Maturski Rad-Tipovi Uzemljenja El.instalacija

TIPOVI UZEMLJENJA EL.INSTALACIJA

J.U.MSŠ Maglaj 2011/12 god.

MATURSKI RADTema:Tipovi uzemljenja el.instalacija

Kandidat: Mentor:Džafić Kenan Ćerimagić Dino dipl.ing.el.teh

1


Sadržaj: Uvod Tipovi uzemljenja električnih razvoda TN sistem razvoda Nulovanje ( TN) TT sistem razvoda IT sistem razvoda Trajno dozvoljene struje Sistem zaštitnog uzemljenja u mrežama sa izolovanim zvjezdištem

transfofmatora(IT ) Zaštitni spoj na struju greške (TT , TN , IT ) Sistem zaštite na napon greške (TT , TN) Zaključak Literatura

2


UVOD

U okviru zemalja Europske unije usklađene su različite nacionalne norme,harmonizirane zaštitne mjere i uvedene internacionalne oznake.Od tada se više ne upotrebljavaju nacionalne oznake za zaštitne mjere kao npr. zaštitno uzemljenje,zaštitna strujna sklopka,nulovanje i slično.Prvi put je tada uvedena jedna potpuno nova šema mreža tj mjera zaštite preko zaštitnog voda i internacionalnim oznakama TN,TT i IT mreže razvoda.Poslije toga od novembra 1991 godine prvi put su mreže označene sa „sistemi“, npr. umjesto TN-mreže uveden je naziv TN-sistem.Električni razvod je skup više jednožilnih vodiča (dva ili više),vodova,kabova ili sabirnica i pribora koji služi za njihovo nošenje i mehaničku zaštitu,ako je to potrebno.Glavne karakteristike el. razvoda su utvrđene standardom zavisno od:

tipova sistema vodiča pod naponom tipova uzemljenja električnih razvoda.

3


Tipovi uzemljenja el. razvoda

Niskonaponske mreže se bitnije razlikuju jedna od druge na osnovu sljedećih kriterija:

načina uzemljenja strujnog izvora u trafostanici(odnos sistema prema zemlji)

načina uzemljenja metalnih tijela(kućišta) u električnim potrošnim uređajima

Iz ovoga su propisom,u pogledu uzemljenja,izvedena tri osnovna sistema razvoda : TN sistem razvoda TT sistem razvoda IT sistem razvoda

Prvo slovo u oznaci sistema razvoda označava odnos sistema prema zemlji:T-direktan spoj neutralne tačke sa zemljom(zvjezdište sekundarne strane transformatora spojeno je s zemljom)I – izoliran od zemlje (zvjezdište sekundarne strane transformatora nije spojeno sa zemljom ili je spojemo sa zemljom preko velike impedance)Drugo slovo označava odnos metalnih kućišta trošila (uređaja) prema zemlji:T- direktan spoj sa zemljomN –direktan spoj s neutralnim vodičem tj neutralnom tačkom(zvjezdištem transformatora).

4


TN sistem razvoda

TN sistem razvoda je najrazvijeniji s obzirom na mogućnost različitog povezivanja neutralnog N i zaštitnog PE što se označava slovnim oznakama:S (Separeted) – neutralni i zaštitni vodič koji je izveden kao dva zasebna vodiča;C(Composed)- neutralni i zaštitni vodič su objedinjeni u jedan vodič,tzv PEN vodič. Postoje tri tipa ovog sistema:

TN-C - sistem u kojem su neutralni i zaštitni vodič objedinjeni; TN-C-S -sistem u kojem su neutralni i zaštitni vodič objedinjeni

(C-composed) u distributivnoj NN mreži a rastavljeni (S-separated) u instalaciji objekta;

TN-S – sistem u kojem su neutralni i zaštitni vodič rastavljeni.

