Uzemljenje električnih instalacija dijeli se na dvije glavne vrste - funkcionalno radno i zaštitno. U nekim izvorima postoje dodatne vrste uzemljenja, kao što su mjerni, kontrolni, instrumentalni i radio.

Radno ili funkcionalno uzemljenje

AT odjeljak PUE u stavu broj 1.7.30 data je definicija radnog uzemljenja: „radno uzemljenje je uzemljenje jedne ili više tačaka strujnih delova električne instalacije, koje nije u bezbednosne svrhe“.

Takvo uzemljenje podrazumijeva električni kontakt sa zemljom. Neophodan je za normalan rad električne instalacije u normalnom režimu.

Svrha funkcionalnog uzemljenja

Da biste razumjeli šta se naziva radnim uzemljenjem, treba znati njegovu osnovnu svrhu - otklanjanje opasnosti od strujnog udara u slučaju da osoba dođe u kontakt sa tijelom električne instalacije ili njenim strujnim dijelovima, koji u ovog trenutka su pod tenzijom.

Takva zaštita se koristi u mrežama sa trofaznim sistemom distribucije struje. Izolirani neutral je potreban za električnu mrežu u kojoj napon ne prelazi 1 kV. U mrežama sa naponom preko 1 kV, zaštitno uzemljenje se može izvesti bilo kojim neutralnim režimom.

Kako funkcionira zaštitno (funkcionalno) uzemljenje

Princip rada funkcionalnog uzemljenja je smanjenje napona između tijela koje je uslijed nepredviđene nezgode napajano i uzemljenja na sigurnu vrijednost za čovjeka.

Ako tijelo električne instalacije, koje je pod naponom, nije opremljeno funkcionalnim uzemljenjem, tada je dodir osobe jednak kontaktu s faznom žicom.

Ako se uzme u obzir da je otpor cipela osobe koja je dodirnula električnu instalaciju i pod na kojem stoji zanemariv u odnosu na tlo, tada struja može dostići opasnu vrijednost.

At ispravan rad funkcionalno uzemljenje, struja koja prolazi kroz osobu će biti sigurna. Napetost tokom dodira će takođe biti zanemarljiva. Glavni dio električne energije će ići kroz uzemljivač do zemlje.

Razlike između radnog i zaštitnog uzemljenja

Radno i zaštitno uzemljenje razlikuju se prvenstveno po namjeni. Ako je prvi neophodan za ispravan i nesmetan rad električne opreme, onda drugi služi za zaštitu ljudi od oštećenja.Također štiti opremu od kvarova u slučaju kvara nekog električni aparat na tijelu. Ako je zgrada opremljena gromobranom, ova vrsta uzemljenja će zaštititi uređaje od preopterećenja u slučaju udara groma.

Radno uzemljenje električnih instalacija, u slučaju pojave, imat će ulogu zaštitne, ali je njegova glavna funkcija osigurati ispravan nesmetan rad električne opreme.

U nepromijenjenom obliku, funkcionalno uzemljenje se koristi samo na industrijskih objekata. AT stambene zgrade koristi se uzemljivač, koji je spojen na utičnicu. Međutim, u kući postoje kućanski aparati koji su prepuni potencijalnu opasnost za potrošača, tako da neće biti suvišno koristiti ih uzemljenje

Kućanski aparati koje je potrebno priključiti na funkcionalno uzemljenje:

1. Mikrovalna.
2. Pećnica i šporet koji rade na struju.
3. Veš mašina.
4. Sistemski blok personalnog računara.

Dizajn uzemljenja

Radno uzemljenje su gvozdene igle zabijene u zemlju, koje igraju ulogu provodnika, do dubine od oko 2-3 metra.

Takve metalne šipke povezuju terminale za uzemljenje električne opreme sa sabirnicom za uzemljenje, formirajući tako metalnu vezu.

U svakoj stambenoj zgradi postoji metalni priključak. Zavareno je gvozdena struktura, koji povezuje gornje krajeve uzemljenih elektroda jedan s drugim. Ona je odvedena uvodni štit kuće za daljnju distribuciju po stanovima.

Kao uzemljivač koristi se sabirnica ili žica s poprečnim presjekom od najmanje 4 kvadratna metra. mm, obojene žutim i zelenim prugama. Kabl se uglavnom koristi za prijenos funkcionalnog uzemljenja sa sabirnice na sabirnicu.

Iz sigurnosnih razloga, elektronska otpornost metalne veze uzemljenja se povremeno testira. Mjeri se od terminala za uzemljenje električne instalacije do petlje uzemljenja koja je najudaljenija od njega. Otpor u bilo kojem dijelu radnog tla ne smije biti veći od 0,1 oma.

Čemu služi nekoliko uzemljivača?

Električna instalacija ne može biti opremljena samo jednim uzemljivačem, jer je tlo nelinearni provodnik. Otpor uzemljenja u velikoj meri zavisi od napona i površine kontakta sa umetnutim radnim iglicama za uzemljenje. Za jedan uzemljivač, površina kontakta sa zemljom neće biti dovoljna da osigura nesmetan rad električne instalacije. Ako instalirate 2 uzemljivača na udaljenosti od nekoliko metara jedan od drugog, tada se pojavljuje dovoljna površina ​​kontakta sa zemljom. Međutim, treba imati na umu da je nemoguće širiti metalne dijelove tla predaleko, jer će veza između njih biti prekinuta. Kao rezultat toga, postojaće samo dvije elektrode za uzemljenje odvojeno instalirane u tlu, koje nisu ni na koji način povezane jedna s drugom. Optimalna udaljenost između dvije uzemljene petlje je 1-2 metra.

Kako ne uzemljiti

Prema stavu 1.7.110 PUE, zabranjeno je koristiti bilo koju vrstu cjevovoda kao radno tlo. Osim toga, zabranjeno je izvoditi kabel za uzemljenje van i spajati ga na nepripremljenu kontaktnu ploču na sabirnici. Takva zabrana se objašnjava činjenicom da svaki metal ima svoj individualni potencijal. Kada su izloženi vanjski faktori nastaje galvanska para koja doprinosi procesu elektroerozije. Korozija se može širiti ispod omotača žice za uzemljenje, što povećava rizik od topljenja kada se velike struje dovedu na petlju uzemljenja u slučaju nesreće. Specijalno zaštitno mazivo sprječava uništavanje metala, ali djeluje samo u suhoj prostoriji.

