Terminologija čvrsto utemeljena neutralna - dokument

Potrošački izvori energije su generatori ili energetski transformatori. Obično trofazni namotaji pridruži se zvijezdi. Zajednička tačka ove veze naziva se neutralna tačka. Ako je direktno ili preko malog otpora (strujnog transformatora) spojen na petlju uzemljenja direktno na izvoru napajanja, onda je to - čvrsto uzemljena neutralna.

Rad nule sa uzemljenjem samo je jedan od mogućih načina njegovog rada. Ovisno o uvjetima rada mreže u slučaju jednofaznih zemljospoja, koriste se i potrebne metode zaštite ljudi od električnog udara, metode ograničavanja prenapona, drugi načini:

sa neuzemljenim (izolovanim) neutralnim;
sa kompenzovanim (rezonantno uzemljenim) neutralnim;
sa efektivno uzemljenim neutralnim.

Ovi načini rada su tipični za električne instalacije napona od 6 kV i više. Izolovani neutralni sistem se takođe koristi na naponima do 1000 V, ali ne tako široko kao uzemljeni. Ona obezbeđuje visoka sigurnost prilikom rada mobilnih električnih instalacija, rudarskih preduzeća, gdje je korištenje uzemljenja za osiguranje električne sigurnosti nepouzdano ili neefikasno.

Instalacija u neutralnom provodniku kompenzacionih instalacija omogućava smanjenje kapacitivne struje zemljospoja električnih instalacija iznad 1000 V. Kompenzacija se vrši zahvaljujući glatko ili stepenasto promenljivoj induktivnosti zavojnice. U tački zemljospoja, struja pri punoj kompenzaciji postaje nula. Osim toga, otporno neutralno uzemljenje se koristi za efikasan rad zaštite. Stvara aktivnu komponentu struje, na koju reagira relej ćelije koja napaja oštećenu liniju.

Efektivno neutralno uzemljenje koristi se na dalekovodima napona od 110 kV i više.

Sve domaće, seoske, seoske električne mreže napajaju se trafostanicama sa čvrsto uzemljenim neutralom. Stoga ćemo detaljnije razmotriti karakteristike njegovog rada.

Dizajn mreža sa uzemljenim neutralnim elementom

Transformatori i generatori koji se koriste za ove električne instalacije imaju trofazni izlaz snage i jedan neutralni (nulti). Napon između faznih terminala naziva se linearnim, a između bilo koje faze i nultog izlaza - faznim. Mrežni napon određuje nazivni napon cijele električne instalacije. Može poprimiti standardne vrijednosti od 220 V, 380 V i 660 V. Mrežni napon u kućnim mrežama je 380 V.

Fazni napon je manji od linearnog za √3 puta, što odgovara 127, 220 i 380 V. Pri linearnom naponu od 380 V, fazni napon je 220 V.

Dakle, mreža od 380 V sa uzemljenim neutralom je pogodna za napajanje trofaznih potrošača za napon od 380 V i jednofazni za napon od 220 V. Monofazni tereti su povezani između faznog i neutralnog vodiča i ravnomjerno su raspoređeni po fazama.

Trafostanica u kojoj je ugrađen energetski transformator ima petlju uzemljenja: čelični ili bakreni dijelovi povezani na određeni način, ukopani u zemlju. Geometrijske dimenzije petlje uzemljenja su izračunate tako da efektivno doprinose širenju jednofazne struje kvara po zemlji. Sposobnost uređaja za uzemljenje da provede ovu struju kvantificira se njegovim otporom širenja. Dozvoljene vrijednosti ovog parametra reguliraju PUE. Za transformatorske podstanice, otpor petlje uzemljenja ne bi trebao biti veći od 4 oma pri nazivnom naponu od 380 V.

Zaključci iz petlje uzemljenja na trafostanici su spojeni na neutralnu sabirnicu - metalnu traku rasklopnog uređaja, na koju je spojen i vodič sa nulte terminala transformatora. Odgovarajuće žile odlaznih kablova su povezane na istu magistralu. Fazni provodnici su spojeni na stezaljke komutacionih uređaja Dodatna oprema: noževi, automatski prekidači, kontaktne ploče držača osigurača.

Kablovski vodovi koji se protežu od trafostanice izvedeni su sa četvorožilnim kablovima. U električnim instalacijama izgrađenim ranije, postoje trožilni kablovi sa aluminijskim omotačem, koji se koristi kao neutralni provodnik.

Električne instalacije potrošača za unos napona napajanja imaju ulazni razvodni uređaj (ASU). Takođe sadrži nultu magistralu, kao podstanica. Na njega su spojene nulte žice napajanja i odlazne žice. kablovske linije. ASU ima petlju za ponovno uzemljenje, koja je također povezana sa neutralnom magistralom.

Zaštita ljudi od strujnog udara u mreži sa čvrsto uzemljenim neutralom

Sada pređimo na direktno objašnjenje zašto je neutralni transformator uzemljen i kako radi.

Teoretski, za bilo koju tačku u električnoj mreži, potencijal neutralnog vodiča u odnosu na tlo je nula. Kolo ponovnog uzemljenja kod potrošača čini ovu jednakost još trajnijom, posebno ako je dovodna trafostanica daleko.

Strujni udar za ljude je moguć u sljedećim slučajevima:

Povrede izolacije unutar električne opreme kada je njeno kućište pod naponom;
Povrede izolacije žica i kablova, kada su metalne konstrukcije na koje su položene pod naponom;
Povrede izolacije dijelova pod naponom ili kvar električne opreme, kada se na površini zemlje ili poda formiraju potencijalne zone koje su opasne za prolaznike (napon koraka);
Greške tokom popravke i rada, koje dovode do direktnog kontakta sa komponentama električne opreme koje su pod faznim naponom.

