Opětovné uzemnění – k čemu slouží a jak se zařizuje?

Přezemnění VLI je záměrné spojení nulového vodiče se zemnicím zařízením v elektrických instalacích do 1 kV, které lze elektricky připojit k zemnicímu zařízení zdroje. VLI je venkovní vedení na podpěrách ze železobetonu nebo dřeva se samonosnými izolovanými dráty (SIP). Níže čtenářům webu Sam Electrician řekneme, jak správně znovu uzemnit nadzemní elektrické vedení a proč je to potřeba.

Typy podpěr

Dřevěný

Dřevěné podpěry se v současné době využívají v omezené míře především v řídce osídlených oblastech. Mají výhody v nízkých výrobních nákladech a snadné instalaci, nízké hmotnosti, vysoké nosnosti. Dřevo je navíc dobrým dielektrikem, což zvyšuje bezpečnost provozu. Mezi nevýhody dřevěných podpěr patří nutnost výběru kulatiny pro jedno trolejové vedení se stejnými průměry pro zajištění stejného rozložení zatížení, vysoká náchylnost k mechanickému poškození a rychlé opotřebení dřeva během provozu. Pro eliminaci negativního dopadu na životní prostředí a omezení procesů hniloby jsou dřevěné podpěry impregnovány nebo potaženy speciálními sloučeninami.

Tyče jsou vyrobeny z jehličnatého dřeva. Průměr kulatiny a délka se volí podle třídy podpory. Klasifikace podpěr je vypracována tak, že kulatina o určitém průměru horního konce a určité délce musí mít odpovídající hmotnost nebo objem. Dřevěné tyče lze klasifikovat jako L, M nebo S

Podpěry pro venkovní vedení do 1 kV musí mít průměr minimálně 14 cm.Výška podpěr je od 6 do 13 metrů. V závislosti na třídě dřeva a jeho kubaturě mohou podpěry vážit od 180 do 350 kg.

Železobeton

Železobetonové podpěry jsou pevnější a stabilnější než dřevěné. Jejich životnost při opotřebení je výrazně delší než u dřevěných sloupů, proto se nejvíce používají při stavbě venkovních vedení různých napěťových úrovní.

Železobetonové podpěry jsou vyrobeny ze železobetonu, před výrobou se počítají podle toho, jakou roli bude podpěra hrát v trolejovém vedení. Požadavky na rozložení zátěže stanoví GOST a PUE.

Železobetonové podpěry jsou klasifikovány v následujícím pořadí:

• speciální – určené pro určité podmínky: klimatické, při přejezdu překážek, při přejezdu trolejového vedení a jiné;
• terminál – instalován na konci nadzemního vedení;
• úhlové – použití na zatáčkách trolejového vedení;
• kotva – provádějte napětí drátů v rovných úsecích;
• střední – podpora, ale netahejte dráty.

Železobetonové podpěry se používají ve všech venkovních vedeních – jak s klasickými dráty, tak se samonosnými izolovanými dráty.

Níže uvedená fotografie ukazuje vzhled železobetonové podpěry.

Používají se tyto železobetonové konstrukce:

Pro provedení sekundárního uzemnění vodiče PEN je na obou stranách podpěry navařena výztuž. To se provádí za účelem splnění požadavků PUE (článek 2.4.40, viz kapitola 2.4): “PEN-vodič by měl být připojen k výztuži železobetonových regálů a vzpěr.”

Účel opětovného uzemnění

Opětovné uzemnění VLI je nutné, aby byla zajištěna normální elektrická bezpečnost při provozu venkovního vedení. Podle odstavce 2.4.38 předpisu o elektrické instalaci „Na podpěrách nadzemního vedení musí být provedena uzemňovací zařízení pro opětovné uzemnění, ochranu před přepětím blesku a uzemnění elektrického zařízení instalovaného na podpěrách nadzemního vedení. Odpor uzemňovacího zařízení by neměl být větší než 30 ohmů.

Pokud je v napájecím systému instalována trafostanice s pevně uzemněným neutrálem, pak je pro zajištění požadované elektrické bezpečnosti nutné vytvořit elektrické propojení s uzemněním v celém systému. U podpěr je nulový vodič znovu uzemněn – tím je zajištěno spolehlivé spojení vodiče PEN s uzemňovacím zařízením. Schéma vypadá takto:

PUE uvádí, že opětovné uzemnění VLI znamená ponoření vodiče PEN nebo PE do nadzemního elektrického vedení s izolovanými dráty do země.

