3tom360

1. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH 722

krótkotrwałe prądy zwarciowe. W obwodach jednofazowych przez przewód PEN przepływają prądy robocze o tej samej wartości jak przez przewody fazowe. Prądy te powodują zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej żyły i izolacji przewodu, szczególnie w miejscach ich zagięcia lub przyłączania do zacisków aparatów, odbiorników lub elementów rozgałężnych. Wpływają więc one na obniżenie pewności zachowania ciągłości metalicznej drogi przepływu prądu zwarciowego, decydującej o skuteczności działania ochrony.

Nie jest jednak uzasadniona rezygnacja ze stosowania przewodu PEN i zastępowanie go osobno ułożonymi przewodami PE i N w tych przypadkach, gdy ma on zadowalający przekrój ze względów energetycznych. Oddzielenie takie jest niezbędne wówczas, gdy dobrany ze względów energetycznych przekrój przewodu N jest zbyt mały lub też gdy wynika to z potrzeb technologicznych, np. w instalacjach informatycznych przy konieczności unikania przenoszenia wszelkich zakłóceń. Zaletę stosowania przewodu PEN stanowi naturalna samokontrola ciągłości przewodu ochronnego, której brak w przypadku przewodu PE. Przerwa w ciągłości przewodu PEN pozbawia napięcia instalacje jednofazowe, co wymaga jego naprawy; jest więc równoczesną kontrolą sprawności ochrony przeciwporażeniowej. Przerwanie ciągłości przewodu PE natomiast może być nie zauważone przez długi czas, jeśli wystąpiło to na początku okresu przerwy pomiędzy pomiarami skuteczności działania ochrony przeciwporażeniowej.

Zakaz stosowania przewodu PEN w' obwodach chronionych przez wyłączniki ochronne różnicowoprądowe wynika z zasady ich działania. Przez elementy pomiarowe tych wyłączników muszą przepływać wszystkie prądy robocze instalacji. Brak prądu płynącego w przewodzie neutralnym N powodowałby w warunkach normalnej pracy nierówność prądów mierzonych i przekazanie impulsu do zadziałania wyłącznika. Natomiast przepływ przez element pomiarowy wyłącznika prądu zwarciowego w przewodzie ochronnym PE w przypadku uszkodzenia nie naruszałby równowagi prądow^rej i nie powodowałby przekazania impulsu do zadziałania wyłącznika. Nic jest przeto możliwe spełnianie przez przew'ód PEN równocześnie funkcji przewodu neutralnego N i ochronnego PE w obwodach chronionych przez wyłączniki ochronne różnicowoprądowe.

Przekroje przewodów połączeń wyrównawczych — one również spełniają rolę przewodów ochronnych — nie powinny być mniejsze niż połowa największego przekroju przewodu ochronnego w danej instalacji, lecz nie mniej niż 6 mm². Przekrój ten nic musi byćjednak większy niż 25 mm², jeżeli przewód wyrównawczy jest miedziany, w przypadku zaś innego metalu — nie większy od przekroju zapewniającego co najmniej taką samą obciążalność prądową.

11.12. Uziomy

W piśmiennictwie polskim jest bardzo bogata literatura dotycząca budowy uziomów. Norma PN-92/E-05009/54 [11.24] podaje szczegółowe zasady uziemiania i budowy uziomów. W związku z tym, w niniejszym rozdziale omówiono jedynie najważniejsze zagadnienia wiążące się z ochroną od porażeń.

