porady_09_2005.indd

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 5

porady

godnie z obowiązującymi normami
i przepisami instalacja elektryczna w bu-

dynku musi być wykonana w układzie TN-S
[1]. Sieci nN stanowiące własność spółek
dystrybucyjnych wykonane są w układzie
TN-C. Potencjalny odbiorca występujący do
zakładu energetycznego z wnioskiem o wy-
danie technicznych warunków przyłączenia
do sieci, w odpowiedzi otrzymuje nakaz wy-
konania przyłącza w układzie TN-C, nato-
miast WLZ-tu oraz instalacji – w układzie
TN-S (takie połączenie dwóch systemów sta-
nowi układ TN-C-S).

Wynika z tego w sposób jednoznaczny ko-

nieczność rozdzielenia przewodu PEN na PE
oraz N w złączu. Punkt rozdziału tych prze-
wodów formalnie nie wymaga uziemienia.
Należy je wykonać przy wprowadzeniu
WLZ-tu do budynku. W tym celu najkorzyst-
niej jest wykorzystać uziom fundamento-
wy. Uziom ten w porównaniu z uziomem

tradycyjnym ma wiele zalet (jest chroniony
przed korozją i możliwy do wykonania pod-
czas wznoszenia fundamentów budynku).

Zakłady energetyczne często nakazują wy-

konanie rozdziału w złączu ze względu na
to, że przewód PEN przyłącza wymaga uzie-
mienia dodatkowego (ochronno-roboczego)
R

≤30 Ω (jest to technicznie uzasadnione).

Ponieważ w przypadku wykonywania przy-
łącza kablowego do sieci, w każdym złączu
należy uziemić przewód PEN. Uziemienie to
jest stosowane w celu ewentualnego przeję-
cia funkcji przewodu PEN w przypadku po-
wstania przerwy w tym przewodzie w torze
doprowadzającym zasilane. Często spotyka-
ne w warunkach technicznych przyłączenia
do sieci elektroenergetycznej wydanych
przez zakłady energetyczne wymaganie do-
tyczące wykonania uziemienia spełniające-
go warunek R

≤10 Ω nie jest błędem. Prak-

tyka ta często stosowana przez zakłady ener-

getyczne ma wiele zalet. Jedną z nich jest na
pewno wydłużenie żywotności uziomu oraz
zapewnienie właściwej rezystancji w każ-
dych warunkach.

Często uziom ten jest wspólny dla przewo-

du PEN oraz odgromników instalowanych na
słupie, które wymagają spełnienia warunków
R

≤10 Ω (obowiązek ich zainstalowania do-

tyczy każdego przyłącza kablowego wykony-
wanego do linii napowietrznej niskiego na-
pięcia. W przypadku wykonywania przyłącza
kablowego, gdzie słup linii napowietrznej
znajduje się w pobliżu miejsca instalowane-
go złącza kablowego, należy wykonać wspól-
ny uziom dla odgromników instalowanych na
słupie linii napowietrznej oraz przewodu PEN,
który ulega rozdziałowi na przewody PE oraz
N w złączu kablowym (często jest to złącze
z układem pomiarowym instalowane w linii
ogrodzenia działki, na której został wzniesio-
ny zasilany budynek).

Tak wykonane uziemienie nie przeszka-

dza, by przewód PE połączyć z Główną Szy-
ną Uziemiającą (zainstalowaną w najniższej
kondygnacji budynku), połączoną z uziemie-
niem fundamentowym. Należy przy tym pa-
miętać, że rezystancja uziomu fundamen-
towego nie może być większa niż 30 Ω.
W sieciach kablowych TN należy uziemić
punkt PEN w każdym złączu kablowym,
a oprócz niego jeszcze punkt neutralny
transformatora lub generatora zasilającego.
Wartość rezystancji pojedynczego wykona-
nego uziomu nie może przekraczać 30 Ω.
Wpadkowa rezystancja wszystkich uziomów
znajdujących się w kole o promieniu 150 m,
zakreślonym z miejsca sytuowania dowol-
nego uziomu, nie może przekraczać 5 Ω
(w przypadku, gdy rezystywność gruntu
w miejscu projektowanego uziomu przekra-
cza wartość 500 Ωm, wartość 5 Ω można
zastąpić wartością ρ

min

/100). Natomiast wy-

padkowa wartość rezystancji uziemień
punktów neutralnych transformatorów, ge-
neratorów oraz przewodów PEN (PE) zain-
stalowanych w linii tworzącej sieć zasilają-
cą, w której możliwe jest zwarcie doziem-
ne z pominięciem przewodów PEN (PE),
musi spełniać warunek:

