Uzemnění a neutralizace – jaký je mezi nimi rozdíl? | Odborné rady pro figuríny

I začínající elektrikář ví, že uzemnění a neutralizace se používají k ochraně před úrazem elektrickým proudem při instalaci elektrického vedení. Používání elektrického vedení, které není takto chráněno, může vést k vážným následkům, včetně smrti.

Rozdíl mezi těmito pojmy, jako je nulování a uzemnění, bude zvažován v našem článku. Pro začátek je třeba si jasně uvědomit, že ačkoli tyto metody slouží jednomu účelu, a to zajištění bezpečnosti, existuje mezi nimi řada zásadních rozdílů.

Abychom tuto otázku definitivně objasnili, podívejme se na obě metody podrobněji; jaký je rozdíl mezi uzemněním a nulováním?

Co je uzemnění a k čemu slouží?

Uzemnění je kovová konstrukce určená ke snížení úrovně napětí na parametry, které nejsou pro člověka nebezpečné. Nejdůležitějším rysem instalace je instalace systému na místech, která zajišťují spolehlivou izolaci nulového vodiče.

Kromě toho přítomnost uzemnění umožňuje výrazné zvýšení nouzového proudu. Potřeba zvýšit tento parametr je dána skutečností, že se zvýšeným odporem uzemňovacího obvodu, i přes kritický stav elektrických spotřebičů, zkratový proud v některých případech nestačí k aktivaci ochranných mechanismů, zatímco riziko úrazu elektrickým proudem přetrvává.

Uzemňovací obvod je v podstatě systém několika vodičů, které zajišťují spojení mezi proudovými prvky zařízení a zemí. Podle jejich účelu lze tyto systémy rozdělit do tří hlavních typů:

1. Pracovní typ je navržen tak, aby zajistil provozuschopnost zařízení jak za normálních podmínek, tak v nouzových situacích;
2. Ochranný typ zajišťuje ochranu obslužného personálu v případě poruchy proudových prvků na pouzdře;
3. Typ ochrany před bleskem zajišťuje odvedení atmosférických elektrických výbojů do země.

Dále se rozlišuje umělé a přirozené uzemnění a nulování. Rozdíl spočívá v tom, že umělé uzemnění je speciálně vyrobený kovový rám. Přirozené uzemnění zahrnuje kovové konstrukce vyrobené pro jiné účely a používané jako uzemnění.

Co znamená nulování?

Neutralizace se od uzemnění výrazně liší jak svým účelem, tak i základními principy. Princip spočívá v připojení ochranného vodiče ke kovovým součástem konstrukce, které nevedou elektrický proud. Je také možné připojení k nule, použitému zdroji napětí nebo k jinému uzemněnému vodiči.

Hlavním úkolem uzemnění a nulování je zajistit včasnou funkci speciálních ochranných zařízení. Princip činnosti spočívá ve vyvolání zkratu v případě poruchy izolace a dalších poruch v provozu elektrických zařízení. V důsledku použití těchto systémů mohou být spuštěny následující ochranné mechanismy:

• Automatický spínač;
• Systém pojistkových vložek;
• Inovativní ochranné systémy.

Jaký je rozdíl mezi uzemněním a uzemněním?

Hlavní rozdíl spočívá v různých způsobech instalace. Použití nulového vodiče pro připojení zajišťuje efektivní využití tohoto typu ochrany a zaručuje bezpečnost osob i zařízení. Při instalaci nulového vodiče je nutné zajistit, aby proud generovaný v nouzové situaci byl dostatečný pro 100% provoz ochranného zařízení.

V případě nedostatečného zkratového proudu se na součástkách elektrických spotřebičů může objevit napětí, které nejen vede k poruše zařízení, ale také výrazně zvyšuje riziko úrazu elektrickým proudem pro personál. Z výše uvedeného lze vyvodit následující závěr:

Když se na pracovní ploše zařízení objeví napětí, uzemnění zajišťuje rychlé vypouštění proudu do země podél speciálního uzemňovacího obvodu, zatímco použití neutrálního uzemnění neusnadňuje vypouštění napětí z povrchu, ale při správné instalaci zajišťuje přerušení elektrického obvodu pomocí různých ochranných zařízení.

Vzhledem k zásadnímu rozdílu v metodách zajištění elektrické bezpečnosti jsou na elektrických schématech označeny odlišně.

Rozdíl mezi uzemněním a uzemněním je nyní jasný, zbývá objasnit některé nuance.

Jak se na schématech znázorňuje uzemnění a neutralizace?

Všechna elektrická zařízení s uzemňovacími a neutralizačními prvky vyžadují speciální označení. Označení se nanáší na přípojnici ve formě písmen PE s podélnými nebo příčnými pruhy žluté nebo zelené barvy. Nulové vodiče jsou označeny modrým písmenem N, což znamená uzemnění nebo neutralizaci.

