| Uziemienia |
 |
 |
 |
| Wpisany przez Administrator |
| Czwartek, 01 Październik 2009 09:06 |
2.15 Uziemienia2.15.1 Terminy i definicje- część przewodząca dostępna - część przewodząca urządzenia, której można dotknąć, nie będąca normalnie pod napięciem, i która może się znaleźć pod napięciem, gdy zawiedzie izolacja podstawowa, - część przewodząca obca - część przewodząca niestanowiąca części instalacji elektrycznej i zdolna do wprowadzenia potencjału elektrycznego, zwykle potencjału ziemi lokalnej, - główny zacisk uziemiający (główna szyna uziemiająca) - zacisk lub szyna, które są częścią układu uziemiającego instalacji i umożliwiają połączenie elektryczne pewnej liczby przewodów w celach uziemieniowych, - uziom - część przewodząca, która może być umieszczona w specyficznym ośrodku przewodzącym, np. betonie, w elektrycznym styku z ziemią, - przewód ochronny - przewód przeznaczony do celów bezpieczeństwa, np. do ochrony przed porażeniem elektrycznym, - przewód uziemiający - przewód, który zapewnia drogę lub część przewodzącej drogi, pomiędzy danym punktem sieci, instalacji lub urządzenia a uziomem. - uziemienie - to celowo wykonane elektryczne połączenie części urządzeń lub instalacji elektrycznej z przedmiotem metalowym znajdującym się w ziemi, zwanym uziomem. - uziemienie ochronne - to uziemienie jednego lub wielu punktów sieci, instalacji lub urządzenia dla celów bezpieczeństwa. - uziemienia robocze (funkcjonalne), - to uziemienie jednego lub wielu punktów sieci, instalacji lub urządzenia dla celów innych niż bezpieczeństwo elektryczne. - instalacja uziemiająca - wszystkie elektryczne połączenia i urządzenia występujące w uziemieniu sieci instalacji i urządzeń, - uziom fundamentowy - część przewodząca umieszczona w ziemi pod fundamentem budynku lub, co jest lepszym rozwiązaniem, osadzona w betonie fundamentu budynku, zwykle w postaci zamkniętej pętli.
2.15.2 UziomyDotychczas wykonywanie uziomów dla celów elektroenergetycznych, w warunkach miejskich, polegało przede wszystkim na wykorzystywaniu uziomów naturalnych, jakimi są przede wszystkim metalowe rurociągi wodne. Obecnie notuje się systematyczne zastępowanie, w całości lub w części, metalowych rurociągów wodociągowych rurami wykonanymi z materiałów nieprzewodzących. Problem ten próbowano rozwiązać stosując, w szczególności w obiektach nowobudowanych, uziomy fundamentowe. 2.1 Wymagania przepisów i norm § 184.Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie: 1. Jako uziomy instalacji elektrycznej należy wykorzystywać metalowe konstrukcje budynków, zbrojenia fundamentów oraz metalowe elementy umieszczone w niezbrojonych fundamentach stanowiące sztuczny uziom fundamentowy. 2. Dopuszcza się wykorzystywanie jako uziomy instalacji elektrycznej metalowych przewodów sieci wodociągowej, pod warunkiem zachowania wymagań Polskiej Normy dotyczącej uziemień i przewodów ochronnych oraz uzyskania zgody jednostki eksploatującej tę sieć. Według PN-HD 60364-5-54 Załącznik B, budowa uziomów fundamentowych lub równoważnych, takich jak wykorzystane na uziomy metalowe słupy ścian zewnętrznych, powinny być zalecane dla wszystkich obiektów budowlanych, przemysłowych i komunalnych. . 2.2 Uziomy w instalacjach elektroenergetycznych mogą być stosowane zarówno do celów związanych z ochroną (uwzględniane w pierwszej kolejności) jak i funkcjonalnych. Układy uziemiające do celów ochronnych i do celów funkcjonalnych moga być wspólne lub oddzielne stosowanie do wymagań stawianych przez instalacje. . Wymagania dla celów uziemiajacych mają na celu zapewniwnie połączenia z ziemią, które - jest niezawodne, spełniające wymagania ochrony w instalacji, - może odprowadzać do ziemi prądy ziemnozwarciowe i prądy w przewodzie ochronnym, nie wywołując niedopuszczalnych narażeń cieplnych, termomechanicznych i elektrodynamicznych ani zagrożenia porażeniem, - zapewnia wytrzymałość lub ochronę mechaniczną i należytą odporność korozyjną z uwzględnieniem narażen środowiska, - może być także wykorzystane do celw funkcjonalnych, jeżeli jest odpowiednie. . Uziomy wykonane są ze stalowych elementów ocynkowanych, ze stalowych elementów z dobrze przylegającą powłoką miedzianą, z gołych elementów miedzianych. Połączenia pomiędzy elementami wykonywanymi z różnych metali nie powinny się stykać z gruntem. Do budowy uziomów nie nie stosuje się metali lekkich.
