Уземљење електричних инсталација и опреме – врсте и правила

Уземљење електричних инсталација је предуслов за безбедан рад сваке електричне опреме.Правилно изведено уземљење може спречити озбиљне повреде, па чак и спасити здравље или живот, а да не помињемо штету на скупој опреми.

Класификација система уземљења

Старо (шесто) издање ПУЕ је предвиђало 2 опције за уземљење електричних трансформатора и потрошача. У овом случају, класификација шема уземљења изгледала је једноставно:

1. Слепа (чврсто уземљена) неутрална магистрала. Прикључен директно на петљу уземљења на разводном трансформатору. Пар жица је отишао до потрошача. Имали су своје уземљење.
2. Удаљено или изоловано неутрално. Сабирница за уземљење није била повезана са струјним колом укопаним у земљу, већ је изведена посебном жицом поред две већ положене доводне жице.

У теорији, систем уземљења је требало да ради као сат - било је једноставно и разумљиво сваком електричару који повезује електричну инсталацију на мрежу. У већини случајева, уземљење је добро функционисало све док су балансирање напона и жица за уземљење били исправно обављени.

Проблеми су настајали само када је оптерећење било неравномерно (обично у руралним областима) или када је неутралан био покварен.У изолованом неутралном делу увек је постојао вишак потенцијала у односу на нулту тачку, што није било безбедно.

Чак и на најједноставнијим расветним уређајима, фрижидерима, а да не говоримо о снажнијим електричним инсталацијама, појавио се потенцијал чија величина није била безбедна за здравље и живот људи.

Од 2009. године, седмо издање ПУЕ (поглавље 1.7) дефинисало је нове шеме уземљења за електричне инсталације и увело њихову класификацију и словну ознаку.

Модерна класификација представља 5 врста уземљења електричних инсталација:

1. ТН-Ц је стара верзија са наменским уземљеним „мртвим“ неутралним.
2. Опција ТН-С са одвојеним неутралним и заштитним (уземљеним) проводницима.
3. ТН-Ц-С дијаграм. Неутрал (Н) је комбинован са заштитним проводником ПЕ.
4. ТТ дијаграм. Заштитни проводник се прикључује на индивидуално уземљење електричне инсталације.
5. ТИ верзија са изолованим неутралним и сопственим уземљењем електричне инсталације.

Први и последњи дијаграм представљају старе системе за организовање уземљења делова под напоном који су постојали у шестом и ранијим издањима ПУЕ. Уврштени су у класификацију, јер су све електричне инсталације, трансформатори, електрична опрема, ожичење у индустријским и стамбеним просторијама изведене управо према ове две шеме. Нико ништа није променио. Ни боје проводника, ни дијаграм повезивања. Стога су у седмом издању ПУЕ класификацији једноставно додата 3 додатна система која се користе у увезеној опреми.

Сада је уземљени вод у односу на електричну инсталацију означен са „Т“, а изоловани вод – „И“. „Н“ означава неутралну радну жицу. У каблу је увек плаве боје и користи се за струју. Инсталиран на изолованим терминалима.Што се тиче „уземљења“ на тлу, на њему ће бити присутан вишак потенцијала.

За уземљење кућишта електричних инсталација и повезивање на петљу уземљења (на земљи) користи се жица са ознаком ПЕ (жуто-зелена, пругаста). Ово је права нула у ожичењу.

До 2009. године нул (уземљење) у електроинсталацији је изведен црном жицом. Стога, приликом прегледа или ревизије централе, има смисла прво потражити неутралне жуто-зелене и црне жице. Пре почетка рада, проверите индикатором који је од њих одговоран за уземљење електричне инсталације.

ТН-Ц систем уземљења

Ово је стара шема са чврсто уземљеном неутралом за мреже са електричним инсталацијама до 1000 В, у неким случајевима и до 6000 В. Овде се радна нула и уземљење комбинују у једној магистрали. Упркос „застарелом“ решењу, ова опција се и даље користи у кућним апаратима и старим далеководима.

ТН-Ц систем се сматра једним од ефикаснијих начина заштите људи од струјног удара. Али под условом да је уређај за уземљење правилно уграђен у земљу. Да би део ожичења за уземљење функционисао исправно, потребно је ажурирати и повремено обнављати коло. Ово је најслабија тачка у целом ТН-Ц колу.