Písmena označují vlastnosti uzemňovacího obvodu:

• T – označuje přímý kontakt mezi zemí a zdrojem energie;
• I – označuje úplnou izolaci vodivých prvků od země.
• Druhé písmeno charakterizuje umístění vodivých prvků vzhledem k zemi:
• T označuje požadované uzemnění všech prvků pod napětím;
• N charakterizuje ochranu exponovaných částí pomocí pevně uzemněného nulového vodiče s přímým připojením ke zdroji napájení.

Mezi uzemněním a nulováním, jaký je rozdíl, co je vhodnější použít v závislosti na konkrétním zařízení, jsme zvažovali. Bez ohledu na zvolenou metodu ochrany je obzvláště důležitá přesnost výpočtů a pečlivost a přesnost instalace.

Hlavní podmínkou pro bezpečný provoz elektrických instalací je výběr správného ochranného schématu proti náhodnému kontaktu s vysokým potenciálem s kovovými částmi (pouzdry, rámy atd.), které se nepoužívají k přenosu energie. Pro řešení tohoto problému požadavky současných norem (zejména PUE) stanoví použití speciálních ochranných zařízení nazývaných uzemňovací zařízení – ZU. Jsou instalována v bezprostřední blízkosti chráněné konstrukce a mají vzhled znázorněný na obrázku níže.

Proces uspořádání konstrukcí, které chrání budovy a osoby před úrazem elektrickým proudem nebo bleskem, se v elektrotechnice běžně nazývá uzemnění. Abychom získali úplnou a jasnou představu o tom, co je uzemnění, bude nutné podrobněji prostudovat jeho charakteristické rysy a principy organizace.

Podstata uzemnění

Uzemněním se rozumí úmyslné spojení kovových částí elektrických instalací a jiných zařízení, která nejsou v současné době pod napětím, s prvky speciálních zařízení nazývaných uzemňovací zařízení. Konstrukce těchto zařízení se obvykle skládá z několika ocelových kolíků nebo kusů výztuže zaražených do země, svařených pásy ze stejného kovu.

Uzemňovací elektrody, doplněné sadou ohebných měděných drátů a tlustých pásků (přípojnic), tvoří tzv. „uzemňovací obvod“, ke kterému jsou připojeny pouzdra všech elektrických spotřebičů přítomných v zařízení a vyžadujících ochranu. Protože samotný obvod je částečně nebo úplně ponořen do země a má s ní téměř dokonalý kontakt, je jeho potenciál za normálních podmínek blízký nule, což nám umožňuje vyvodit následující závěry:

• Když vysoké napětí zasáhne kovové části chráněného objektu nebo zařízení, jeho hodnota okamžitě klesne na úroveň bezpečnou pro člověka (foto níže);

• Pokud se osoba nebo zvíře náhodou dotkne takto chráněného těla nouzového zařízení, nebude jim vysoké napětí prakticky újma;
• V situaci, kdy je v elektrickém vedení instalováno citlivé zařízení reagující na vnější svodové proudy (například proudový chránič), se při objevení nebezpečného napětí vypne a okamžitě odpojí tuto část od zdroje napájení.

Toto je podstata uzemňovacího efektu, který by se neměl zaměňovat s jinou často používanou ochrannou technikou v elektrotechnice, nazývanou uzemnění neutrálního vodiče.

Koncept nulování

Každý uživatel, který se neorientuje v elektrotechnické terminologii, si může položit otázku: jaký je rozdíl mezi uzemněním a neutrálním uzemněním a kdy se používá to druhé?

Abychom pochopili rozdíl mezi uzemněním a nulováním, je nutné zvážit princip ochrany zařízení distribučních stanic, jehož podstata je následující:

• Zařízení jakékoli elektrárny, včetně instalovaných snižujících transformátorů, má nulový bod neboli neutrální bod;
• V souladu s požadavky elektroinstalačního řádu musí být tento bod připojen k místní napájecí jednotce, která je instalována přímo na území rozvodny;
• Uzemnění se provádí formou přímého spojení se zemí, v důsledku čehož se takový bod nazývá pevně uzemněný;
• Účinek tohoto uzemnění se vztahuje na všechny spotřebiče připojené k této elektrické rozvodně prostřednictvím rozvětveného napájecího systému.

Ke každému spotřebiteli je tedy spolu s fázovými vodiči, které jsou již na straně rozvodny pevně uzemněny (viz foto), dodáván tzv. „nulový ochranný“ vodič.

Nulový vodič napájecího vedení

Dávejte pozor! V moderních napájecích systémech (například TN-CS) je položen jako samostatný PE vodič od pracovní N sběrnice.

Při uzemnění přijímacího zařízení nejsou jeho kovové části záměrně připojeny k uzemňovacímu zařízení (jako je to při uzemnění), ale k kombinovanému neutrálnímu vodiči, který je součástí napájecího systému. V systému TN-CS jsou připojeny k samostatnému PE vodiči.

Uzemnění snižuje riziko úrazu elektrickým proudem v případě náhodného kontaktu s odkrytými kovovými částmi zařízení, které jsou v důsledku nehody pod napětím. Pokud se vyskytnou otázky typu „jaký je rozdíl mezi uzemněním a uzemněním“, měli byste si vždy uvědomit, že první zaručuje automatické odpojení poškozeného vedení od elektrické sítě, zatímco druhé nikoli.