Da bi se eliminisale situacije opisane u paragrafima 1. i 2., svi kućišta električnih uređaja i metalnih konstrukcija su povezani na petlju za uzemljenje. U poduzećima se za to postavlja čelična traka duž perimetra prostorija s električnom opremom, na koju su pričvršćeni svi metalni dijelovi. Dakle, njihov potencijal se prisilno izjednačava sa potencijalom zemlje.

U slučaju kratkog spoja faznih provodnika na ovako uzemljeno kućište, čak i ako zaštita ne uspije, struja kvara će teći kroz provodnike uzemljenja do petlje za uzemljenje. Otpor u odnosu na zemlju tijela osobe koja dodirne zgradu za hitne slučajeve je mnogo veći od otpora između zemlje i tijela. Dakle, struja koja prelazi opasne vrijednosti ne prolazi kroz ljudsko tijelo.

Drugi princip zaštite je brzo gašenje režima u nuždi. Na kraju krajeva, struja neće samo ići u krug, već će ići prema neutralnom dijelu transformatora. Organizuje se kratki spoj čija struja ima veliki značaj. Zaštitna oprema će uspješno odgovoriti na to: osigurač ili prekidač. Nesreća će biti otklonjena gotovo trenutno, oštećeni dio će biti isključen.

Sada pređimo na tačku 3 i koraknu zaštitu napona. Za ležanje na mokrom betonski pod opasno je prići goloj žici. Potencijal koji je opasan po život izbija iz njega poput krugova na vodi. Ako su vam stopala na dijelovima poda s različitim potencijalima, možete dobiti i strujni udar.

Ako je takva situacija moguća u zatvorenom prostoru, unutar poda se postavlja sistem za izjednačavanje potencijala: metalna mreža je zalivena. Mreža je na više mjesta spojena na petlju uzemljenja. Tako su noge prolaznika skitirane metalnim šipkama rešetke, večina struja će preći preko toga.

Klasifikacija sistema uzemljenja prema PUE

Gore opisana shema uzemljenja označena je kao TN-C. Provodnik koji povezuje uzemljenu nultu sa potrošačima naziva se kombinovani, jer služi i za prijenos struje opterećenja i za povezivanje kućišta električne opreme na petlju za uzemljenje. Nosi skraćenicu PEN.

Na ovoj univerzalnosti nazire se glavni nedostatak takvog sistema. Kada struja nultog opterećenja prođe kroz PEN provodnik, formira se razlika potencijala. Ovo posebno važi za neuravnotežena fazna opterećenja. Zaključak: potencijal na kućištima električne opreme može se razlikovati od potencijala zemlje.

U električnim instalacijama, posebno starim, teoretski su mogući prekidi u PEN vodiču. Istovremeno, može postojati potencijal na njemu u odnosu na tlo fazni napon. Ovaj režim predstavlja prijetnju ljudskom životu.

Postoje tehničke poteškoće sa zasnivanjem slučajeva kućni električni aparati spojen na TN-C sistem.

Da bi otklonili ove nedostatke, TN-S sistem. U njemu su zaštitne i sklopne funkcije radne struje podijeljene između dva neutralna vodiča. Radna struja provodi nulti radni provodnik - N, a nulti zaštitni PE služi za spajanje kućišta na petlju za uzemljenje.

Razdvajanje PEN-a na N i PE se dešava direktno na trafostanici gde je nul uzemljen. Ali kod modernizacije i rekonstrukcije električnih instalacija to se može učiniti u bilo kojem razvodni uređaj. U ovom slučaju, cijeli krug u cjelini naziva se TN-C-S. Potrebna je petlja za ponovno uzemljenje na mjestu razdvajanja.

Mreže sa izolovanim neutralnim elementom prema PUE su označene kao IT. Nema provodnike za povezivanje sa uzemljenjem napojne trafostanice. Potrošač uređuje vlastitu petlju uzemljenja.

Postoji TT sistem koji takođe ima čvrsto uzemljenu nultu. Za razliku od TN sistema, on ima samo nulti radni provodnik. Nulta zaštita potrošača dolazi od vlastitog uređaja za uzemljenje.

Proizvodnja, transformacija, transport, distribucija i potrošnja električne energije odvija se kroz simetrični trofazni žičani sistem. Simetrija sistema se postiže jednakošću faznih i linearnih napona, ujednačenim opterećenjem svih faza strujom, istim faznim pomakom napona i struja.

Međutim, tokom rada, kršenja simetrije su neizbježna. trofazni sistem, što može biti uzrokovano: lomljenjem žice, kvarom izolacije, preklapanjem na strani predmeti, neisklapanje faza sklopnih uređaja itd.

U svakom slučaju, debalans dovodi do pojave struja negativne i nulte sekvence, kao i aperiodične komponente struja, što može biti opasno za sigurnost opreme. Stoga se asimetrija mora ispraviti što je prije moguće. Način rada neutralne mreže ima značajan uticaj na brzinu relejne zaštite u otvorenim faznim režimima.

Postoji nekoliko načina rada neutralnog rada: izolovan, gluhih I efektivno utemeljen. Svaki način rada ima svoje prednosti i nedostatke. U mrežama s naponom do 35 kV uključujući, koristi se izolirana neutralna. To znači da srednja tačka VN namotaja transformatora nije povezana sa zemljom.

