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

n r 9 / 2 0 0 5

p r e z e n t a c j a

122

p r e z e n t a c j a

dobór uziemiaczy

Wytwórnia Sprzętu Ochronnego WAEL-bis

W

iele lat doświadczeń w produk-
cji uziemiaczy pozwala nam

stwierdzić, iż mimo przekonania o po-
trzebie ich stosowania, użytkownicy
najczęściej skarżą się na ich ciężar.
Czy można zatem przy jednoczesnym
zmniejszeniu ich wagi ograniczyć na-
pięcie rażenia? W jaki sposób należy
prawidłowo dobrać uziemiacz?

O ciężarze sprzętu decyduje w za-

sadniczym stopniu przekrój i dłu-
gość przewodów uziemiaczy, a dłu-
gość przewodów ma także wpływ na
napięcie rażenia (spadek napięcia na
przewodach). Uziemiacze

WAEL-bis

badane są na zgodność z wymagania-
mi normy PN-EN 61230:1999 „Praca
pod napięciem. Przenośny sprzęt do
uziemiania i zwierania”, czyli ich
działanie weryfikowane jest w naj-
trudniejszych warunkach, jakie mo-
gą zdarzyć się podczas eksploatacji.
Tak właśnie przewiduje norma. W ja-
kich okolicznościach mogą jednak ta-
kie warunki rzeczywiście wystąpić?

Można przyjąć, że np. na zaciskach

transformatora o dużej mocy sytuacja
taka zajdzie wtedy, gdy zabezpiecze-
nia są tak nastawione, że zwarcie zo-
stanie wyłączone dokładnie po cza-
sie znamionowym uziemiacza t

r

(obec-

nie najczęściej t

r

=1 s), a niezanikający

prąd zwarcia będzie miał
akurat wartość równą prą-
dowi znamionowemu uzie-
miacza I

r

. Takie warunki

mogą występować na szy-
nach stacji transformatoro-
wych lub w rozdzielniach
potrzeb własnych elek-
trowni (przy założeniu, że
nastawiony czas zabezpie-
czeń wynosi 1 s). W roz-
dzielniach zazwyczaj są na
stałe przygotowane uziemia-
cze, dobrane do mocy zwarciowej na
szynach i do odpowiednich długości
konstrukcji stacji.

Większość prac prowadzona jest

jednak w terenie, w sieciach. Uzie-
miacze, chroniące pracujących tam
ludzi, zakładane są na przewody linii,
które są dobierane przez projektan-
tów z uwzględnieniem różnych pa-
rametrów, między innymi wytrzy-
małości zwarciowej. Jak dobierane są
przewody linii ze względu na zwar-
cia? Jednym z kryteriów jest tempe-
ratura, jaką może osiągnąć goły prze-
wód linii lub stacji napowietrznej
podczas zwarcia. Jest to istotne za-
równo ze względu na zwisy linii, jak
i również na możliwość rozwarstwie-
nia się przewodów AFL (aluminium
i stal mają bardzo różne współczyn-
niki wydłużenia termicznego). Nor-
my przewidują maksymalne dopusz-
czalne temperatury pracy przewodów
(np. PN-EN 61284). Wartości tempera-
tury, jaką mogą osiągać gołe przewo-
dy, podano w

tabeli 1.

Można zatem przeliczyć, jaki jedno-

sekundowy prąd zwarcia może pod-
grzać przewód w linii do dopuszczal-

nej temperatury w zależności od tem-
peratury przed zwarciem. Dopusz-
czalną obciążalność przewodów AFL,
w zależności od temperatury T

0

przed

zwarciem, podano w

tabeli 2.

Nasuwa się wniosek, że nie ma po-

trzeby stosowania uziemiaczy przy
większym prądzie znamionowym
niż wynika to z przekroju przewodu
uziemianej linii. Na przykład, w linii
z przewodem AFL-6-35 prąd zwarcia
nie powinien przekroczyć wartości
4 kA, dlatego przy doborze uziemia-
cza należy uwzględniać też przekrój
przewodów uziemianej linii.

Warto też zastanowić się, czy za-

wsze czas zwarcia będzie wynosił jed-
ną sekundę. Norma PN-EN 61230:1999
wprowadziła nowy parametr, jakim
muszą być znamionowane uziemiacze,
tzw. całkę Joule’a. Oznacza on, że uzie-
miacz nie może przekroczyć wartości
prądu zwarcia. Całkę Joule’a określa
iloczyn I

r

2

⋅t

w

. Dopuszczalne jest stoso-

wanie uziemiaczy o mniejszym prze-
kroju, jeśli czas zwarcia jest odpowied-
nio mniejszy od t

w

uziemiacza. Jeśli

chodzi np. o problem długości prze-
wodów uziemiaczy, to wyobraźmy
sobie sytuację jak na

rysunku 1. Spa-

dek napięcia na uziemiaczu jest na-
pięciem rażenia dla człowieka. Z te-
go powodu, jak i ze względu na dzia-
łanie sił elektrodynamicznych, prze-
wód musi mieć odpowiednią długość

(więcej na ten temat w „elektro.info”
4/2005). Norma PN-EN 61230 wyma-
ga, aby „Długość przewodów zwierają-
cych była dostosowana do wymiarów
instalacji i odległości między przyłą-
czeniami”. Według normy przewody
powinny być dłuższe o 20 % od odle-
głości między punktami przyłącze-
nia. Należy jednak pamiętać, że zbyt
długie przewody spowodują pojawie-
nie się napięcia przekraczającego war-
tości dopuszczalne i jego silne prze-
mieszczenie podczas zwarcia.

Dobierając odpowiednio uziemia-

cze możemy znacznie ograniczyć ich
ciężar bez utraty właściwości ochron-
nych, a także zmniejszyć ryzyko wy-
stąpienia nadmiernego napięcia raże-
nia. Twoje bezpieczeństwo w naszych
uziemiaczach.

Zapraszamy do naszego stoiska

na targach ENERGETAB 2005

(pawilon W, stoisko 360)

Dopuszczalna

temperatura 200°C

AFL-6-16 AFL-6-25 AFL-6-35 AFL-6-50 AFL-6-70 AFL-6-120

Przekrój, w [mm

2

]

16

25

35

50

70

120

T

0

[°C]

30

Gęstość [A/mm

2

]

105

Prąd I

1sec

[A]

1680

2625

3675

5250

7350

12600

T

0

[°C]

25

Gęstość [A/mm

2

]

107

Prąd I

1sec

[A]

1712

2675

3745

5350

7490

12840

T

0

[°C]

20

Gęstość [A/mm

2

]

109

Prąd I

1sec

[A]

1744

2725

3815

5450

7630

13080

Tab. 2 Dopuszczalna obciążalność przewodów AFL w zależności od temperatury T

0

przed zwar-

ciem

Rodzaj przewodu

Temperatura graniczna dopuszczalna, w °C

Długotrwale

Przy zwarciu

Aluminiowy

80

150

Miedziany

80

200

Stalowo-aluminiowy

80

200

Tab. 1

reklama

WAEL-bis

30-611 Kraków

ul. Stojałowskiego 15 A

tel. [phone]

tel./faks (0-12) 654 57 79

[e-mail]

www.wael.pl

Rys. 1