Систем уземљења ТН-С

Шема се појавила у Европи пре 60-70 година и показала се веома поузданом, безбедном, али скупљом за одржавање. У СССР-у није био популаран.

Опција са изолованим неутралним елементом се користи само у електричним инсталацијама до 1000 В. ТН-С коло се користи у условима када није могуће успоставити ефективно уземљење коришћењем дисипативног металног кола у земљи.Понекад се користи на мобилним јединицама за производњу енергије.

Увезени кућни апарати, донети из исте источне Европе, изненађени су присуством додатног терминала за уземљење на утикачу. ТН-С се често назива евро-уземљењем, иако то није сасвим тачно. Једнофазна мрежа радног напона од 220 В се напаја у стан са 3 жице (фазна, неутрална и уземљена). За трофазно напајање електричних инсталација било је потребно 5 проводника.

ТН-С систем значи да су нулта заштитна и „неутрална“ раздвојена дуж целе линије.

У овом случају, ПН је неутрална (плава жица), ПЕ је чиста нула „уземљење“ (жуто-зелени пругасти проводник).

ТН-С систем има низ предности:

• нема потребе за закопавањем металног кола у земљу;
• нема сметњи од високофреквентног зрачења;
• Могуће је инсталирати РЦД уређај.

Уређаји или заштитни уређаји раде на принципу мерења струје цурења у влажном окружењу. Чим струја цурења од фазе до земље (мокри под, зидови или било која друга површина) или до неутралног пређе безбедни праг од 30 мА, машина ће искључити линију из напајања.

Систем уземљења ТН-Ц-С

Ова опција се може сматрати средњим решењем или начином да се елиминише проблем присуства старог ТН-Ц и модернијег ТН-С у стамбеном фонду. Питање је више него актуелно због масовне изградње новог стамбеног фонда, као и великих реновирања старих станова.

ТН-Ц-С комбинује елементе претходних система уземљења. Са најсавременијим системом уземљења за електричне инсталације, ТН-С, кабл до стана је дошао до разводне плоче са одвојеним неутралним и заштитним водовом. Штавише, цео сноп се протезао од трансформаторске подстанице.Сада је у приватну кућу (до улаза у вишеспратницу) испоручен кабл у којем је за заштиту и уземљење коришћен један заједнички ПЕ-Н или ПЕН кабл (као и неутрални).

На улазној плочи ПЕН, 3 жице су поново повезане:

• неутрална, плава жица (Н);
• заштитна, жуто-зелена ПЕ жица;
• излаз на сабирницу уземљења локалне петље уземљења.

Као резултат тога, испоставља се да је могуће прикључити увезене електричне инсталације, јер постоји заштитна и неутрална линија. С друге стране, ожичење у кући или стану је опремљено локалним уземљењем на тлу, што повећава ниво сигурности.

Чинило се да систем комбинује предности ТН-Ц и ТН-С, али је у исто време наследио њихове недостатке. На пример, у случају прекида у ПЕН линији или ако је славина до додатне петље за уземљење покварила (често се дешава), онда ће повећан потенцијал доћи кроз нулу до тела електричне инсталације. Ово је већ испуњено електричним ударом.

ТТ систем уземљења

На први поглед, мало необично, али у ствари врло практично ТТ коло са двоструким уземљењем одавно се широко користи у предграђима, руралним подручјима, викендицама и викенд селима.

У складу са седмим издањем ПУЕ (тачка 1.7.3), ТТ систем је коло у којем је нул на трансформаторској подстаници (или дистрибуционом трансформатору) чврсто уземљен, а коло за уземљење је такође опремљено за отворене делове. електричне инсталације. У овом случају, оба уземљења су електрично независна.

Систем је једноставан и поуздан, иако се пре појаве ПУЕ у издању 2009. сматрао ризичним и формално је забрањен. Данас је употреба за уземљење електричних инсталација у приватним кућама дозвољена само ако су испуњени следећи услови:

1. Уређење комплетне петље за уземљење у земљи.
2. Уградња система за изједначавање потенцијала на све металне елементе у кући.
3. Употреба РЦД-а (уређај диферентне струје).