Slikovit prikaz TN sistema razvoda dat je na slici 1 .Radi preglednosti svi sistemi su redukovani na transformatorske navoje u trafo stanici i na jedno ili dva trošila u objektu.

sl. 1 TN sistemi razvoda (odgovara staroj zaštiti „nulovanje):TN-C;TN-C-S; i TN-S

5


Zaštita u TN sistemu izvedena je po osnovnoj ideji:Spojem bilo koje faze s kućištem ili masom trošila ili naprave stvara se zatvoreni strujni krug preko kvarnog faznog vodiča,metalnih dijelova naprave ,zaštitnog i neutralnog vodiča.Otpor tog strujnog kruga je tako malen da je to praktički kratki spoj sa prilično velikom strujom kvara.Struja kvara je dovoljno jaka da izazove djelovanje i jednostavnih zaštitnih uređaja (osigurača) i time isključenje defektne faze tj pokvarenog trošila (mašine).Kao zaštitni uređaji u TN sistemima razvoda upotrebljavaju se osigurači ili zaštitne strujne sklopke (slika 2 pod a i b).

sl. 2 Zaštita u TN sistemu razvoda

6


Efikasna zaštita u Tn sistemu se zasniva da dvije stvari : Uzemljenje PEN voidča Vremenu potrebnom za isključenje(najduže

dopušteno vrijeme trajanja dodirnog napona).

Uzemljenje zaštitnog ,odnosno PEN vodiča se obavezno mora uraditi u TN sistemu i to kod svakog objekta sa trošilima.Razlog je da se u izuzetnim slučajevima struja kvara može zatvoriti kroz zemlju, npr. pri prekidu PEN vodiča negdje između trafostanice i objekta a istovremeno se dogodi kvar na trošilu, tj. Proboj faze na metalno kućište (sl. 3 )

sl. 3 Uzemljenje PEN vodiča je obavezno u TN sistemima razvoda i to na više mjesta u NN mreži

(obavezno se mora uzemljiti i TS i mora se uzemljiti kod svakog objekta da u slučaju kvara i kad zataji zaštita u TN sistemu razvoda djeluje zaštita TT sistema razvoda)

7


Vrijeme potrebno za isključenje se ranije indirektno davalo preko k-faktora (bilo je predviđeno da struja kratkog spoja bude najmanja 2,5; 3,5; ili 5 puta veća od nazivne struje osigurača). Na ovom mjestu sada postoje čvrsto određene mjere za vrijeme isključenja i propisom je određeno:

0,4 sekunde za strujne krugove sa utikačima do 35 A nazivne struje (npr. pegle ,mašine za pranje suđa itd)

0,4 sekunde sa strujne krugove sa uređajima za proizvodnju ,u industriji (rijetko se susreću u oblasti kućnih instalacija), sa promjenjivim mjestom rada, zaštitne klase I (oni uređaji koji se u toku rada najčešće duže vrijeme drže u ruci);

5 sekundi za strujne krugove koji napajaju neprenosiva trošila (npr. el.štednjak,bojler,grijalica itd ) što znači da na ove strujne krugove nisu priključeni uređaji koji se u toku rada drže u ruci.

Iz predviđenih „ vremena isključenja“ proizilazi da je svaki „ uređaj za isključenje „ (zaštitni uređaj) potrebna veličina „ struje isključenja“ Ia , da se ne prekorači dato vrijeme kod potpunog proboja faze.

Nulovanje (TN)

Kao sistem zaštite od opasnig dodirnog napona, nulovanje treba da spriječi da se previsoki napon dodira održi da dijelovima električnih uređaja ili instalacija koji u normalnom radu ne pripadaju strujnom krugu. To znači da se kod primjene nulovanja ne može izbjeći pojava dodirnog napona na kućištima električnih uređaja,već se sistemom zaštite mora obezbjediti da trajanje proticanja struje bude što kraće.Nulovanje se primjenjuje u mrežama sa direktno uzemljenom nul-tačkom transformatora.Sastoji se u tome ,da se kućište svih potrošača priključenih na jednu TS povežu nul-provodnikom ili se posebnim zaštitnim provodnikom koji je kao i nul-provodnik ,vezan za nul-začku transformatora .