Důležité! Opakovaný uzemňovací obvod se provádí na zpětné vodě bez úvodního zařízení nebo úvodního štítu (VShch). Připojuje se k zaváděcímu stroji nebo ke společnému nožovému spínači.

Ochranné a pracovní nulové vodiče jsou připojeny v horní části železobetonového pilíře (železobetonového sloupu) k výztuži. Pokud existuje vzpěrná tyč, pak je nutné ji připevnit k ní, a to nejen k hlavní.

Níže uvedená fotografie ukazuje, jak znovu uzemnit VLI hlavního vodiče pomocí propichovací svorky na průchozím sloupku, bez kohoutku. To je nutné provést na každé třetí podpěře venkovního vedení a na sloupu, který vede do obytného domu.

Na podpěrách během instalace lze provést zemnící sestup z drátu nebo válcované oceli. Může také chybět. Na obrázku níže je znázorněna konstrukce stožáru s uzemňovacím vývodem.

• 1 – místo svařování;
• 2 – zemnící elektrody;
• 3 – sestup.

Zpravidla je vyroben z kovového drátu. To vše je připevněno na kolíkové elektrodě, která je zaražena do země. Pokud má drát větší průměr než 6 mm, je žádoucí, aby byl vyroben z pozinkovaného kovu, a pokud je menší než 6 mm – ze železného kovu s naneseným antikorozním prostředkem.

Podle pravidel pro elektroinstalace, pokud byly vodiče PEN znovu uzemněny na dřevěné konstrukci, musí být všechny kolíky a háčky kovové podpěry zcela uzemněny. Pokud však opakovaná zemní smyčka není organizována na sloupu ze dřeva nebo železobetonu, není třeba nic dělat (PUE 2.4.41).

Elektrická zařízení z kovu, která jsou umístěna na podpěrách, musí být uzemněna jednotlivými vodiči. Jedná se o zařízení, jako jsou VU štíty, ochrana před bleskem nebo ochrana před vysokým napětím. V případě trafostanice s pevně uzemněným neutrálem musí být odpor sekundární zemnicí elektrody 30 ohmů nebo méně.

Vezměte prosím na vědomí! Pro soukromé bydlení není opětovná ochrana vodičů VLI PEN osvobozena od instalace speciální zemnící smyčky. O tom, jak udělat uzemnění v domě vlastníma rukama, jsme mluvili v odpovídajícím článku!

užitečných rad

Pokud je nutné znovu uzemnit VLI z trafostanice do obytných prostor ve vzdálenosti 800 m, mělo by být provedeno na těchto místech:

• na sloupech venkovního vedení, které jsou umístěny v blízkosti trafostanice a v blízkosti domu;
• na kotevních sloupcích nadzemní vedení;
• na podpěře ve vzdálenosti 100 metrů od hlavní podpěry, která má uzemnění.

Doporučujeme také zhlédnout video, které ukazuje, jak bez problémů přebrousit nebo spíše zatlouct kolíky do země:

Užitečné k tématu:

Zveřejněno 16.11.2016 Aktualizováno 27.08.2019 Alexandrem (administrátorem)

TN-CS je nejběžnějším uzemňovacím systémem ve skupině TN. TN je systém, ve kterém je neutrál napájecího zdroje pevně uzemněn a nechráněné vodivé části elektrické instalace jsou připojeny k pevně uzemněnému neutrálu. CS znamená, že systém má v určitých oblastech začleněny rysy organizace systémů TN-C i TN-S. To znamená, že když v TN-CS jsou funkce nulového ochranného a nulového pracovního vodiče v některé jeho části kombinovány v jednom vodiči, počínaje zdrojem energie, pak zde můžeme mluvit o TN-C. Při připojování elektrických instalací se PEN dělí na PE (nulový ochranný vodič) a N (nulový pracovní vodič) – tato část není nic jiného než TN-S.

V této fázi nejsou žádné zvláštní problémy s pochopením fungování systému TN-CS. Zmatek nastane, když se obrátí na otázku opětovného uzemnění vodiče PEN, což mimochodem nelze provést v „obydlené oblasti s jedno- a dvoupatrovými budovami“ (to znamená u vchodu do soukromý dům). Okamžitě poznamenáváme, že opětovné uzemnění provedené při oddělení vodiče PEN v systému TN-CS soukromého domu je nezbytnou událostí.. Ale o to nejde. Bohužel mnozí jednoduše nechápou, co znamená opětovné uzemnění, k čemu se vztahuje a k čemu slouží.