Клаузула 1.7.59 ПУЕ одређује коло према којем треба укључити РЦД уређаје.

Најтежи део ће бити стварање петље за уземљење. Није довољно ископати ров и заварити периметар од старог металног угла. Контактна површина између метала и тла мора бити довољно велика да отпор уземљења, мерен посебним уређајем, не прелази израчунату вредност у омима. Она (Р) не би требало да прелази количник од 50 подељен са максималном вредношћу радне струје РЦД-а. Од неколико уређаја бира се онај са максималном струјом.

Систем потенцијалног уземљења је (бакарни) проводник којим су главни метални предмети на којима се може појавити вишак потенцијала повезани са уземљењем. То може бити:

• кућиште за електричне инсталације;
• Апарати;
• челични оквири;
• вентилација;
• водоводне и канализационе цеви.

ИТ систем уземљења

Стара верзија, која се широко користила у огромним пространствима бившег СССР-а током масовне изградње зграда „Хрушчов“. ИТ шема уземљења је класична са изолованим неутралним.

Кућиште потрошачке електричне инсталације прима само 3 жице (трофазна струја) и 2 за једнофазну мрежу. Нула на мрежи потрошача је уземљена у земљу према постојећим правилима уземљења.

Предности шеме:

1. Случајно додиривање контаката или једне жице под напоном руком, али без изолације, доводи до лаганог пецкања уместо пуног струјног удара.
2. Мала струја цурења када је нула у ожичењу кратко спојена на уземљено кућиште.
3. Падање жице на земљу (прекид на стубу) не доводи до појаве корака напона.

Међу недостацима, може се приметити немогућност коришћења РЦД-а. Поред тога, када се снажно оптерећење ниског отпора укључи између нуле и једне од фаза, на трећој жици појављује се вишак потенцијала значајне величине.

Захтеви за уземљење електричних инсталација до 1000 Волти

Инсталација уземљивача и заштитних уређаја на страни трансформатора или генератора мало занима потрошаче. За оне који руководе електричним инсталацијама и користе кућне апарате, важније је правилно извршити уземљење.

Захтеви се односе на уземљење електричних инсталација до 1000 В:

1. Осигурајте поуздану везу са минималним струјним отпором између кућишта електричне инсталације и уземљења.
2. Обезбедити нормално расипање вишка потенцијала који улази у тело електричне инсталације као резултат нужде.
3. Спречите појаву напона корака.

На правилно опремљеном уземљењу, у случају квара изолације, струја ће тећи путем најмањег отпора - кроз металне делове кућишта до магистрале за уземљење у земљу. Пошто је на трафостаници или у међуделу и нула уземљена у земљу, струја ће тећи кроз масе земље у правцу трансформатора. Због отпора маса тла, електрична струја ће се распршити, губећи потенцијал.

У овом случају, додиривање уземљеног тела електричне инсталације сувом руком биће апсолутно безбедно, чак и ако је делимично погођено повећаним напоном. Отпор нормалног уземљења ретко прелази неколико ома. За суву људску кожу ова цифра је неколико хиљада ома, за влажну (али не мокру) - од 500 ома до 1000 ома.

Основни захтеви за уређење заштитног уземљења за напоне од 42-380 В за наизменичну струју и 110-440 В за једносмерну струју под посебним условима (присуство високо проводљивих окружења) описани су у ГОСТ 12.1.013-78. У другим случајевима, уземљење електричних инсталација изнад 380 В АЦ и 440 В ДЦ врши се на основу ГОСТ 12.1.030-81.

Природно уземљење

То су објекти и окружења који олакшавају проток напонског потенцијала у земаљску масу која распршује струју. Електроде за уземљење могу бити вештачке и природне. Први укључују специјално произведене распршиваче и уређаје са одређеним карактеристикама. Други укључује све металне предмете на површини тла, постављене у приземни слој тла. То може бити:

• челичне водоводне цеви;
• моћни каблови са металним (оловним) заштитним омотачем;
• ојачање зидова и темеља;
• канализационе линије од ливеног гвожђа;
• регали;
• елементи вертикалних држача.