PUE takođe zabranjuje naizmenično uzemljenje električnih instalacija međusobno, povezivanje više od jednog kabla na jednu sabirnicu uzemljenja. Ako se takva pravila zanemare, onda će u slučaju nesreće na jednoj instalaciji to ometati rad susjeda. Ova pojava se naziva električna nekompatibilnost. At pogrešna veza Radni uzemljivači radi otklanjanja nedostataka su opasni po život.

Zahtjevi za konstrukcije uzemljenja

Da biste razumjeli što se naziva radnim uzemljenjem, kao i koji zahtjevi vrijede za takve konstrukcije, trebali biste znati da je za zaštitu ljudi od strujnog udara, čiji napon ne prelazi 1000 V, potrebno uzemljiti apsolutno sve metalne dijelove električne opreme. Važno je da sve konstrukcije izgrađene za potrebe uzemljenja ispunjavaju sve sigurnosne standarde potrebne kako bi se osigurao normalan rad mreža i dodatnih osigurača od mogućeg preopterećenja.

Opasnost od kontakta s dijelovima pod naponom

Kada osoba dođe u kontakt sa strujnim dijelovima električnog kola ili sa metalne konstrukcije koji su pod naponom zbog oštećenja izolacijskog sloja kabela, može doći do strujnog udara. Nastala povreda se manifestuje u obliku opekotina kože. Od takvog udarca osoba može izgubiti svijest, moguć je zastoj disanja i srca. Postoje slučajevi kada strujni udar pri niskom naponu dovede do smrti osobe.

Mere predostrožnosti od strujnog udara

Kako bi se ljudi što više zaštitili od kontakta sa strujnim dijelovima električne instalacije, kao i njenim metalnim dijelovima, potrebno je potpuno izolirati opasan predmet. Da biste to učinili, postavite razne ograde oko električnih instalacija.

Zaštitne mjere u električnim instalacijama. Zaštitne mjere za indirektan kontakt

važna mjera, osiguravajući električnu sigurnost osoblja koje servisira električne instalacije, je zaštitno uzemljenje ili uzemljenje metalnih nestrujnih (konstruktivnih) dijelova električnih instalacija i električne opreme koji nisu normalno pod naponom, ali mogu biti pod naponom u odnosu na zemlju u hitnim režimima ( u slučaju oštećenja izolacije).

uzemljenje je namjerno električno povezivanje bilo koje tačke u mreži, električne instalacije ili opreme sa uređajem za uzemljenje.

Uzemljenje se deli na:

1. radno tlo;
2. zaštitno uzemljenje.

PUE daje sljedeće osnovne definicije u vezi sa uzemljenjem:

Radno uzemljenje naziva se uzemljenje tačke ili tačaka strujnih delova električne instalacije, koje se vrši radi obezbeđivanja rada električne instalacije (da bi se obezbedio ispravan rad instalacije u normalnom i vanrednom režimu).

Radno uzemljenje se može izvesti direktno ili preko posebnih uređaja (otpornici, odvodnici, prigušnici, itd.)

Zaštitno uzemljenje u električnim instalacijama napona do 1 kV naziva se namjerno spajanje otvorenih vodljivih dijelova sa čvrsto uzemljenim neutralom generatora ili transformatora u trofaznim strujnim mrežama, sa čvrsto uzemljenim izlazom jednofaznog izvora struje, sa uzemljenom izvornom tačkom u mrežama jednosmerna struja izvedeno u svrhu električne sigurnosti.

Nulti zaštitni provodnik- zaštitni provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, dizajniran za spajanje otvorenih provodnih dijelova na čvrsto uzemljenu nulu izvora napajanja.

Nulti radni (neutralni) provodnik (N)- provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, predviđen za napajanje električnih prijemnika i priključen na uzemljeni nul generatora ili transformatora u trofaznim strujnim mrežama, sa uzemljenim izlazom jednofaznog izvora struje.

Uređaj za uzemljenje- set uzemljivača i uzemljivača.

Provodnik uzemljenja- provodnik koji povezuje tačku uzemljenja sa uzemljujućom elektrodom.

uzemljivač - provodni dio ili skup međusobno povezanih provodnih dijelova koji su u električnom kontaktu sa zemljom direktno ili preko srednjeg provodnog medija.

Napon uređaja za uzemljenje - napon koji nastaje kada struja teče iz uzemljene elektrode u zemlju između tačke ulaza struje u uzemljujuću elektrodu i zone nultog potencijala.

Otpor uređaja za uzemljenje - odnos napona na uređaju za uzemljenje i struje koja teče iz uzemljivača u zemlju.

Uzemljenje se koristi za pretvaranje zemljospoja u zemljospoj kako bi se smanjio napon na kućištu na uzemljenje na sigurnu vrijednost.

Zaštitno uzemljenje

Glavna namjena zaštitno uzemljenje:

1. otklanjanje opasnosti od strujnog udara u slučaju kontakta sa tijelom ili drugim metalnim dijelovima električne instalacije koji ne nose struju koji su pod naponom.

Zaštitno uzemljenje se koristi u 3-faznim mrežama do 1 kV s izolovano neutralno i u mrežama iznad 1 kV sa bilo kojim neutralnim režimom. Šematski dijagram zaštitnog uzemljenja prikazan je na sl. 4.7.

Sl.4.7. Šematski dijagrami zaštitno uzemljenje (a) u mreži sa izolovanim neutralnim elementom i (b) u mreži sa uzemljenom neutralom.
1 - kućišta zaštitne opreme;
2 - zaštitno uzemljenje;
3 - provodnik za uzemljenje radnog neutralnog uzemljenja izvora struje; R3 i Ro - zaštitni i radni otpori uzemljenja.

Princip rada zaštitnog uzemljenja zasniva se na smanjenju napona između kućišta pod naponom i uzemljenja na sigurnu vrijednost.

Objasnimo ovo na primjeru mreže do 1 kV sa izolovanim neutralnim elementom.

Ako tijelo električne opreme nije uzemljeno i u kontaktu je s fazom, tada je dodirivanje takvog tijela osobe jednako dodiru fazna žica. U ovom slučaju, struja koja prolazi kroz osobu može se odrediti formulom (2.5).

