Pozemní uzemňovací systémy: odrůdy, rozdíly a designové prvky
Mechanické systémové zařízení: schémata, parametry použité materiály a příslušenství - teorie a praxe od uživatelů .
Jak důležitý je pro soukromý dům nebo chalupa správně namontovaný uzemňovací systém, již bylo řečeno. Proto se opakujte o nebezpečí úrazu elektrickým proudem v domě, který není připojen k uzemňovacímu obvodu, neexistuje žádná zvláštní potřeba. A pokud si přejete maximalizovat bezpečnost svého obývacího prostoru, pak informace uvedené v tomto článku nepochybně budou pro vás užitečné.
Typy uzemnění pro soukromý dům
V závislosti na konstrukčních funkcích se aplikují různé uzemňovací systémy vhodné pro dům elektrické vedení. Rozlišují se následující odrůdy: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT a T. D. Soukromé domy a chaty se obvykle zapojují dva typy uzemňovacích systémů: TN-C-S a TT. A pokud ve vašem domě není země, pak tyto systémy jsou nejjednodušší, aby byly v praxi nejjednodušší, je to jejich mnoho řemeslníků, kteří se vytvoří, kdo bude diskutován v tomto článku.
Stručně vysvětlete, jaká písmena ve jménu systémů znamená:
Jednoduše řečeno, pokud písmena TN jsou první v označení, pak mluvíme o systému s neslyšící uzemnění napájecího zdroje a elektrický systém spotřebiče je spojen s neutrálou pomocí nulových a ochranných vodičů. Jak jsme říkali, uzemňovací systémy jsou několik odrůd:
Uzemnění ve všech systémech kategorie TN se provádí přes trafostanici, zatímco systém TT zahrnuje vytvoření zemní smyčky přímo v blízkosti domu. O tom, který ze dvou systémů je lepší - TN-C-S nebo TT, se můžete dohadovat dlouho? Proto ihned pojmenujeme úskalí těchto dvou systémů.
Pokud uvažujete o vytvoření systému TN-C-S, pak byste se měli nejprve ujistit, že elektrické vedení, které dodává elektřinu do vašeho domova, je spolehlivé. Koneckonců, stav příměstských elektrických vedení (a ve většině případů jsou vzduchem) ponechává mnoho přání. Nikdo zároveň nezaručí, že jednoho krásného dne se v důsledku nehody na lince (například když se pod její tíhou nakloní chatrná podpěra) nepřipojí holý nulový vodič k fázovému vodiči. Výsledkem je, že z transformátoru vyhoří nula a dostaneme smrtící napětí, které „kráčí“ po těle domácích elektrických spotřebičů.
U schématu TN-C-S musíte být buď zcela přesvědčeni o bezpečnosti a spolehlivosti vodiče PEN, který k vám přichází po ulici, nebo musíte tuto bezpečnost zaručit vlastním uzemněním. V typickém stavu místních leteckých sítí si člověk může být jistý pouze opakem: nespolehlivostí PEN. A vybudování uzemnění, které vydrží nulový proud mnoha sousedů v případě přerušení neutrálu a velké fázové nevyváženosti zátěží, je velmi obtížný a nákladný úkol.
Vysvětlíme si: PEN je kombinovaný pracovní nulový (N) a ochranný nulový (PE) vodič spojující trafostanici s úvodním domovním štítem.
Použití kabelu SIP jako součásti přívodního vedení samozřejmě poskytuje určité záruky bezpečnosti, ale při nevyhovujícím stavu zemních podpěr lze všechny tyto záruky zpochybnit. Jednoduše řečeno, je možné vytvořit uzemňovací systém typu TN-C-S pouze s plnou důvěrou ve spolehlivost napájecího vedení.
Pokud jde o nevýhody systému typu TT: systémy prezentovaného typu vyžadují povinnou přítomnost RCD nebo diferenciálních automatů v zemním obvodu, u kterých by měla být pravidelně kontrolována funkčnost. Zároveň pro zajištění bezpečného provozu musí být CT vybaveno systémy vyrovnávání potenciálů a umělou zemní smyčkou, jejíž vytvoření vyžaduje čas, úsilí a určité náklady.
V praxi vždy výhodněji vypadá vytvoření systému TN-CS, ale pokud je stav proudových přívodních vedení pochybný (přívodní vedení je tvořeno holými vodiči, jsou pozorovány jeho časté lomy, vzduchové podpěry jsou ve špatném stavu , atd.). d.) jako spolehlivější alternativu se doporučuje vytvořit CT systém.
