Jak správně uzemnit zařízení?

Elektřina je nebezpečná látka, která při nesprávném zacházení může způsobit mnoho problémů. Pokud například dojde ke zkratu elektrického zařízení a vy se ho dotknete, projde vaším tělem náboj proudu, který může zabít.

Aby se minimalizovalo riziko úrazu elektrickým proudem, stejně jako pro ochranu elektronických zařízení před přetížením, jsou elektrické sítě uzemněny, čímž vzniká obvod, ve kterém přebytečná energie jde přímo do země. To je přesně důvod, proč je nutné uzemnění v soukromém domě, venkovském domě nebo na jakémkoli jiném místě, kde se používá elektřina. Níže je schéma, jak správně vytvořit zemnící smyčku.

Proč je nutné uzemnění?

Když dojde ke zkratu, teplota vodiče prudce stoupne, což způsobí roztavení izolace i samotných vodivých pramenů. Pokud se v okamžiku zkratu dotknete drátů, tělem proteče proud, což může být smrtelné. To se děje proto, že proud má vždy tendenci jít cestou nejmenšího odporu – tedy do země.

Uzemnění je cesta, která směřuje elektřinu přímo do země, kde nemůže nikomu ublížit. Proud vždy volí cestu s minimálním odporem a zemní smyčka má přesně tuto vlastnost. Když dojde k úniku energie, přebytek je okamžitě odeslán do zemní smyčky. I když tedy osoba dostane elektrický šok, nebude to vážné, protože většina elektrické energie projde uzemňovacím systémem.

Ukazuje se, že uzemnění je důležitou součástí elektrického bezpečnostního systému. Je třeba říci, že uzemnění je nezbytnou součástí všech objektů, které využívají elektřinu. Podle požadavků regulačních dokumentů musí být každá budova obsahující sítě střídavého proudu s napětím nad 100 W vybavena uzemňovacím systémem.

Uzemnění zajišťuje nejen bezpečnost, ale také chrání domácí spotřebiče. Zemnící smyčka přebírá nadměrné zatížení při kolísání sítě, snižuje dopad rušení a neutralizuje negativní účinky elektromagnetického záření.

Rozdíl mezi hromosvodem a uzemněním

Nezaměňujte uzemnění s hromosvodem. Přestože fungují na podobném principu, jejich úkoly jsou odlišné. Pro příjem výboje z blesku a jeho přenos přes zemní smyčku izolovanou od vnitřní sítě přímo do země je zapotřebí hromosvod.

Uzemnění zase slouží k odvedení proudu z vnitřní domácí sítě v případě přetížení. Zemnící a hromosvody mohou mít v zásadě společný vnější obvod za dodržení bezpečnostních předpisů. Mimochodem, můžete si koupit hotové sady ochrany před bleskem, které splňují všechna pravidla a podmínky pro účinnost a bezpečnost.

Zařízení zemní smyčky

Uzemnění je speciální vodivá struktura vyrobená z materiálů s nízkým odporem. Zemnící systém se skládá ze dvou okruhů vzájemně propojených pomocí rozvodné desky. První smyčka je umístěna v budově a je určena k přenosu proudu do vnější zemní smyčky, z níž je většina pod zemí. Zemnící smyčka je vyrobena z kovových tyčí velkého průřezu, která zajišťuje okamžitý přenos proudu.

Uzemnění v soukromém domě je:

1. Vnitřní obvod sestávající z rozsáhlé sítě vodičů, které se připojují k zásuvkám, vysoce výkonným zařízením a vodivým kanálům (potrubím). Jednotlivé vodiče jsou spojeny do jednoho jádra, které je připojeno k vnější zemnící smyčce.
2. Vnější uzemnění. Několik elektrod je zahloubeno do země a spojuje je s kovovými deskami. Desky jsou zase připojeny k rozvodné desce pomocí masivní přípojnice.

Princip fungování uzemnění je poměrně jednoduchý – když se ve vodičích nebo zařízeních nahromadí nadměrné napětí, obvod funguje jako druh pojistky a rychle vybíjí proud společným obvodem do země. Díky téměř neomezené kapacitě, kterou země má, umožňuje takový obvod využít obrovské napětí.

