Neki aspekti električne sigurnosti laiku nisu sasvim jasni i to je ono što ga razlikuje od profesionalca koji ima pristup instalaciji električnih mreža. Danas ćemo govoriti o najvažnijim komponentama svakog sistema elektrifikacije - uzemljenje i uzemljenje.

Uloga nuliranja u trofaznoj mreži

Svaki električni sistem je izgrađen na trofaznoj mreži naizmenične struje ili je njen deo. Ne upuštajući se previše u teoriju, prisjetimo se osnovnih definicija rada bilo kojeg trofaznog sistema.

Između bilo koje dvije uzete faze, napon od 380 V javlja se 50 puta u sekundi. Tačnije, u ovom trenutku jedan od provodnika se pretvara u zemlju – izvor slobodnih elektrona, a drugi provodnik prima te elektrone.

Isti fenomen se dešava i u druga dva para faza, ali razlika u vremenu između toga kako se faze „prebacuju“ iznosi oko trećinu perioda oscilovanja u jednoj od njih. Ova shema rada svoj izgled duguje najpopularnijoj vrsti električnih strojeva. Ako rasporedite faze oko kruga pravim redoslijedom, tada bi i pojava struje u njima slijedila u krug i mogla bi gurnuti okruglo jezgro motora. U najjednostavnijoj verziji električnih priključaka, sve tri faze moraju biti spojene u jednoj tački, dok će u određenom trenutku samo dvije od njih biti na vrhuncu snage.

Glavni problem je što otpor radnih elemenata (namotaja motora ili zavojnica za grijanje) uključenih u svaku od faza ne može biti apsolutno jednak. Stoga će struja u svakom od tri kruga uvijek biti različita, a ovaj fenomen se mora nekako kompenzirati. Stoga je tačka konvergencije sve tri faze povezana sa zemljom kako bi se preostali električni potencijal preusmjerio u nju.

Kako funkcioniše petlja uzemljenja

Bilo koji ulaz u višekatnu zgradu može se modelirati prema istoj shemi. Ali stanovi, raspoređeni u tri postojeće faze, troše električnu energiju nasumično, a ta potrošnja se stalno mijenja. Naravno, u prosjeku, na mjestu priključka kućnog kabla na distributivnom mjestu (RP), razlika u strujama u fazama nije veća od 5% nazivnog opterećenja. Međutim, u rijetkim slučajevima ovo odstupanje može biti veće od 20%, a ova pojava obećava ozbiljne probleme.

Ako na trenutak zamislimo da se električni uspon, odnosno njegov okvirni dio, na koji su zašrafljene sve neutralne žice, pokazao izoliranim od tla, tako velika razlika u potrošnji stanova u različitim fazama rezultira sljedeći obrazac:

1. Na najopterećenijoj fazi dolazi do pada napona proporcionalno opterećenju.
2. U preostalim fazama, ovaj napon se shodno tome povećava.

Neutralna žica spojena na petlju za uzemljenje služi kao rezervni izvor elektrona za upravo takav slučaj. Pomaže u uklanjanju asimetrije opterećenja i izbjegavanju pojave prenapona na susjednim granama trofaznog kruga.

Razlika između uzemljenja i uzemljenja

Ako u toku rada jednog para faza opterećenje na njima nije isto, u tački konvergencije će sigurno nastati pozitivan električni potencijal. Odnosno, ako, kada se petlja uzemljenja prekine, osoba uhvati kućište pristupnog štita, bit će šokirana, a snaga ovog udarca ovisit će o stupnju asimetrije opterećenja.

Većina električnih mašina je projektovana na način da se opterećenja ravnomerno raspoređuju na sve tri faze, jer će se u suprotnom neki provodnici zagrejati i istrošiti brže od drugih. Stoga se tačka priključka faze u nekim uređajima izlazi na poseban četvrti kontakt, na koji je spojen neutralni provodnik.

I ovdje se postavlja pitanje: gdje nabaviti ovaj nulti provodnik? Ako obratite pažnju na stupove visokonaponskih dalekovoda, na njima su samo tri žice, odnosno tri faze. A za transport električne energije to je sasvim dovoljno, jer svi transformatori na niskim trafostanicama imaju simetrično opterećenje namotaja i uzemljeni su svaki neovisno o drugima.

I ovaj četvrti provodnik se pojavljuje na poslednjim transformatorskim stanicama (TS) u lancu transformacija, gde se 6 ili 10 kV pretvara u uobičajene 220/380 V, i postoji neiluzorna verovatnoća asinhronog opterećenja. U ovom trenutku su počeci tri namota transformatora povezani i povezani na zajednički sistem uzemljenja, a četvrta, neutralna žica potiče od ove tačke.