Све ово је на овај или онај начин у контакту са земљом и, у присуству проводног медија (влажности), може деловати као природно уземљење. Поред способности преношења потенцијала на земљу, природне електроде за уземљење карактерише способност да расипају струју, делимично гасе и претварају њену енергију у топлоту.

Природни проводници за уземљење могу помоћи да се распрши вишак потенцијала, али такође могу изазвати струјни удар ако је уземљење неисправно. На пример, ако у купатилу утичница или кућиште електричне инсталације нису уземљени или је сабирница за уземљење неисправна. Плус, под је на армирано-бетонској подној плочи.

Бетон лако апсорбује воду и влага улази у челичну арматуру (једна од врста природног уземљења).Вишак потенцијала из фазе у утичници може тећи низ влажну површину до мешалице воде. Ако босим ногама стојите на поду и додирнете славину, можете добити јак струјни удар. Због тога, под у купатилу или кухињи мора бити покривен хидроизолацијом.

Значај отпора струјног тока

Најважнија карактеристика уземљења је вредност отпора расипању вишка потенцијала. Рад петље за уземљење може се представити као затворено коло у коме струја из фазног вода улази у тело електричне инсталације и затим се усмерава дуж путање најмањег отпора према земљи.

Електрична струја која тече у петљу уземљења мора бити ефикасно угашена. Дакле, петља за уземљење није направљена само од масивних челичних профила или цеви са релативно великом површином. Периметар треба да буде велики - ово побољшава "ширење" струје у проводној маси.

Због тога се уземљење моћних електричних инсталација са радним напоном од 380–660 В врши у облику правоугаоног кола са великим периметром. Што је већи правоугаоник, то је боља дисипација струје и мањи отпор.

Такође се не препоручује значајно смањење отпора уређаја за уземљење. Количина расипање струје мора бити у складу са препорукама ПУЕ и ГОСТ-а, и што је најважније, бити релативно константна у било које доба године.

Ово је посебно важно у случајевима када се трафостаница или трансформатор са уземљеним неутралом налази у близини куће. На пример, ако се приватна кућа налази у урбаном подручју са бројним подземним комуникацијама, онда је сасвим могуће да челичне водоводне цеви могу нагло смањити отпор "земља" и довести до несреће на електричној инсталацији.

Понекад се власници ограничавају на конвенционално уземљење пинова. Ово је једноставније и јефтиније од петље и сасвим је довољно за мале кућне електричне инсталације. Али у овом случају се јавља други проблем. Електрична струја која улази у тло из тела електричне инсталације кроз саму сабирницу за уземљење ствара додатни потенцијал на тлу. Што је већи напон на линији, већи је потенцијал на одводу. Нарочито ако су делови петље за уземљење ископани на плитку дубину.

Пошто је површина контакта металне шипке са земљом мала, отпор петље уземљења је велики. Вишак потенцијала се шири радијално од шипке, смањујући се на површини како се место постављања удаљава. Појављује се напон корака.

То значи да ће по киши, магли или суснежици свако ко одлучи да хода у мокрим ципелама у близини уземљења доживети болан струјни удар на ноге.

Ако се нађете у таквој зони, из ње се можете извући само скакањем, чврсто притискајући стопала.

Обично се такве зоне јављају у близини високонапонских електричних инсталација.

Рад уземљења у случају кршења заштитне изолације делова под напоном

Не разматра се ситуација када је изолациони омотач кабла на линији прекинут. Мрежа има своје уземљење и ако дође до квара изолације, машина ће искључити линију.

Код куће или на радном месту могуће је оштећење фазне изолације:

1. У систему ТН-С (универзално инсталиран у модерним стамбеним просторијама), вишак потенцијала ће пасти на кућиште, и сходно томе струја ће тећи кроз заштитни проводник ПЕ у петљу уземљења спојену на разводну таблу.
2. Ако фазна изолација није прекинута, али ожичење гори у малим импулсима.У влажним просторијама можете осетити лагано пецкање (потенцијални удар) када додирнете металне делове или делове под напоном. Неће бити проблема ако на линији постоји РЦД са оштећеним ожичењем - једноставно ће искључити ожичење на централи.