Według PN-HD 60364-5-54:2010 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-54: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia, przewody ochronne i przewody połączeń wyrównawczych, materiały i wymiary uziomów powinny być dobrane tak, aby były odporne na korozję oraz aby miały odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. . Minimalne wymiary ze względu na korozję i wytrzymałość mechaniczną materiałów powszechnie stosowanych do wykonania uziomów umieszczonych w ziemi podane są w Tablicy 11.1:. . Tablica 11.1 Minimalne wymiary uziomów z powszechnie stosowanych materiałów ze względu na korozję i wytrzymałość mechaniczną, gdy umieszczone są w ziemi
. Wymagane w Tablicy 11.1 minimalne grubości i średnice, stosowanych do budowy uziomów materiałów, uwzględniają ryzyko chemicznej i mechanicznej degradacji. Szczególne ryzyko korozji może występować w gruntach, w których występują prądy błądzące, w szczególności wpływy elektrochemiczne od podłączonych dużych fundamentów żelbetowych. W takich przypadkach podane wymiary mogą być nie wystarczające. Uziomy w zasadzie powinny być otoczone gruntem wilgotnym, znajdować się z daleka od wysypisk śmieci i od obszarów o dużym ruchu.
2.15.3 Rodzaje i budowa uziomówUziomy stanowiące zasadniczą część instalacji uziemiającej mogą być: naturalne lub sztuczne bądź stanowić układ mieszany. Efektywność każdego uziomu zależy od lokalnych warunków gruntowych. Jeden lub więcej uziomów powinno być dobranych w zależności od warunków gruntowych i wymaganej impedancji uziemienia. Uziomami naturalnymi - są przedmioty metalowe znajdujące się w ziemi, których podstawowe przeznaczenie jest inne niż dla celów uziemienia. Jako uziomy naturalne mogą być wykorzystywane: metalowe rury wodociągowe, ołowiane płaszcze i pancerze kabli elektroenergetycznych, elementy metalowe osadzone w fundamentach, zbrojenia betonu znajdującego się w ziemi oraz inne elementy metalowe obiektów mające dobrą styczność z ziemią. . Uziomami sztucznymi - mogą być kształtowniki, pręty, druty, linki, płyty lub taśmy najczęściej stalowe, pokryte przewodzącymi powłokami ochronnymi (antykorozyjnymi) pogrążone w gruncie poziomo (uziomy poziome) lub pionowo (uziomy pionowe). Aktualne przepisy krajowe dopuszczają możliwość wykonywania uziomów ze stali nieocynkowanej, ze stali ocynkowanej lub z miedzi.