Sa niskim otporom cipela, poda i izolacije žice u odnosu na tlo, ova struja može dostići opasne vrijednosti.

Ako je kućište uzemljeno, tada struja koja prolazi kroz osobu na R o= R n = 0 se može odrediti iz sljedećeg izraza:

(4.1)

Ovaj izraz se dobija na sledeći način:

iz uzemljenog kućišta (slika 4.8), struja teče u zemlju kroz uzemljujuću elektrodu ( I) i preko osobe ( I h). Ukupna struja je data sa:

gdje:
R ukupno - ukupan otpor paralelno povezanih R i R h:

Sl.4.8. O pitanju principa rada zaštitnog uzemljenja u mreži sa izolovanim neutralnim elementom.

Iz dijagrama na sl. 4.8

I h × R h \u003d I s R s = I ukupno × R ukupno., gdje će struja kroz ljudsko tijelo biti:

nakon izvođenja najjednostavnijih transformacija, dobijamo izraz (4.1).

Na malom R u odnosu na R h i R out ovaj izraz je pojednostavljen:

(4.2)

gdje:
R- otpor uzemljenja tijela, Ohm

At R= 4 oma, R h\u003d 1000 Ohm, R out\u003d 4500 Ohm, struja kroz ljudsko tijelo bit će:

Ova struja je sigurna za ljude.

Napon dodira u ovom slučaju će također biti beznačajan:

U pr=I h × R h = 0,00058×1000=0,58V

Što manje R- što se bolje koriste zaštitna svojstva zaštitnog uzemljenja.

ARShch, MRSch, Rshch

Koji su zahtjevi za projektovanje električnih instalacija u pogledu zaštite od strujnog udara

Ono što se zove zaštitno nuliranje

Zaštitno uzemljenje u električna kola s uzemljenim neutralnim elementom ne može uvijek osigurati sigurnost njihovog rada, jer veličina hitne struje koja se prenosi na kućište u slučaju kvara izolacije ne može uzrokovati trenutni rad osigurača zbog otpora (iako beznačajnog) uzemljenja elektroda. Tako će neko vrijeme, sasvim dovoljno za strujni udar, tijelo opreme, koje osoba slučajno dodirne, biti pod naponom sve dok se ručno ne isključi. Stoga se u takvim instalacijama umjesto uzemljenja koristi druga vrsta zaštite - nuliranje.

Nuliranje naziva se spajanje kućišta i drugih metalnih dijelova električne opreme, obično bez napona, na više puta uzemljenu neutralnu žicu mreže napajanja. Uvođenje neutralne žice u krug povećava struju koja teče Zaštitni uređaj i da to radi.

U slučaju kratkog spoja na kućište tokom kvara izolacije, struja kratkog spoja (Ik) će proći između nulte i fazne žice, pod čijim uticajem će se, naravno, istopiti osigurači i napajanje oštećenog objekat će se zaustaviti.

U instalacijama sa uzemljenim neutralnim elementom, provodljivost neutralne žice je najmanje polovina provodljivosti fazne žice.

Treba napomenuti da, pošto Pravila Registra Ukrajine Zabranjena je upotreba na brodovima trofaznih sistema naizmjenične struje sa uzemljenim neutralom, nuliranje je našlo primenu samo u obalnim preduzećima pomorskog saobraćaja.

Rice.

Navedite tehničke načine za osiguranje električne sigurnosti

Zaštitni uređaj za isključivanje omogućava brzo (ne više od 0,1 s) automatsko isključivanje dijela za hitne slučajeve ili kruga u cjelini u slučaju opasnosti od strujnog udara za osobu. Zaštitno isključivanje se koristi u slučajevima kada uređaj za uzemljenje predstavlja određene poteškoće (na primjer, u mobilnim instalacijama, ručni električni alati itd.). Osim toga, zaštitni automatski uređaji jamčiti brzo isključenje hitnog dijela kruga kada se u njemu promijene neki električni parametri; napon kućišta prema zemlji, struja zemljospoja, fazni napon prema zemlji, rezidualna struja itd.

Princip rada uređaja zaštitno isključivanje se zasniva na korištenju opasnih promjena u jednom od gore navedenih parametara kao impulsi okidanja.

Zaštitni uređaji za rastavljanje koji se koriste kao automatsko sredstvo zaštite ili u kombinaciji sa zaštitnim uzemljenjem konstruktivno su izrađeni u obliku raznih automatskih prekidača, kontaktora opremljenih relejem za isključivanje. Elementi uređaja su: senzor (relej) koji opaža promjenu električni parametar i pretvaranje u bilo koji signal; senzorski pojačavač signala, samokontrolni krug električnog kruga uređaja; signalne lampe; merni instrumenti; prekidač.

Razmotrite princip rada uređaja za isključivanje koji reagira na promjenu napona na tijelu električnog uređaja u odnosu na tlo. Ovaj uređaj, koji je dodatna sredstva zaštita zajedno sa zaštitnim

Rice.

uzemljenje, dizajnirano da eliminira rizik od strujnog udara kada se na uzemljenom kućištu pojavi povećani električni potencijal.

Uređaj se sastoji od senzora (releja maksimalnog napona P) povezanog serijski sa štićenim objektom - kućištem motora M i pomoćnim uzemljivačem (R e.v). Ovaj uzemljivač treba da se nalazi na udaljenosti od 15-20 m od zaštitnog uzemljivača (Rz). Jezgro okidača dr je spojeno na prekidač AT.

Rad uređaja je sljedeći: kada se na kućištu motora pojavi opasan potencijal, a zaštitno svojstvo redovno uzemljenje, ograničavajući ovaj potencijal na određenu vrijednost. Ako je ova vrijednost viša od maksimalno dozvoljenog nivoa, tada će relej maksimalnog napona uređaja za isključivanje odmah proraditi. Kada su kontakti releja P zatvoreni, struja će teći kroz okidač. Pod uticajem elektromagnetnog polja koje je nastalo u zavojnici, jezgro se uvlači, delujući na prekidač B. Krug je prekinut, a deo za hitne slučajeve se isključuje. Automatsko isključenje iz mreže hitne instalacije kao dio strujnog kola eliminira opasnost od strujnog udara za osobu u slučaju slučajnog kontakta sa opasno područje lancima. Pouzdanost prekidača je određena njihovom visokom osjetljivošću, brzim odzivom, kao i otpornošću na fluktuacije parametara okoline (vibracije, nagib, vlažnost, temperatura zraka, itd.).

