkají se jak novostaveb, tak rekonstrukcí. Pravidla obsahují povinné požadavky a také doporučení pro instalaci zařízení a materiálů.
Požadavky na uzemnění udávají ochranná opatření proti přímému a nepřímému dotyku. Požadavky se dělí na uzemnění elektrické instalace nad a pod 1 kV pro sítě:
- s izolovaným neutrálem;
- s účinně uzemněným neutrálem;
- s uzemněným neutrálem.
V dokumentu jsou dále uvedeny možnosti zemnících vodičů, vodičů, požadavky na zařízení hlavních zemnících sběrnic a typy připojení pro ochranné prvky a vodiče systému vyrovnání potenciálu. Pravidla uzemnění obsahují definici, popis a možnosti uzemnění přenosných a mobilních instalací elektrických zařízení.
Instalace zemní smyčky
Instalace vnějšího obrysu systému zahrnuje instalaci kovové konstrukce v bezprostřední blízkosti budovy. Funguje v případě zkratu.
Prvky zemní smyčky
Pro venkovské domy je vyroben z následujících komponent:
- Horizontální uzemnění – kovové pásy spojující vertikální prvky systému.
- Vertikální uzemnění – kovové tyče.
- Vodič – elektrické vedení od stínění k zemní smyčce.
Jako svislé prvky se používá kovový profil o průřezu minimálně 14 mm nebo rohy o velikosti 50×50 mm. Délka prvků by měla být asi 3 metry. Materiál – černá ocel, pozinkovaná ocel nebo měď. Nejlepší hodnoty odporu mají měděné vodiče. Jako horizontální prvky systému se používají pásy o šířce minimálně 1 cm a tloušťce minimálně 0,3 cm.
Vertikální zemnící vodiče by měly být v těsném kontaktu se zemí a měly by mít maximální plochu pro ztrátu napětí.
Kovové výrobky nejsou lakovány, ale potaženy antikorozními směsmi, aby se zabránilo korozi.
Typy zemních smyček
- Trojúhelník. Toto je nejjednodušší verze obvodu. Kov je zaražen do země podél vrcholů rovnostranného trojúhelníku. Vzdálenost mezi oběma tyčemi by měla být asi 3 metry. V případě instalace okruhu ve stísněných podmínkách na malých plochách lze dodržet menší vzdálenost.
- Lineární obrys. Používá se pro malé plochy, kde není možné umístit trojúhelníkovou konstrukci. V tomto případě lze systém namontovat podél plotu nebo slepé oblasti chaty. Uzemňovací prvky se zakopávají do země v přímé linii, čím delší je její délka, tím lépe.
- Obrys různé geometrie. V závislosti na velikosti pozemku v blízkosti domu a výpočtu můžete vytvořit obrys ve formě čtverce nebo jiného geometrického útvaru. Hlavní věcí je použití dostatečného počtu uzemňovacích prvků požadované sekce.
Výpočet uzemnění
Pro správnou funkci systému je nutné před instalací prvků provést výpočet uzemnění.
Odpor zemní smyčky obytných budov by neměl překročit 4 ohmy.
Při výpočtu se také berou v úvahu následující ukazatele:
- Vertikální prvky – délka, průměr, množství.
- Horizontální uzemnění – délka, šířka, hloubka zapuštění do země.
- Typ elektrické sítě je jednofázový nebo třífázový.
- Síťové napětí. Obvykle – 220 V.
- Parametry půdy. Klimatická zóna, v závislosti na teplotním režimu letního a zimního období, typu půdy – písek, písčitá hlína, hlína, jíl. Také stupeň vlhkosti země ovlivňuje odpor uzemnění.
- Možnost umístění elektrod – podél obrysu nebo v řadě.
Všechny tyto parametry lze zadat do kalkulačky a získat výslednou hodnotu uzemnění. Výsledek lze také získat podle vzorce:
Instalovaná síť bude fungovat lépe v půdách s nízkým odporem. Rašelina má nejnižší hodnoty odporu – 20-30 Ohm * m. Současně má mokrý písek a písčitá půda nejvyšší rychlosti – 300-500 Ohm * m.
Pravidla a požadavky na zemní smyčku
- Ochrana před bleskem a uzemnění. Pokud má váš dům ochranu před bleskem, pak jsou tyto dva systémy spojeny do jednoho. Systém ochrany před bleskem má také viditelný zemnící obvod s hromosvodem – výkonným výbojovým zařízením ze silného kovového profilu. Při kombinování se provádí systém vyrovnání potenciálu.
- Instalační hloubka vertikálních tyčí. Musí být zaraženy do země pod hloubkou mrazu o 0,6-1 m. Pro Moskvu a Moskevskou oblast je hloubka mrazu od 1,1 do 1,8 m podle typu půdy. Proto je doporučená hloubka ponoření tyčí 3 m.
- Jako zemnící elektrody je zakázáno používat topná potrubí, kanalizační potrubí nebo jiné vodivé kapaliny, plyny a směsi.
- Minimální požadavky na materiály jsou uvedeny v tabulce 1.7.4 odstavce 1.7.102 PUE.
Jak nainstalovat zemní smyčku
Nejprve musíte vybrat místo pro instalaci. Je vhodné ustoupit 2 metry od domu a přitom umístit obvod na stranu elektrického panelu, aby se snížila zemnící dráha budovy. Přitom je třeba vzít v úvahu následující:
- je lepší umístit obvod do mokré oblasti;
- je lepší umístit jej do hlíny nebo hlíny než do písku;
- je lepší umístit obrys o něco dále, ale za příznivějších podmínek.
Poté se provádějí výkopové práce. Připraví se výkop zvolené geometrie. Spodní část tyčí je nabroušená pro lepší pronikání do země. Tyče jsou ponořeny do požadované hloubky. Pro instalaci vodorovných zemnících vodičů musí kovové prvky vyčnívat 20 cm nad zemí.
Poté se provádí montáž kovových konstrukcí. Kovové pásy jsou přivařeny ke svislým prvkům obrysu, jeden pás je přiveden na budovu. Svařované švy jsou ošetřeny antikorozní směsí, opatřeny základním nátěrem a potaženy tmelem. Jáma je pokryta zeminou.
Proveďte síťový vstup do budovy. Pás je přiveden do domu a připevněn ke zdi pomocí šroubu. Připojuje se k zemnímu vodiči vedoucímu od stínění k hlavní přípojnici. Je použit žlutozelený kabel, pro venkovské domy jsou vhodné měděné dráty o průřezu 6 mm.
Po dokončení instalace je třeba zkontrolovat funkčnost systému. Kromě toho je nutné každých 12 let sledovat monitorování stavu sítě.