3.1 Dla celów elektroenergetycznych, jako uziomy wykorzystuje się: - pręty lub rury umieszczone w ziemi, - taśmy lub druty umieszczone w ziemi, - płyty umieszczone w ziemi, - metalowe elementy zatopione w fundamentach, - spawane zbrojenie betonu (z wyjątkiem betonu sprężonego) pogrązonego w ziemi, - metalowe powłoki i inne osłony metalowe kabli zgodnie z lokalnymi warunkami lub wymaganiami, - inne, odpowiednie metalowe elementy podziemne, zgodnie z lokalnymi warunkami lub wymaganiami.
Dobierając rodzaj i głębokość pogrążenia uziomu, należy uwzględnić lokalne warunki i wymagania, aby wysychanie i zamarzanie gruntu nie zagrażało zwiększeniem rezystancji uziemienia w stopniu szkodzącym skuteczności środków ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym. Zastosowane materiały i konstrukcje uziomów powinny zapewniać odporność na uszkodzenia mechaniczne spowodowane korozją. Przy projektowaniu uziemień należy uiwzględnić zagrożenie korozją galwaniczną, jeżeli układ uziemowy jest wykonany z różnych materiałów. Uziomy fundamentowe wykonane ze stali w otulinie betonowej maja potencjał elektrochemiczny taki jak miedzi w gruncie. Często miedź stosowana jest jako materiał na powłoki ochronne uziomów stalowych. Uziomy mogą być wykonywane z pojedynczych elementów poziomych lub pionowych (uziomy skupione) lub też mogą stanowić uziom złożony, utworzony z układu uziomów o zróżnicowanej konfiguracji (np. uziomy promieniowe, kratowe lub otokowe).
Rurociągów palnych płynów lub gazów nie należy wykorzystywać w roli uziomów. Nie oznacz to zakazu obejmowania takich rurociągów połączeniami wyrównawczymi. Podziemne struktury sieci osadzonych w fundamencie oraz metalowe zbrojenie betonu, które są wykorzystane jako uziomy, powinny być połączone w sposób pewny pomiędzy punktem połączenia przewodu uziemiającego i dolną częścią podziemnej struktury sieci lub metalowego zbrojenia. Połączenie to powinno być wykonane przez spawanie lub za pomocą odpowiednich zacisków. Miejsce przyłączenia przewodu uziemiajacego powinno być dostępne.
3.2 Zasady budowy uziomów Materiały i wymiary poszczególnych rodzajów uziomów powinny być tak dobrane, aby uziomy były odporne na korozję z uwzgledniem narazeń środowiska , miały odpowiednią wytrzymałość mechaniczną oraz wymaganą rezystancję. W nowych obiektach zaleca się stosowanie uziomów fundamentowych. Jeżeli uziom jest zalany betonem, to dla ochrony od korozji zaleca się beton o odpowiedniej jakości oraz grubości otuliny betonowej co najmnie 5 cm.
Zgodnie z PN-HD 60364-5-54 do budowy uziomów należy stosować:
a) Przewody ułożone poziomo: - przewody lub blachy miedziane, - blachy stalowe miękkie ocynkowane, - przewody stalowe ocynkowane.
Rezystancja uziemienia w przypadku uziomu poziomego może być w przybliżeniu obliczona z zależności: .
w której: ρ - rezystywność gruntu, w Ω m, L - długość rowu przeznaczonego na przewody, w m. . Przewody ułożone poziomo wykonuje się na dwa różne sposoby: - uziom fundamentowy budynku: te uziomy wykonuje się w fundamencie jako otok wzdłuż obrysu budynku, - przewody ułożone poziomo na głębokości około 1 m w rowach, w tym celu wykopanych. Rowy powinny być wypełnione gruntem zdolnym utrzymywać odpowiednią wilgotność.
b) Cienkie płyty ułożone w gruncie. Stosowane są płyty prostokątne o wymiarach 0,5 m x 1m, lub płyty w kształcie kwadratu o boku 1 m, umieszczonej pionowo w ten sposób, że ich środek znajduje się na głębokości 1 m. Płyty powinny mieć grubość co najmniej 2 mm, jeżeli wykonane są z miedzi, oraz co najmniej 3 mm, jeżeli są wykonane ze stali ocynkowanej.