Jednofazni zemljospoj s takvim sistemom napajanja ne dovodi do hitnog isključivanja oštećenog voda, budući da je struja zemljospoja prilično neznatna, njegova vrijednost je posljedica samo kapaciteta dvije neoštećene faze u odnosu na zemlju. Struja jednofaznog zemljospoja, u mrežama do 35 kV, nije u stanju da održi luk.

U slučaju metalnog kratkog spoja jedne faze (“puna zemlja”), napon na druge dvije raste do linearnog, ali se napajanje potrošača održava u preostale dvije faze. Za sigurnost transformatora u takvim režimima rada, izolacija njegovog neutralnog elementa se izvodi za naponsku klasu koja odgovara izolaciji linearnih ulaza.

Kod značajnih kapacitivnih struja u liniji do 35 kV koriste se zavojnice za prigušivanje luka, spojene na nulu transformatora. Gašenje luka osigurava induktivnost zavojnice, koja kompenzira kapacitivna struja zemljospoj.

Sistem napajanja sa efektivno uzemljena neutralna razmatra se mreža u kojoj je dio neutralnih namotaja uzemljen energetski transformatori. Jednofazni kratki spoj, u takvim mrežama, dovodi do isključenja oštećenog dijela.

Struja kratkog spoja teče od kvara do najbližeg uzemljene neutralne transformatori na tlu, raspoređeni u skladu sa otporom faze petlje - nula. Do transformatora čiji neutralni elementi nisu uzemljeni, struja kratkog spoja (u daljnjem tekstu - kratki spoj) ne teče.

S obzirom na to da za sve vrste oštećenja u električnim mrežama, 80% štete otpada na jednofazne kratke spojeve, kao i na činjenicu da se zatvaraju monofazni kratki spojevi. imaju značajne struje, pokušavaju da ograniče svoj uticaj.

Da bi se to postiglo, neke od neutralnih elemenata u mreži ostaju neuzemljene, čime se povećava otpor petlje kruga i ograničava jednofazne struje kratkog spoja. Ukupni bilans uzemljenih i neuzemljenih neutrala izračunava se na osnovu uslova za selektivni rad uređaja relejne zaštite i ograničenja struja kratkog spoja.

osim toga, važan uslov pri izboru tačaka uzemljenja postoji uslov za ograničavanje prenapona na neutralnim namotajima u slučaju asimetričnog oštećenja. Na energetskoj opremi, neutralna klasa izolacije se obično uzima za jednu naponsku klasu nižu od nazivnog napona VN namotaja. Ova praksa vam omogućava da uštedite na izolaciji i dimenzijama opreme, što daje visok ekonomski učinak.

Međutim, s druge strane, smanjena razina neutralne izolacije dovodi do potrebe za korištenjem opreme koja bi ograničila prenapone i struje u neutralnom terminalu. Prigušivači prenapona se mogu koristiti kao zaštita od kratkotrajnih prenapona; strujni reaktori i kondenzatori se koriste za ograničavanje struja.

U režimu gluhog uzemljenja rade mreže sa kućnim potrošačem. Kod ovog načina rada nule, srednja tačka NN namotaja transformatora je spojena na petlju za uzemljenje. U razvodnim tablama stambenih zgrada, kućište oklopa je takođe povezano na petlju za uzemljenje.

Dakle, u svaki stan ili kuću "ulaze" dvije žice: faza i nula - čime se potrošaču osigurava napon od 220 V. Ako je izolacija oštećena fazna žica, a dodirom na uzemljene konstrukcije, oštećeni dio mreže se odmah isključuje. betonskih zidova i podovi u stambene zgrade, također imaju potencijal tla.

Struja kratkog spoja ima dovoljne vrijednosti za rad zaštitne sklopne opreme. IN U poslednje vreme, za povećanje stepena električne sigurnosti, pored radne nule, u stambene prostore je uveden i zaštitni uzemljivač koji je povezan sa kućištima električnih uređaja. Zaštitna žica za uzemljenje u štitu je također povezana sa uzemljenim strukturama.

Treba napomenuti da autotransformatori bilo koje klase napona uvijek rade sa čvrsto uzemljenim neutralom. Izolacija SN namotaja autotransformatora vrši se na osnovu vrijednosti tipične snage koja je manja od nazivne, što znači da je nivo izolacije smanjen. To je, zapravo, ekonomska prednost autotransformatora u odnosu na transformator.

Kod prekidanja otvorene faze autotransformatora dolazi do opasnih prenapona u elektromagnetnom sistemu, koji se mogu ograničiti mrtvim uzemljenjem nultog izlaza.

Na osnovu navedenog možemo zaključiti da način rada nule ima značajan uticaj na pouzdanost napajanja i način rada elektroenergetskog sistema u cjelini.

Savremeni ljudski život, njegova udobnost i opremljenost svim potrebnim, neraskidivo su povezani sa električnom energijom. Zahvaljujući njemu, osoba ima sredstva za život i mogućnost da utiče na sile prirode kako bi izvukla maksimalnu korist za svoj život. Ali pored brojnih prednosti koje ima električna energija, postoji i jedan ogroman minus - uređaji i oprema koji troše i proizvode električnu energiju predstavljaju prijetnju ljudskom životu ako se ne pridržavate pravila za njihovo korištenje.

Električne instalacije i njihova klasifikacija prema sigurnosnim zahtjevima

Glavni faktori koji utiču na stepen opasnosti po ljudski život u električnim instalacijama bilo koje vrste su:

voltaža;
vrsta neutralnog uzemljenja;
vrijednost struje zatvorene prema zemlji;
izolacija dijelova kroz koje teče struja;
otpor ljudskog tijela;
otpor zemlje (tla) u području pokrivenosti električna struja.