Za sprječavanje električnih ozljeda i nesreća na brodovima koriste se različiti štitnici (poklopci, kućišta, rešetke), blokade, krajnje sklopke i uređaji za ručno sigurnosno isključivanje.

Električna blokada se koristi za automatsko isključivanje električnih uređaja u slučaju pogrešnih radnji osoblja, prilikom uklanjanja ograda, poklopaca i kapaka, omogućavajući pristup po život opasnom području. Upotrebljavaju se granični prekidači električne struje strukturni dijagrami teretne grane, dizalice i drugi uređaji gdje, u cilju izbjegavanja hitne slučajeve potrebno je ograničenje kretanja njihovih elemenata. Prije početka radova na održavanju sklopnih uređaja sa automatski pogon i daljinskog upravljača, kako bi se spriječilo njihovo pogrešno ili slučajno uključenje, potrebno je ukloniti osigurače svih faza upravljačkih i strujnih kola i okačiti pločice na tipkama i tipkama daljinski upravljač: "Ne pali - ljudi rade!".

Postoje mnoge zablude o uzemljivanju.

Najčešće nastaje zabuna između onoga što se zove zaštitna i neutralna žica.

U stvari, iako se neutralna žica može kombinirati s uzemljenjem, ovo su dva različita koncepta.

Također, ponekad se uzemljenje miješa sa zaštitom od groma.

Ne treba vjerovati u priče da je neko tamo ušrafio sijalicu, gurnuo prst u uložak, šokirao se i preživio, što znači da je 220 volti bezopasan napon.

U ovom slučaju struja je ulazila i izlazila kroz isti prst, a i tu je vjerovatno došlo do opekotine.

Prilikom prolaska kroz srce, mozak, kičmenu moždinu i druga tkiva i organe, ozbiljne posljedice su neizbježne.

Često brkaju neutralnu žicu i ono što se zove zaštitno uzemljenje električne instalacije.

Nemojte brkati ova dva koncepta. Nulta i fazna žica u mreži naizmjenična struja obavljaju funkciju dovoda električnog potencijala u strujni krug i zatim - odabir ostatka potencijala.

Međutim, teoretski, ništa ne sprječava uzemljenje nule, jer ona ni na koji način ne sudjeluje u opskrbi električnom energijom. Samo se to mora učiniti prema posebnim zahtjevima - obično se takvo uzemljenje izvodi u blizini izvora napajanja električnom energijom i akreditirano je od strane stručnjaka.

Zaštitni krugovi uzemljenja

1. Izolovani nul sa nezavisnim uzemljenjem ili IT krugom. Shema je jednostavna - na ulaz se dovode fazne žice i nula, od kojih je uzemljenje neovisno. Kućište uređaja je pojedinačno uzemljeno, od njega se uzemljuje posebna žica. Shema je prilično jednostavna za implementaciju, ali daje mnogo lažnih pozitivnih rezultata. Dovoljno pouzdan sa niskim kvalitetom električnih vodova. U ovom slučaju, žica za uzemljenje se zove " zaštitna nula“, i nula - “radna nula”.
2. Uzemljena neutralna sa nezavisnim uzemljenjem, ili TT-kolo. Neutral je uzemljen u blizini izvora, kao što je sklop transformatora. Kućište uređaja je također uzemljeno. Pouzdaniji od IT šeme
3. Uzemljeno neutralno sa spojenim uzemljenjem ili TN-kolo. Svojevremeno je to bilo predloženo početkom 20. vijeka i još uvijek je najčešće. U instrumentima koji imaju ugrađeno kolo osigurača, ovo uzemljenje će uzrokovati da osigurač pregori. Za kompleks kućanskih aparata ova shema je pouzdanija od prethodne dvije. Postoje tri implementacije:

• TN-C dijagram. Zaštitna žica za uzemljenje od samog potrošača ide do neutralne žice za uzemljenje. Zahtijeva dodatnu žicu sa trenutne distribucijske tačke, dobra kvaliteta mreže, ali prilično pouzdan. Neutralna žica može biti bilo koje debljine.
• TN-S šema. Žica za uzemljenje iz kućišta spojena je na nulu ispred RCD-a, što osigurava otkrivanje curenja tokom kvara na kućište, ali sa manjom efikasnošću nego u TN-S krugu zbog dodatnog otpora neutralne žice i prisustvo drugih struja u njemu. Prema proračunima, neutralna žica bi trebala biti čak i deblja od žice za uzemljenje.
• TN-CS dijagram. Žica za uzemljenje proteže se na određenoj udaljenosti do neutralnog izvora, koji je uzemljen, a zatim se povezuje na njega. To osigurava manji utjecaj stranih struja u neutralnom dijelu na rad RCD-a i manju potrošnju žice u mreži. Neutralna žica je napravljena malo manja nego u prethodnom slučaju.

Greške prilikom postavljanja uzemljenja

Sam način uzemljenja je prilično jednostavan i opisan je u relevantnom standardu - tamo se debljina provodnika bira prema snazi ​​uređaja, prema uslovima - dubini do koje je položen u zemlju i kako se je povezan sa njim. Ima smisla razmotriti greške u povezivanju:

• Ugradnja žice za uzemljenje u uređaj do utikača. Ova greška je navedena prva jer je najopasnija. Mnogi ljudi brkaju ono što se naziva zaštitno uzemljenje električne instalacije i priključak na kućište i pokušavaju implementirati shemu uzemljenja direktno u kućište instalacije. Teoretski, ako je nultra uzemljena, uzemljenje je spojeno na nju, čini se da sve radi. Ali ako razmislite o tome, utikač se može uključiti u utičnicu na dva načina. U prvom je sve u redu, u drugom dolazi faza iz utičnice! I odmah se stvara opasna situacija.
• Direktan izlaz radne neutralne žice na masu kroz RCD. Dovest će do trajnog rada RCD-a.
• Ugradnja osigurača, prekidača ili osigurača na žicu za uzemljenje. Kada se uzemljenje aktivira, velika struja teče do osigurača. Istovremeno se odmah topi, a tlo potpuno prestaje funkcionirati - ostaje puno na kućištu uređaja, RCD neće reagirati na to, stvara se opasna situacija.