8


Predstavljeno šematski ,to za slučaj greške u kućištu izgleda kao na slici 4 :

sl. 4 Šematski prikaz nulovanja

Nulovanje se može primjenjivati na nadzemnim mjestima do 1000 V, dok se u rudnicima sa podzemnom eksplotacijom smije primjenjivati do 130 V , uz napomenu da u metanskim jamama nije uopšte dozvoljena primjena nulovanja.Za ispravno funkcionisanje ovog sistema i njegovu primjenu u zonama opasnosi, treba da je zadovoljeno više uslova od kojih su najvažniji :

1. Osnosvni uslov za ispravnost nulovanja je da kod svake greške na izolaciji ( spoj faznog provodnika sa nultim provodnikom,ili spoj faznog provodnika sa masom) struja greške bude veća ili bar jednaka struji isključenja ugrađenog zaštitnog elementa ( osigurač ili zaštitni prekidač)

2. Kod primjene nulovanja praktično je nemoguće obezbjediti da u trenutku nastanka greške napon dodira ne pređe 65 V pa je neophodno grešku isključiti u što je kraćem vremenu,ali nikako dužem od 0,1 sekunde u zonama opasnosti ,odnosno 1 sekudnu na ostalim mjestima. Zbog ovoga se u rudnicima i ne dozvoljava primjena nuovanja u mrežama preko 130 V jer se samo kod ovako sniženih napona obezbjeđuje da u trenutku nastankla greške dodirni napon ne prelazi maksimalno dozvoljeni napon dodira.

9


3. U sistemu nulovanja prelazni otpor radnog uzemljenja Rr ne smije preći 2 Ω kako bi se na taj način obezbjedilo da napon dodira i u slučaju direktnog spoja faznog provodnika sa zemljom ne pređe Ud=65V. Do ovog zahtjeva se lako dolazi ako se usvoji da kod neposrednog spoja faze sa zemljom prelazni otpor Rpz=5 Ω.

sl. 5 Direktan spoj faze sa zemljom

Zbog ovog navedenog razloga kao i zbog nemogućnosti kontrolisanja ispravnosti nul-provodnika,instalacioni propisi zahtjevaju da se zaštitni provodnik na kraju svakog ogranka dužeg od 200 m uzemlji, a prelazni otpor tog uzemljivača ( uz Rr=2 Ω) ne smije iznositi više od 5 Ω.Ovim se obezbjeđuje zaštita od opasnog dodira kod prekida nul-provodnika i u tom slučaju bi se struja greške zatvorila preko Rr΄ i Rr.

10


4. Instalacionim propisima se dalje zahtijeva da kroz nul-provodnik za vrijeme normalnog rada ne teče nikakva struja,kako bi kod nastanka greške pad napona na ovom provodniku bio što manji.Zbog toga u mrežama u kojima imamo trofazne i monofazne potrošače,kablovi treba da su petožilni; pored tri faze četvrti provodnik se koristi za povratni vod monofaznih potrošača,a peti kao zaštitni i na njega se vežu kućišta štićenih potrošača , što je vidljivo sa slike 6 .Zaštitni provodnik može biti cijelom dužinom odvojen od nultog ili samo za grupu urežaja u zoni opasnosti.

sl. 6 Nulovanje u mreži sa trofaznim i monofaznim potrošačima

gdje je :Ig - struja greškeIp -povratna struja monofaznog potrošača0 - nulti provodnikZp - zaštitni provodnik

Kako bi se u konkretnim praktičnim slučajevima lako razlikovala ova dva provodnika,tehničkim propisima za elektroenergetske instalacije u zgradama određene su boje ovih provodnika.Po timm odredbama nulti provodnik treba da bude sive, a zaštitni provodnik žuto-zelene boje.