Na osnovu ovih glavnih izvora, u važećim "Pravilima o električnim instalacijama" (PUE), sve instalacije su podijeljene u četiri kategorije.

Prvu grupu čine instalacije sa čvrsto uzemljenom neutralom transformatora koji rade od 220 kV i više, i sa efektivno uzemljenim neutralom - instalacije od 110 do 220 kV. Efektivno uzemljena nula je strujni krug kojim je ograničena struja zemljospoja, što može sadržavati različite vrste otpori (aktivni, nelinearni i reaktivni), kao i neuzemljeni neutralni.

Drugi uključuje instalacije gdje se koristi izolovano neutralno ili njegovo rezonantno uzemljenje uz pomoć lučnih otpornika i prigušnica koji rade u mrežama čiji se napon kreće od 3 do 35 kV.

Treće su električne instalacije koje koriste mrežu sa čvrsto uzemljenom neutralom i rade pod naponom od 110 do 600 V. Kod ovih instalacija struje zemljospoja su velike.

Siguran rad električnih instalacija

Nemoguće je potpuno isključiti faktore koji ugrožavaju zdravlje i život ljudi koji rade na električnim instalacijama, jer imaju prirodnu pozadinu. Ali smanjiti ih na minimum i učiniti rad u instalacijama što sigurnijim ne samo da je moguće, već je i neophodno. Da bi se to postiglo, svi radovi na održavanju i radu električnih instalacija uređeni su u jedinstvenoj zbirci pravila i propisa: "Pravila za ugradnju električnih instalacija" (PUE). Jedan od bitne zahtjeve PUE je zaštitno uzemljenje električnih instalacija. Upravo će ovaj zahtjev biti detaljnije razmotren u ovom članku.

Zaštitno uzemljenje je predviđeno da zaštiti osoblje koje radi i održava ove instalacije i mreže, kao i potrošače električne energije koji je koriste u kućanskih aparata i uređaja. Šta pruža zaštitno uzemljenje? Sigurnost ljudi u slučaju slučajnog kontakta sa metalnim dijelovima električnih instalacija koji nisu pod strujom, ali su pod naponom zbog kvara izolacije provodnika pod naponom.

Šta je uzemljeno u električnim instalacijama?

Zahtjevi i pravila za korištenje zaštitnog uzemljenja sažeti su u jedan dokument koji regulira i definira standardizaciju cjelokupnog procesa - GOST. Uzemljenje, koje osigurava zaštitu osoblja i potrošača od, vrši se striktno u skladu sa PUE zahtjevi i odgovarajući GOST. Zaštitno uzemljenje električnih instalacija omogućava električno povezivanje metalnih dijelova električnih instalacija sa uzemljenjem, a u nedostatku sa provodnikom koji zamjenjuje uzemljenje. Također treba napomenuti da su oni dijelovi instalacija koji više nemaju nikakvu drugu zaštitu uzemljeni.

Tako se uzemljuju metalna kućišta električnih jedinica, uređaja, mašina, lampi, utičnica i prekidača, kao i oklop kablova i žica.

Postojeći sistemi uzemljenja za električne instalacije

Sistemi zaštitnog uzemljenja električnih instalacija određuju se na osnovu takvih karakteristika izvora napajanja kao što je nul sa uzemljenjem, izolovani nul. Postoje tri glavna sistema koje je razvila Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC): TN, IT i TT. Razmotrimo ih detaljnije.

TN sistem i njegovi podsistemi

Sistemi sa čvrsto uzemljenim nultom, u kojima su metalni delovi električne instalacije spojeni na nulti nulti provodnici uzemljenja, pripadaju TN grupi. Zauzvrat, ova grupa ima podgrupe koje se formiraju upotrebom nultih radnih i zaštitnih vodiča. Dakle, ako se ovi vodiči kombiniraju u jednu žicu duž cijele dužine mreže, podsistem se označava kao TN-C. Ovo je stari sovjetski sistem. Ako je zaštitni i funkcionalan neutralna žica kombiniraju se samo u dijelu kruga počevši od izvora napajanja ( transformatorska podstanica), onda je ovo već TN-C-S podsistem. Pa, u slučaju kada su nulte radne i zaštitne žice odvojene odvojenim žicama u cijeloj mreži, ovaj podsistem je označen kao TN-S. Smatra se poželjnijim za ukupnu sigurnost električne instalacije.

IT i TT sistemi

Sistem u kojem nema neutralnog uzemljenja ili je napravljen rezonantnim uzemljenjem označava se kao IT. U takvom sistemu metalni dijelovi električne opreme su uzemljeni odvojenim provodnicima povezanim na uređaje za uzemljenje.

Čvrsto uzemljeni sistem u kojem se metalni dijelovi električne opreme uzemljuju pomoću uređaja koji nisu ni na koji način povezani na nultu napajanja označen je TT i koristi se isključivo za mobilne prostore. U drugim slučajevima, takav sistem zahtijeva upotrebu

Uređaji za uzemljenje

Prema PUE, da bi se osoba zaštitila od opasnih napona, koristi se krug uzemljenja koji se montira električni priključak instalacioni delovi od provodljivih materijala i izolovani od delova pod naponom, sa uzemljenom elektrodom. Zauzvrat, uzemljivač je provodnik od metala, koji ima dobru električnu provodljivost i veliku površinu kontakta sa tlom. Sve zajedno - uzemljivač i žice koje ga električno povezuju sa dijelovima električnih instalacija i postoji uređaj za uzemljenje.

