Energia elektryczna jako źródło energii, ze wszystkimi jej zaletami, ma tak poważną wadę, jak zwiększone zagrożenie dla ludzi. Dlatego przy opracowywaniu różnych systemów elektrycznych chroniących ludzi przed porażeniem prądem zawsze zwraca się dużą uwagę.
Prawie każdy wie, że urządzenia elektryczne muszą być uziemione dla bezpiecznej pracy. W tym celu na metalowych elementach obudowy znajduje się specjalna śruba, rysunek 1, oznaczone charakterystyczną ikoną, a gniazda posiadają jedno lub dwa dodatkowe uziemienia kontakt.
Dlaczego nawet dobre uziemienie nie zawsze chroni człowieka
Jednak zdarza się, że nawet przy w pełni funkcjonalnym uziemieniu, podczas dotykania metalowy korpus wyposażenia lub metalowe przedmioty konstrukcji budynku, osoba otrzymuje wstrząs elektryczny. Zwykle jest znacznie słabszy w porównaniu z bezpośrednim dotknięciem gołego przewodu lub szyny, ale mimo to nie jest przyjemne. Co więcej, w ciężkich przypadkach może nawet zakończyć się śmiercią.
Dlaczego to się dzieje? Aby zrozumieć procesy fizyczne, przejdźmy do rysunku 2, który przedstawia dwie instalacje elektryczne A i B uziemione zgodnie z normami i wyposażone w wyłączniki ochronne Z.
Załóżmy, że integralność izolacji jest zerwana w instalacji A i na jej obudowie pojawia się napięcie 220 V. To napięcie wytwarza prąd I1, który zostanie przyciągnięty do masy przez obwód uziemiający o rezystancji R1. Niech prąd I1 będzie tak mały, że wyłącznik 3 nie reaguje na niego i blok A nie jest pozbawiony napięcia. Wszystko to razem oznacza, że w tym przypadku na instalacji A. będzie stale obecne napięcie 220 V.
Instalacja B jest w pełni sprawna, do tego mamy I2 = 0, czyli dla napięcia na obudowie tego urządzenia UB = 0 jest prawdziwe. W efekcie, gdy części ciała dotykają jednocześnie budynków instalacji A i B, osoba znajduje się pod różnicą potencjałów UA - UB = 220 - 0 - 220 V i zostaje porażona prądem.
Co zapewnia potencjalne wyrównanie?
Jak w takich przypadkach uchronić osobę przed porażeniem prądem, jeśli nie jest możliwe obniżenie progu czułości wyłącznika ochronnego 3 ze względu na zwiększone ryzyko fałszywego wyzwolenia? Pod względem technicznym najprostszym sposobem jest zorganizowanie dodatkowego połączenia przewodzącego pomiędzy ramami instalacji A i B za pomocą przewodnika, co pokazano na czerwono na rysunku 3. Dzięki temu na obudowach obu instalacji A i B pojawi się napięcie 220 V, ale nie będzie różnicy potencjałów i w przeciwieństwie do w poprzednim przypadku, przy jednoczesnym dotknięciu A i B, mamy UA - UB = 220 V - 220 V = 0 V, w wyniku czego nie następuje porażenie prądem stanie się.
Pod względem skuteczności ochrony wyrównanie potencjałów jest gorsze od uziemienia, ponieważ nie jest w stanie uruchomić automatu Z. Dlatego system, który go wdraża określany jest jako dodatkowe środki zapewniające bezpieczeństwo elektryczne.
Odmiany systemów osiowania
W procesie tworzenia układu wyrównania potencjałów wszystkie są połączone ze sobą i do szyny uziemiającej metalowe elementy konstrukcji budynku (głównie rury całej komunikacji i armatury żelbetowe). Ten system jest uważany za główny. W łazienkach, w których niebezpieczeństwo porażenia prądem wzrasta z powodu wycieków, wykonuje się dodatkowe poziomowanie. W tym celu rury, korpus łazienki, pralka i elektryczny podgrzewacz wody podłącza się osobnymi przewodami do przewodu uziemiającego w specjalnie dedykowanej puszce (rysunek 4).
Wniosek
Zawsze zaleca się łączenie systemów uziemienia i wyrównania potencjałów. Tylko wtedy gwarantowany jest najwyższy poziom ochrony.