11


5. U kablovskim mrežama kakve se isključivo koriste u zonama opasnosti,presjek zaštitnog provodnika u kablovima do 16 mm2 presjeka treba da je isti sa faznim, a iznad tog presjeka faznih provodnika presjek zaštitnog provodnika se određuje po tabeli iz tih propisa.

6. U zaštitni provodnik nije dozvoljeno ugrađivati osigurače,a po pravilu ni sklopne uređaje.Ako izuzetno treba prekidati i zaštitni provodnik, onda se mora ugraditi višepolni prekidač čija je konstrukcija takva da prilikom uključenja prvo spaja zaštitni provodnik, a nakon toga fazni,dok se kod isključenja prvo prekidaju fazni provodnici a nakon toga zaštitni.Na osnovu naprijed iznešenih razmatranja može se zaključiti da se zaštita sistemom nulovanja relizuje dosta jednostavno i do danas je najviše u primjeni u zonama opasnosti na nadzemnim mjestima.Međutim, ova zaštita ima i velikih nedostataka za primjenu u zonama opasnosti.Prije svega, u trenutku nastanka greške napon dodira je veći od dozvoljenog , te je potrebno grečku što prije eliminisati.Pošto se za zaštitu u najvećem broju slučajeva koriste osigurali,to svako odstupanje od proračunate vrijednosti ruši zaštitu.Nažalost,osigurač je toliko uobičajen zaštitni element, da ga često postavljaju ili zamjenjuju i nestručna lica.Kod pojave spoja faznog provodnika sa zemljom,bez dodira sa kućištem nulovanih potrošača,može da se uspostavi električni luk koji svojim otporom znatno smanjuje struju greške, tako da zaštita ne reaguje u određenom vremenu.Isti je slučaj i kod direktnog dodira faze kadase struja greške zatvara preko otpora čovječijeg tijela, u kom slučaju je nedovoljna za aktiviranje zaštite.U instalacijama gdje se isti provodnik koristi i kao nulti i kao zaštitni,poseban problem predstavlja povratna struja monofaznih potrošača .U zavisnosti od dužine i presjeka ovog provodnika, na njemu može da postoji pad napona reda nekoliko desetina volti.U ternutku nastanka greške,ovaj pad napona se sabire sa naponom dodira (koji je inače previsok), a zbog proticanja struje i neizjednačenosti potencijala između pojedinih potrošača može doći do prekomjernog zagrijavanja ovog provodnika ili do opasnih iskrenja,što u krajnjem slučaju dovodi do paljenja eksplozivne smjese u zoni

12


opasnosti. Zbog toga se kod uređaja u zoni opasnosti mora djelimično ili u cijelosti razdvojiti zađtitni od nultog provodnika,te izvesti izjednačenje potencijala,što zavisi o kojoj zoni opasnosti se radi.U svakom slučaju u zoni 0 nulovanje ne bi smjelo uopšte da se primjenjuje zbog navedenih nedostataka.U zoni 1 se pored razdvajanja nultog i zaštitnog, mora vršiti izjednačenje potencijala potrošača u ugroženom prostoru ,dok bi u zoni 2 izjednačenje potencijala moglo izostati,ali se nulti i zaštitni provodnik moraju razdvojiti.

sl.7 Primjena nulovanja u zoni 1

13


sl. 8 Primjena nulovanja u zoni 2

Zajedničko za obadvije navedene varijante ,je to da ukoliko se ne može obezbijediti djelovanje zaštite za vrijeme do 0,1 sek,neophodno je ugraditi strujnu zaštitnu sklopku koja će udovoljiti ovom zahtjevu.