Ovisno o vrsti struje koja se koristi u električnim instalacijama do 1000 V, koriste se sheme uzemljenja sa čvrsto uzemljenim neutralnim ili izolovanim ( naizmjenična struja), čvrsto uzemljena ili izolirana središnja tačka (jednosmjerna struja). Neutral izvora napajanja (generatora ili transformatora) naziva se mrtvo uzemljenim ako je spojen direktno na uređaj za uzemljenje, a nul koji nije priključen na njega ili povezan preko uređaja s velikim otporom smatra se izoliranim.

Vrste uređaja za uzemljenje

Uzemljene elektrode dijele se na dvije vrste: umjetne i prirodne. Prva vrsta konstrukcija za uzemljenje uključuje upotrebu različitih metalni predmeti. Mogu biti uglovi, šipke i cijevi, dužine od najmanje dva i po metra i zakopane (ukopane) u zemlju. Između sebe su spojeni čeličnim trakama ili komadima metalne žice - žičane šipke - velikog promjera (najmanje 8-10 mm) zavarivanjem. Uzemljivači mogu biti i metalne i bakrene gume, te snopovi bakrene žice spojeni na dijelove električne opreme zavarivanjem ili vijcima.

Druga vrsta konstrukcija za uzemljenje uključuje korištenje građevinskih konstrukcija izrađenih od metala i pouzdano spojenih sa zemljom kao vodiča za uzemljenje. Sve armiranobetonske konstrukcije moraju imati metalne hipoteke za spajanje uzemljivača. U ovom slučaju, provodnici za uzemljenje se ne razlikuju od vodiča koji se koriste u umjetnim uzemljivačima.

Druga vrsta uređaja za uzemljenje je nuliranje. Ova vrsta zaštitnog uzemljenja sastoji se u povezivanju dijelova električnih instalacija izolovanih od struje sa uzemljenim neutralom kroz neutralnu žicu. Nuliranje osigurava pojavu kratkog spoja u slučaju zatvaranja bilo koje faze na kućište uređaja i omogućava efikasniji rad opreme za zaštitno isključivanje.

Zahtjevi za uređaje za uzemljenje

Svi uređaji koji se koriste za uzemljenje moraju biti u skladu sa standardima koje je odobrila država, građevinski kodovi i PUE. Njihov zadatak je osigurati sigurnost ljudi, zaštitu električnih instalacija i njihovih načina rada.

Ni u kojem slučaju više dijelova električne instalacije ne smije imati uzemljivače - svaki dio mora odgovarati samo jednom kabelu za uzemljenje čiji je poprečni presjek ne manji od onog navedenog u PUE. Provodnici za uzemljenje, postavljeni otvoreno, zaštićeni su od uticaja agresivnog okruženja farbanjem u crno.

Tehničko stanje uređaja za uzemljenje i provjera uzemljenja vrši se pregledom vidljivog dijela uređaja golim okom, pregledom s djelimičnim otvaranjem tla i mjerenjem parametara uređaja za uzemljenje. Vidljivi dio uređaji se pregledavaju jednom u šest mjeseci.

Zahtjevi za spojeve zaštitnih i uzemljivača

Svi spojevi uzemljivača i uzemljivača izvode se zavarivanjem. Kućišta električnih instalacija, strojeva i uređaja, glavni kontakt za uzemljenje na petlji uzemljenja i visokonaponski nosači vodova povezani su zavrtnjenim uzemljivačem. Uzemljivači se izrađuju od čeličnih ili bakrenih guma, kao i bakrenih snopova. Kabl za uzemljenje se može koristiti i kao uzemljivač. Za ove namjene koriste se bakreni i jednožilni bakar koji omogućavaju spojeve niskog otpora.

Mjerenje otpora uređaja za uzemljenje

Kako bi se osiguralo da otpor postojećeg uzemljivača odgovara zahtjevima pravila i propisa, provode se mjerenja postojećeg otpora. Zadatak ovakvog mjerenja je odrediti vrijednost otpora sistema uzemljenja na struju koja prolazi kroz njega do zemlje - takozvana struja širenja.

Mjerenja se provode u skladu sa potrebnim sigurnosnim standardima: izbjegavanje jednofaznog kratkog spoja i korištenje osobne zaštitne opreme, uključujući dielektrične rukavice i čizme, kao i izolacijski alat.

Oprema i sredstva za mjerenje otpora uzemljenja

Glavni instrument koji se koristi za mjerenje otpora strujama širenja je uzemljivač IS-10. Ovaj uređaj radi u pet mjernih opsega, što objašnjava njegovu široku primjenu. Minimalni raspon je otpor od 0,01 do 9,99 oma, a zatim slijede rasponi od 0,1-99,9 oma, 1-999 oma, 0,01-9,99 kOhma. Maksimalni otpor određen ovim uređajem je u rasponu od 1 do 999 mΩ. Daljinske strujne i potencijalne elektrode se koriste u kombinaciji sa instrumentom za mjerenja.

Treba napomenuti da mjerni krug uzemljenje se montira prema strogim pravilima - spojni provodnici uređaja, prije svega, na strujne i potencijalne elektrode, zatim na uređaj i, na kraju, na elektrodu uzemljenja.

Metode ispitivanja uzemljenja

Količina otpora struji širenja za različite uređaje za uzemljenje nije ista i ovisi o mnogim faktorima, kao što su tip električne instalacije, stanje tla na mjestu ugradnje ove instalacije i vrsta takvog uređaja koji se koristi.

Tehnika mjerenja sadrži dvije metode, koje su prikazane u pravilu koje vrijedi za IS-10 uređaje kada mjere otpor uzemljenja. Ako je otpor uređaja naveden u njegovom pasošu veći od 5 oma, koristi se trožilni krug. Ako su vrijednosti manje od ove vrijednosti, koristi se četverožilni krug.