2 78

≤

−

≤ , Ω

(1)

gdzie:
50 – najwyższe dopuszczalne długotrwale
napięcie dotykowe, w [V],

gdzie rozdzielić

przewód PEN na PE i N

w sieciach kablowych TN?

mgr inż. Julian Wiatr, Łukasz Kaczmarczyk

Rys. 1 Uziemienie ochronne w kablowej sieci TN: a) uziemienia w linii kablowej nN, b) sposób uziemienia przewo-

du PEN oraz rozdziału na przewód PE oraz N;

ZK – złącze kablowe, R

– uziemienie przewodu PEN w złą-

czu, R

– uziemienie punktu neutralnego stacji transformatorowej SN / nN

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 5

– minimalna rezystancja pomiędzy prze-

wodem fazowym i ziemią odniesiona do
miejsca zwarcia (przyjmowana jako 10 Ω),
U

– napięcie znamionowe sieci względem

ziemi (wartość skuteczna), w [V],
R

– wypadkowa wartość uziemienia w [Ω].

Uwaga! Punkt neutralny sieci elektro-

energetycznej niskiego napięcia pracującej
w układzie TN i połączone z nim przewody
PEN (PE) tej sieci mogą być połączone uzie-
mieniem urządzeń wysokiego napięcia, je-
żeli napięcie znamionowe U

(uziom o wy-

padkowej rezystancji R

), występujące

przy zwarciu w seci wysokiego napięcia,
nie wywoła w sieci niskiego napięcia za-
grożenia porażeniowego [4].

Większość projektów w swoich opracowa-

niach zamieszcza zapis: „Rezystancja uzio-
mu ochronno-roboczego nie może przekra-
czać 30 Ω”. Zapis ten jest zgodny z wyma-
ganiami normy N-SEP-E 001:2003 „Sieci
elektroenergetyczne niskiego napięcia.
Ochrona przeciwporażeniowa”, ale wyma-
ga porównania z zapisami zawartymi w nor-
mie PN-IEC 60364-4-41, z której wynika,
że jeżeli napięcie na przewodzie PEN (PE)
podczas przepływu prądu doziemnego
(uszkodzeniowego) ma być ograniczone do
największej długotrwale dopuszczonej war-
tości napięcia dotykowego U

, należy speł-

nić następujący warunek:

R
R

≤

−

(2)

Dla wartości U

=230 V oraz U

=50 V, sto-

sunek R

=0,278. Oznacza to, że przy spo-

dziewanej rezystancji doziemienia przewo-
du fazowego przyjmowanej R

=10 Ω, rezy-

stancja R

powinna wynosić 2,8Ω. Jest to

dość kłopotliwa wartość do uzyskania przy

wykonywaniu uziemień oraz do utrzymania
w czasie eksploatacji. Pozwala to również na
niedopuszczenie do zwiększenia napięcia
w pozostałych dwóch nieuszkodzonych fa-
zach ponad wartość zagrażającą uszkodze-
niu izolacji w przypadku długotrwale utrzy-
mującego się takiego stanu.

Rozkład napięć dla przypadku dodzielenia

przewodu fazowego w sieci trójfazowej przed-
stawia rysunek 2. Dlatego rezystancja wy-
padkowa wszystkich uziomów znajdują-
cych się w kole o promieniu 150 m nie może
przekraczać wartości R

=5 Ω, co pozwala na

spełnienie wymagań (2) w zakresie niedo-
puszczenia do powstania przepięcia groźne-
go dla izolacji. Natomiast zachowanie warun-
ku (1) pozwala na zrealizowanie wymagań
sprecyzowanych w normach przedmioto-
wych w zakresie niedopuszczenia do powsta-
nia napięcia dotykowego na przewodzie PEN
(PE) ponad wartość długotrwale dopuszczal-
ną. Projektanci, inspektorzy nadzoru lub wy-
konawcy często w sposób niewłaściwy inter-
pretują te zapisy. Dlatego niżej podajemy
praktyczny sposób oceny wartości wymaga-
nej rezystancji uziemienia ochronno-robo-
czego. Na mapie geodezyjnej przeznaczonej
do celów projektowych z miejsca planowane-
go uziemienia należy zakreślić okrąg o pro-
mieniu R=150 m. Następnie należy spraw-
dzić liczbę uziomów, które znalazły się w za-
kreślonym okręgu. Uziomy należy poddać ba-
daniom wartości rezystancji. Wartość każde-
go z nich nie powinna przekraczać 30 Ω. Ko-
lejnym zadaniem jest wyznaczenie wartości
wypadkowej uziomów, które znalazły się
w zakreślonym okręgu:

.....

gdzie:
R

– rezystancja n–tego uziemienia znajdu-

jącego się w zakreślonym okręgu o promie-
niu 150 m.
Jeżeli którykolwiek z badanych uziomów
nie spełnia warunków R

≤30 Ω, należy

wartość jego rezystancji we wzorze na R

pominąć.