Приближно иста слика ће бити у случају уземљења електричних инсталација у домаћинству према ТН-Ц-С шеми. Само вишак потенцијала ће ићи у петљу за уземљење улаза. Једина негативна ствар је да се уобичајени уређај за уземљење спојен на таблу стамбене зграде може покварити или оштетити. У овом случају можете добити струјни удар, пошто је ПЕ заштитни проводник, који мора бити уземљен, такође повезан са неутралом која води до трафостанице.

ТТ и ИТ системи се не користе у домаћим условима.

У Т-Ц колу, ако је изолација оштећена, струја ће делимично тећи до нулте линије, а делимично до петље за уземљење закопане у дворишту куће. Ако ради како треба, онда се ништа неће догодити. Једноставно, у случају кратког споја, аутоматски пакетизер ће искључити напојну линију. Безбедно је додиривати тело без додиривања других металних предмета.

Понекад се ипак деси благи, једва приметан ударац. Али овај феномен је због чињенице да људско тело има свој капацитет.

Заштита електро опреме у радионицама

У производним просторијама, по правилу, уграђена је значајна количина главне и помоћне опреме. Поред тога, радионица мора имати системе вентилације и осветљења који су повезани на посебну линију.

Осветљење мора бити независно у складу са правилима заштите од пожара.Вентилација је додатно опремљена целом мрежом помоћних (изолованих) проводника са одводницима и вештачким уземљивачима.Уз њихову помоћ уклања се високонапонски потенцијал статичког електрицитета који се акумулира на вентилационим каналима током кретања ваздуха.

Оба система уземљења морају бити галвански независна од главног система заштите електричне опреме. ТН-Ц и ТН-С се могу користити у малим изолованим просторијама са максималним напоном електричних инсталација до 380 В.

За заштиту електричних инсталација у радионицама користе се 2 система уземљења - ТТ и ТИ. Поред тога, све комуникације и метални делови са којима радници на одржавању долазе у контакт су уземљени. Систем секундарног уземљења омогућава повезивање армирано-бетонских плоча подова, зидова, степеништа са оградама на додатно уземљење.

Уземљење апарата за заваривање

Ова врста електричних машина је искључена из бројних електричних инсталација из више разлога. Пре свега, због огромних струја, због којих се формирају секундарне сметње на кабловима апарата за заваривање. Ако је у обичним електричним апаратима на кућишту изазвана разлика потенцијала од неколико волти од мотора који ради или напајања, онда код заваривача индуковани напон може бити неколико десетина волти.

Друга важна тачка је индуктивна и периодична природа оптерећења. Поред тога, значајне струје достижу нулу апарата за заваривање, а потенцијални скок у тренутку укључивања може накратко достићи више од сто волти.

Карактеристике машина за уземљење заваривања:

1. Свака електрична инсталација мора имати свој појединачни круг за уземљење.
2. Повезивање више уређаја на једно уземљење није дозвољено.
3. На тело електричног заваривања мора се заварити прикључак за завртањ - крилна навртка или стезаљка, а контакт од сабирнице према земљи се мора механички стегнути.

Према ПУЕ-7 (клаузуле 1.7.112-1.7.226), жица за уземљење за стационарну електричну инсталацију мора имати попречни пресек од најмање 10 мм.² за бакар, 16 мм² за алуминијум, 75 мм² за челик.

Инвертори за заваривање и све сличне врсте електричних инсталација могу бити уземљене коришћењем изолованог неутралног кола, под условом да је РЦД инсталиран на наменској линији.

Заштита мобилних инсталација

По правилу се ради о електричним инсталацијама које се налазе на базама возила. За сервисне радње, мобилни апарати за заваривање, инсталиран на неопремљеним локацијама релативно дуго (до 2 недеље), може се користити уземљење према ТТ колу.

За мобилне мерне лабораторије, радио станице, опрему са малим струјним оптерећењем користи се ТН-С коло. У оба случаја, уземљење је опремљено стандардним алуминијумским стубом за уземљење са завртњем. Мора се закопати у земљу до дубине од најмање 80 цм, ако на локацији има траве. Ово указује на то да је тло влажно. За суве просторе за уземљење електричних инсталација користите коло од 3 челична клина забијена на дубину од 100-120 цм.