U električnim instalacijama sa neutralnim uzemljenjem do 1 kV, kada nije moguće osigurati električnu sigurnost samo uz pomoć zaštitnog automatskog isključivanja, vrši se ponovno uzemljenje.

Ponovno uzemljenje je namjerno povezivanje u električnim instalacijama do 1 kV nule zaštitni provodnik(PE) strujnog kruga do uređaja za uzemljenje koji je električno povezan ili nije električno povezan s uređajem za uzemljenje izvora napajanja.

PUE-7 str.1.7.61

Ponovno uzemljenje električnih instalacija napona do 1 kV, napajanih nadzemnim vodovima, mora se izvršiti u skladu sa 1.7.102-1.7.103. Izraz “preporučeno” znači da ako postoji glavni sistem za izjednačavanje potencijala na koji su spojene strukture koje se koriste kao prirodne elektrode za uzemljenje, onda je ponovno uzemljenje omogućeno ovim prirodnim provodnicima uzemljenja, a električna instalacija vještačkog provodnika uzemljenja nije obavezna. Ponovno uzemljenje treba izvršiti na nadzemnim vodovima i granama od njih u skladu sa PUE-7, tačka 1.7.102 i tačka 1.7.103

PUE-7 str.1.7.102

PUE-7 str.1.7.103
1.7.103. Ukupni otpor širenja uzemljenih elektroda (uključujući prirodne) svih ponovnih uzemljenja PEN vodiča svakog nadzemnog voda u bilo koje doba godine ne bi trebao biti veći od 5, 10 i 20 Ohma, respektivno, pri naponu mreže od 660 , 380 i 220 V izvora trofazna struja ili 380, 220 i 127 V izvor jednofazna struja. U ovom slučaju, otpor širenja vodiča za uzemljenje svakog od ponovljenih uzemljenja ne bi trebao biti veći od 15, 30 i 60 ohma, respektivno, pri istim naponima. At otpornost zemlja ρ > 100 Ohm⋅m, dozvoljeno je povećanje naznačenih normi za 0,01ρ puta, ali ne više od deset puta.

Ponovno uzemljenje ožičenja se izvodi kako bi se smanjio kontaktni napon na otvorenim vodljivim dijelovima (metalni kućišta električne opreme itd.), kao rezultat toga, smanjuje se rizik od strujnog udara u slučaju jednofaznih kvarova na zemlji, na otvorenom ili trećem -partijski provodni dijelovi.

Ponovno uzemljenje se postavlja kako bi se spriječilo unošenje induciranih potencijala u električnu instalaciju zgrade putem vanjskih komunikacija koje ulaze u zgradu i kako bi se smanjio potencijal doveden u uzemljena kućišta električnih prijemnika kada je nulti radni provodnik napojnog voda slomljena.

Ako je ugrađeno ponovno uzemljenje, onda kada je odvojeni električni prijemnik kratko spojen na kućište, struja kratkog spoja prolazi ne samo kroz neutralni zaštitni vodič, već i djelomično kroz zemlju kroz otpor uzemljivača izvora napajanja i ponovno uzemljenje. Kao rezultat toga, napon u odnosu na tlo na tijelu oštećenog električnog prijemnika opada, a neutralni napon izvora napajanja raste. Odnos ovih napona je proporcionalan omjeru otpora odgovarajućih uzemljenih elektroda.

U distributivnim mrežama gradova, fabrika i industrijska preduzeća shema distribucije električni potencijali mnogo teže, jer se nekoliko električnih instalacija često napaja iz jednog transformatora, gdje se koriste za ponovno uzemljenje prirodne uzemljene elektrode, čiji je otpor praktično nemoguće uzeti u obzir proračunom. Stoga, u skladu sa PUE-7 klauzulom 1.7.61, tokom električnih mjerenja, otpor uzemljivača ponovnog uzemljenja nije standardiziran.

PUE-7
1.7.61. Prilikom korišćenja TN sistema preporučuje se ponovno uzemljenje PE i PEN provodnika na ulazu u električne instalacije zgrada, kao i na drugim pristupačnim mestima. Za ponovno uzemljenje prvo treba koristiti prirodno uzemljenje. Otpor uzemljivačke elektrode nije standardiziran. unutar velikog i višespratnice slična funkcija se obavlja izjednačavanjem potencijala povezivanjem nulte zaštitnog vodiča na glavnu sabirnicu uzemljenja.

Ponovno uzemljenje električnih instalacija napona do 1 kV, napajanih nadzemnim vodovima, mora se izvršiti u skladu sa 1.7.102-1.7.103.

Za samostalne električne prijemnike vanjska instalacija, kao i za zgrade ili objekte sa metalno kućište u njihovoj neposrednoj blizini, ponovno uzemljenje obavlja i funkciju izjednačavanja potencijala između vodljivih dijelova ovih konstrukcija dostupnih dodiru i zemlji, a također smanjuje moguće vrijednosti napona koraka.

Unutar zgrada zemljište obično nije dostupno. Opasnost od strujnog udara tokom jednofaznih kratkih spojeva u ovim uvjetima određena je vrijednošću razlike potencijala između provodnih dijelova koji su istovremeno dostupni dodiru, za smanjenje koje je potrebno izvršiti izjednačavanje potencijala na osnovu PUE -7, tačke 1.7.82 i 1.7.83.