Rezystancja uziemienia uziomu płytowego umieszczonego na dostatecznej głębokości jest określona w przybliżeniu zależnością: .
przy czym: ρ - rezystywność gruntu, w Ω m, L - obwód płyty, w m. c) Elementy pionowe wykonane z: - rur ze stali ocynkowanej o średnicy zewnętrznej co najmniej 25 mm, - kształtowników stalowych ocynkowanych o boku co najmniej 60 mm, - prętów miedzianych lub stalowych o średnicy co najmniej 15 mm; w przypadku prętów stalowych powinny być one albo pokryte ochronna powłoką miedzianą o odpowiedniej grubości, albo ocynkowane. Rezystancja uziemienia w przypadku uziomu wykonanego z pionowych elementów jest w przybliżeniu równa: .  przy czym: ρ - rezystywność gruntu, w Ω m, L - długość elementów pionowych, w m. Dla ochrony np. przed mrozem lub wysuszeniem gruntu, długości elementów pionowych powinny być zwiększone o 1m lub 2 m.
3.3 Uziomy złożone Zestaw połączonych ze sobą słupów za pomocą metalowych elementów i umieszczonych w ziemi na określonej głębokości mogą być wykorzystane jako uziom. Rezystancja uziomu wykonanego z metalowych słupów umieszczonych w ziemi jest określona zależnością: .
w której: L - długość umieszczonych w ziemi części słupów, w m, d - średnica walca opisanego na słupie, w m, ρ - rezystywność gruntu, w Ω.
Uwaga: Wykonanie otuliny betonowej słupów, nie wyklucza wykorzystania ich jako uziomów, przy nieznacznie zmieniającej się rezystancji uziomu.
3.4 Uziomy fundamentowe Uziomy fundamentowe, czyli części przewodzące umieszczona w ziemi pod fundamentem budynku, lub osadzone w betonie fundamentu budynku, mogą być: naturalne lub sztuczne. . Uziomy fundamentowe naturalne Uziom fundamentowy naturalny to fundament zbrojony elementami metalowymi (najczęściej prętami zbrojeniowymi), które połączone są metalicznie z głównym zaciskiem uziemiającym (główną szyną wyrównawczą) instalacji elektrycznej budynku. Duże rozmiary oraz głębokość pogrążenia zbrojonych fundamentów budynków mogłyby zapewnić niewielką i w niewielkim stopniu zależną od sezonowych zmian rezystywności gruntu, rezystancję uziemienia. . Uziomy fundamentowe sztuczne Jako uziomy instalacji elektrycznej należy wykorzystać metalowe konstrukcje budynków i inne metalowe elementy umieszczone w fundamentach stanowiące sztuczny uziom fundamentowy. Wykonywanie uziomów fundamentowych sztucznych pozwala na uniknięcie ujemnego wpływu prądów uziomowych na wytrzymałość mechaniczną wykorzystywanych do celów uziemieniowych zbrojonych fundamentów budynków. Uziomy fundamentowe sztuczne mogą być stosowane w budynkach bez zbrojonych fundamentów (na przykład w niewielkich budynkach jednorodzinnych) i mogą z powodzeniem zastąpić sztuczne uziomy (poziome, otokowe lub pionowe) wymagane dla uziemienia głównej szyny wyrównawczej budynku. Wykonanie uziomu fundamentowego sztucznego w trakcie wykonywania budynku jest zawsze tańsze i mniej pracochłonne niż wykonanie sztucznych uziomów (uziomu poziomego, otokowego lub pionowego) na zewnątrz budynku. Prawidłowo wykonany uziom fundamentowy ma trwałość praktycznie równą trwałości samego budynku. Rezystancja uziemienia uziomów fundamentowych sztucznych spełnia zwykle wymagania stawiane uziemieniom dodatkowym sieci elektroenergetycznej i jest prawie niezależna od warunków pogodowych. Uziomy fundamentowe sztuczne dobrze wpływają na rozkład potencjału w budynku i wraz z połączeniami wyrównawczymi zapewniają najwyższy poziom bezpieczeństwa użytkowania urządzeń elektrycznych. Wzajemne łączenie uziomu fundamentowego i stalowego zbrojenia żelbetowych konstrukcji z wyjątkiem betonu sprężonego pozwalają z jednej strony obniżyć całkowitą rezystancję uziemienia części przewodzących obcych, a z drugiej strony zapewniają wyrównanie potencjału wszystkich dostępnych części przewodzących i części przewodzących jednocześnie dostępnych.
