Naturalne przewody uziemiające, pętle uziemiające i przewody uziemiające
Naturalne uziemienie
Aby uzyskać urządzenia uziemiające o niskiej rezystancji, tzw. grunty naturalne: rury wodociągowe i inne ułożone w ziemi, konstrukcje metalowe dobrze połączone z gruntem itp. Takie naturalnie uziemione elektrody mogą mieć rezystancję rzędu ułamków oma i nie wymagają specjalnych kosztów ich ułożenia. Dlatego należy ich użyć w pierwszej kolejności.
W przypadku braku takich naturalnych przewodów uziemiających, dla urządzeń uziemiających konieczne jest wykonanie sztucznego uziemienia, takiego jak pętle uziemiające, które są rzędami kątowników lub rur wbitych w grunt, połączonych stalowymi taśmami.
Całkowitą rezystancję upływową pętli uziemienia określa się przez rezystancję upływową poszczególnych uziemionych elektrod zgodnie ze znanym prawem elektrotechniki (jako sumę przewodnictwa połączonych równolegle przewodów). W przypadku uziomów pętlowych należy jednak liczyć się ze zjawiskiem tzw. wzajemnego ekranowania uziomów.Zjawisko to prowadzi do wzrostu odporności na rozproszenie uziemionych elektrod znajdujących się w pętli uziemiającej, w porównaniu z pojedynczymi elektrodami uziemiającymi (narożnik, listwa itp.) o około 1,5, a nawet do 5-6 razy (w przypadku szczególnie skomplikowanych schematów) ). Im bliżej siebie są uziemniki, tym bardziej wzajemne ekranowanie wpływa na całkowitą rezystancję upływu. Dlatego poszczególne elektrody uziemiające muszą być rozmieszczone w odległościach między nimi od co najmniej 2,5 do 5 m.
Współczynniki, które uwzględniają wzrost odporności na rozbryzgi wody w wyniku zastosowania stopnia ochrony wzajemnej uziomów, to tzw. Wszystkie części pętli uziemienia mają w przybliżeniu ten sam potencjał, gdy przepływa przez nią prąd ziemnozwarciowy. Dlatego pętle uziemienia przyczyniają się do wyrównania potencjałów w obszarze, który zajmują... W niektórych przypadkach (np. w instalacjach o napięciu 110 kV i więcej, instalacjach laboratoryjnych o wysokim napięciu itp.) są one specjalnie rozmieszczone w tym celu w postaci dość powszechnej siatki listew (oprócz rur czy narożników).
Przewody uziemiające
Wykonanie sieci uziemiających ułatwia zastosowanie konstrukcji stalowych do różnych celów jako przewodów uziemiających. Tradycyjnie będziemy je nazywać przewodnikami naturalnymi.
Jako naturalne przewodniki mogą służyć:
a) metalowe konstrukcje budynków (kratownice, słupy itp.),
b) konstrukcje metalowe o przeznaczeniu przemysłowym (tory podsuwnicowe, przełącznice, galerie, podesty, szyby wind, wciągniki itp.),
c) rurociągi metalowe do wszystkich celów — wodociągowe, kanalizacyjne, grzewcze itp.(z wyjątkiem rurociągów do mieszanin palnych i wybuchowych),
d) rury stalowe do instalacji elektrycznej,
e) ołowiane i aluminiowe osłony (ale nie pancerze) kabli.
Mogą służyć jako jedyne przewody uziemiające, jeśli spełniają wymagania PUE pod względem przekroju lub przewodności (rezystancji).
Stal jest stosowana głównie jako przewody uziemiające.W instalacjach oświetleniowych oraz w innych przypadkach, w których użycie stali jest niewygodne konstrukcyjnie lub przewodność jest niewystarczająca, stosuje się miedź lub aluminium.
Przewody uziemiające są podzielone na główny (magistrala) i rozgałęziają się od nich, aby oddzielić odbiorniki energii.
Przewody uziemiające muszą mieć wymiary minimalne określone w PUE.
W instalacjach elektrycznych o napięciu do 1000 V z izolowanym przewodem neutralnym dopuszczalne obciążenie głównych przewodów uziemiających zgodnie z wymaganiami PUE musi wynosić co najmniej 50% dopuszczalnego ciągłego obciążenia przewodu fazowego najmocniejszego linii tego odcinka sieci oraz dopuszczalnego obciążenia gałęzi przewodów odgromowych do poszczególnych odbiorców energii – co najmniej 1/3 dopuszczalnego obciążenia przewodów fazowych zasilających te odbiorniki elektryczne.
W przypadku przewodów uziemiających o napięciu do i powyżej 1000 V nie są wymagane przekroje większe niż 100 mm dla stali, 35 mm2 dla aluminium i 25 mm2 dla miedzi.
Zatem wybór przewodów do uziemienia sprzętu jest dość prosty, ponieważ dopuszczalne obciążenie różnych przewodów można uzyskać z tabel PUE lub podręczników elektrycznych.
Sytuacja jest bardziej skomplikowana przy doborze przewodów uziemiających do instalacji 380/220 i 220/127 V z uziemionym punktem zerowym. Przerwanie sekcji awaryjnej następuje w przypadku wystąpienia określonej wartości prądu zwarciowego; w związku z tym konieczne jest posiadanie jak najniższej odporności zwarciowej, przy której w sytuacji awaryjnej prąd osiągnąłby wartość wymaganą do zadziałania zabezpieczenia. Wartość prądu zgodnie z wymaganiami PUE musi przekraczać co najmniej 3-krotność prądu znamionowego najbliższego bezpiecznika lub 1,5-krotność maksymalnego prądu wyzwalania najbliższej maszyny. Wymóg ten zapewnia przepalenie bezpiecznika i wyłączenie maszyny. Jest to pierwszy wymóg PUE dotyczący urządzeń uziemiających.
Obwód jednofazowy w sieci z uziemionym punktem zerowym obejmuje rezystancje: uzwojenia (i obwód magnetyczny) transformatora, przewód fazowy, przewód neutralny (przewód neutralny). Transformator i przewód fazowy dobiera się w zależności od obciążenia i innych czynników niezwiązanych z systemem uziemienia.
Dla przewodu zerowego (przewodu zerowego) PUE przewidziano następujące wymagania: jego rezystancja nie może przekraczać więcej niż 2-krotność rezystancji przewodu fazowego najmocniejszej linii zasilającej instalację elektryczną lub odbiornik elektryczny (lub przewodność musi wynosić maksymalnie 50% przewodności przewodu fazowego). Jest to drugi wymóg PUE dotyczący urządzeń uziemiających.
W większości przypadków pierwsze wymaganie jest automatycznie spełnione, jeśli spełnione jest drugie wymaganie.Dlatego konieczne jest przede wszystkim zapewnienie wymaganej wartości rezystancji przewodu neutralnego (przewodu neutralnego). Aby to zrobić, konieczne jest przyjęcie przekroju przewodu zerowego (neutralnego) równego 50% fazy.
Właściwy dobór przewodów neutralnych ma szczególne znaczenie dla bezpieczeństwa.