Typy zemních smyček

Pro zajištění nejrychlejšího a nejstabilnějšího toku proudu do země je několik elektrod zakopáno do země a připojeno pomocí silné přípojnice. Účinnost uzemnění do značné míry závisí na umístění elektrod. Správným umístěním vodivého rámu můžete urychlit absorpci proudu zemí, a tím zlepšit účinnost uzemnění soukromého domu.

Existují 2 typy zemních smyček, z nichž každá má své výhody:

1. Trojúhelníkový obrys. Tento typ uzemnění se skládá ze 3 elektrod, které se nejprve zakopou do země a poté se vzájemně spojí tak, aby tvořily trojúhelník. Mezera mezi elektrodami by měla být rovna stejné hloubce, do jaké jsou zakopány zemnící kolíky, nebo ji mírně přesahovat.
2. Lineární zemní smyčka. Pro vytvoření lineárního uzemnění jsou elektrody instalovány v jedné řadě nebo v půlkruhu. Vzdálenost mezi kolíky je 1 nebo 1.5 hloubky. Nevýhodou tohoto typu obvodu je, že je nutné použít více elektrod než při instalaci trojúhelníkového systému, a proto se lineární obvod instaluje, když na místě není dostatek místa pro umístění objemové konstrukce.

Popsané obvody se nejčastěji používají při uspořádání uzemnění v soukromém domě. Je třeba poznamenat, že uzavřený obrys nemusí být trojúhelníkový. Může být vyroben ve formě obdélníku nebo například oválu. Výhodou je, že i když dojde k poškození sběrnice spojující elektrody, zemní smyčka bude nadále plnit svou funkci.

Důležité je také vědět, že lineární uzemnění funguje na principu girlandy a při poškození spojovací sběrnice přestane odříznutý úsek vést proud.

Požadavky na uzemňovací systém

Aby uzemnění plně fungovalo, musí všechny jeho prvky splňovat příslušné požadavky a instalace musí být provedena podle přísného schématu. Pokud tyto podmínky nejsou splněny, uzemnění v soukromém domě nebude účinně chránit dům před přepětím.

Podmínky pro instalaci zemní smyčky:

• Vnější část systému by neměla být blíže než 1 m od domu a ne dále než 10 m. Za optimální se považuje vzdálenost 2-4 m.
• Elektrody jsou umístěny v hloubce přibližně 2-3 m. Část jednoho z kolíků je vyvedena na povrch pro připojení externí sběrnice.
• Průřez vnější propojovací lišty, pomocí které je zemnění spojeno se stíněním, nesmí být menší než 16 mm2.
• Připojení podzemních elektrod by mělo být prováděno výhradně svařováním. V rozvodné desce lze pro upevnění použít šrouby.
• Odpor nemůže být vyšší než 4 ohmy pro 380 W a 8 ohmů pro 220 W.

Při výběru uzemňovací sady se musíte orientovat v místě a vzít v úvahu konkrétní umístění domu. Například, pokud je konstrukce umístěna v chladné oblasti, musí být elektrody prohloubeny pod úroveň zamrznutí půdy, jinak bude struktura postupně vytlačena na povrch.

Pokud chcete zařídit uzemnění v soukromém domě podle všech pravidel, doporučujeme zakoupit některou z hotových zemnících sad, z nichž každá je vyrobena z odolných materiálů s vysokou odolností. Takové soupravy jsou vybírány s ohledem na provozní podmínky, což je zárukou jejich účinnosti.

Jaké schéma zvolit

Než budete pokračovat přímo v instalaci uzemnění, je nutné vybrat schéma, podle kterého budou elektrody umístěny pod zemí. Je nutné správně vybrat materiály, ze kterých budou vyrobeny všechny konstrukční prvky, a také vypočítat rozměry elektrod a spojovacích částí. Parametry uzemnění se vypočítávají pomocí speciálního vzorce, který umožňuje přesně vybrat rozložení všech ochranných prvků.