I sada razumijemo da je uzemljenje sistem šipki uronjenih u zemlju, a nuliranje je prisilno povezivanje srednje tačke sa zemljom kako bi se eliminisao opasan potencijal i asimetrija. U skladu s tim, neutralni provodnik je spojen na uzemljenje ili bliže, a zaštitna žica za uzemljenje spojena je direktno na samu petlju za uzemljenje.

Vrste sistema uzemljenja

Jeste li primijetili da neutralna žica u trofaznom kabelu ima manji poprečni presjek od ostalih? To je sasvim razumljivo, jer na njega ne pada cijelo opterećenje, već samo razlika u strujama između faza. U mreži mora postojati najmanje jedna petlja uzemljenja, a obično se nalazi pored izvora struje: transformatora u trafostanici. Ovdje sustav zahtijeva obavezno nuliranje, ali u isto vrijeme neutralni vodič prestaje biti zaštitni: što se događa ako nula izgori u TP-u, mnogima je poznato. Iz tog razloga može postojati nekoliko petlji uzemljenja duž cijele dužine dalekovoda, a obično je to slučaj.

Naravno, ponovno uzemljenje, za razliku od uzemljenja, uopće nije potrebno, ali je često izuzetno korisno. Prema mjestu gdje se vrši opće i ponovljeno nuliranje trofazne mreže, razlikuje se nekoliko tipova sistema.

U sistemima koji se nazivaju I-T ili T-T, zaštitni provodnik se uvijek uzima bez obzira na izvor; za to potrošač uređuje vlastito kolo. Čak i ako izvor ima svoju tačku uzemljenja, na koju je spojen neutralni provodnik, potonji nema zaštitnu funkciju i ni na koji način ne dolazi u kontakt sa zaštitnim krugom potrošača.

Sistemi bez uzemljenja na strani potrošača su češći. U njima se zaštitni vodič prenosi od izvora do potrošača, uključujući i neutralnu žicu. Takve šeme su označene prefiksom TN i jednim od tri postfiksa:

1. TN-C: kombinovani su zaštitni i neutralni vodiči, svi kontakti za uzemljenje na utičnicama su povezani na neutralnu žicu.
2. TN-S: zaštitni i neutralni vodiči ne dolaze u kontakt nigdje, ali se mogu spojiti na isto kolo.
3. TN-C-S: zaštitni vodič slijedi iz samog izvora struje, ali je tamo još uvijek povezan s neutralnom žicom.

Ključne tačke za ožičenje

Dakle, kako sve ove informacije mogu biti korisne u praksi? Sheme s vlastitim uzemljenjem potrošača su, naravno, poželjnije, ali ponekad ih je tehnički nemoguće implementirati, na primjer, u stanovima u visokoj etaži ili na kamenitom terenu. Morate biti svjesni da kada su neutralni i zaštitni provodnici spojeni u jedan vodič (nazvan PEN), sigurnost ljudi nije prioritet, te stoga oprema s kojom ljudi dolaze u kontakt mora imati diferencijalnu zaštitu.

I ovdje početnici instalateri prave gomilu grešaka, pogrešno određujući vrstu sistema za uzemljenje / neutralizaciju i, shodno tome, pogrešno povezuju RCD. U sistemima sa kombinovanim provodnikom, RCD se može instalirati u bilo kojoj tački, ali uvek nakon mesta kombinacije. Ova greška se često javlja pri radu sa TN-C i TN-C-S sistemima, a posebno često ako u takvim sistemima neutralni i zaštitni provodnici nemaju odgovarajuću oznaku.

Stoga nikada nemojte koristiti žuto-zelene žice tamo gdje to nije potrebno. Metalne ormare i kutije opreme uvijek uzemljite, ali ne kombiniranim PEN provodnikom, na kojem nastaje opasan potencijal kada se nula pukne, već PE zaštitnom žicom, koja je spojena na vlastito kolo.

Usput, ako imate svoj vlastiti krug, vrlo, jako se ne preporučuje da vršite nezaštićeno nuliranje na njemu, osim ako se radi o krugu vaše vlastite trafostanice ili generatora. Činjenica je da kada se nula prekine, cijela razlika u asinkronom opterećenju u gradskoj mreži (a to može biti nekoliko stotina ampera) će teći u zemlju kroz vaš krug, zagrijavajući spojnu žicu u bijelo.