Przykład 1: w kole o średnicy 300 m znaj-

dują się trzy uziomy o wartości R

=30 Ω:

⇒

= Ω

Wartość ta jest za mała. Dla spełnienia

wymagań norm każdy z tych uziomów po-
winien posiadać wartość rezystancji nie-
przekraczającą 10 Ω. Wówczas zostanie
spełniony warunek R

≤5 Ω.

Przykład 2 (rys. 3):

⇒

Ω

Z przedstawionego rysunku wyraźnie

wynika, że dopiero sześć uziomów (łącznie
z uziemieniem projektowanym) spełnia wy-
magania normy.

Uwaga! W przypadku stacji transforma-

torowej lub generatora promień, ten nie
może przekroczyć 100 m. W przypadku, gdy
wyznaczona wartość R

>5 Ω, przy spełnia-

niu przez pozostałe uziomy warunku
R

≤30 Ω, należy uzyskać taką wartość rezy-

stancji projektowanego uziemienia, by wy-
padkowe rezystancje spełniały warunek
R

≤5 Ω. Prezentujemy też przykład, w któ-

rym projektowana rezystancja uziemienia R

musi mieć znacznie niższą wartość niż 30 Ω
w celu spełnienia warunku R

≤5 Ω, podczas

gdy wartość rezystancji pozostałych uzie-
mień spełniają wymagania normy.

Przykład 3:

1
5

⇒

−

= −

Ω

33 1

7 5

− = ⇒ = =

Ω

Stan gruntu

Typ uziomu

Suchy

Wilgotny

Mokry

Uziom głęboki pionowy,

pod powierzchnią ziemi ponad 5 m

1,1

1,2

1,3

Uziom głęboki pionowy,

pod powierzchnią ziemi 2,5 – 5 m

1,2

1,6

2,0

Uziom poziomy ułożony w ziemi na głębokości ok. 1 m

1,4

2,2

3,0

Tab. 1 Współczynniki poprawkowe k

do rezystancji uziemień [7]

Rys. 2 Wykres wskazowy napięć przy zwarciu do-

ziemnym w sieci TN z pominięciem przewo-

du PEN (PE)

w w w. e l e k t r o . i n f o . p l

n r 9 / 2 0 0 5

porady

Jeżeli w zakreślonym okręgu nie znajdu-

je się uziom spełniający warunek R

≤30 Ω,

należy w projektowanym uziemieniu uzy-
skać wartość R

≤5 Ω (uziemienia znajdują-

ce się w kole o promieniu 150 m, których
rezystancja nie spełnia warunku R

≤30 Ω,

należy w obliczeniach wartości wypadko-
wej pominąć).

Częstym błędem popełnianym przez wy-

konawców jest pomijanie współczynnika
poprawionego k

, którego wartość zależy

od typu uziemienia oraz stanu wilgotności
gruntu. Zmierzoną wartość uziemienia na-
leży pomnożyć przez współczynnik k

, któ-

rego wartość w zależności od tego uziemie-
nia oraz stanu wilgotności gruntu przed-
stawia tabela 1.

Należy pamiętać, że często stosowane

przez nierzetelnych wykonawców polewa-
nie roztworem wody z solą poprawia rezy-
stancję tylko chwilowo. W konsekwencji
woda szybko odparuje, a sól przyczyni się
do przedwczesnego zużycia uziemienia
wskutek postępującej korozji. Należy dążyć
do spełnienia wymagań normy odpowied-
nio pogrążając w gruncie pręty lub taśmy
metalowe. Z uwagi na to, że uziemienie
ochronno-robocze w sieciach TN stanowi
istotny element ochrony przeciwporażenio-
wej, o czym już pisaliśmy w „elektro.info”,
należy zadbać o jego właściwe wykonanie,
tak by zostały spełnione wymagania przed-
stawione w normach N-SEP-E 001 oraz
PN-IEC 60364-4-41. Opisaną procedurę
należy stosować dla każdego projektowa-
nego (wykonywanego) uziemienia ochron-
no-roboczego. W przypadku, gdy projekto-
wane uziemienie jest wspólne dla sieci i od-
gromników, jego wartość nie może prze-
kroczyć 10 Ω.