14


TT sistem razvoda

TT sistem razvoda se tehničkim preporukama upotrebljava kao sistem zaštite u instalacijama objekata.Kao zaštitni uređaji u ovom sistemu prednost imaju zaštitne sklopke premda se mogu koristiti i osigurači.Svi vodljivi dijelovi trošila i druge elektro opreme koji mogu doći pod napon i koji si zaštićeni istim zaštitnim uređajem međusobno se spajaju i pomoću zaštitnog vodiča povezuju na zajednički uzemljivač u objektu.

sl. 9 TT sistem razvoda (odgovara staroj zaštiti „zaštitno uzemljenje“)

15


Zaštita u TT sistemu razvoda se zasniva na sljedećoj osnovi:Električni uređaji s metalnim kućištem uzemljuju se preko zaštitnog vodiča na onom mjestu gdje se nalaze (na uzemljivač objekta). Time se postiže efekat da u slučaju proboja faze struja kvara se zatvara kroz zemlju.Strujni krug se zatvara od transformatora – fazni vod – spoj sa kućištem – zaštitni vod – zaštitno uzemljenje kod trošila – zemlja – uzemljenje neutralne tačke (pogonsko uzemljenje) – vod za uzemljenje neutralne tačke (dozemni vod ) – transformator.Kako struja kvara prolazi kroz uzemljivač kod objekta i pogonski uzemljivač u trafostanici (otpori uzemljenja su mnogo veći od otpora vodiča ) slijedi da je veličina struje kvara primjetno manja u usporedbi sa istom u TN sistemima razvoda i da je isključivanje uz pomoć jednostavnih zaštitnih uređaja,kao što su osigurači po pravilu nemoguće.Uslov koji mora ispuniti struja kvara kad proteče kroz zatvorenu petlju je da osigurači ispred kvarnog uređaja isključe ukoliko se na metalnom kučištu trošila pojavi napon prema zemlji (dodirni napon Uβ) veći od 50 V.Da bi se ovo ostvarilo mora se imati veoma mali otpor uzemljenja kod trošila što je u praksi teško postići.Uglavnom kao uređaji za isključivanje u TT sistemu se upoptrebljavaju zaštitne strujne sklopke.

sl.10 Zaštita u TT sistemu razvoda

16


Propisom je definisano da dodirni napon Uβ između metalnog kućišta trošila i zemlje iznosi najviše 50 V i ima najduže dopušteno vrijeme trajanja od 5 sekundi.Zaštitna sklopka sa nazivnom strujom potrebnom za aktiviranje IΔn (0,03A; 0,05; 0,3 i 0,5 A ) bit će sigurna zaštitna mjera u TT sistemu ako je ispravan uslov :

Ra≤50V/IΔn

gdje je :Ra – suma otpora uzemljivača i zaštitnog vodiča kod trošila.

IT sistem razvoda

IT sistem razvoda je izoliran od zemlje, što znači da zvjezdište sekundarne strane transformatora u trafostanici nije spojen sa zemljom ili je spojen sa zemljom preko dovoljno velike impedancije.Struja pograške (prvi kvar) u slučaju proboja jedne faze ne metalno kućište,prem azemlji,mala je i nije neophodno isklapanje.Moraju se poduzeti mjere (ugraditi kontrolnik izolacije) jer može ubrzo nastati i drugi kvar (proboj druge faze).

sl. 11 IT sistem razvod (odgovara staroj zaštiti „sistem zaštitnog voda“)