W urządzeniach elektroenergetycznych należy przede wszystkim rozważyć możliwość wykorzystania uziomów naturalnych. Jako uziomy naturalne mogą być stosowane:

—    systemy metalowych rur wodociągowych, pod warunkiem uzyskania w tej mierze zgody jednostki eksploatującej te systemy;

metalowe i żelbetowe podziemne części budowli i urządzeń technologicznych;

—    powłoki kabli (ołowiane i aluminiowe) o grubości nie mniejszej niż 1,1 mm oraz pancerze kabli elektroenergetycznych ułożonych w ziemi;

—    metalowe rurociągi chłodnych gazów i cieczy niepalnych, pod warunkiem uzyskania w tej mierze zgody jednostki eksploatującej te rurociągi;

—    elementy metalowe osadzane w fundamentach budowli;

—    metalowe i żelbetowe ustroje konstrukcji wsporczych linii elektroenergetycznych.

W urządzeniach prądu stałego uziomy naturalne wolno wykorzystywać tylko w tych

przypadkach, w których prądy doziemne są krótkotrwałe i nie ma niebezpieczeństwa nadmiernego przyspieszenia korozji urządzeń podziemnych.

Wszystkie uziemienia urządzeń elektroenergetycznych wykonuje się jako wspólne (rys. 11.31), z wyjątkiem:

a)    uziemień roboczych i uziemień ochronnych, które można wykonywać jako oddzielne, w stacjach zasilających napięciem 1000 V, a zasilanym z sieci na napięcie znamionowe przekraczające 1000 V, jeżeli

—    stacja jest zasilana z sieci napowietrznej i zasila sieć napowietrzną,

—    stacja jest zasilana z sieci napowietrznej i zasila sieć kablową, w której nic ma połączeń metalowej powłoki kabli z rozległym uziomem naturalnym,

—    stacja zasila sieć napowietrzną, a jest zasilana z sieci kablowej połączonej bezpośrednio z siecią napowietrzną, ale sieć kablowa nie stanowi rozległego uziomu naturalnego ani nic łączy się z rozległym uziomem naturalnym;

b)    przypadków, w których wykonanie uziemienia wspólnego wymaga większych nakładów niż wykonanie uziemień oddzielnych.

-O	f
-o	ł 1
-o	Ló
	N

£

Rys. 11.31. Przykład wspólnego uziomu ochronnego w sieci SN i uziomu roboczego w sieci nn

SN	o-	^n" L1
	—o
	-o
	o- -o	-L3
Rys. 11.32.	o—	>Z0m	-N E 1ÓW
	£ ^łrzykład oddzielnych uzion

ochronnych w sieci SN i roboczego w sieci nn

Za uziemienia oddzielne niezależne (rys. 11.32) można w przeciętnych warunkach geologicznych uznać takie, które są ułożone w ziemi w odległości nic mniejszej niż 20 m od siebie i między nimi w gruncie nic znajdują się żadne przedmioty metalowe o długości przekraczającej 1 m. Odległość 20 m jest przyjęta doświadczalnie i nie opiera się na żadnym rachunku uzasadniającym. Przyjmuje się, że sieć kablowa na napięcie znamionowe ponad 1000 V stanowi rozległy uziom naturalny, jeżeli jest wykonana z kabli o powłoce metalowej nie pokrytej osłoną izolacyjną i w skład jej wchodzą co najmniej trzy linie o łącznej długości 3 km, biegnące w różnych kierunkach z tym, że długość najkrótszego odcinka jest większa niż 0,5 km.

W przypadku braku lub niemożności wykorzystania uziomów naturalnych, np. gdy uziomy naturalne mają rezystancję większą od wymaganej, konieczne jest wykonanie uziomów sztucznych. Uziomy sztuczne należy wykonywać ze stali ocynkowanej w formie taśm, drutów lub rur, płyt i prętów ułożonych w ziemi. Ocynkowanie stali stanowi trwałą ochronę przeciwkorozyjną oraz dobrze przewodzi prąd elektryczny. W przypadku, gdy uziomy są przewidziane do eksploatacji w okresie krótszym niż 10 lat, mogą być wykonywane ze stali nieocynkowanej. Przy szczególnie dużej agresywności gruntu najlepszą ochroną trwałości uziomu jest pomiedziowanie stali lub użycie całych uziomów wykonanych z miedzi.