2.15.4 Przewody uziemiającePrzewody uziemiające powinny być zgodnie z wymaganiami dotyczącymi minimalnych przekrojów przewodów ochronnych, a jeżeli są umieszczone w ziemi, powinny mieć przekrój zgodnie z tablicą 11.2. W sieciach TN przewód uziemiający może mieć wymiary zgodnie z wymaganiami dotyczącymi przekrojów przewodów ochronnych wyrównawczych, które są przeznaczone do ochronnego połączenia ekwipotencjalnego, zgodnie z HD 60364-4-41, Podrozdział 411.3.1.2 i które są połączone z głównym zaciskiem uziemiającym. . Tablica 11.2 - Minimalne przekroje przewodów uziemiających umieszczonych w ziemi
. W braku uszkodzeń od uderzeń mechanicznych o energii 5J albo równoważnej (np. osłonięcia ciężka rurą instalacyjna wg EN 61386-1), uważa się, że przewód uziemiający nie jest chroniony od uszkodzeń mechanicznych, Połączenie przewodu uziemiającego z uziomem powinno być mocne i zadawalające pod względem mechanicznym. Połączenie powinno być wykonane przez spawanie termitowe, za pomocą zacisków zaprasowywanych, zacisków gwintowych lub innych połączeń mechanicznych. Stosowane zaciski nie powinny uszkodzać uziomu ani przewodu uziemiającego. ZŁączki i uchwyty polegające tylko na połączeniu lutowanym nie zapewnieniają należytej wytrzymałości mechanicznej. . Główna szyna uziemiająca W instalacji, w której są połączenia wyrównawcze ochronne należy wkonać główna szynę wyrównawczą, do której należy przyłączyć:- przewody ochronne wyrównawcze, - przewody uziemiające, - przewody ochronne, - przewody ochronne funkcjonalne, jeżeli występują. Nie jest celowe łączenie każdego indywidualnego przewodu bezpośrednio z główną szyną uziemiającą, gdy mogą być one połączone z tą szyną poprzez inne przewody ochronne. Główna szyna uziemiająca w obiekcie budowlanym ogólnie może być stosowana do celów uziemienia funkcjonalnego. Do celów techniki informacyjnej, główną szynę uziemiającą uważa się za punkt przyłączenia do sieci uziomowej. Każdy przewód przyłączony do głównej szyny uziemiającej powinien dać się odłączyć z osobna. Połączenie powinno być niezawodne, a odłączenie powinno wymagać użycia narzędzia. Elementy do rozłączania mogą być powiązane z główną szyną uziemiającą w sposób umozliwiający pomiar rezystancji uziemienia. 2.15.5 Rezystancja uziemieniaRezystancja uziemienia jest parametrem określającym cechy uziemienia. Rozróżnia się rezystancję statyczną, odpowiadającą przewodzeniu prądów przemiennych o częstotliwości 50 Hz, oraz rezystancję udarową, odpowiadającą przepływowi prądów piorunowych o charakterze udarowym, charakteryzujących się dużą wartością prądu i bardzo krótkim czasem trwania. Rezystancja uziemienia zależy od jego wymiaru, kształtu i rezystywności gruntu. w którym się on znajduje. Rezystywność ta zmienia się w zależności od miejsca i głębokości. Rezystywność gruntu jest wyrażona w Ω m; liczbowo jest to rezystancja w Ω gruntu przyjmującego kształt cylindra o przekroju poprzecznym 1 m2 i długości 1 m. . Rezystywność gruntu zależy od jego wilgotności i jego temperatury, a te parametry zależą od zmian sezonowych. Rezystywność gruntu się zwiększa, gdy obniża się jego wilgotność. Rezystywność gruntu ς, jest parametrem wpływającym na wyznaczenie rezystancji uziemienia, będąca wielkością charakteryzującą poszczególne rodzaje gruntów, zawierającą się w przedziale 40÷2000 Ωm. W tablicy 11.3 podano wartości rezystywności dla różnych rodzajów gruntu. . Tablica 11.3 - Wartości rezystywności gruntu
