Skuteczna ochrona jest możliwa przy jasnym zrozumieniu fizycznego znaczenia i istoty „ziemia” i „zero” oraz prawidłowym ich zastosowaniu w praktyce.
Terminy, definicje
Aby wyeliminować różne interpretacje pojęć „zero” i „ziemia”, należy odwołać się do ustalonych norm i przyjętych standardów. Projektowanie, montaż i eksploatacja znajdują odzwierciedlenie w głównym dokumencie przewodnim dla energetyki – Przepisach Budowy Instalacji Elektrycznych (PUE). Rozdział 1.7 pierwszej części zawiera pełne informacje na temat uziemników, uziemiających przewodów ochronnych, systemów i obwodów. Rozdział 3 opisuje schematy zabezpieczeń i automatyki. W siódmej części wskazano sposób wyposażenia sieci, w tym w obiektach publicznych i mieszkalnych.
Elektroda uziemiająca to obwód sztucznie wykonany z elementów przewodzących, który ma bezpośredni kontakt z ziemią.
Neutralny to punkt, w którym jeden z końców wszystkich uzwojeń fazowych źródła prądu przemiennego (generator trójfazowy lub transformator obniżający napięcie podstacji) jest ze sobą połączony. W idealnie zrównoważonych warunkach obciążenia prądy w każdej fazie są równe i znoszą się. Dlatego taki punkt nie ma potencjału i nazywany jest zerem.
Ochrona polega na utworzeniu fizycznego połączenia pomiędzy przewodzącymi częściami korpusu urządzenia, które w przypadku uszkodzenia izolacji mogą być narażone na działanie niebezpiecznego napięcia, z różnymi punktami sieci:
- Uziemienie - podłączenie przewodu do przewodu neutralnego. W razie wypadku faza zamyka się do zera, powodując zadziałanie wyłącznika automatycznego lub bezpiecznika. W przewodzie neutralnym pod obciążeniem płynie prąd równy prądowi fazowemu. Izolacja tego przewodu jest niebieska.
- Uziemienie ochronne to połączenie z obwodem uziemiającym, które usuwa niebezpieczne napięcie z obudowy do ziemi. Prąd płynie w przewodzie uziemiającym tylko podczas wypadku. Jest pomalowany w żółto-zielone paski.
Obydwa połączenia zapewniają ochronę. Ale wdrażają to na różne sposoby, w zależności od lokalizacji połączenia.
Metody dostarczania energii elektrycznej
Instalacje elektryczne do 1000 woltów dzielą się na systemy, w których punktem neutralnym źródła energii jest:
- solidnie uziemiony, gdy przewód neutralny jest celowo podłączony do elektrody uziemiającej;
- odizolowany od ziemi.
Odbiorca nieprzemysłowy jest zwykle zasilany za pomocą obwodu dwuprzewodowego z wykorzystaniem dwóch przewodów - fazowego i neutralnego. Dotychczas wszyscy odbiorcy energii elektrycznej byli zasilani według tego schematu, obecnie jest to dopuszczalne jedynie w przypadku nowych budynków, do których energia elektryczna dostarczana jest linią napowietrzną.
Współczesne wymagania PUE dyktują warunki dostarczania energii elektrycznej przy wykorzystaniu:
- 3 przewody – fazowy (L), neutralny (N), ochronny (PE) od przewodu uziemiającego dla sieci jednofazowej;
- 5 przewodów – trzy fazy (L1-L3), N, PE dla zasilania trójfazowego.
Przykładem może być podłączenie budynku mieszkalnego do podstacji transformatorowej. Wykonany jest z kabla o pięciu żyłach. Wewnątrz budynku trzy fazy są rozprowadzane za pomocą grupowych urządzeń dystrybucyjnych trzema przewodami do odbiorców jednofazowych, równomiernie rozkładając obciążenie. Można to łatwo zrobić w nowym budownictwie, ale istniejące domy mają już okablowanie. Nie da się tego wszystkiego od razu przerobić pod nowe wymagania, budując przewody uziemiające.
Metody stosowane w organizacji ochrony
Sprzedawanych i używanych jest wiele urządzeń gospodarstwa domowego z trójżyłowymi przewodami i gniazdkami, których uziemienie jest obowiązkowe. Cechy konstrukcyjne stosowanych standardowych systemów zasilania pomogą rozwiązać ten problem, jeśli niemożliwe jest zbudowanie oddzielnej pętli uziemiającej u konsumenta.
W wielopiętrowych budynkach starej konstrukcji prąd dostarczany jest zgodnie ze schematem TN-C-S, gdy przewód neutralny na transformatorze jest solidnie uziemiony dwoma przewodami. Doprowadzany jest do panelu lub szafy przewodem PEN, dalej rozprowadzany pomiędzy grupami i odbiorcami wraz z fazą L.
Jeśli chcesz włączyć na przykład elektryczny bojler wodny, musisz zapewnić ochronę. Jeśli izolacja grzejnika ulegnie uszkodzeniu, nastąpi wyciek do obudowy zawierającej wodę. Sieć wodociągowa będzie pod napięciem. Aby temu zapobiec, należy wymienić gniazdko na trójbolcowe, pasujące do wtyczki. Stamtąd poprowadź dodatkowy przewód ochronny w kolorze żółto-zielonym do wejścia domu do tablicy rozdzielczej.Przykręca się go do korpusu panelu, a w mieszkaniu łączy się z masą gniazda.
Surowo zabrania się łączenia styków neutralnych i korpusowych bezpośrednio w gnieździe.