Možete pogledati video o tome kako napraviti zaštitno uzemljenje u privatnoj kući i na selu:

Funkcionalno uzemljenje.. Zaštitno uzemljenje.. Izvori smetnji u mrežama uzemljenja.. Načini zaštite opreme od smetnji.. Izolovana neutralna mreža.. Galvanska izolacija napajanja.. Izolacijski transformator.. Elektromagnetska kompatibilnost opreme (EMC).. Opcije funkcionalnog uzemljenja. .. Rekonstrukcija postojećih objekata .. Projektovanje novih objekata .. Samostalno funkcionalno uzemljenje .. Glavna sabirnica uzemljenja (GZSH) .. Sabirnica funkcionalnog uzemljenja (SHFZ) .. Zona nultog potencijala .. Zaštitna sabirnica PE .. Funkcionalna sabirnica FE . . Sabirnica za izjednačavanje potencijala .. Funkcionalni otpor uzemljenja.. Opravdanost projektnih odluka.. Funkcionalna kutija za uzemljenje..

Funkcionalno (radno) uzemljenje se koristi za normalan rad električne instalacije ili opreme, tj. za njihov normalan rad, a ne u svrhu električne sigurnosti, stoga je njegova upotreba kao jedinog sistema uzemljenja strogo zabranjena.

Ova vrsta uzemljenja se može kombinovati sa zaštitnim uzemljenjem ili izvoditi kao dodatak njemu na osnovu zahteva proizvođača opreme, kupca ili regulatornih dokumenata.

Zaštitno uzemljenje je često izvor prenapona i konduktivnih smetnji u niskostrujnim automatskim upravljačkim sistemima, mernim, informacionim ili drugoj opremi osetljivoj na smetnje, što podstiče pretragu efikasne načine zaštita slična oprema od razne vrste smetnje i prenapona.

Načini zaštite informacione opreme od smetnji

1. Mreža sa izolovanom neutralnom. Radikalno rješenje gore opisanih problema sa smetnjama na zaštitnom uzemljenju je korištenje galvanske izolacije za napajanje (IT - mreža) sa odvojenim uzemljenjem energetskih i mjernih dijelova sistema, čime se eliminiše protok interferentnih struja iz napajanja. tlo.
Implementacija galvanske izolacije može se izvesti pomoću izolacionog (izolacionog) transformatora ili korišćenjem autonomnih izvora napajanja: galvanskih baterija i baterija.

Osnovna ideja galvanske izolacije leži u činjenici da je u električnom kolu potpuno eliminisan put kroz koji je moguć prijenos provodljivih smetnji. Budući da u takvoj mreži nema galvanske veze između zemlje, faze i nule, zatvorena strujna petlja sa zemljom se ne formira i dodirivanje bilo kojeg od izlaza snage izolacionog transformatora je sigurno. Struje curenja u zemlji su mikroamperi, što je mnogo manje od nivoa sigurnosnih struja i ne predstavlja prijetnju za ljude.
Izolacijski transformator je također dobra zaštita od prenapona, udara groma, što pruža više pouzdane performanse povezana oprema.
Dakle, visoka pouzdanost, električna sigurnost i otpornost na buku mreža sa izolovanim neutralnim elementom je njihova neosporna prednost.
Kako god, primjena izolacijskih transformatora sa sistemima za nadzor izolacije (IIS) zahteva dosta novca i postoji legitimno pitanje o primjerenosti takvih troškova. Ova tema je vredna toga.

2. Elektromagnetna kompatibilnost opreme (EMC).

U većini slučajeva, kvarovi i kvarovi u radu sistema automatizacije, računarske i mjerne opreme mogu se izbjeći poštovanjem zahtjeva za elektromagnetsku kompatibilnost opreme i pravila za uzemljenje takvih sistema:

Upotreba opreme koja ispunjava zahtjeve relevantnih standarda elektromagnetne kompatibilnosti (EMC);
Primjena uređaja za zaštitu od prenapona u strujnim krugovima napajanja;
Pričvršćivanje metalnih omotača kablova na kombinovani sistem izjednačavanja potencijala;
Razdvajanje energetskih i signalnih kablova i ispravno izvođenje njihova raskrsnice;
Upotreba signalnih i informacijskih kablova koji ispunjavaju zahtjeve proizvođača za elektromagnetnu kompatibilnost;
Energetski i signalni kablovi moraju biti odvojeni od donjih provodnika sistema za zaštitu od groma na minimalnom rastojanju ili zaštitom u skladu sa IEC 62305-3.
Napajanje niskostrujnih mikroprocesorskih uređaja mora biti obezbeđeno iz izvora neprekidnog napajanja (UPS) sa linijskim filterima koji potiskuju buku.
Eksterne proširene mreže za napajanje moraju biti položene kablom sa zaštitnim omotačem spojenim na postojeću zaštitnu petlju uzemljenja.
Spajanje funkcionalnih i zaštitnih uzemljivača radi izjednačavanja potencijala između njih treba izvršiti u jednoj tački na SUP ili GZSH sabirnici - struje curenja duž PE provodnika ne bi trebalo da padaju na ekrane kablova.

3. Pravilno uzemljenje. Ovo je jedan od glavnih i dostupne metode smanjenje impulsnog šuma i prenapona, koji dovode do kvarova u radu niskostrujne mikroprocesorske opreme. Pravilno uzemljenje obično odlučuje b o većina pitanja smanjenja prenapona i smetnji.

4. Izjednačavanje potencijala između uređaja za uzemljenje različitih namjena je glavni uvjet za osiguranje električne sigurnosti osoblja. U prostorijama namijenjenim za rad opreme osjetljive na smetnje, potrebno je napraviti sistem za izjednačavanje potencijala. Na unutrašnjem obodu zgrade treba da se nalazi prstenasti spojni provodnik povezan sa glavnim uzemljenjem. Prstenasti provodnici za izjednačavanje potencijala također moraju biti smješteni na svakom spratu. Prikazan je primjer unutrašnje konture sistema izjednačavanja potencijala duž perimetra zgrade pirinač. jedan.