. Tablica 11.4 Przeciętne wartości rezystywności gruntu
2.15.6 Instalacje uziemiające6.1 Dobór i montaż wyposażenia instalacji uziemiających powinien być taki, aby:
6.2 Ogólne wymagania odnośnie uziemień sprowadzają się do:
2.15.7 Uziemienia w sieci o układach TN i TTUziemienia ochronne, są ważnym elementem ochrony przy uszkodzeniu (przy dotyku pośrednim) przez samoczynne wyłączenie zasilania. Skuteczność tej ochrony zależy od spełnienia wymagań dotyczących: wyłączenia zasilania w wymaganym czasie, uziemień układu sieciowego oraz ochronnych połączeń wyrównawczych. Uziemienia podłączone jedynie do zacisków ochronnych urządzeń elektrycznych zasilanych z sieci TT i IT, pełnią rolę uziemień ochronnych. Uziemienia punktu neutralnego i przewodów ochronnych PE (PEN) wykonywane w układach sieci TN oraz uziemienia punktów neutralnych w sieciach TT spełniają funkcje zarówno uziemień roboczych jak i ochronnych. Są to więc uziemienia ochronno-robocze. Umownie przyjęto, że wszystkie uziemienia wykorzystywane do celów ochrony przeciwporażeniowej należy nazywać uziemieniami ochronnymi chociaż w rzeczywistości niektóre z nich są uziemieniami ochronno-roboczymi. Uziemienie robocze polega na połączeniu z uziomem określonego punktu obwodu elektrycznego. Może ono być wykonane jako bezpośrednie, pośrednie (poprzez reaktancję lub rezystancję) lub otwarte (za pośrednictwem bezpiecznika iskiernikowego). Uziemienie robocze punktu neutralnego źródła oraz uziemienia ochronno-robocze odgrywają ważną rolę w zakresie: - ochrony przed skutkami pojawienia się w sieci niskiego napięcia, wyższego napięcia sieci zasilającej, - utrzymania potencjału ziemi na przewodach PEN (PE) i połączonych z nimi części przewodzących dostępnych urządzeń elektrycznych, - umożliwienia działania ochrony poprzez samoczynne wyłączenie zasilania podczas zwarcia doziemnego do uszkodzonego przewodu za miejscem jego przerwania,- ograniczenia napięć na przewodach PEN (PE) wywołanych zwarciami doziemnymi. W sieciach TN i TT pierwszym uziemieniem jest uziemienie robocze punktu neutralnego transformatora (generatora lub zespołu prądotwórczego). Najczęściej jest to uziom kratowy lub otokowy, ewentualnie uzupełniony elementami pionowymi, jeżeli wartość rezystancji uziemienia nie spełnia wymagań przepisów. Wymagania odnośnie dopuszczalnej wartości rezystancji tego uziemienia określało rozporządzenie Ministra Przemysłu z dnia 8.10.1990 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać urządzenia ochrony przeciwporażeniowej [Dz.U. Nr 81, poz. 473 - utraciło moc prawną] wymagało, aby punkty neutralne transformatorów zasilających sieci niskiego napięcia pracujących w układzie TN lub TT były uziemiane, a rezystancja tych uziemień Rr nie przekraczała 5 Ω i wartości wynikającej ze wzoru: .