Pokud jde o vzory uzemnění, trojúhelník je považován za nejúčinnější. Je to třícestný obvod, který zajišťuje rychlou a úplnou absorpci elektřiny zemí a rovnoměrně rozděluje proud po povrchu.

Pokud velikost plochy neumožňuje umístit objemovou trojúhelníkovou strukturu, elektrody se umístí do jedné linie, do půlkruhu nebo např. do vlny. Většina odborníků se však shoduje, že nejlepší uspořádání elektrod je považováno za trojúhelníkové, protože zajišťuje nejrychlejší a nejúčinnější absorpci proudu zemí.

Výběr materiálů pro zemní smyčku

Zemnící elektrody jsou zpravidla vyrobeny z oceli, protože. tento materiál má dostatečnou pevnost. Pomocí ocelového profilu lze elektrody jednoduše zarazit do země, což značně zjednodušuje instalaci.

Průřez zemnících vodičů může být různý. Například:

• Tyč o průřezu 16-18 mm je jednou z nejběžnějších možností. V tomto případě se nedoporučuje používat výztuž, protože je vyrobena z tvrzené oceli, která má zvýšenou odolnost. Vlnitý povrch navíc plně nezajišťuje rozptyl proudu.
• Roh. Nejlepší možností je roh 50×50 mm s tloušťkou stěny 4-5 mm. Pro urychlení instalace je roh ve spodní části zabroušen.
• Trubka. Průměr se volí podle výpočtů (nejčastěji se používají trubky o průměru 50 mm s tloušťkou stěny 4-5 mm). V suchých oblastech se používají tlustostěnné trubky, ve spodní části se vrtají otvory, do kterých se nalévá slaná voda pro zlepšení disperzní schopnosti půdy.

Ocel je nejvhodnějším materiálem pro uzemnění soukromého domu nejen kvůli vysoké pevnosti, ale také díky vhodné odolnosti. Při správném provedení výpočtů jsou ocelové elektrody schopny efektivně využít přepětí bez ohledu na rozsah úniku.

Jak připojit elektrody

Aby uzemnění rychle odstranilo proud, musí být elektrody navzájem spojeny pomocí kovu s nízkým odporem. K tomuto účelu se používá buď ocel, nebo barevné kovy – hliník nebo měď. V tomto případě je nutné správně vypočítat průřez propojovací sběrnice, což zajistí efektivitu celého systému.

Minimální průřez v závislosti na materiálu:

1. Měděná sběrnice nebo vodič musí mít průřez alespoň 10 mm2.
2. Hliníkový konektor nemůže být tenčí než 16 mm2.
3. Ocelový pás o průřezu minimálně 48 mm2.

Je důležité si uvědomit, že neželezné kovy, na rozdíl od oceli, nelze svařovat s běžným železem, a proto, pokud je jako přípojnice použita měď nebo hliník, jsou na elektrodách vyříznuty závity, které pásek připevní ke šroubům.

Uzemnění udělej si sám

Jak lze z výše uvedeného pochopit, instalace uzemnění v soukromém domě je poměrně jednoduchá operace, kterou zvládne každý, pokud se na to důkladně připraví a vše správně vypočítá.

V první řadě je potřeba vybrat místo. Mělo by se jednat o rovnou plochu, dostatečně vzdálenou od domu – je vhodné, aby lidé a domácí zvířata nechodili po uzemněné ploše. Kromě toho není povolena instalace systému blíže než 1 m od budov. V tomto případě je vhodné oplotit umístění zemní smyčky, což vám umožní v budoucnu rychle najít, pokud se vyskytnou nějaké problémy. Umístění elektrod musí být označeno.

Instalace uzemnění probíhá následovně:

• Provádí se značení (nejúčinnější je schéma, ve kterém jsou elektrody uspořádány ve formě rovnoramenného trojúhelníku).
• Podél celého značení (včetně autobusu, který vede k elektrickému panelu) je vykopán příkop.
• Elektrody se instalují do hloubky cca 2-5 metrů, ke kterým je přivařena spojovací přípojnice.
• Sběrnice z okruhu je uložena pod zemí k rozvodnému panelu, kde je zajištěna šroubovým spojem. Pokud to schéma zapojení naznačuje, je sběrnice připojena k rozbočovací sběrnici.