Rice. jedan

Funkcionalne opcije uzemljenja

1. Rekonstrukcija postojećih objekata. U ovom slučaju, prema uslovima rada informacione opreme, često je potreban uzemljivač niskog otpora, koji se izvodi uz postojeće zaštitno uzemljenje električne instalacije zgrade.
Prema PUE 1.7.55 " Prije svega, moraju se poštovati zahtjevi za zaštitno uzemljenje.". Drugim riječima, na prvom mjestu treba biti zaštita života i zdravlja ljudi. Shodno tome, funkcionalna sabirnica uzemljenja (SFZ) mora biti povezana sa zaštitnom zemljom na glavnoj sabirnici uzemljenja (GZSH) glavnog sistema za izjednačavanje potencijala električne instalacije zgrade, kao što je prikazano na pirinač. 2.

Ova shema uzemljenja omogućava vam da osigurate električnu sigurnost u skladu sa zahtjevima GOST R 50571-4-44-2011 (IEC 60364-4-44), kao i PUE Ch. 1.7 pod uslovom da je postojeće zaštitno uzemljenje izvedeno u potpunosti u skladu sa JKP.
Iskustvo rekonstrukcije postojećih objekata pokazuje da se kod gotovo svih objekata, a posebno onih koji su u eksploataciji 10 i više godina, konstatuju jedan ili drugi nedostaci u uzemljivanju: korozija uređaja za uzemljenje, neusklađenost sa zahtjevima za otpornost uzemljivača, neusklađenost sa zahtjevima elektromagnetne kompatibilnosti...
Stoga prije instaliranja informatičke opreme potrebno je pregledati uređaje zaštitnog uzemljenja. Pregled uređaja za uzemljenje uključuje: vanjski pregled, otvaranje (po potrebi) provodnika koji se nalaze u zemlji, kao i set mjerenja parametara uređaja za uzemljenje.
Prema rezultatima mjerenja potrebno je izvršiti odgovarajuću količinu posla kako bi se vratili parametri zaštitnog uzemljenja, što bi se trebalo kombinovati sa ugradnjom funkcionalnog uzemljenja i prelaskom (ako je potrebno) na TN-S ili TN-C-S sistem napajanja.

Funkcionalno uzemljenje niskog otpora u ovom slučaju, poželjno je izvesti prema shemi uzemljenja "snopa", koja osigurava stabilan rad oprema. U skučenim uslovima moguće je koristiti kompozitnu, duboko uzemljenu elektrodu.

Funkcionalno tlo ima svoje zahtjeve za otpornost uzemljenja, koji odgovaraju zahtjevima proizvođača opreme ili uredbi odjela. Na primjer, za računarsku tehnologiju i informatiku, prema CH 512-78 otpor uzemljenja ne smije biti veći od 1 oma, za visoko osjetljivu medicinsku opremu u skladu sa Vodič za dizajn za SNiP 2.08.02-89- ne više od 2 oma, itd.

2. Projektovanje novih objekata.
Rice. 3

Prilikom projektovanja novih objekata to postaje moguće izvršiti uzemljivač za ponovno zaštitno uzemljenje na ulazu u električnu instalaciju zgrade na potreban funkcionalni otpor uzemljenja , koji se mora koristiti istovremeno za sve vrste građevinske opreme.
Šema uređaja za uzemljenje ponavljano zaštitno uzemljenje do potrebnog funkcionalnog otpora uzemljenja prikazano je na pirinač. 3.
U zgradi ugrađena je glavna sabirnica uzemljenja (GZSH), na koju su priključeni: uzemljivač ponovljenog zaštitnog uzemljenja, PEN provodnik, provodnik sistema za izjednačavanje potencijala, PE sabirnica napojnog voda u TN sistemu, uzemljenje uređaj gromobranskog sistema 2. i 3. kategorije, kao i funkcionalno uzemljenje sabirnice (SFZ).

Takva šema je nedavno postao široko rasprostranjen u projektovanju novih objekata i odgovara visoki nivo električna sigurnost.

3. Nezavisno funkcionalno uzemljenje. Ponekad se funkcionalni uzemljivač mora postaviti zasebno, izvan zone uticaja prirodnih i veštačkih uzemljivača električne instalacije zgrade.

Izvođenje funkcionalnog uzemljenja, koje nije povezano sa zaštitnim uzemljivačem i glavnim sistemom izjednačavanja potencijala zgrade, treba smatrati kao poseban slučaj ,u kojem se moraju preduzeti posebne mjere zaštite ljudi od strujnog udara, isključujući mogućnost istovremenog kontakta sa dijelovima priključenim na sistem izjednačavanja potencijala električne instalacije zgrade i dijelovima opreme priključenim na samostalni uređaj za uzemljenje funkcionalnog uzemljenja.

Uvijek postoji mogućnost potencijalne razlike između odvojenih sistema uzemljenja, ako su ti sistemi uzemljenja unutar zone različitog od nule potencijala. Opasna razlika potencijala može nastati, na primjer, kada dođe do kratkog spoja na kućište električne opreme u TN-S mreži (prije nego što se sistem zaštite aktivira), kada se aktivira zaštita od groma (korak napona), kada je izložena vanjskom elektromagnetna polja itd.
U pogledu električne sigurnosti Dozvoljena je opcija nezavisnog funkcionalnog uzemljenja (nije spojeno na zaštitni uređaj za uzemljenje). i m, ako se oprema napaja izolacijskim transformatorom ili su uzemljivači za različite namjene na takvoj udaljenosti da između njih postoji zona nultog potencijala. Udaljenost između ove dvije elektrode za uzemljenje mora biti ≥ 20 m.
Više o geografski bliskim i nezavisnim uređajima za uzemljenje pogledajte članak Shema nezavisnog funkcionalnog uzemljenja prikazana je u pirinač. 4.

Potreba za nezavisnim funkcionalnim uređajem za uzemljenje može nastati, na primjer, kada proizvođač informacijske opreme direktno ukaže na potrebu za autonomnim uzemljenjem (oprema ne radi bez zasebnog "funkcionalnog uzemljenja"). U ovom slučaju, proizvođač obezbjeđuje dva uzemljiva autobusa u ormaru opreme:
zaštitni PE;
funkcionalni F.E.
Funkcijska šina FE izolovan od kabineta. Na njega su pričvršćeni oklopi signalnih (kontrolnih) kablova. FE sabirnica je povezana bakarnim izoliranim kabelom (da bi se izbjegao kontakt sa metalnim konstrukcijama zgrade) poprečnog presjeka od najmanje 1x25 mm2 sa uzemljivačem udaljenim od zaštitnog (ili bilo kojeg drugog) uzemljivača na udaljenosti od najmanje 20 m. Zaštitno uzemljenje kućišta ormara vrši se PE provodnikom do izjednačavanja potencijala sabirnice spojenog na glavnu sabirnicu uzemljenja. Imajte na umu da ovu FE sabirnicu unutar ormarića obezbjeđuje sam proizvođač opreme.