Stručně o systému TN-S
Pokud je k domu připojen systém TN-S, stačí vybavit vstupní stínění zemnicí sběrnicí, ke které by měl být připojen vstupní zemní vodič PE a ochranné vodiče vedoucí k domácím spotřebičům. Vodič PE lze připojit k opakované zemní smyčce. Vrátíme se k otázce, jak to udělat.
U TN-S přichází ke spotřebiteli pět vodičů s oddělenými PE a N. V takovém systému není potřeba nic sdílet.
Mluvíme o rozdělení příchozího nulového vodiče, který je dodáván spotřebiteli v systémech TN-C a je rozdělen při vytváření systému TN-C-S. Podobné rozdělení je znázorněno na schématu.
Návrh systému TN-C-S
Pokud je systém TN-C vhodný pro váš domov, pokud jste ověřili bezvadný stav přívodního vedení a ujistili se, že jako přívodní vodič je použit kabel SIP, můžete začít vytvářet zemnící systém typu TN-C-S.
Ve vstupním stínění je provedeno oddělení vodiče na ochranný vodič PE (má žlutozelenou barvu) a nulový vodič (má modrou barvu).
Ve stínění je opětovné uzemnění připojeno k systému.
V souladu s aktualizovaným vydáním pravidel PUE musí být oddělení vodiče PEN provedeno před vstupním spínacím jističem a před elektroměrem. Zároveň je přísně zakázáno zařazovat do obvodu vodičů PEN a PE ochranná a spínací zařízení. Můžete přerušit pouze obvod vodiče N (PUE 1.7.145).
Vodiče PEN a PE jsou neoddělitelné! Všechna spínací zařízení (automatická. vypínače, vypínače, tašky, měřící zařízení atd. P.) musí být na lince vodiče N (je možné jej „roztrhnout“ a někdy je to nutné).
Oddělení vodiče PEN se provádí podle následujícího schématu:
Pro oddělení by měly být použity dvě sběrnice: hlavní uzemnění (GZSH) a nula (N). Hlavní zemnící sběrnice je přes stínící těleso připojena k přídavnému zemnícímu obvodu, přičemž je k ní připojen vstupní kabel PEN a připojeny zemnící svorky zásuvek instalovaných v domě. Na sběrnici N jsou připojeny: elektroměr, jističe a silové svorky domovních odběrných míst.
Hlavní zemní sběrnice se po propojce spojující GZSH a N stane sběrnicí PE. Právě k PE je připojena další zemnící smyčka a ochranné vodiče, které vedou k zemnicím svorkám zásuvek.
Ve skutečnosti by fyzicky a organolepticky měly být dvě pneumatiky - PE (GZSh) a N. PEN se dělí podle „pravidla ruského písmene H“ - tak vypadá správné dělení. Napájecí PEN se může dostat na kterýkoli konec svislé tyče (sběrnice) a tato pomlčka za propojkou bude vždy PE. Druhá svislá čára bude vždy N (celkem skrz). Skokan je prostě skokan. PE je uzemněno a na této sběrnici budou spínány ochranné vodiče a N slouží jako vodič zátěžového proudu. Po oddělení by se neměli spojovat.
Oddělení je jasněji znázorněno na fotografii.
V souladu s pravidly PUE se doporučuje, aby hlavní zemní sběrnice byla vyrobena z mědi. V tomto případě je použití ocelových pneumatik povoleno a montáž hliníkových pneumatik je přísně zakázána. Pneumatiky GZSh a N jsou zpravidla vyrobeny ze stejného materiálu.
Nula (N) z oddělovací sběrnice jde do 2-pólového vstupního stroje a poté do čítače. Od pultu nula - ke spotřebitelům. Dvojité automaty nejsou potřeba (kromě úvodního). PEN je třeba před ním rozdělit. S fází je vše jednoduché: jde k úvodnímu stroji, pak k pultu, pak ke skupinám spotřebitelů.
