CCF20110310026

Rys. 8.5. Wykres wskazowy napiąć przy zwarciu doziemnym w sieci TN z pominięciem przewodu PEN (PE).

Wartość R_E jest zwykle trudna do ustalenia. W IEC przyjęto, że R_E nie przekracza 10 £2, a wtedy R_B < 0,278 x 10 = 2,78 £2. W Polsce dawniej przyjmowano U_L = 65 V i R_e = 12 £2 i wtedy R_B < 5 £2.

Jeżeli przyjąć U₀ = 230 V, U_L = 50 V, R_B = 2,78 £2, to przy doziemieniu jednej fazy z pominięciem przewodu PEN (PE) napięcia faz nieuszkodzonych osiągną wartości 260 V. Gdy przyjąć, że U₀ = 220 V to przy nie zmienionych pozostałych założeniach napięcia te nie przekroczą 247 V. Oznacza to, że wypadkowa rezystancja uziemień roboczych w sieci TN nie przekraczająca praktycznie 3 £2 zapewnia, iż powstające przy doziemieniu z pominięciem przewodów PEN (PE) przepięcia nie będą groźne dla izolacji urządzeń elektrycznych, jeżeli będzie się ono utrzymywało przez czs dłuższy od dopuszczalnego.

Rola uziemień w wyłączaniu zasilania, gdy wystąpi zwarcie

do uszkodzonego przewodu PEN (PE)

W przypadku przerwania ciągłości przewodu PEN (PE), którym zwykle prąd I_K powraca z miejsca uszkodzenia do źródła prądu, szansą zadziałania zabezpieczeń jest zmostkowanie powstałej przerwy przez ziemię. Wprawdzie droga ta ma większy opór od przewodu PEN (PE) i czas wyłączania może być dłuższy od przyjętego jako dopuszczalny ale daje ona szansę wyłączenia obwodu, w którym powstało uszkodzenie. Wyłączenie w czasie dłuższym od dopuszczalnego jest rozwiązaniem na pewno lepszym od długotrwałego utrzymywania się zakłócenia. Dlatego ważne jest aby przewód PEN (PE) był uziemiony wszędzie tam gdzie jest to możliwe bez większych nakładów.

Straciło więc na znaczeniu zamieszczane w unieważnionych przepisach wymaganie, aby każdy uziom ochronny (dawniej roboczy) miał rezystancję nie większą od 30 £2. Było ono ustalane przy założeniu, że uziemienia przewodów PEN będą oddalone od siebie o kilkaset metrów i mogą pracować samotnie. Dziś te odległości wynoszą kilkadziesiąt metrów i praca uziomu oddzielonego od innych jest mało prawdopodobna. Prawdopodobieństwo przerwania przewodu PEN (PE) linii kablowej jest małe i częste uziemianie tego rodzaju przewodów nie jest potrzebne.

50

Podręcznik irtpe

Rys. 8.6. Napięcie na uszkodzonym przewodzie PEN gdy zwarcie jednofazowe powstanie za miejscem uszkodzenia: a) gdy przewód PEN za miejscem uszkodzenia nie jest uziemiony, b) gdy przewód PEN za miejscem uszkodzenia jest uziemiony.

Rola uziemień w ograniczaniu napięć na przerwanym przewodzie PEN

(PE) wywołanych zwarciem do tego przewodu

Na rysunku 8.6 przedstawiono dwie sytuacje, w których przewód PEN został uszkodzony (przerwany). Sieć z rysunku 8.6 a) ma tylko uziemienie połączone z przewodem PEN przed miejscem uszkodzenia. W sieci przedstawionej na rysunku 8.6 b) przewód PEN jest uziemiony przed i za miejscem uszkodzenia.

Brak uziemienia przewodu PEN za miejscem jego uszkodzenia może powodować długotrwałe utrzymywanie się na tej części przewodu pełnego napięcia U_c. Jest to niebezpieczne tym bardziej, że z przewodem tym może mieć połączenie wiele części przewodzących, dostępnych dla ludzi.

Gdy przewód PEN jest uziemiony za miejscem uszkodzenia to jest możliwe nie tylko wyłączenie zasilania, ale i ograniczenie wartości napięcia na tej części przewodu. Wartość napięcia zależy od stosunku rezystancji uziemień obu części przewodu PE oraz rezystancji przewodu fazowego i dodatkowych rezystancji, które mogą wystąpić w miejscu zwarcia.

Rola uziemień w ograniczaniu napięć na przewodach PEN (PE),

którymi płynie prąd zwarciowy

Podczas zwarć jednofazowych na przewodzie PEN (PE) pojawia się napięcie, którego wartość jest zmienna między miejscem zwarcia i punktem neutralnym sieci i jest stała na części przewodu za miejscem zwarcia. Wartość napięcia w miejscu zwarcia oraz jego wartości między miejscem zwarcia a punktem neutralnym sieci zależą przede wszystkim od liczby uziemień ochronnych, wartości ich rezystancji, rezystancji przewodów fazowych, rezystancji przewodów PEN (PE).

51

Zeszyt 12