Když je vše připraveno, musí být uzemňovací systém testován, aby byla zajištěna jeho účinnost. K tomu se měří elektrický odpor celého systému, který nemůže být vyšší než hodnoty stanovené v regulačních dokumentech.

Existuje snadný způsob, jak zkontrolovat uzemňovací systém. Je potřeba vzít obyčejnou 100W lampu a připojit ji jedním pólem k fázi a druhým k zemi. Pokud lampa hoří rovnoměrně a jasně, obvod je sestaven efektivně. Pokud je záře slabá, musíte zkontrolovat kvalitu kontaktů. Absence světla svědčí o nekvalitní instalaci.

Hotové uzemňovací sady

Pokud si uzemnění vybavíte sami, můžete výrazně snížit náklady. Výběr a nákup materiálů, jejich příprava a další manipulace spojené s instalací však zaberou spoustu času a mimochodem mohou být i drahé.

V případech, kdy nemáte čas na přípravu, můžete použít hotovou sadu elektrod. To vám umožní výrazně urychlit proces a zároveň ušetřit náklady na instalaci.

Příklady zemnících sad:

1. Zemnící sada EZ – 6 od výrobce EZETEK. Sada obsahuje 4 poměděné elektrody o průměru 14 mm2, spojky, svorky, vodivou pastu, těsnicí pásku atd. Průměrná cena je 6 rublů.
2. Galmar. Sada obsahuje elektrody dlouhé asi 30 m. Průměrná cena je 40 000 rublů.
3. Výrobek od domácího výrobce, který je přizpůsoben těžkým ruským podmínkám. Odhadovaná cena – 8 000 rublů.

Na ruském trhu najdete obrovský výběr hotových uzemňovacích sad, které se liší materiálem výroby, způsobem připojení a technologií instalace. Hloubka instalace elektrod se může pohybovat od 5 do 40 m. Cena se pohybuje mezi 6-40 tisíci rubly.

Rozdíl mezi schématy uzemnění pro 220 V a 380 V

Schémata uzemnění pro 220 V a 380 V mají některé rozdíly, které si musíte pamatovat při nákupu sady. Rozdíly se týkají vnitřního obvodu, zatímco vnější zapojení je stejné, bez ohledu na napětí.

Pokud tedy mluvíme o napětí 220 V, pak jsou do domu dodávány 2 vodiče, z nichž jeden se rozdvojuje na neutrál a zem a druhý je odříznut do izolátoru.

Vedení s napětím 380 V se zpravidla skládá ze 4 jader, z nichž jedno je stejně jako v předchozím případě rozdvojené a další 3 jsou instalovány na izolátorech. Fáze a neutrál procházejí proudovým chráničem RCD a difatomatem.

Video: uzemnění v soukromém domě

Chyby instalace

Pokud instalaci uzemnění soukromého domu provádějí neprofesionálové, existuje riziko technických chyb, které snižují účinnost systému. Uvedeme nejčastější chyby, jejichž předcházením zajistíte energetickou bezpečnost svého domova:

• Elektrody nelze nalakovat, jinak ztratí schopnost přenášet proud do země.
• Pneumatiku nelze zajistit šrouby, protože koroze rychle zničí kontakty.
• Zemnící systém se nedoporučuje umisťovat daleko od domu – vzdálenost výrazně zvyšuje odpor.
• Pokud se použijí tenké elektrody, koroze časem sníží vodivost kovu.
• Měděné a hliníkové vodiče by neměly být vzájemně spojeny, protože to způsobí kontaktní korozi v místě připojení.

Pokud se v konstrukci objeví poruchy, uzemnění ztrácí účinnost. Vzhledem k tomu, že neefektivní obvod přestane vést proud, je ochrana proti zkratu výrazně snížena. Z tohoto důvodu je uzemnění soukromého domu ve zranitelném stavu, což může způsobit vážné komplikace, pokud dojde k velkému zkratu. Proto, pokud se v obvodu vyskytnou problémy, musí být okamžitě odstraněny.