gdzie: Rr – rezystancja uziemienia roboczego, w Ω, Iz – prąd zwarcia doziemnego w urządzeniach wyższego napięcia stacji zasilających, w A. W normie N-SEP-E-001 zapisano trzy wymagania odnoszące się do rezystancji uziemień punktów neutralnych sieci. We wszystkich tych wymaganiach ograniczana jest rezystancja wypadkowa uziemień , a nie jednego uziemiania. Pierwsze wymaganie: dotyczy wypadkowej rezystancji uziemień RB, których rezystancja wypadkowa nie przekracza 30 Ω (dla każdego uziemienia), znajdujących się wraz z uziemionym przewodem (PEN) na obszarze o średnicy 200 m zakreślonego dookoła stacji (punktu neutralnego). Rezystancja ta powinna spełniać warunek: .
a jeżeli rezystywność gruntu jest równa lub większa od 500 Ω·m, to wartość 5 Ω można zastąpić wartością: .
Są to warunki łagodniejsze od podanych w rozporządzeniu Ministra Przemysłu z dnia 8.10.1990 r., gdyż 5 Ω jest odniesione nie do jednego uziemienia , a do wszystkich znajdujących się na ww. obszarze. Drugie wymaganie dotyczące uziemienia punktu neutralnego sieci dotyczy wypadkowej rezystancji RB2 wszystkich punktów neutralnych i przewodów PE (PEN). Warunek ten zapisany jest wzorem:
w którym: RE - minimalna rezystancja miedzy przewodem fazowym a ziemią w miejscu zwarcia, Uo - napięcie znamionowe sieci względem ziemi. Warunek ten ma zapewnić ograniczenie asymetrii napięć przy zwarciach doziemnych z pominięciem przewodów PE (PEN) i ograniczenie przy takich zwarciach napięcia pojawiającego się na przewodach PE (PEN) Trzecie wymaganie dotyczy wypadkowej rezystancji RB2 wszystkich punktów neutralnych i przewodów PE (PEN) układu TN:
gdzie: IE - prąd uziomowy w stacji, w której powstało zwarcie w urządzeniach wyższego napięcia. Warunek ten ma zapewnić bezpieczeństwo osób przy urządzeniach niskiego napięcia w przypadku zwarcia doziemnego w urządzeniach wyższego napięcia stacji zasilającej. Warunek ten jest złagodzeniem warunku określonego w rozporządzeniu Ministra Przemysłu z 1990 r., gdyż rozpatrywana rezystancja dotyczy nie jednego uziemienia, a wszystkich równolegle pracujących uziemień: wartość UF jest ≤ 50 V, a prąd IE ≤ Iz. Uziemienia ochronne W sieciach niskiego napięcia pracujących w układzie TN uziemienia punktu neutralnego i przewodów ochronnych PE (PEN) odgrywają ważną rolę w prawidłowej pracy sieci i ochronie przez samoczynne wyłączenie zasilania. Spełniają one następujące zadania: 1) Ograniczają napięcia zakłóceniowe pojawiające się w instalacjach odbiorców, gdy punkty neutralne sieci niskiego napięcia są przyłączone do uziomów stacji zasilających, a w stacjach tych występują doziemienia wysokiego napięcia.2) Zapewniają w normalnych warunkach sieci niskiego napięcia, utrzymywanie się potencjału ziemi na przewodach PE (PEN) i połączonych z nimi częściach przewodzących dostępnych.3) Ograniczają potencjał przewodów PE (PEN) podczas zwarć doziemnych z pominięciem przewodu ochronnego PE (PEN). 4) Umożliwiają wyłączenie zasilania podczas zwarć doziemnych, gdy zwarcie doziemne wystąpi na uszkodzonym przewodzie ochronnym za miejscem jego przerwania.5) Ograniczają napięcie pojawiające się podczas zwarć doziemnych na przerwanym przewodzie ochronnym i połączonych z nim częściach przewodzących. 