Uzemnění je jedním z prvních konceptů, se kterými se při studiu elektrotechniky setkáváme. Potřeba zavedení ochranného uzemnění je způsobena skutečností, že je nezbytnou podmínkou pro bezpečné provoz každé elektrické instalace je nucené uzavření všech jejích vodivých součástí k zemi.
Princip uzemnění
Je známo, že důmyslný je v drtivé většině případů jednoduchý. Podobně s uzemněním. Je založen na několika mimořádně jednoduchých a zřejmých ustanoveních.
Snižují se k tomu, že:
- je zaručeno, že zabrání jak poruše izolace na vodivém tělese elektrické instalace, tak znatelnému snížení jeho odporu;
- potenciální zásah do těla nemá žádné viditelné vnější znaky;
- při dotyku těchto částí je osoba pod vlivem vysokého potenciálu;
- stávkujícím faktorem je proud, který se objeví v okamžiku dotyku s vodivým povrchem a protéká lidským tělem k zemi;
- proud lze snížit na bezpečnou úroveň pouze snížením potenciálního ROZDÍLU mezi vodivým prvkem a zem, pro kterou stačí násilně spojit kovové části pouzdra se zemí pomocí drátu s malým odpor.
Výsledkem je, že během poruchy izolace proud jednoduše jde hlavně do země a neprochází lidským tělem. To je graficky znázorněno na obrázku 1.
Proč je malý zemní odpor
V souladu s Ohmovým zákonem proud vždy proudí v uzavřené smyčce. V tomto případě - od jednoho pólu elektrárny k uzemňovací elektrodě přes elektrickou instalaci s jejím uzemňovacím systémem. V takovém případě nízký odpor uzemnění instalace nezaručuje malý odpor reverzní větve uvažovaného obvodu. Rezistivita půdy je skutečně poměrně velká a na první pohled nedochází k účinku posunu lidského těla uzemňovacími prvky.
Po celou dobu platnosti tohoto odůvodnění nebere v úvahu jednu okolnost. V tomto případě skutečnost, že kvůli extrémně velkému, téměř nekonečnému průřezu média mezi uzemněním elektrod elektrárny a elektrické instalace bude odpor reverzní větve naší uzavřené smyčky poměrně malý.
To dovoluje:
- uzemňovací systém kvalitativně vykonává své ochranné funkce;
- zajistit vysokou spolehlivost jejich implementace kvůli absenci přestávek
- výrazně ušetří na položení dalšího kabelu spojujícího uzemňovače zařízení a elektrárny.
Vlastnosti uzemňovacího zařízení
Ochranné uzemnění plní své funkce kvalitativně pouze v případě, že mezi uzemňovací elektrodou, ke které je jednotka připojena, a zemí je malý přechodový odpor.
Toho je dosaženo:
- vysoká kontaktní plocha, která je zase zajištěna několika deskami pevně spojenými svařováním, obrázek 2;
- prohloubením elektrod pod hloubkou mrazu (odpor zmrzlé půdy se prudce zvyšuje).
Ke splnění poslední podmínky jsou vhodné vertikální uzemňovače s délkou až 3 m, obrázek 3.
Kromě toho nesmí zemnící odpor překročit 4 ohmy. Ten je určen skutečností, že odpor lidského těla je nejméně několik set ohmů, tj. o dva řády vyšší.