Могу се користити преносиве електроде за уземљење. Користе их електричари за поправку и одржавање спољашњих електричних инсталација свих врста. Било која станица генератор, трансформатор има свој капацитет, а присуство надземних водова (жица) окачених на стубове изнад земље само повећава вредност Ц.Стога, након искључења, друга радња је инсталирање „уземљења“ (преносног уземљења) на свим линијама. Могу се користити и за привремено уземљење мобилних електричних инсталација.

Заштита електричних уређаја

Шеме заштитног уземљења за индустријске електричне инсталације и уређаје детаљно су описане у техничкој документацији. Али кућни апарати, чак и релативно сложени, као што су котао или машина за прање веша, нису опремљени кругом уређаја за уземљење. Верује се да ће представници компаније поставити електроинсталацију - обавити уземљење.

Сваки електрични апарат за домаћинство са радним напоном од 42 В АЦ или ДЦ напоном од 110 В или више мора бити уземљен. Ово је захтев клаузуле 1.7.33 ПУЕ. Електричари обично праве изузетак за системе осветљења са којима нема сталног контакта. Све остало чиме рукујемо рукама и има прикључак на мрежу од 220 В је свакако уземљено.

Типично, ТН-Ц-С или ТН-Ц коло се користи за кућне електричне инсталације. Користи се заштитни ПЕ који се налази у утичници. Такође иде на разводну плочу и опште уземљење.

Ако стан има моћне електричне инсталације (бојлер, веш машина, котао за грејање), онда је боље направити индивидуално уземљење са струјним колом у земљи. Штавише, није чињеница да ће заједничка „земља“ на улазној плочи вишеспратнице, на којој виси 20-25 станова, радити 100% у случају више силе.

Електричне инсталације опремљене прекидачким изворима напајања такође морају бити уземљене. Ово ће уклонити високофреквентне сметње и елиминисати ризик од контакта фазе са кућиштем кроз струју цурења мрежног филтера.

Обавезно уземљите фрижидер, ово је други статистички (после електричних бојлера) узрок струјних удара.

Основе уземљења мотора

Отприлике половина свих електричних инсталација опремљена је електромоторима, најчешће АЦ моторима. Карактеристика мотора компресора је велики број жица положених у намотај статора или ротора. Штавише, жице су у веома танкој, лако оштећеној изолацији лака или емајла.

Стога, квар електромотора најчешће узрокује струјни удар:

1. Изолација је минимална, намотаји постају веома врући.
2. Жица може бити у контакту са кућиштем.
3. Ротор се ротира чак и након што је електрична инсталација искључена и може ослободити ускладиштену енергију како у линију тако и у кућиште.

За уземљење електромотора користи се дисипативно коло, повезано жицом или магистралом преко терминала на кућишту. Ожичење напајања је повезано са мотором преко ТТ система. Ако је у просторији уграђено неколико електромотора, онда су сви повезани на струјну сабирницу независном жицом паралелном са сабирницом - нису дозвољене серијске везе.

За електромоторе мале снаге од 220 В, изузетак се понекад прави са заштитном жицом, али само када је мотор уграђен на металну подлогу и фиксиран помоћу клинова штака забијених у земљу до дубине од најмање 60 цм.

Али чак иу овој верзији „уземљења“, сервисирање електромотора мора почети са потпуним де-напајањем и повезивањем додатног даљинског уземљења на кућиште. Прво се поставља петља за уземљење, тек онда је причвршћена на кућиште мотора. Ово је универзално правило за повезивање свих врста уземљења.

Резултати

Уземљење електричне инсталације је једини начин заштите од струјних удара, како од напојног трансформатора тако и од преосталог потенцијала који остаје на линији. Упркос чињеници да неки практични аспекти нису детаљно описани у ПУЕ-у, када радите са електричном опремом морате користити правила, а тек онда упутства произвођача.

Реците нам о свом искуству са инсталацијама уземљења – на које проблеме сте наишли и како су они решени. Сачувајте чланак у својим обележивачима како се корисне информације не би изгубиле.