PUE-7
1.7.82. Glavni sistem izjednačavanja potencijala u električnim instalacijama do 1 kV mora međusobno povezati sljedeće provodne dijelove (slika 1.7.7):

nulti zaštitni PE ili PEN provodnik napojnog voda u TN sistemu;
uzemljivač spojen na uređaj za uzemljenje električne instalacije, u IT i TT sistemima;
uzemljivač spojen na uzemljivač na ulazu u zgradu (ako postoji uzemljivač);
metalne komunikacijske cijevi koje su uključene u zgradu: dovod tople i hladne vode, kanalizacija, grijanje, opskrba plinom itd. Ako gasovod ima izolacioni umetak na ulazu u zgradu, na glavni sistem za izjednačavanje potencijala priključuje se samo onaj deo cevovoda koji je u odnosu na izolacioni umetak sa strane zgrade;
metalni dijelovi okvira zgrade;
metalni dijelovi sistema centralizirane ventilacije i klimatizacije. U prisustvu decentralizovanih sistema ventilacije i klimatizacije, metalne vazdušne kanale treba povezati na PE sabirnicu energetskih panela za ventilatore i klima uređaje;
uređaj za uzemljenje sistema gromobranske zaštite 2. i 3. kategorije;
uzemljivač funkcionalnog (radnog) uzemljenja, ako ga ima i nema ograničenja za priključenje radne mreže za uzemljenje na zaštitni uređaj za uzemljenje;
metalni omotači telekomunikacionih kablova.

Provodni dijelovi koji ulaze u zgradu izvana trebaju biti povezani što je bliže moguće mjestu njihovog ulaska u zgradu. Za spajanje na glavni sistem izjednačavanja potencijala, svi ovi dijelovi moraju biti povezani na glavnu magistralu uzemljenja (vidi 1.7.119-1.7.120) pomoću provodnika sistema za izjednačavanje potencijala.

PUE-7 str.1.7.83
1.7.83. Sistem dodatnog izjednačavanja potencijala mora međusobno povezati sve otvorene provodne dijelove stacionarne električne opreme koji su istovremeno dostupni na dodir i provodne dijelove trećih strana, uključujući metalne dijelove dostupne na dodir. građevinske konstrukcije zgrada, kao i neutralni zaštitni provodnici u TN sistemu i zaštitni provodnici uzemljenja u IT i TT sistemima, uključujući zaštitne provodnike utičnice. Za izjednačavanje potencijala mogu se koristiti posebno predviđeni provodnici ili otvoreni i provodni dijelovi trećih strana ako ispunjavaju zahtjeve 1.7.122 za zaštitne provodnike u pogledu provodljivosti i kontinuiteta električnog kola.

PUE-7, str 1.7.122
1.7.102. Na krajevima nadzemnih vodova ili ogranaka od njih dužine veće od 200 m, kao i na priključcima nadzemnih vodova u električne instalacije, u kojima se, kao mjera zaštite u slučaju indirektnog kontakta, automatsko isključivanje napajanja, mora se izvršiti ponovno uzemljenje PEN provodnika. U ovom slučaju, prije svega, treba koristiti prirodno uzemljenje, na primjer, podzemne dijelove nosača, kao i uređaje za uzemljenje predviđene za udare groma (vidi Poglavlje 2.4). Naznačena ponovljena uzemljenja se izvode ako u uslovima zaštite od udara groma nisu potrebna češća uzemljenja. Ponovno uzemljenje PEN provodnika u mrežama jednosmerna struja moraju biti izrađene pomoću posebnih umjetnih uzemljivača, kojih ne bi trebalo imati metalne veze sa podzemnim cjevovodima. Provodnici za uzemljenje za ponovno uzemljenje PEN provodnika moraju imati dimenzije ne manje od onih navedenih u tabeli. 1.7.4.

Glavni zadatak ponovnog uzemljenja nultog zaštitnog vodiča je smanjenje napona na otvorenim vodljivim dijelovima iu slučaju njegovog loma. Najopasniji slučaj je prekid neutralnog vodiča sa jednofazni kratki spoj na tijelu (tlu) iza mjesta loma. U tom slučaju, u nedostatku ponovljenog uzemljenja, napon na kućištima svih prijemnika iza tačke prekida dugo će biti blizu faze, budući da se takva oštećenja ne mogu automatski isključiti zaštitnim uređajima.

Mrežni krug sa čvrsto uzemljenim neutralnim elementom služi za zaštitu osobe od strujnog udara. U hitnim slučajevima, uzemljeni neutralan izjednačava potencijale, usled čega osoba dodiruje metalni dijelovi električna oprema postaje sigurna.

Zaštitni uređaj će također igrati ulogu vanredne situacije isključivanjem napajanja, jer se tokom kratkih spojeva povećava struja u mreži.

Uređaj i princip rada

Prehrana potrošača električna energija proizveden od energetskih transformatora i generatora. Najčešće su namotaji tri faze ovih uređaja povezani prema zvjezdanoj shemi, u kojoj zajednička tačka je neutralan. Ako je ovaj nul spojen na uzemljenje preko malog otpora, ili direktno, direktno u blizini izvora napajanja, onda se naziva čvrsto uzemljenim nultom.

Koriste se i drugi načini rada nule sa uzemljenjem, u zavisnosti od načina rada mreže tokom kvarova na zemlji, potrebnih metoda zaštite osobe od električnog udara, metoda za ograničavanje prenapona:

Sa efektivno uzemljenim neutralom.
Sa neuzemljenim neutralnim.
Kompenzirano neutralno.

Ovi načini se koriste za električnih uređaja 6 kilovolti ili više. koristi se do 1 kV, i nije našla široku primjenu. Ima bezbedan rad samo mobilni uređaji u kojima je nemoguće napraviti petlju uzemljenja.