Opětovné uzemnění PEN u vchodu do soukromého domu

V mnoha recenzích jsou některé požadavky PUE neustále přeháněny, existují spory o 10 nebo 30 Ohmech, jsou nesprávně interpretovány a jsou brány selektivní body PUE. Proto se nejprve pokusíme správně přečíst a porovnat body PUE týkající se opětovného uzemnění v systému TN. A následně všechny situace spočítáme a nasimulujeme v prostředí programu Electronics Workbench.

Systém TN-CS:

Začněme zdánlivě protichůdným odstavcem PUE 7 – 1.7.61:

Při použití systému TN je doporučeno provést opětovné uzemnění vodičů PE a PEN na vstupu do elektroinstalací budov, jakož i na jiných přístupných místech. Pro opětovné uzemnění by mělo být nejprve použito přirozené uzemnění. Odpor opětovného uzemnění není standardizováno.

Uvnitř velkých a vícepodlažních budov plní podobnou funkci vyrovnání potenciálu připojením nulového ochranného vodiče k hlavní zemní sběrnici.

Opětovné uzemnění elektrických instalací s napětím do 1 kV, napájených nadzemním vedením, musí být provedeno v souladu s 1.7.102-1.7.103.

Co je tady špatně? Může se zdát, že první odstavec odkazuje na systém TN-CS a „doporučeno“ a „nenormováno“ se týká opětovného uzemnění při dělení PEN (kombinovaný pracovní a ochranný nulový vodič) na PE (ochranný vodič) a N (pracovní nulový vodič). Ve skutečnosti mluvíme o opětovném uzemnění vodičů PE a PEN, které může být jak v systému TN-C (PEN), tak v systémech TN-S (PE) a TN-CS (PE). Třetí odstavec se již přímo vztahuje k opětovnému uzemnění na vstupech venkovního vedení (nadzemního vedení) do elektroinstalace. A v této fázi každý přejde k odstavcům 1.7.102 – 1.7.103 a s jistotou tvrdí, že opětovné uzemnění na vstupech nadzemních vedení do elektrických instalací soukromého domu (systém TN-CS) by mělo být povinné a šíření odpor zemnící elektrody by neměl být větší než 30 Ohmů. Je tu ale jedna věc, o které z nějakého důvodu všichni mlčí. Proto jsme si pozorně přečetli následující odstavce PUE a na konci analýzy se k těmto „kontroverzním“ doporučením vrátíme.

PUE 1.7.102:

Na koncích nadzemních vedení nebo odboček z nich delších než 200 m, jakož i na vstupech venkovních vedení do elektrických instalací, u kterých je jako ochranné opatření při nepřímém dotyku aplikováno automatické vypnutí napájení, je nutné provést opětovné uzemnění vodiče PEN. V tomto případě by měly být v první řadě použity přirozené zemniče, např. podzemní části sloupů, ale i zemnící zařízení určená pro bleskové přepětí (viz kapitola 2.4).

Uvedené opakované uzemnění se provádějí, pokud není v podmínkách ochrany před bleskem vyžadováno častější uzemnění.

Opětovné uzemnění vodiče PEN ve stejnosměrných sítích musí být provedeno pomocí samostatných umělých zemnících vodičů, které by neměly mít kovové spoje s podzemním potrubím.

Zemnící vodiče pro opětovné uzemnění vodiče PEN musí mít rozměry ne menší, než jsou uvedeny v tabulce 1.7.4.

V tomto odstavci je nutné věnovat zvláštní pozornost druhému odstavci a zabývat se častějším uzemňováním z hlediska ochrany před bleskovými přepětími. Uvažujme logicky. Méně časté uzemnění pro ochranu před přepětím blesku není nic jiného než opětovné uzemnění uvedené v prvním odstavci. A pro stanovení podmínek pro častější uzemnění, kdy není vyžadováno opětovné uzemnění na vstupech venkovního vedení do elektroinstalace, je třeba si přečíst kapitolu 2.4, která je také naznačena v prvním odstavci. Kromě toho stojí za zmínku, že i když je vynechán druhý odstavec, organizace uvedeného opětovného uzemnění není odpovědností vlastníků soukromých domů, ale provozovatele distribuční sítě.

Než přejdeme ke kapitole 2.4, uzavřeme hlavní body kapitoly 1.7 týkající se opětovného uzemnění.

PUE 1.7.103:

Celkový roznášecí odpor zemnících vodičů (včetně přirozených) všech opakovaných uzemnění vodiče PEN každého venkovního vedení v kteroukoli roční dobu by neměl být větší než 5, 10 a 20 Ohm, v tomto pořadí, při síťovém napětí 660, 380 a 220 V zdroje třífázového proudu nebo 380, 220 a 127 V zdroje jednofázového proudu. Současně by odpor šíření zemnícího vodiče každého z opakovaných uzemnění neměl být větší než 15, 30 a 60 ohmů při stejných napětích.