17


Kod IT sistema razvoda moguća je primjena do sad navedenih uređaja za isključivanje ali je uobičajena primjena uređaja za nadgledanje ispravnosti izolacije (kontrolnici izolacije).Tek tako dolaze do izražaja posebne prednosti IT sistema razvoda.Zaštita u IT sistemu razvoda se zasniva na sljedećoj osnovnoj ideji:Pošto su fazni vodiči ( u slučaju da se primjenjuje i neutralni vodič) u IT sistemu razvoda izolovani od zemlje, time ne postoji opasnost po čovjeka koji dodiruje to metalno kućište u slučaju prvog kvara ,tj proboja faze.Takvo stanje treba biti samo signalizirano od strane uređaja za nadgledanje izolacije.Pokvareni dio uređaja može u miru biti pronađen i kontrolisano isključen,pošto se negativne posljedice na proces proizvodnje (npr. kod kontinuiranog načina proizvodnje) svedu na najmanju moguću mjeru.Najčešće se ovo može izvesti prije nego što nastupi neka druga greška na drugom faznom vodiču (kratki spoj dvije faze i isključenje).Naravno, ova prednost može biti iskorištena jedino u slučaju ako je stručno osoblje dobr obučeno i spremno za jednu takvu akciju „ traženja kvara „.Imajući u vidu mogućnost teških negativnih posljedica po proizvodni proces u slučaju jedne takve greške držanje takve stručne radne grupe je isplativo.Iz tog razloga IT sistemi razvoda se ne primjenjuju u u oblasti kućnih instalacija.

sl. 12 Zaštita u IT sistemu razvoda

18


Trajno dozvoljene struje

Struja koja protiče kroz vodič naziva se struja opterećenja ( struja opteretivosti) vodiča. Prolaskom kroz vodič struja ga zagrijava tj. u vodiču se razvija Džulova toplota. Ukoliko je struja kroz vodič suviše jaka,može zagrijati vodič toliko jako da se počne topiti izolacija, ili može da dostigne zapaljivu temperaturu okoline ,pa to može biti uzrok požara.Da bi se to spriječilo Tehničkim propisima određuje se granica do koje se može strujno opteretiti vodič,a da se pri tome neće prekomjerno zagrijeti (npr. goli vodovi se mogu zagrijati do 80o C,a izolovani PVC masom 60 – 70o C).Struja opteretivosti golih,izoliranih vodova i kablova zavisi od presjeka vodiča u prvom redu,sli također zavisi i od tipa električnih razvoda (tabela 1).vrste izolacije,temperature okoline,broja opterećenih žila,broja kablova u istoj grupi,specifičnog toplinskog otpora redine i slično.

Razvod Opis razvoda

A1 ; A2 A1:a)polaganje jednožilnih cijevi u zidu,podu ili stropu (zidu s dobro termičkom izolacijiom); b)Polaganje višežilnih vodova direktno u zid ili strop s dobrom termičkom izolacijomA2: a)Polaganje višežilnih vodova u cijevi u zidu,stropu ili podu (zid je sa dobrom termičkom izolacijom

B1 ; B2 B1: a)Polaganje jednožilnih vodiča u cijevi ili kanale na (drvenm) zidu. b)Polaganje jednožilnih vodiča u 1-2-3- dijelne podne ili zidne limene kanale; c)Polaganje višežilnih vodova u dvostruke podove i druge veće otvore zgrade (5-50 puta Φ voda;B2: a)Polaganje višežilnih vodova u cijevi ili kanale na (drvenom )zidu ; b)Polaganje višežilnih vodova u dvostruke podove i druge manje otvore(1,5-5 puta Φ voda)

C a) Polaganje jednožilnih ili višežilnih vodova direktno (razmak izmeđukabla i zida manji od 0,3xΦkabla)na drvenom zidu;

b) Polaganje jednožilnih i višežilnih vodova direktno u zid ,strop ili pod ili u malter;D Polaganje kablova direktno u zemlji ili vodu(ili u cijevi ukopane u zemljuna dubini min.0,7m)

E Polaganje višežilnih vodova u zraku i sa razmakom od zida koji je veći od 0,3x Φ kabla

F Polaganje jednožilnih kablova u zraku koji se međusobno dodiruju(od zida odmaknuti najmanje za Φ kabla)

G Polaganje golih ili izoliranih jednožilnih kablova u zraku koji su međusobno razmaknuti za Φ kabla najmanje