Hlavní požadavky na jednotku pro oddělení vodičů PEN jsou následující:
- Nulová oddělovací sběrnice N musí být bezpodmínečně instalována na izolátor, to znamená, že musí být izolována od stínícího tělesa, ke kterému je dodatečně připojena PE sběrnice (koneckonců, po oddělení by se tyto dvě sběrnice neměly nikde dotýkat);
- Všechny vodiče vhodné pro oddělení přípojnic musí být upevněny pevnými šroubovými spoji, které zajistí spolehlivé spojení a možnost odpojení jednotlivých vodičů;
- Průřez GZSH musí být větší nebo roven průřezu napájecího vodiče PEN.
Jako ochranné vodiče PE se doporučuje používat specializované dráty. Jsou-li vodiče PE a fázové vodiče vyrobeny ze stejného materiálu, bude závislost minimálního průřezu PE na průřezu fázového vodiče následující.
Znak "£" v tomto případě znamená - "≤".
Pokud jsou ochranné a napájecí vodiče vyrobeny z různých materiálů, musí být průřez PE ve své vodivosti ekvivalentní průřezu fázových vodičů uvažovaných v tabulce.
Minimální průřez přizpůsobeného vodiče v systému TN-C musí splňovat následující hodnoty: 10 mm² pro měděné vodiče a 16 mm² pro hliník. Pokud je průřez vodiče menší, pak je zakázáno jej oddělovat! V tomto případě byste se měli uchýlit k vytvoření systému TT.
Zařízení pro opětovné uzemnění a zbytkový proud v systémech TN-C-S
Pokud chcete sebe a svou rodinu co nejvíce chránit před poškozením svodovými proudy, pak by měl být zemnící systém TN-C-S vybaven proudovými chrániči (RCD) nebo diferenciálními jističi. V souladu s doporučeními aktualizovaného vydání PUE (ed.7) Systémy typu TN vybavené proudovými chrániči (RCD) musí být připojeny k novému uzemnění, které je namontováno u vchodu do domu.
Zejména je požadováno opakované uzemnění na koncích venkovních vedení a odboček z nich delších než 200 m, jakož i na vstupech venkovních vedení k elektroinstalacím, u kterých jako ochranné opatření před úrazem elektrickým proudem s nepřímým kontaktu, dojde k ochrannému automatickému vypnutí.
Pokud ve vašem systému nejsou použity proudové chrániče a ve vzdálenosti 200 m od vašeho štítu již došlo k opětovnému uzemnění, není třeba vytvářet dodatečné uzemnění u vchodu do domu.
Pokud již ve vzdálenosti 200 m od vstupu dochází k opětovnému uzemnění, nebo je vstup proveden kabelem uloženým v zemi, není nutné znovu uzemňovat.
Pokud jde o proudové chrániče: pro dodatečnou ochranu proti svodovým proudům při nepřímém dotyku otevřených povrchů elektrických spotřebičů se doporučuje zavést do obecného napájecího obvodu proudové chrániče (RCD) nebo diferenciální automaty. Taková ochrana funguje na slabé svodové proudy, vypíná napájení ze sítě (svodové proudy, i přes jejich malou velikost, mohou být pro člověka nebezpečné). Jejich instalace je vhodná z toho důvodu, že klasické jističe pracují pouze na zkratové proudy.
V moderních systémech je obvyklé instalovat RCD dvou různých jmenovitých hodnot: obecný požární RCD, který pracuje se svodovým proudem 100 mA, stejně jako jeden (nebo několik) RCD připojený k řadě zásuvek a spouštěný proudem. 30 mA nebo 10 mA.
RCD připojené k domácím spotřebičům, které přímo interagují s vodou (pračky, myčky nádobí, ohřívače vody atd.). d.), by měl reagovat na svodový proud - 10 mA. RCD se zpravidla neinstalují na řadu osvětlovacích systémů.
V důsledku toho budeme mít takové schéma.
Funkce ochranných zařízení nebo diferenciálních jističů musí být pravidelně kontrolována (například jednou měsíčně). K tomu jsou na těle zařízení speciální tlačítka - „test“.
Opětovné uzemnění zahrnuje připojení těla vstupního stínění k zemní smyčce.
V souladu s pravidly PUE (odst. 1.7.102) ve střídavých sítích s napětím do 1 kV, podzemní konstrukce elektrických sloupů, kovové vodovodní potrubí, zemnící obvody hromosvodů apod. lze použít jako opakovanou zemnící smyčku pro systémy TN-C-S. d. Tyto položky by měly být použity jako první. Pokud to není možné, vytvoří se umělá kontura.