Závěr

Instalace uzemňovacího systému je poměrně jednoduchý postup, který zvládne každý. Vzhledem k velkému významu uzemnění je však mimořádně důležitý výběr materiálů a samotná instalace, protože bezpečnost domu přímo závisí na kvalitě hotového systému.

Proto je nutné pečlivě provádět výpočty a vybírat materiály. Pokud pochybujete o svých schopnostech, nebo nemáte čas vše opakovaně kontrolovat, doporučujeme zakoupit hotové uzemňovací sady, které jsou vyráběny s ohledem na všechny regulační požadavky.

Lidské tělo je dobrým vodičem elektřiny. Nejvyšší elektrickou vodivost mají svaly a podkožní tuk, tedy právě ta místa, která jako první přijdou do kontaktu s vnějším zdrojem proudu, ať už je to holý drát nebo vadný elektrický spotřebič.

Proud se do těla dostává přes póry a kanály potních žláz, takže je zřejmé, že suchá kůže má vyšší odpor než mokrá kůže. Při kontaktu s napětím 220 V je tedy hodnota proudu působícího na mokrou pokožku asi 220 mA. Při takovém úrazu elektrickým proudem nastane smrt okamžitě, protože indikátor 15 mA je již považován za nebezpečný pro tělo a 100 mA je považováno za smrtelné.

To dokazuje potřebu vyvinout opatření, která zabrání náhodnému úrazu elektrickým proudem ve všech oblastech lidské činnosti, jak v práci, tak doma. Jedním z těchto opatření je instalace uzemňovacích zařízení (GD).

Co je uzemnění

Zjednodušeně řečeno se jedná o ochranný systém, který zabraňuje úrazu elektrickým proudem při dotyku kovových částí zařízení pod napětím. Celá konstrukce se skládá z následujících částí:

• kovový obrys
• Pozemní autobus
• Zemní rozvody

Obvod se skládá ze 4-6 pinů (elektrod) zaražených do země a vzájemně propojených kovovými proužky. Požadovaná hloubka uzemňovacího zařízení je 2,5-3 metry, to znamená pod úrovní zamrznutí půdy. To je nutné, aby i v zimě měl obvod přístup k vlhkosti, která vede proud.

Na vrcholu jedné vertikální elektrody je „kontaktní zóna“ (nejčastěji ve formě závitového svorníku), ze které vychází měděná sběrnice, vedoucí do speciální lišty v rozvaděči.

Z hlavní zemní sběrnice se zase měděné dráty rozcházejí do spotřebitelských zásuvek. Tyto vodiče jsou ve skutečnosti zodpovědné za připojení země – například v moderních domech se kabeláž ze štítu provádí třížilovým kabelem, kde je jedno z jader – žlutozelené – přiřazeno „pod zemí“.

Obr 1. Uzemňovací zařízení. a) – uzemnění v řadě; b) – zemní smyčka

Požadavky na uzemnění

Zajištění bezpečnosti spotřebitele při práci s elektrospotřebiči je prioritním úkolem výrobců a provozovatelů elektroinstalací, proto v této oblasti platí řada pravidel a předpisů. Upozorňujeme na ty hlavní:

• Musíte uzemnit vše, co má kovovou skříň: kotle, stroje, čerpadla, nářadí, zařízení;
• Piny a spoje obvodu se musí odlišit antikorozí a odolností proti opotřebení, což je zajištěno správnou volbou materiálu a průměru – na ty se často používá například nerez o průřezu minimálně 90 metrů čtverečních účely. mm;
• Zemnící vodiče by měly být vždy ve vlhké půdě – k tomu musíte vzít v úvahu geografické, klimatické a geologické vlastnosti regionu a zvolit správnou hloubku pro umístění kovových elektrod.

