Jak provést správný návrh uzemnění

Pokud nemají poruchové proudy možnost bezpečně odtéci do země prostřednictvím správně navrženého a udržovaného zemnícího systému, mohou si najít nečekané cesty, včetně lidského těla. Tento článek se zaměřuje na klíčové aspekty návrhu uzemnění, jeho důležitost a různé techniky a normy, které je nutné dodržovat

Proč musíme zemnit?

Zemnění je základním prvkem každého elektrického systému, jehož hlavním účelem je zajistit bezpečnost osob a zařízení. Zemnění slouží k:

• Ochrana před úrazem elektrickým proudem: Efektivní systém zemnění minimalizuje riziko úrazu elektrickým proudem tím, že poskytuje cestu s nízkým odporem pro poruchové proudy.
• Ochrana zařízení: Správně navržené uzemnění chrání elektrická zařízení před přepětím a jinými elektrickými poruchami.
• Zajištění správné funkce systému: Zemnění snižuje rušení a chyby měření v elektrických a elektronických systémech.
• Ochrana před bleskem: Zemnící systémy pomáhají rozptylovat energii blesku do země, čímž chrání budovy a zařízení před poškozením.

Zemnící soustavy, typy, způsoby uložení, pasivní ochrana zemničů

Existuje několik typů zemnících soustav, které se liší podle způsobu uložení a použití:

• Zemniče typu A: Jsou to horizontální nebo vertikální kovové tyče nebo pásy, které jsou zakopány v zemi. Tento typ zemniče se často používá pro ochranu před bleskem.
• Zemniče typu B: Jsou to zemniče zakopané v zemi na povrchu nebo v mělkých výkopech. Jsou vhodné pro oblasti s vysokým odporem půdy.
• Kombinované zemniče: Kombinují různé typy zemničů (tyčové, páčkové, deskové) pro dosažení lepšího rozptylu elektrické energie.

Způsoby uložení zemničů

Zemniče mohou být uloženy různými způsoby, které závisí na typu půdy a specifických požadavcích projektu:

• Vertikální uložení: Tyče nebo pásy jsou svisle zapuštěny do země. Tento způsob je efektivní v hluboké zemině s nízkým odporem.
• Horizontální uložení: Zemniče jsou položeny horizontálně v mělkých výkopech. Tento způsob je vhodný v oblasti s vysokým odporem půdy.

Nejdůležitějšími kritérii pro zemniče jsou jejich materiály, tvary a rozměry, jak je definováno v tab. 7 normy ČSN EN 62305-3 ed. 2. Aby byly zemniče chráněny před korozí a mechanickými poškozeními, jsou často opatřeny ochrannými vrstvami, jako jsou galvanizace nebo nátěry proti korozi. Důležité je také pravidelné udržování a kontrola zemnicí soustavy.

Stanovení hodnoty uzemnění

Stanovení správné hodnoty uzemnění je klíčové pro zajištění bezpečnosti a funkčnosti systému. Hodnota uzemnění je měřena jako odpor mezi zemnícím systémem a zemí.
Normy definují maximální přípustné hodnoty odporu uzemnění pro různé typy instalací. Obvykle platí, že hodnota odporu by měla být menší než 10 ohmů, viz čl. 5.4.1 normy ČSN EN 62305-3 ed. 2, avšak specifické hodnoty se mohou lišit podle konkrétních požadavků a podmínek.

Uzemňovací přívody

Aby bylo možné spojit navzájem jednotlivé zemniče, a ty spojit také s hlavní uzemňovací svorkou nebo přípojnicí a potom též s dalšími částmi, které je třeba uzemnit, vyvádějí se ze zemničů uzemňovací přívody.
Jejich průřezy nesmí být menší než 6 mm² pro měď nebo 50 mm² pro ocel.
Kde se nepředpokládá, že by do zemniče protékal příliš velký proud (např. v sítích TN nebo IT), může být uzemňovací přívod dimenzován. Hliníkové vodiče se jako uzemňovací přívody nesmějí používat. Pokud je systém ochrany před bleskem spojen se zemničem, měl by mít uzemňovací přívod průřez alespoň 16 mm² pro měď (Cu) nebo 50 mm² pro železo (Fe).
Spojení uzemňovacího přívodu se zemničem musí být provedeno důkladně a po elektrické stránce uspokojivým způsobem. Spojení musí být provedeno exotermickým svařením, tlakovými spoji, svorkami nebo jinými mechanickými spoji. Mechanické spoje musí být instalovány v souladu s pokyny výrobce. Pokud je použito svorek, tak ty nesmí poškodit ani zemnič ani uzemňovací přívod.
Připojovací zařízení nebo přípravky, které závisí výhradně na pájení, se nesmějí používat samostatně, pokud spolehlivě nezajišťují odpovídající mechanickou odolnost.

Uzemňovací soustava pro ochranu před bleskem

Ochrana před bleskem je důležitou součástí zemnícího systému. Musí být navržena tak, aby efektivně rozptylovala energii blesku do země. To zahrnuje správné umístění bleskosvodů, dimenzování vodičů a zajištění nízkého odporu uzemnění dle souboru ČSN EN 62305.

Hlavní uzemňovací svorka

V každé elektrické instalaci, ve které je použito ochranné pospojování, musí být hlavní ochranná svorka a musí k ní být připojeny vodiče ochranného pospojování, uzemňovací přívody, ochranné vodiče a uzemňovací přívody pracovního uzemnění, pokud to přichází v úvahu.
Není nutné spojovat každý jednotlivý ochranný vodič přímo s hlavní ochrannou svorkou nebo přípojnicí, pokud jsou s touto svorkou nebo přípojnicí spojeny prostřednictvím jiných ochranných vodičů. Hlavní uzemňovací svorku nebo přípojnici budovy je možno zpravidla použít i pro účely pracovního uzemnění. Ta se potom považuje za připojovací bod k uzemňovací soustavě i pro účely informační technologie. Tam, kde je více než jedna uzemňovací svorka, musí být uzemňovací svorky propojeny.
Každý vodič spojený s hlavní uzemňovací svorkou nebo přípojnicí musí být možno samostatně odpojit. Toto spojení musí být spolehlivé a rozpojitelné pouze pomocí nástroje.

Ekvipotenciální pospojování

Ekvipotenciální pospojování je proces propojení všech kovových částí budovy nebo zařízení, které mohou být ve styku s elektrickým proudem, s cílem vyrovnat potenciály a snížit riziko úrazu elektrickým proudem. Toto je dosaženo pomocí pospojovacích vodičů, které spojují kovové konstrukce, potrubí, kryty zařízení a další části s hlavním uzemňovacím systémem.
Pospojování musí být provedeno podle platných norem a předpisů, aby byla zajištěna maximální bezpečnost a funkčnost.

Závěr

Správný návrh uzemnění je klíčový pro zajištění bezpečnosti a správné funkce elektrických systémů. To zahrnuje nejen výběr vhodného typu zemničů a jejich správné uložení, ale také pravidelné měření a údržbu systému.