Ve stejnosměrných sítích musí být zemnící vodiče připojeny k umělé zemnící smyčce, která by neměla být připojena k podzemnímu potrubí.
Vrátíme se k otázce návrhu umělé zemní smyčky.
Průřez vodičů spojujících stínění a zemní smyčku v sítích s pevně uzemněným neutrálem a s napětím do 1 kV musí splňovat následující parametry.
Pokud je použit hliníkový vodič, jeho plocha musí být minimálně 16 mm².
Systém vyrovnání potenciálu
Po vytvoření uzemňovacího systému vybaveného automatickými vypínacími zařízeními se v domě objeví ochranný vodič, který spojuje všechny prvky napájecího systému. Tento vodič představuje potenciální hrozbu. Dojde-li totiž k poškození jakéhokoli spotřebiče, přenáší se nebezpečný potenciál do těla všech nepoškozených elektrospotřebičů. Bude tam přítomen, dokud nebude spuštěn proudový chránič, což vytváří nebezpečí s přímým kontaktem. Pro snížení stanoveného napětí v objektu je nutné vytvořit systém vyrovnání potenciálu (PSE) schopný vyrovnat potenciál všech jeho vodivých částí (stavební konstrukce, inženýrské sítě atd.). d.).
Systém vyrovnání potenciálu není nezávislým měřítkem ochrany, ale jeho přítomnost při použití automatického vypnutí je povinná.
SUP je druh mřížky vodičů (PE), která spojuje všechny vodivé prvky objektu přes GZSH, tedy přes jeho PE část. Spojení PE přípojnice a vodivých částí budovy je provedeno radiálně (na každou uzemněnou konstrukci je připojen samostatný PE vodič). Více o návrhu hlavního (SUP) a doplňkového (SUP) systému vyrovnání potenciálu se dozvíte v příslušné sekci .
TT uzemňovací systém
Pokud jste došli k závěru, že není vhodné ani nebezpečné připojovat systém TN-C-S k vaší domácnosti, pak jedinou alternativou, která vám umožní zajistit vlastní bezpečnost, je vytvoření systému TT. Její schéma vypadá takto:.
Jak vidíte, GZSH a zemnící vodiče nejsou nikde připojeny ke vstupnímu vodiči PEN a nulovému vodiči - N.
Použití ochranných zařízení RCD nebo diferenciálních jističů jako součásti systému TT je předpokladem pro jeho bezpečný provoz. Provozní charakteristiky ochranných zařízení v tomto systému odpovídají parametrům RCD pro systémy TN-C-S.
Také v systémech TT by měl být vytvořen hlavní systém vyrovnání potenciálu (OSUP). V ideálním případě je BPCS vytvořen jako kompletní s dalším systémem (DSUP).
Pokud je systém TT připojen ke kovovému stínění, pak musí být všechny vodiče ve stínění dvojitě izolované. Jako alternativu ke kovovým štítům můžete použít plastové štíty.
Kovové stínění je uzemněno. Provádíme dvojitou izolaci ve stínění a provádíme opatření proti přímému a nepřímému kontaktu (např. nulová sběrnice bude v izolační krabici). Pokud je štít plastový - ještě lepší (existují nějaké pro ulici).
Pro spolehlivější izolaci vodičů v místech jejich průchodu tělem kovového štítu lze použít speciální textolitové průchodky.
GZSH pomocí měděného drátu je připojen k vodiči vedoucímu k umělé zemní smyčce. Ve stínění jsou PE vodiče připojeny k zemní sběrnici, pocházející od domácích spotřebitelů a ze systémů vyrovnávání potenciálu.
Podzemní prvky spojující zemní smyčku se stíněním je vhodné vyrobit z oceli (například z pásu). Použití holých hliníkových vodičů je v tomto případě zakázáno.
Výpočet a vytvoření zemní smyčky
Jak víte, nebezpečný potenciál, který se vyskytuje v ochranném vodiči PE při průrazu fázového napětí do krytu domácího spotřebiče, je nasměrován do oblasti s nejmenším odporem. A aby při dotyku osoby s otevřenými částmi elektroinstalace, které chrání lidi před úrazem elektrickým proudem, mohlo napětí nadále jít do země, musí mít zemnící smyčka nízký odpor. Výpočet zemní smyčky se proto redukuje na určení odporu proti šíření proudů na uzemňovacím zařízení. Tento indikátor závisí na několika faktorech:
- Z oblasti uzemňovacích prvků.