Všechno je zde extrémně jednoduché. Odpor zemnícího vodiče opětovného uzemnění vodiče PEN nesmí překročit 30 ohmů. A součet odporů zemnících vodičů opakovaného uzemnění by neměl překročit 10 ohmů. Tzn., že ke splnění této podmínky stačí alespoň tři opakované země (každý 30 ohmů) a celkem podle pravidla paralelního zapojení rezistorů dají 10 ohmů.

Pokračujme a nakonec se rozhodneme pro podmínku, kdy není nutné znovu uzemňovat vodič PEN na vstupu do elektroinstalací soukromého domu v soustavě TN. Musíme zjistit, kdy dochází k častějšímu uzemnění za podmínek ochrany před přepětím blesku, a odpověď na to je v odstavci PUE 2.4.46:

V obydlené oblasti s jednopatrovými a dvoupatrovými budovami musí mít nadzemní vedení uzemňovací zařízení určená k ochraně před atmosférickými přepětími. Odpor těchto uzemňovacích zařízení by neměl být větší než 30 ohmů a vzdálenosti mezi nimi by neměly být větší než 200 m pro oblasti do 40 bouřkových hodin za rok, 100 m pro oblasti s více než 40 bouřkových hodin za rok.

Kromě toho musí být vyrobena uzemňovací zařízení:

1. na podpěrách s odbočkami ke vchodům do objektů, ve kterých se může soustředit velké množství lidí (školy, školky, nemocnice) nebo které mají velkou materiální hodnotu (choviště pro hospodářská zvířata a drůbež, sklady);
2. na krajních podpěrách vedení s odbočkami na vstupy, přičemž největší vzdálenost od sousedního uzemnění těchto stejných vedení by neměla být větší než 100 m pro oblasti do 40 a 50 m bouřkových hodin za rok – pro oblasti s více než 40 bouřkových hodin za rok.

To znamená, že podle norem by v obydlené oblasti s jednopatrovými a dvoupatrovými budovami mělo být uzemňovací zařízení instalováno po 200 (100) metrech – to jsou častější uzemnění za podmínek ochrany před přepětím blesku. V souladu s tím v soukromém sektoru, pokud je splněn výše uvedený požadavek (a musí být splněn), pak u vchodu do domu nemůžete znovu uzemnit vodič PEN!

Kromě toho je pro úplné pochopení třeba zvážit další dva body:

• PUE 2.4.38. Na podpěrách trolejového vedení musí být provedena uzemňovací zařízení určená k opětovnému uzemnění, ochraně před přepětím blesku, uzemnění elektrického zařízení instalovaného na podpěrách venkovního vedení. Odpor uzemňovacího zařízení nesmí být větší než 30 ohmů.
• PUE 2.4.44. Ochranná zařízení instalovaná na venkovních vedeních pro ochranu před bleskovými přepětími musí být připojena k zemnicímu vodiči se samostatným klesáním.

To znamená, že opětovné uzemnění a přepěťovou ochranu před bleskem není nutné uvažovat stejně. Pokud je ale na podpoře splněno druhé, musí být splněno i to první. Právě kvůli tomuto vztahu byla ve druhém odstavci odstavce 1.7.102 stanovena podmínka přítomnosti častého uzemnění za podmínek ochrany před bleskovými přepětími.

Pro spravedlnost je třeba poznamenat, že všechny uvedené požadavky platí pro systémy TN-C i TN-CS. Nikde není požadavek konkrétně specifikován pro žádný konkrétní systém. A nás zajímá TN-CS. Jediným logickým bodem s přihlédnutím k častým přepěťovým ochranám před bleskem, které lze použít, je tedy 1.7.61. Zvažovali jsme to jako první a říká to v systému TN u vchodu do soukromého domu je doporučeno proveďte opětovné uzemnění PE vodiče s neomezený odpor. A opětovné uzemnění vodiče PEN s normou do 30 ohmů nemá nic společného se soukromým domem a je v kompetenci provozovatele distribuční sítě.

Absence normovaného přezemnění PEN VL svědčí o nesouladu soustavy TN s požadavky na osídlené území s jedno a dvoupodlažními budovami. V tomto případě je nutné uzemnit elektroinstalace soukromého domu pomocí systému TT.

První schéma ukazuje systém TN-CS se čtyřmi přezemněními vodiče PEN s odporem GD 30 ohmů každé. Čtvrté překotvení je vaším příkladem. Rezistory ve schématu jsou podmíněné spotřebitele (soukromé domy).

