Uzemljenje 9_10(2)

UZEMLJENJE



Definicija: Uzemljenje je celokupnost mera i sredstava u vezi sa uzemljivanjem. Osnovni elementi:

• • • •

Uzemljivač

•

Uzemljivač je jedan ili više provodnika koji su položeni u tlo i s njim su u neposrednom kontaktu ili uzemljivač predstavlja jedan ili više provodnika koji su položeni u beton koji je po velikoj površini u dodiru s tlom (temeljni uzemljivač).

Zemljovod

•

Zemljovod je provodnik koji spaja ureñaj koji treba uzemljiti sa uzemljivačem ili sa sabirnim zemljovodom.

Geološki provodnik (zemlja)

•

Zemlja je čist aktivni otpor, dok celo uzemljenje sa zemljovodnim provodnikom i uzemljivačem ima vrlo malu induktivnost za učestanost od 50Hz, ali za atmosferska pražnjenja induktivnost uzemljenja je uticajna.

Sabirni zemljovod

•

Sabirni zemljovod je provodnik na koji je priključeno više zemljovoda.

PODELA UZEMLJENJA
Vrste uzemljenja po funkciji su: – – – –




zaštitno uzemljenje, radno (pogonsko) uzemljenje, gromobransko uzemljenje, združeno

Sistem uzemljenja –

–

Sistem uzemljenja (uzemljivački sistem) je sistem koji čine meñusobno galvanski povezani uzemljivači, temeljni uzemljivači, zaštitni provodnici nadzemnih vodova, plaštevi kablova i druge metalne instalacije koje su u kontaktu sa tlom. Sistem uzemljenja ima svoju Zu-impedansu uzemljenja (impedansa koju pri učestanosti od 50 Hz sistem uzemljenja suprotstavlja odvoñenju struje ka referentnoj zemlji).

2 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

OTPORNOST SISTEMA UZEMLJENJA


Uzemljivač kao celina sa zemljovodnim i geološkim provodnikom ima otpor koji se sastoji od: – otpora zemljovodnog provodnika, – otpora samog uzemljivača, – prelazni otpor uzemljivača,


–

otpor širenju struje






Otpor širenju struje u zemlji je omski otpor na koji 2 nailazi struja P = R I prolaskom kroz geološki provodnik Cu rotora a a

Otpornost rasprostiranja uzemljivača Ru se definiše kao otpornost kojom se tlo suprotstavlja odvoñenju struje sa uzemljivača. Ukupan otpor rasprostiranja uzemljivača sastoji se od – –




Onaj otpor na koji nailazi struja pri prelazu sa uzemljivača na geološki provodnik. Njegov se uticaj smanjuje dobrim nabijanjem zemlje oko uzemljivača, u koju se svrhu zemlja zaliva pri nabijanju

prelaznog otpora uzemljivača i otpora širenju struje u zemlji.

Vrednost otpora rasprostiranja uzemljivača zavisi od – – –

oblika i dimenzija uzemljivača podataka o udarnom atmosferskom naponu specifičnog otpora zemlje.

3 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje




GEOLOŠKI PROVODNIK - ZEMLJA – –

Za utvrñivanje vrednosti otpora zemlje potrebno je znati njen specifični otpor (ρ). Specifični otpor zemlje je električni otpor koji ima zemlja izmeñu dve elektrode površine po 1m2 meñusobno udaljene 1m. Specifični električni otpor zemlje se meri u ommetrima (Ω m). Vrsta tla

ρ [Ωm]

morska voda

0,2

rečna voda

50

treset

20

humus

20

baštenska zemlja

40

ilovača

40

glinasta zemlja

100

peskulja

300

pesak

500

krečnjak

700

šljunkovita zemlja

3000

kamenito tlo

4 od 27

Vrednosti specifičnog otpora zemlje zavise od mnogih faktora: • geološkog sastava zemlje, • krupnoće i sabijenosti zemlje, • količine vlage, • količine rastvorljivih materijala u zemlji, • temperature, • atmosferskih uslova.

10 000

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

PODELA UZEMLJENJA PO FUNKCIJI: –

–

Zaštitno uzemljenje je uzemljenje metalnih delova koji ne pripadaju strujnim kolima niti su posredno u električnom kontaktu sa njima, ali u slučaju kvara mogu da doñu pod napon. Radno (pogonsko) uzemljenje je uzemljenje dela strujnog kola kojim se obezbeñuje željena funkcija i/ili radne karakteristike tog kola.
direktno

radno uz. – neposrednim vezivanjem na sistem uzemljenja
indirektno radno uz.- vezivanjem na sistem uzemljenja preko impedanse –

–

Gromobransko uzemljenje je uzemljenje gromobranske instalacije koja služi za odvoñenje struje atmosferskog pražnjenja u tlo. Združeno uzemljenje. Meñusobno povezano zaštitno, radno i gromobransko uzemljenje daju združeno uzemljenje. Dimenzionisanje uzemljivača radnog i zaštitnog uzemljenja zavisi od toga da li će se koristiti združeno uzemljenje, kao i od sistema zaštite od indirektnog dodira u NN mreži i instalacijama potrošača. 5 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

PODELA UZEMLJIVAČA prema:


materijalu, – – –




načinu polaganja (izvoñenju), – – –





bakar bez ili sa spoljašnjim slojem cinka, kalaja ili olova, pocinkovani čelik sa slojem cinka bar 70 µm, kombinacija prethodna dva materijala meñusobno ili sa olovom ili sa nekim drugim metalima. horizontalne (površinske ili plitke) uzemljivače vertikalne (dubinske) uzemljivače kose uzemljivače (štapni uzemljivači koso pobijeni u tlo)

obliku, sredini u koju se polažu, – –

uzemljivači u tlu temeljni uzemljivač




nameni uzemljivača, načinu nastajanja.