Tabela 1 Tipovi električnog razvoda

19


sl.13 Prikaz metoda razvoda (tipa razvoda)instalacija bitnih za određivanje strujne opteretivosti

20


Sistem zaštitnog uzemljenja u mrežama sa izolovanim zvjezdištem transfofmatora(IT )

Ovaj sistem zaštite sastoji se u tome da se kućišta svih potrošača priključenih na jednu transformatorsku stanicu vežu četvrtim provodnikom u napojnim kablovima na zajednički zaštitni provodnik u glavnom kablu.Zaštitni provodnik glavnog kabla se uzemljava u blizini transformatorske stanice, pri čemu nul-tačka (zvjezdište) i cijela mreža ostaju potpuno izolovani.Kasnije ćemo vidjeti da mreža ne može ostati potpuno izolovana zbog priključka kontrolnog uređaja između faza i zaštitnog voda,kao i zbog kapaciteta faze prema zemlji i otpora pojedine faze koji nema beskonačnu vrijednost.

Ako u ovakvoj mreži dođe do greške (slabljenje izolacije ili direktan spoj bilo koje faze sa zemljom ili masom),poteći će vrlo mala struja greške koja je ovisna o kapacitivnom otporu zdravih faza prema zemlji i otporu izolacije ,a na oštećenom uređaju pojaviće se napon dodira zavisan od veličine struje greške i prelazima.Šematski prikaz ovog sistema sa ekvivalentnom šemom dat je na slici 14 :

sl. 14 Šematski prikaz izolovanog sistema sa ekvivalentnom šemom

21


Treba naglasiti da je kapacitet faznih provodnika prema zemlji većim dijelom (preko 80 % ) kapacitivnih otpor faze prema zaštitnom provodniku,te se ovi otpori mogu predstavljati i između faznih i zaštitnog provodnika.Akon se analiziraju pojedini otpori u ekvivalentnoj šemi,može se zaključiti da ma struju greške najviše utiče otpor izolacije Ri ,kapacitivni otpor Xc te donekle otpor čovječijeg tijela Rc . Međutim,kod određivanja napona dodira može se čak i otpor čovjeka Rc zanemariti,tako da se ekvivalentna šema svodi na :

sl.15 Pojednostavljena ekvivalentna šema

22


Zaštitni spoj na struju greške (TT , TN , IT )

Ovaj sistem zaštite od opasnog dodirnog napona u mreži ima u praksi više naziva i to prema sklopnom aparatu koji se koristi ili prema fizikalnosti pojave.Poznati su : 1. Strujna zaštita sklopke 2. strujni zaštitni prekidač 3. diferencijalna zaštita i sl.Princip rada je zasnovan na činjenici da je kod ispravnog trofaznog sistema zbir trenutnih vrijednosti struja jednak nuli,tj : ir +is +it=0, dok kod nastanka greške,kad u jednoj fazi nastane zemljospoj ,odnosno strujni odvod dolazi do poremećaja tako da je ir +is +it≠0, te imamo jednu rezultantnu struju,odnosno mahnetni tok koji indukuje elektromagnetnu silu ( napon) i koji se koristi za isključenje greške.Šematski prikaz ovog sistema predstavljen je na slici 16 :

sl. 16 Šematski prikaz sistema zaštite na struju greške

Sa šeme je vidljivo da je potrebno na svaki štićeni odvod ugraditi obuhvatni strujni transsformator ( mogu biti strujni transformatori u sve tri faze ) koji se koriste za isključenje.