Druhé schéma simuluje vyhoření společné nuly. Jak vidíte, při zohlednění nerovnoměrného zatížení došlo k nevyváženosti fází. Zároveň začalo fungovat opětovné uzemnění a korigovat šikmost. Přirozeně, čím menší je součet odporů opětovného uzemnění, tím lépe. Ale vzhledem k tomu, že norma pro všechna opětovné uzemnění, která musí provozovatel distribuční sítě zorganizovat, není větší než 10 ohmů, pak alespoň dodatečně znovu uzemněte 1000 10 ohmů – součet všech opakovaných uzemnění bude stále menší než XNUMX ohmy. Tady to ani není nutné počítat, protože to říká jedno z pravidel pro paralelní připojení celkový odpor je vždy menší než odpor jakéhokoli paralelně zapojeného odporu.

Ve třetím schématu jsme změnili odpor našeho uzemňovacího zařízení z 30 ohmů na 300 ohmů. V důsledku toho se celkový odpor zvýšil o několik ohmů a zůstal v rámci normalizovaných 10 ohmů. Tato změna měla za následek mírné (několik voltů) zhoršení naměřených hodnot. Zde je také třeba poznamenat, že při vyhoření společné nuly se potenciál dodatečně přenese do vynulovaných případů. A čím nižší je celkový odpor zemnících vodičů všech opakovaných uzemnění, tím méně nebezpečný je dopad v této nouzové situaci. Pokud tedy nemáte touhu převzít práci dodavatelské organizace na snížení celkového odporu opětovného uzemnění, pak vás k tomu nikdo nezavazuje.

Na čtvrtém a pátém schématu, odstranění potenciálu k vynulování budov ve vašem domě. V obou případech, jak s uzemňovacím odporem 300 ohmů, tak 1000 ohmů, dojde k okamžitému vypnutí jističů kvůli vysokým zkratovým proudům. Zde vaše opětovné uzemnění nedělá žádnou významnou práci.

Šestý diagram simuluje vyhoření vašeho PEN vodiče. V tomto případě může být prostřednictvím některé zahrnuté zátěže potenciál vyveden přes místo oddělení PEN na PE a N do všech vynulovaných případů. Váš uzemňovací systém je v podstatě kombinací TT a nebezpečné země. V tomto případě nebude fungovat žádný RCD, protože nebudou existovat žádné diferenciální proudy.

Zde by měla fungovat podpěťová spoušť (nebo napěťové monitorovací relé), protože pokud se váš PEN rozbije a sepne zátěž, dojde k poklesu napětí v důsledku uzemnění. Bez uzemnění tato zařízení také odpojí napájení sítě v případě přerušení nuly.

Nyní zvažte nejhorší možný scénář. Soukromý dům, muž na dvoře bosý se dotýká uzemněného bydlení. Neexistuje žádná podpěťová spoušť a EMS nefunguje. V tomto případě musíte pochopit, že na ulici musíte používat zařízení příslušné třídy elektrické bezpečnosti. Jinak bude jedinou nadějí pouze uzemnění, které výrazně snižuje dotykové napětí. A zde neplatí žádné normy pro opětovné uzemnění vodiče PEN. Nejspolehlivější uzemňovací zařízení v takové nouzi je to, které bude mít nejmenší odpor.

Předpokládejme, že před vyhořením PEN byla v domě zapnuta zátěž s odběrovým proudem 2 A. Odpor spotřebiče je tedy 110 Ohmů. Zvažte dvě možnosti s novým uzemněním – 30 ohmů a 4 ohmy zemnícího odporu.

Jak je vidět, při minimálním odporu zemnícího vodiče (podmíněně 4 ohmy) se dotykové napětí výrazně snižuje. To je důležité, protože zde nefunguje bezpečnostní vypnutí.

Shrnout. Opětovné uzemnění vodiče PEN v obydlené oblasti s jednopatrovými a dvoupatrovými budovami je v kompetenci provozovatele elektrické distribuční sítě. Opětovným uzemněním na vstupu do vašeho domu podle norem 30 Ohm prostě děláte práci někoho jiného, ​​která vás v opravdu nebezpečné situaci nemusí ochránit. Pro ochranu musíte nejprve použít napěťovou spoušť (nebo napěťové relé) a systém vyrovnání potenciálu. Při absenci výše uvedených opatření získáte absolutní bezpečnost, pokud je odpor vaší uzemňovací elektrody minimální (mnohem méně než 30 ohmů). V tomto případě také zdarma vylepšujete systém TN, ale to už dává určitý smysl.