6) Ograniczają napięcie na przewodach PE (PEN) wywołane zwarciami doziemnymi. W sieciach i instalacjach pracujących w układach TN czas samoczynnego wyłączenia zasilania nie zależy od rezystancji uziemienia. Uziemienia w sieciach i instalacjach niskiego napięcia pracujących w układach TT i IT mogą pełnić ważna rolę w ochronie przeciwporażeniowej, w ochronie odgromowej i przepięciowej oraz w zapewnieniu właściwej pracy układu. Uziemienia wykonywane dla ochrony przeciwporażeniowej (uziemienia ochronne RA) są w sieciach TT niezależne od uziemień zapewniających właściwą pracę układu (uziemień ochronno-roboczych RB). W sieciach i instalacjach pracujących w układach sieci TT i IT części przewodzące dostępne są podłączane do uziomów indywidualnych, grupowych lub zbiorowych i nie mają połączenia z punktem neutralnym układu. Prąd zwarcia doziemnego Id (wg PN-HD 60364-4-41) można obliczyć ze wzoru:
W układach TT dopuszczono, aby napięcie dotykowe pojawiające się na uziemionych częściach przewodzących dostępnych mogło być większe od UL pod warunkiem, że nastąpi samoczynne wyłączenie zasilania uszkodzonego obwodu w czasie uniemożliwiającym wystąpienie porażenia elektrycznego. Zadanie to będzie spełnione niezależnie od wartości rezystancji uziemienia punktu neutralnego sieci RB jeżeli zostanie spełniony warunek:
gdzie: RA- jest sumą rezystancji uziomu i przewodu ochronnego części przewodzących dostępnych, Ia - jest prądem powodującym samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego, UL- napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale: 50 V – dla warunków środowiskowych normalnych, 25 V - dla warunków o zwiększonym niebezpieczeństwie. Urządzeniem ochronnym może być: zabezpieczenie przetężeniowe (bezpiecznik topikowy, wyłącznik nadmiarowy z wyzwalaczem zwarciowym) lub wyłącznik różnicowoprądowy. W układach IT rezystancja uziemienia części przewodzących dostępnych RA nie powinna przekraczać wartości obliczonej ze wzoru:
gdzie: RA- jest sumą rezystancji uziomu i przewodu ochronnego części przewodzących dostępnych, Id - jest prądem pierwszego doziemienia przy pomijalnej impedancji miedzy przewodem fazowym i częścią przewodzącą dostępną. UL- napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale: 50 V – dla warunków środowiskowych normalnych, 25 V - dla warunków o zwiększonym niebezpieczeństwie. Spełnienie tego warunku pozwala zawsze ograniczyć napięcia dotykowe do wartości UL i nie wyłączać samoczynnie zasilania. Norma PN-HD 60364-4-41 wymaga, aby układ IT stosowany w celu kontynuowania zasilania (przy nie stosowaniu urządzeń do samoczynnego wyłączenia zasilania przy pierwszym doziemieniu) był wyposażony w urządzenie kontrolujące stan izolacji (dla wykrycia doziemienia). Zaleca się, aby pierwsze doziemienie było usuwane w możliwie najkrótszym czasie. Utrzymywanie się zbyt długo pierwszego doziemienia może doprowadzić do powstania zwarcia podwójnego groźnego dla ludzi i urządzeń. |
| Zmieniony: Piątek, 11 Listopad 2011 18:15 |