23


Može se primjenjivati u bilo kojem sistemu mreže i u uzemljenom i izolovanom. Kod uzemljenih sistema struja greške je ustvari struja jednopolnog kratkog spoja , te se može koristiti za direktno isključenje zaštitnog uređaja,dok je kod izolovanih sistema struja greške vrlo mala ,te se mora pojačavati da bi isključivala zaštitni uređaj.Osim toga kod primjene u izolovanim sistemima javlja se problem da zaštita nije selektivna. U slučaju greške na jednom odvodu ili potrošaču proteći će struja greške u tom odvodu u smjeru greške,dok će u svim drugim odvodima,zbog raspodijeljenosti kapaciteta preko kojih se zatvara struja greške,poteći struja greške prema izvoru ,koja također može da aktivira zaštitu u drugim odvodima.Ovaj nedostatak se može otkloniti ukoliko se registruje i smjer struje,što se može ostvariti uz pomoć napona sa otvorenog trokuta naponskih mjernih transformatora i vatmetarskog releja RE 55.Takva kombinacija se često primjenjuje u srednjonaponskin mrežama ,a šematski je prikazana na slici 17 :

sl.17 Selektivna zašita u izolovanom sistemu

Sa slike je vidljivo da će zaštita proraditi samo na onom odvodu gdje i naponski i strujni impuls imaju odgovarajući smjer a to je ogranak sa greškom.U uzemljenim mrežama ovaj sistem se ne upotrebljava u zonama opasnosti zbog mogućeg paljenja explozivne smjese, dok se u izolovanim mrežama može primjenjivati ali uređajtreba da je dosta osjetljiv s obzirom na veličinu struje greške. Što se tiče zaštite od opasnog dodirnog napona,sistem zadovoljava u svim mrežama uz određenu brzinu reagovanja zaštite,maximalno do 0,1 sekundu.

24


Sistem zaštite na napon greške ( TT, TN)

Ovaj sistem zaštite se primjenjuje u uzemljenim mrežama,a zasniva se na stalnom mjerenju dodirnog napona između kućišta štićenih potrošača i zemlje i isključenju uređaja sa napona kad dodirni napon poraste iznad dozvoljenog.Sastoji se u tome da se između kućišta svakog štićenog uređaja i zemlje ugrađuje naponski relej ili okidač koji je podešen na dozvoljeni napon dodira ( 50 ili 65 V ).U slučaju greške u štićenom uređaju kućište će doći pod neki napon i ukoliko je taj napon veći od podešenog,relej ili okidač će djelovati na zaštitni prekidač koji će isključiti uređaj sa greškom.Šematski prikaz ove zaštite dat je na slici 18 :

sl. 18 Sistem zaštite na napon greške

Za ispravno funkcionisanje sistema potrebno je da strujni krug struje greške ima znatno manji otpor od strujnog kruga naponskog okidača,što se jedino može ostvariti kod uzemljenih mreža.Prelazni otpor pomoćne sonde naponskog okidača može biti do 500 Ω ,uz uslov da je otpor svitka okidača preko 5 Ω .Zaštita mora reagovati u vremenu do 0,1 sekundu.

25


Ovaj sistem se najviše koristi kod manjih uzemljenih pogona kod kojih nije moguće ostvariti zaštitu nulovanjem zbog prevelikog otpora petlje ili zaštitnim uzemljenjem kod većih potrošača,tako da služi kao dopunski sistem.Može se koristiti kao zaštita od previsokog napona dodira na uređajima ,ali ne predstavlja nikakvu zaštitu od dodira faznih provodnika.Isto tako nije podesan za zone opasnosti,jer ne obezbjeđuje zađtitu od opasnih napona,koji mogu biti uzročnik paljenja explozivne smjese.

26


Zaključak

Radom ovog maturskog rada naučio sam kakve sve imamo tipove uzemljenja električnih instalacija.Iako sam o ovoj temi učio u školi, to mi nije bilo dovoljno,i radi toga sam se odlučio za ovu temu kako bih saznao još više o tipovima uzemljenja električnih instalacija.

27


Literatura

Dipl.inž.el.teh. Žarko Savić Knjiga el. instalacija i osvjetljenja za III i IV razred

28

Documents

Maturski Rad-Tipovi Uzemljenja El.instalacija