6 od 27

04.05.2009.




Električne instalacije i osvetljenje




ŠTAPNI UZEMLJIVAČI L - dužina štapa (cevi) d - spoljašnji prečnik cevi

(d Nc računska efikasnost gromobranske instalacije je: Nc Er ≥ 1− Nd gromobranska instalacija je potrebna, a nivo zaštite se odreñuje prema tabeli: 21 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

Računska efikasnost gromobranske instalacije i izbor nivoa zaštite Računska efikasnost Odgovarajući nivo zaštite Er > 0,98 Nivo I sa dodatnim merama Nivo I 0,98≥ Er ≥0,95 Nivo II 0,95≥ Er ≥0,90 Nivo III 0,90≥ Er ≥0,80 Nivo IV 0,80≥ Er ≥0

N g = 0,04 ⋅ Td 1, 25

mesto Novi Sad Beograd Kruševac, Sm. Palanka Niš, Kraljevo, Vršac Valjevo, Požega

(udara / km 2 god )

Td

- broj grmljavinskih dana u toku godine uzet sa izokerauničke karte prema standardu JUS.N.B4.803:1996


NC

3 ⋅10 −3 ≈ C

(broj udara / god )

C = C1 ⋅ C 2 gde je : C1 - koeficijent konstrukcije objekta, C2 - koeficijent sadržaja objekta, C3 - koeficijent namene objekta, C4 - koeficijent posledice udara groma u objekat. 22 od 27

04.05.2009.

Td 31 32 34 36 37

Tabela rastojanja spusn.vodova Nivo zaštite Rastojanje [m] 10 I 15 II 20 III 25 IV

⋅ C3 ⋅ C 4

Električne instalacije i osvetljenje

Vrednost faktora C1 u zavisnosti o tipu konstrukcije objekta Konstrukcija Vrsta krova objekta Metalni Mešani Zapaljiv Metalna konstrukcija 0,5 1 2 Mešana 1 1 2,5 Zapaljiva 2,0 2,5 3 Vrednost faktora C2 u zavisnosti o sadržaju objekta Opis C2 Bez vrednosti i nezapaljiv 0,5 Mala vrednost ili uglavnom zapaljiv 1 Veća vrednost ili naročito lako zapaljiv 2 Izvanredno velika vrednost, nenadoknadive 3 štete, vrlo zapaljiv ili eksplozivan 23 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

Vrednost faktora C3 u zavisnosti o nameni objekta Opis C3 Nezaposednut 0,5 Uglavnom nezaposednut 1 Teška evakuacija ili opasnost od panike 3

Vrednost faktora C4 u zavisnosti o posedicama od udara groma u objekat Opis C4 Nije obavezna neprekidnost pogona i bez 1 uticaja (posledica) na okolinu Obaveza neprekidnosti pogona ali bez uticaja 5 (posledica) na okolinu Uticaj (posledice) na okolinu 10

24 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

Odreñivanje učestanosti direktnog udara groma u objekat
Srednja godišnja vrijednost Nd može se izračunati iz izraza: gde je: N d = N g ⋅ Ae ⋅10 −6 [broj udara / god ]
Ae - ekvivalentna prihvatna površina objekta u m2.
Ekvivalentna prihvatna površina objekta definiše se kao površina tla koja ima istu učestanost direktnih udara groma kao i objekat.
Za usamljene objekte ekvivalentna površina objekta je površina ograničena linijom dobijenom presekom povšine tla i ravni nagnute u odnosu na horizontalnu ravan pod nagibom 1:3, povučenom sa vrha objekta u krug oko objekta, tako da se računa : Ae = a ⋅ b + 6 ⋅ h ⋅ (a + b) + 9 ⋅ π ⋅ h 2 gde su:
a - dužina jedne osnovice objekta (m),
b - dužina druge osnovice objekta (m),
h - visina objekta. 25 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

26 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje

Gromobranska zaštitna instalacija na manjem objektu sa krovom na dve vode: 1-gromobranske hvataljke na 9-horizontalni metalni oluk povezan krovnim potporama (6 i 7), sa hvataljkama i odvodom, 2-odvodi na zidnim potporama (8), 10-vertikalni metalni oluk koji je 3-cevni uzemljivač (nije obavezan), iskorišćen za pomoćni odvod, 4-trakasti uzemljivač kao prsten oko 11-metalna opšivka koja se objekta, povezuje sa hvataljkom i olukom, 5-merni spoj, 12-elektroprovodne veze 27 od 27

04.05.2009.

Električne instalacije i osvetljenje