Ilustracije radi na pirinač. 5 data je varijanta nezavisnog funkcionalnog uzemljenja, koji nije povezan sa uređajem za uzemljenje zaštitnog uzemljenja.

Rice. 5

Opravdanost projektnih odluka

Da biste izbjegli komplikacije sa odobrenjem i isporukom projekta, morate biti pažljivi prilikom dobijanja tehničkih specifikacija za dizajn. Ako se u objektu koji se projektuje koristi oprema osjetljiva na smetnje, morate odmah zatražiti od kupca ili proizvođača pasoš za ovu opremu, gdje treba opravdati potrebu za samostalnim uređajem za uzemljenje i zahtijevati funkcionalni otpor uzemljenja. naznačeno. Pasoši (sertifikati) za upotrebljenu opremu su priloženi projektu i služe kao obrazloženje za projektne odluke u svim fazama odobrenja projekta.
Nezavisno funkcionalno uzemljenje izvodi se prema shemi na pirinač. 4.

Ako proizvođač opreme nije osigurao nezavisni funkcionalni uzemljivač, tada se u ovom slučaju funkcionalno uzemljenje mora izvesti prema jednoj od shema ( pirinač. 2, 3) uzimajući u obzir zahtjeve za elektromagnetnu kompatibilnost. U ovom slučaju, izolirana funkcionalna sabirnica za uzemljenje može se ugraditi u zasebnu kutiju za uzemljenje, što isključuje istovremeni kontakt s dijelovima koji mogu biti pod opasnom razlikom potencijala ako je izolacija oštećena.
Primjer takva funkcionalna kutija za uzemljenje je prikazana na pirinač. 6.

Zaštitne mjere u električnim instalacijama. Zaštitne mjere za indirektan kontakt

Važna mjera za osiguranje električne sigurnosti osoblja koje servisira električne instalacije je zaštitno uzemljenje ili nuliranje metalnih nestrujnih (konstruktivnih) dijelova električnih instalacija i električne opreme koji nisu normalno pod naponom, ali mogu biti pod naponom u odnosu na zemlju u slučaju opasnosti. načini rada (u slučaju oštećenja izolacije).

uzemljenje je namjerno električno povezivanje bilo koje tačke u mreži, električne instalacije ili opreme sa uređajem za uzemljenje.

Uzemljenje se deli na:

1. zaštitno uzemljenje.

PUE daje sljedeće osnovne definicije u vezi sa uzemljenjem:

Radno uzemljenje naziva se uzemljenje tačke ili tačaka strujnih delova električne instalacije, koje se vrši radi obezbeđivanja rada električne instalacije (da bi se obezbedio ispravan rad instalacije u normalnom i vanrednom režimu).

Radno uzemljenje se može izvesti direktno ili preko posebnih uređaja (otpornici, odvodnici, prigušnici, itd.)

Zaštitno uzemljenje u električnim instalacijama napona do 1 kV naziva se namjerno spajanje otvorenih vodljivih dijelova sa čvrsto uzemljenim neutralom generatora ili transformatora u trofaznim strujnim mrežama, sa čvrsto uzemljenim izlazom jednofaznog izvora struje, sa uzemljenim izvorom u mrežama istosmjerne struje, izvedeno u svrhu električne sigurnosti.

Nulti zaštitni provodnik- zaštitni provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, dizajniran za spajanje otvorenih provodnih dijelova na čvrsto uzemljenu nulu izvora napajanja.

Nulti radni (neutralni) provodnik (N)- provodnik u električnim instalacijama do 1 kV, predviđen za napajanje električnih prijemnika i priključen na uzemljeni nul generatora ili transformatora u trofaznim strujnim mrežama, sa uzemljenim izlazom jednofaznog izvora struje.

Uređaj za uzemljenje- set uzemljivača i uzemljivača.

Provodnik uzemljenja- provodnik koji povezuje tačku uzemljenja sa uzemljujućom elektrodom.

uzemljivač - provodni dio ili skup međusobno povezanih provodnih dijelova koji su u električnom kontaktu sa zemljom direktno ili preko srednjeg provodnog medija.

Napon uređaja za uzemljenje - napon koji nastaje kada struja teče iz uzemljene elektrode u zemlju između tačke ulaza struje u uzemljujuću elektrodu i zone nultog potencijala.

Otpor uređaja za uzemljenje - odnos napona na uređaju za uzemljenje i struje koja teče iz uzemljivača u zemlju.

Uzemljenje se koristi za pretvaranje zemljospoja u zemljospoj kako bi se smanjio napon na kućištu na uzemljenje na sigurnu vrijednost.

Zaštitno uzemljenje

Glavna svrha zaštitnog uzemljenja:

1. otklanjanje opasnosti od strujnog udara u slučaju kontakta sa tijelom ili drugim metalnim dijelovima električne instalacije koji ne nose struju koji su pod naponom.

Zaštitno uzemljenje se koristi u 3-faznim mrežama do 1 kV sa izolovanim neutralnim i u mrežama iznad 1 kV sa bilo kojim neutralnim režimom. Šematski dijagram zaštitnog uzemljenja prikazan je na sl. 4.7.

Sl.4.7. Šematski dijagrami zaštitnog uzemljenja (a) u mreži sa izolovanim neutralnim elementom i (b) u mreži sa uzemljenim neutralom.
1 - kućišta zaštitne opreme;
2 - zaštitno uzemljenje;
3 - provodnik za uzemljenje radnog neutralnog uzemljenja izvora struje; R3 i Ro - zaštitni i radni otpori uzemljenja.

Princip rada zaštitnog uzemljenja zasniva se na smanjenju napona između kućišta pod naponom i uzemljenja na sigurnu vrijednost.

Objasnimo ovo na primjeru mreže do 1 kV sa izolovanim neutralnim elementom.

Ako tijelo električne opreme nije uzemljeno i u kontaktu je s fazom, tada je dodirivanje takvog tijela osobe jednako dodiru fazne žice. U ovom slučaju, struja koja prolazi kroz osobu može se odrediti formulom (2.5).