Proč je člověk v šoku

1. V domácím elektrickém spotřebiči instalovaném bez uzemnění (například v pračce) byla porušena integrita elektroinstalace. Důvody mohou být jakékoli – přirozené opotřebení, mechanické poškození, ničení hmyzu nebo hlodavců.
2. V důsledku toho se na těle jednotky hromadí elektrický výboj.
3. Osoba se dotkne zařízení a dostane elektrický šok.

Je důležité pochopit, že proud se pohybuje po uzavřeném okruhu, kde lidské tělo funguje jako jeden z článků. Kdybychom, řekněme, letěli vzduchem, pak by pro nás elektrická zranění nebyla prakticky strašná – podívejte se na ptáky za oknem: klidně sedí na drátech vysokého napětí a neuvědomují si smrtelné nebezpečí.

My však na rozdíl od ptáků chodíme po zemi, což je zase považováno za ideální bod s nulovým potenciálem. Ukazuje se, že lidské tělo funguje jako vodič, kterým se elektrický proud z vadného elektrického spotřebiče nebo holého drátu řítí k zemi, aby vyrovnal počet nabitých částic v těchto dvou bodech, jak to vyžadují přírodní zákony.

Jak funguje uzemnění

Proud jde cestou nejmenšího odporu. Tento jednoduchý princip je základem práce uzemnění: naše kůže má vyšší odpor než kovový drát, takže když se dotknete živého povrchu, proud jde okamžitě k zemi, aniž by člověku ublížil. To je hlavní věc, kterou musíte pochopit o fungování paměti.

Existuje další faktor, který zajišťuje práci uzemnění – nekonečně rozsáhlá “část” půdy. Vraťme se k fyzice: proud opouštějící vlhkou půdu spustí řetězovou reakci iontů, které přenášejí energii dál a dál, téměř do nekonečna. Čím více elektricky nabitých částic (iontů) je zapojeno do procesu, tím rychleji se přenáší energie, proud se rozptyluje a tím efektivněji funguje uzemnění. Dodáváme, že zde hraje důležitou roli dostatečný průměr kovových elektrod zařazených do obvodu zemnícího zařízení.

Uzemnění a uzemnění – jaký je rozdíl

Kromě instalace nabíječky existuje ještě jeden způsob, který ochrání člověka před úrazem elektrickým proudem z chybné elektroinstalace. Toto je nulování (jiný název: uzemnění na nulu). Jeho podstatou je, že při poruše dojde ke zkratu, který vede k odpojení jističe. Technicky je to realizováno následovně: těleso elektroinstalace je připojeno k neutrálu zdroje energie, tedy k uzemněnému bodu transformátoru.

Jednoduše řečeno, rozdíl mezi nulováním a uzemněním je v tom, že v prvním případě je napájecí obvod vypnut kvůli překročení aktuálního nastavení stroje a ve druhém je nebezpečný proud poslán do země a „ šíří“ ve svém vlhkém prostředí.

Ve vícebytových mrakodrapech je technicky obtížné uzemnit elektrické spotřebiče, proto se zde nejčastěji používá uzemnění (spolu s RCD). V soukromých domech je naopak nejvhodnější vytvořit uzemňovací systém.

K čemu se používají RCD a difavtomatov?

Provoz uzemňovacích zařízení není možný bez dalších zařízení. Mezi hlavní patří proudový chránič (RCD) a diferenciální automaty. Navzdory vnější podobnosti se používají pro různé úkoly:

1. Proudový chránič se vypne v okamžiku, kdy se v síti objeví tzv. svodový proud, který může vést na jedné straně k požáru (při poškození elektroinstalace se izolace začne velmi zahřívat) a na straně druhé rukou, k úrazu elektrickým proudem, pokud se osoba dotkne vadného zařízení. RCD vždy pracuje “ve spojení” s konvenčním strojem.
2. Diferenciální stroj kombinuje funkce proudového chrániče a stroje, to znamená, že chrání systém elektrického vedení před přetížením a zkratem a člověka před úrazem elektrickým proudem.

Uzemnění je tedy kovový drát, který jde do půdy a je navržen tak, aby “unikl” proud do země v případě poruchy v systému napájení.