Ugradnja kompenzacijskih uređaja na nulu omogućava smanjenje kapacitivne struje kratkog spoja uređaja koji rade s naponom većim od 1 kV. Kompenzacija se vrši pomoću induktora, zbog čega struja u tački kvara postaje nula. Za efikasan rad zaštita, koristi se neutralno uzemljenje sa otpornikom. Formira se aktivni dio struja na kojoj radi zaštitni relej.

Čvrsto utemeljena neutralna je najviše efikasan način zaštitite ljude od strujnog udara. Koristi se u većini električne mreže ishrana. Napon između faza naziva se linearnim, a između faze i nule - faznim. Nazivni napon električnu instalaciju određuje prema linearnu vrijednost voltaža. Može biti 220, 380, 660 volti. U kućnim energetskim mrežama napon je 380 volti.

Monofazni potrošači su ravnomjerno povezani između faza i nule. na trafostanici ima petlju za uzemljenje. To uključuje metalni dijelovi međusobno povezani i ukopani u zemlju. Dimenzije kola se određuju uzimajući u obzir efektivnu distribuciju struje duž tla tokom kratkog spoja.

Operativnost uzemljenja određena je vrijednošću otpora širenja struje. Dozvoljene vrijednosti ovog parametra navedene su u pravilima o električnim instalacijama. Za električne podstanice otpor uzemljenja ne bi trebao biti veći od 4 oma pri naponu od 380 volti.

Petlja uzemljenja spojena je na neutralnu sabirnicu napravljenu u obliku metalne trake. Na njega je spojena neutralna žica transformatora. Takođe, na njega su spojene jezgre kablova koje idu do potrošača. Faze su povezane na prekidači, kontakti osigurača.

Koračni napon djeluje na sljedeći način. Ako neizolirani vodič pod naponom leži na mokrom betonskom podu, vrlo je opasno prići mu. Napetost se odmiče od njega u talasima, poput krugova na vodi. Ako stopala osobe uđu u ovu zonu, dolazi do strujnog udara.

Kako bi zaštitili ljude od stepena napona, ugrađuju se u pod prostorije metalna mreža, koji u različitim mjestima spojen na petlju za uzemljenje. Na taj način se noge osobe šuntiraju metalnim okovom mreže, a glavni dio električne struje prolazi pored osobe.

PUE zahtjevi

Uzemljenje mora biti spojeno na uređaj posebnim vodičem. Da biste skratili put toka električne struje i smanjili troškove, odaberite mjesto neposredno pored izvora napona, kao što je transformator. Postoji ograničenje da ako je uzemljiva elektroda postojeći betonski temelj, onda na armaturu betonska podloga od metala, veza se vrši na dva ili više mjesta.

Sličan broj priključaka napravljen je i na metalnim okvirima koji se nalaze duboko u zemlji. U takvim uslovima, sistem uzemljenja je u stanju da efikasno zaštiti osobu od neprijatnih situacija.

Ako transformatori koji se nalaze na različitim katovima zgrade djeluju kao izvori napajanja, tada se vrši veza s neutralom odvojena žica koji je povezan sa metalni okvir cijelu zgradu.

Krug za uzemljenje ne smije sadržavati osigurače, osigurače i druge komponente koje mogu prekinuti kontinuitet ovog kola. Poduzimaju i pomoćne mjere koje sprječavaju mehanička oštećenja.

Neka PUE ograničenja

Ako se postavlja na radni, zaštitni ili neutralni vodič, onda se žica uzemljenja elektrode montira odmah iza ovog uređaja, na neutralni vodič.
Otpor uređaja za uzemljenje u mreži od 220 volti ograničen je na maksimalnu vrijednost od 4 oma, s izuzetkom posebnih svojstava zemlje, koja stvaraju povećan otpor od više od 100 oma po metru.
na nadzemnim dalekovodima uzemljenje se postavlja na kraju i na ulazu voda za dupliranje uzemljenja. Ovo omogućava efikasan rad zaštitnih uređaja. Ovo pravilo se koristi kada nema potrebe za instalacijom veliki broj uređaji koji mogu eliminisati prenapon tokom udara groma.
Prilikom odabira provodnika za uzemljivač potrebno je primijeniti standarde za najmanje dopuštene dimenzije i materijal provodnika koji se koriste za ponovno uzemljenje položenih u zemlju. Na primjer, ako se koristi čelični ugao, onda njegova debljina stijenke mora biti najmanje 4 mm. Ukupna površina poprečnog presjeka za žice za uzemljenje povezane na glavnu sabirnicu, u skladu s klauzulom 1.7.117 PUE, mora biti:

10 mm 2 - bakrena žica.
16 mm 2 - aluminijski provodnik.
75 mm 2 - čelični provodnik.

Električna mašina instalirana radi zaštite mora imati brzinu odziva na kratki spoj više od 0,4 s na 220 volti.

IN kućnu mrežu prema klauzuli 7.1.36 Kodeksa električnih instalacija, potrebno je postaviti mrežu do potrošača od zajedničkih štitova sa tri vodiča: faza, radna nula i zaštitno uzemljenje (uzemljena neutralna). Međutim, u mnogim stanovima ovaj zahtjev se često krši, što potvrđuje i nepostojanje kontakta za uzemljenje u utičnicama.

star regulatorni zahtjevi za domaće objekte određene su za neznatne kapacitete. Danas je snaga kućnih električnih uređaja značajno porasla. Apartmani imaju klima uređaje. ploče za kuhanje, peći koji imaju veću snagu.

Za poboljšanje efikasnosti zaštite u moderni apartmani preduslov je prisustvo uzemljenja. U novim stambenim zgradama, neutralno uzemljenje je već uključeno u standardne projekte. U starim zgradama dobri vlasnici postavljaju uzemljenje tokom velikih popravki.