Sa niskim otporom cipela, poda i izolacije žice u odnosu na tlo, ova struja može dostići opasne vrijednosti.

Ako je kućište uzemljeno, tada struja koja prolazi kroz osobu na R o= R n = 0 se može odrediti iz sljedećeg izraza:

Ovaj izraz se dobija na sledeći način:

iz uzemljenog kućišta (slika 4.8), struja teče u zemlju kroz uzemljujuću elektrodu ( I) i preko osobe ( I h). Ukupna struja je data sa:

gdje:
R ukupno - ukupan otpor paralelno povezanih R i R h:

Sl.4.8. O pitanju principa rada zaštitnog uzemljenja u mreži sa izolovanim neutralnim elementom.

Iz dijagrama na sl. 4.8

I h × R h \u003d I s R s = I ukupno × R ukupno., gdje će struja kroz ljudsko tijelo biti:

nakon izvođenja najjednostavnijih transformacija, dobijamo izraz (4.1).

Na malom R u odnosu na R h i R out ovaj izraz je pojednostavljen:

gdje:
R- otpor uzemljenja tijela, Ohm

At R= 4 oma, R h\u003d 1000 Ohm, R out\u003d 4500 Ohm, struja kroz ljudsko tijelo bit će:

Ova struja je sigurna za ljude.

Napon dodira u ovom slučaju će također biti beznačajan:

U pr=I h × R h = 0,00058×1000=0,58V

Što manje R- što se bolje koriste zaštitna svojstva zaštitnog uzemljenja.

sadržaj:

Tokom rada električne opreme postaje neophodno koristiti uređaje za uzemljenje. Ovisno o namjeni, može se koristiti zaštitno i radno uzemljenje. U prvom slučaju je osigurana sigurnost osoblja koje radi na električnim instalacijama, au drugom slučaju govorimo o normalnom radu uređaja u normalnom i hitnom režimu. Oba osnova su različita i ne mogu se koristiti zajedno. Da biste bolje razumjeli svrhu i princip rada, morate detaljnije razmotriti svaki od njih.

Ono što se zove zaštitno uzemljenje

Zaštitni uređaji za uzemljenje izrađuju se namjernim električnim povezivanjem metalnih dijelova sa uzemljenjem koji nisu električno povezani i koji mogu iznenada doći pod napon.

Razmatra se glavna funkcija zaštitnog uzemljenja pouzdana zaštita osobe od strujnog udara u slučaju kontakta sa metalnim dijelovima koji nemaju struju koji su pod naponom različitih razloga uglavnom zbog oštećenja izolacije.

Zaštitno uzemljenje ne treba brkati sa, radnim i ponovnim uzemljenjem, neutralnim zaštitnim vodičem. Njegovo djelovanje prvenstveno je usmjereno na smanjenje na sigurnu vrijednost napona koraka i dodira koji nastaju prilikom kratkog spoja na kućište. To se postiže smanjenjem potencijala uzemljene opreme smanjenjem otpora uređaja za uzemljenje. Istovremeno se izjednačavaju potencijali baze u kojoj se osoba nalazi i same uzemljene opreme.

Zaštitno uzemljenje se koristi u sljedećim područjima:

• V, napon do 1 kV s.
• U jednofaznim dvožičnim mrežama naizmjenične struje, izolovane od zemlje, napona do 1 kV.
• U dvožičnim DC mrežama u kojima je izolovana sredina namotaja izvora struje.
• U AC i DC mrežama s bilo kojim načinom namotaja izvora struje na naponu većem od 1 kV.

Direktan kontakt sa zemljom ili njenim ekvivalentom ostvaruje se uz pomoć uzemljenih elektroda. Podijeljeni su u dvije glavne vrste:

1. Veštačko uzemljenje. Koristi se samo za uzemljenje. Izrađuju se od raznih čelične konstrukcije i ne bi trebalo da se farba. Za zaštitu od korozije može se koristiti pocinčani premaz, povećan broj uzemljenih elektroda i posebna električna zaštita. U nekim slučajevima, električno provodljivi beton može se koristiti kao uzemljiva elektroda.
2. Prirodno uzemljenje. U tu svrhu koriste se električno vodljivi dijelovi mreža i komunikacija u zgradama i objektima koji su u kontaktu sa zemljom. Uzemljenje električnih instalacija preporučuje se prvenstveno iz prirodnih uzemljivača. Treba koristiti vodovodne i sisteme grijanja, zgrade i konstrukcije od metala i armiranog betona, šinske kolosijeke, olovne omotače kablova itd. Cjevovodi koji prenose zapaljive tekućine, plinove ili mješavine ne smiju se koristiti.

Ono što se zove radno uzemljenje

Radnim uzemljenjem smatra se namjerno povezivanje na uzemljenje određenih tačaka dostupnih u električnim krugovima. Prije svega, to su neutralne točke namotaja generatora i transformatora. Pouzdani provodnici se koriste kao spojevi, kao i specijalne opreme u obliku osigurača, odvodnika, otpornika itd.

Osnovna svrha radnog uzemljenja je stvaranje prepreka za kvarove i kratke spojeve, održavanje sistema u slučaju nužde. Pod njegovim uticajem dolazi do smanjenja električnog napona u delovima i delovima mehanizma koji su direktno pod naponom. Poduzete mjere doprinose lokalizaciji električnih kvarova, njihovom otklanjanju i sprječavanju daljeg širenja.

U skladu sa sigurnosnim propisima, zabranjeno je kombinirati zaštitno i radno uzemljenje. To je zbog činjenice da se različite struje interferencije, kao što su atmosferska električna pražnjenja, mogu nametnuti strujama koje teku u jednožičnim krugovima. To može dovesti do kršenja vanjskih komunikacija uređaja, pa čak i oštećenja opreme. Osim toga, takve kombinacije mogu učiniti naponsku zaštitu nedjelotvornom. U slučaju nužde, radit će kao ispravan ili neće funkcionirati uopće.

Otpor radnog tla ne smije biti veći od 4 oma. Takvo ograničenje je povezano sa veličinom napona koji se javlja u odnosu na zemlju na neutralnoj žici, u procesu protjecanja struje zemljospoja kroz radnu zemlju. Ovo se posebno odnosi na kratki spoj visokonaponskog namota transformatora na namotaj niskog napona.