- Ze vzdálenosti mezi nimi.
- Z hloubky jejich ponoření do země.
- Z vodivosti půdy.
Pro uzemňovací systémy TT instalované v sítích s napětím do 1 kV a vybavené ochrannými zařízeními RCD platí pravidla PUE (článek 1.7.59) vytvořit následující vztah: RaIa <50 V. Kde:
- Ia - minimální proud nastavení RCD (v našem případě je to 10 nebo 30 mA);
- Ra je celkový odpor všech prvků uzemňovací soustavy.
V souladu se vzorcem pro RCD s nastavením 30A by tato hodnota neměla překročit - 1660 ohmů (minimální požadavek na systém TT). Takové hodnoty, regulované pravidly EIC, mohou být zavádějící. Proto se v praxi mnoho lidí snaží získat odpor zemní smyčky, který nepřesahuje 4 ohmy (což splňuje požadavky na zemní smyčku napájecího zdroje).
Zpravidla stačí ke splnění minimální podmínky odporu zemní smyčky zarazit do země jeden kovový roh nebo kolík o délce 2 ... 2,5 m. V praxi se pro zajištění spolehlivější ochrany používá více ochranných tyčí (nejčastěji 3) stanovené délky najednou.
Ve vzdálenosti 90 cm od základu pásu a rovnoběžně s ním se kladivem zatlučou tři zemnící elektrody. Hloubka - 2,8 m, vzdálenost mezi nimi - 3,5 m.
A zde je příklad úspěšné ochrany skládající se z jediné zemnící tyče.
Dokázal jsem narazit 6 elektrod o délce 1,5 m do jednoho bodu, ale pomohla mi Makita, převzatá z práce pro tento podnik. Najeto 0,2 m pod nulou. Zemní odpor jsem neměřil, ale praxe používání takových elektrod jako zemních elektrod ukazuje, že elektroda dlouhá 9–10 m dává na našich půdách méně než 4 ohmy.
Pokud máte pochybnosti o počtu a délce elektrod, pak je nejlepší kontaktovat specialisty, aby vypočítali zemní smyčku. Tyto parametry lze také získat od sousedů, kteří mají platnou zemní smyčku, schválenou dozorovými orgány k provozu po provedení příslušných měření odporu.
Pokud jde o minimální rozměry průřezu vertikálních elektrod: lze je převzít z již známé tabulky.
V praxi se jako elektrody nejčastěji používají hladké ocelové tyče o průměru minimálně 16 mm nebo špičaté rohy (50x50). Pro vázání elektrod se používá ocelový pásek o rozměrech 4x40 nebo 5x40.
Uzemnění jsem dokončil zatlučením tří 3metrových tvarovek (d16mm). Zemina - mokrá těsná plastická hlína. Poté svařováním spojil zemnící elektrody s ocelovou pneumatikou 4x40 mm.
Elektrody můžete umístit jak v řadě, tak v rozích geometrických tvarů (například v rozích trojúhelníku). V každém případě je jejich umístění určeno pohodlím instalačních prací a dostupností volného místa.
Vzdálenost mezi elektrodami je určena faktorem využití tyče, který je - 2,2. To znamená, že aby systém pracoval s maximální účinností, vzdálenost mezi dvěma stejnými elektrodami nesmí být menší než 2,2 délky každé z nich (ve všech směrech). Se zmenšováním této vzdálenosti (a v praxi se to nejčastěji děje) se bude snižovat účinnost systému.
Před zahájením instalačních prací se odstraní horní vrstva půdy a poté se na označených místech elektrody ucpou.
Horní konce elektrod jsou svázány páskem nebo ocelovou tyčí a spojeny svařováním.
V konečné fázi je zemnící smyčka připojena k elektrickému panelu.
Všechna spojení v konstrukci zemní smyčky musí být provedena svařováním.
Pro ty, kteří se chtějí dozvědět více o praktickém vývoji v oblasti budování domácích uzemňovacích systémů, je na našem portálu téma věnované této problematice. Jak nainstalovat uzemňovací systém a jaké materiály by měly být použity, se můžete dozvědět na základě praktických zkušeností uživatelů . Ve videu - jak správně vytvořit systém napájení a další inženýrské komunikace ve venkovském rámovém domě.