Rozdíly mezi uzemněním a neutralizací

Uživatelé se často ptají, zda je možné provést nulování místo uzemnění a jak to ovlivní bezpečnost spotřebitele. Při zodpovězení všech těchto otázek je třeba vycházet z definice tohoto typu ochrany uvedené v předchozí části. Z toho vyplývá, že funkčně nulování je účinnější, protože v krátkém časovém úseku před spuštěním automatizace stanice plní stejnou funkci jako konvenční uzemňovací zařízení.

To však neznamená, že by se tento typ ochrany měl používat vždy a všude. Faktem je, že nulování má řadu nevýhod, které jsou důsledkem zvláštností jeho organizace. Vypadají následovně:

• Nulový vodič napájecích systémů je dlouhý a neustále se používá v aktivním režimu (jako vodič, kterým protéká pracovní proud), v důsledku čehož se může časem zhoršovat;

Další informace. Tento jev je v odborné literatuře a mezi odborníky nejčastěji označován jako „nulové vyhoření“ (viz foto níže).

• Na rozdíl od uzemnění, jehož uspořádání nezávisí na fázi chráněného vedení, musí být při uzemnění dodrženy určité podmínky pro připojení ochranného vodiče;
• Jeho možnosti jsou omezené, protože jej lze použít pouze v obvodech s pevně uzemněným neutrálem v sítích TN-CS, TN-C, TN-S (za přítomnosti vodičů N, PE, PEN).

V tratích, kde je připojení organizováno podle schématu s izolovaným neutrálem (v systémech IT a TT), které jsou vhodnější pro průmyslová zařízení, nebude fungovat.

Tyto dva typy úmyslné ochrany se také liší oblastí použití, a to:

• Uzemnění se obvykle používá ve vícepodlažních obytných budovách, kde je prakticky nemožné zorganizovat plnohodnotné uzemnění;
• Opakované uzemnění se častěji používá v průmyslových podnicích, kde jsou podle bezpečnostních předpisů kladeny zvýšené požadavky na bezpečnost personálu;
• Stejný typ ochrany se nejčastěji používá v každodenním životě (zejména ve venkovských domech), kde existuje spousta příležitostí k uspořádání ochranného obvodu (viz foto níže).

Ochranné uzemnění v soukromém domě

Je třeba dodat, že ochranné uzemnění a uzemnění nulového vodiče se liší v dalším důležitém faktoru. Faktem je, že v prvním případě se ochrana vztahuje pouze na část elektrického obvodu, kde v nouzovém režimu (při průrazu izolace) došlo k poklesu provozního napětí v důsledku proudu protékajícího do země. Současně zbytek systému napájení elektřinou nadále funguje.

Na rozdíl od uzemňovacího efektu je při uzemnění tato část elektrického vedení zcela odpojena.

Takže snaha odpovědět na otázku, jaký je mezi nimi rozdíl, by nebyla zcela správná. Mnohem správnější je říci, že uzemnění a neutralizace elektrických instalací by se měly používat společně. Takové kombinované použití poskytne účinnější ochranu před úrazem elektrickým proudem.

Abychom shrnuli jejich srovnání, poznamenáváme, že princip nulování spočívá v převedení nouzové situace na jednofázový zkrat, což vede k činnosti ochranné automatiky stanice. Uzemnění je na jedné straně snížení potenciálu nebezpečného místa (snížení odporu zemnícího vodiče) a na druhé straně jejich zarovnání.

V tomto případě spočívá ve zvýšení potenciálu podpěry s osobou stojící na ní na úroveň napětí na uzemněném tělese.

Další prvky

V případě uzemnění i neutralizace je nutné použít další vodiče (měděné dráty) k realizaci ochranných funkcí, které zajistí spolehlivé připojení k nabíječce, respektive k neutrálnímu kontaktu.

V prvním případě je tento vodič tažen z chráněného místa k uzemňovacímu kontaktu a je vyroben ve formě měděného opletení. V situaci s uzemněním je stejný měděný vodič veden skrytými místy místností a jiných budov do rozvaděče, kde je jeho konec upevněn na hlavní uzemňovací sběrnici (MGB). Sem je také přiveden nulový pracovní vodič, který je součástí napájecího kabelu dodávajícího elektřinu.

Důležité! Podle požadavků na organizaci uzemnění (viz PUE) je použití jednoho šroubu nebo svorkového kontaktu k upevnění těchto dvou vodičů nepřijatelné, což je vysvětleno různými režimy jejich provozu.

Závěrem srovnání dvou metod ochrany objektů před úrazem elektrickým proudem je nutné poznamenat následující. Obě tyto metody (jak nulování, tak uzemnění) v podstatě plní stejnou funkci, která spočívá ve snížení nebezpečného potenciálu na přijatelnou úroveň. Ať už nějaký bod zařízení vynulujete, nebo jej ochráníte uzemňovacím zařízením, účinek bude přibližně stejný.