Przedstawiamy również praktyczny spo-

sób wykonana uziemienia, jaki można za-
stosować podczas wykonywania przyłącza
kablowego. Po wytyczeniu trasy linii kablo-
wej i WLZ należy wykonać wykop o głębo-
kości 1 m (jeżeli kabel jest układany na głę-
bokości większej niż 0,7, należy wykop od-
powiednio pogłębić). W odstępach nie
mniejszych niż 5 m (optymalnie jest co
10-15 m, jeżeli pozwalają na to warunki)

Rys. 3 Uproszczony szkic uziomów, które należy na-

nieść na mapie geodezyjnej w celu oszaco-

wana wartości wypadkowej projektowane-

go (wykonywanego) uziemienia: R

– projekto-

wane uziemienie

wbić pręt uziomowy na głębokość ok. 4 m
liczoną od dna wykopu (można również użyć
prętów żebrowanych ∅ 12 stosowanych do
zbrojenia betonu), pozostawiając około
10 cm pręta nad dnem wykopu. Pręty te na-
leży połączyć ze sobą taśmą FeZn 25×4 (naj-
lepiej przez spawanie, spawy należy zabez-
pieczyć przed korozją). Następnie tak przy-
gotowane uziemienie przykryć warstwą pia-
sku o grubości około 20 cm i ułożyć kabel
(odległość kabla od uziomu nie może być
mniejsza niż 10 cm, którego zakrycie nale-
ży przeprowadzić zgodne z wymaganiami
PN 96/E 05125 „Elektroenergetyczne i sy-
gnalizacyjne linie kablowe. Projektowane
i budowa” lub zgodnie z N-SEP-E 004 pod
taką samą nazwą. Taśmę FeZn wyprowa-
dzić na powierzchnię gruntu i połączyć z za-
ciskiem PEN złącza kablowego.

Od autora: Wykonałem w ten sposób

wiele uziomów, często stosując pręty że-
browane ∅ 12 o długości 4 m i uzyskiwa-
łem rezystancję o wartości 0,8-3,5 Ω,
w zależności od rodzaju gruntu (niepraw-
dą jest rozpowszechniane przez niektórych
projektantów twierdzenie o niemożliwości
pogrążenia pręta żebrowanego ∅ 12 dłu-
gości 4 m bez łączenia lub bez użycia spe-
cjalistycznego sprzętu; w celu ułatwienia
pogrążania pręta w gruncie, należy jego
dolny koniec zaostrzyć). Przykład takiego
rozwiązana przedstawia rysunek 4.

Od redakcji: Literatura do artykułu na

www.elektro.info.pl.

Rys. 4 Przekrój linii kablowej przyłącza do linii napowietrznej niskiego napięcia: 1 –

rura osłonowa BE FI 75,

2 – odgromniki GXO5kVA, 3 –rura osłonowa DVK Fi-

150,

4–4 – taśma kablowa koloru niebieskiego, 5 – uziemienie (pręty

∅

połączone taśmą FeZn 25

4),

6 – rozdzielnica główna (RGB), 7 – kabel YAKS

35,

8 – kabel YKXSzo5

10,

9 – szafka złączowo-licznikowa wykonana

z tworzyw termoutwardzalnych,

10 – taśmą FeZn25

11 – linia napowietrz-

na 3

230/400 V, 50 Hz 35 m

AL, połączenie prętów poziomych z taśmą FeZn

5 – spawane

Rys. 5 Uziom fundamentowy – przykład: 1 – ława fundamentowa, 2 – podkładka dy-

stansowa z betonu,

3 – warstwa betonu, około 10 cm, 4 – sztuczny uziom

fundamentowy (np. bednarka),

5 – grunt, 6 – warstwa izolacji termicznej, 7 –

podłoże betonowe,

8 – posadzka, 9 – uszczelnianie przejścia przewodu uzie-

miającego,

10 – izolacja pozioma, 11 – przewód uziemiający, 12 – tynk we-

wnętrzny,

13 – połączenie (element łączeniowy), 14 – ściana piwniczna, 15 –

wyprawa zewnętrzna,

16 – izolacja pionowa, 17 – grunt

Objaśnienia: przy słupie budynku i złączu pozostawić po 0,5 m zapasu kabla, rury osłonowe na końcach uszczelnić