Části uzemnění:
- Zemní elektrody (zemniče): Uloženy v zemi pro vodivé spojení.
- Zemní svod: Spojení mezi zemničem a uzemňovacím místem.
- Zemní odpor: Charakterizuje přechod ze zemniče do země.
Při návrhu uzemňovacích systémů je důležité brát v úvahu měrný odpor půdy, který se mění v závislosti na hloubce. Uzemnění se používá pro ochranu před úrazem elektrickým proudem, před bleskem a přepětím a pro správnou funkci elektrických zařízení.
Typy zemničů a jejich uložení
Pro uzemnění elektrických zařízení budov se zřizuje především základový zemnič. Při volbě typu a hloubky uložení zemniče je nutné uvažovat s místními podmínkami a předpisy, aby se minimalizovalo riziko zvýšení zemního odporu v důsledku vysychání nebo promrzání půdy.
Uzemňovací přívody se vyvádějí ze zemniče pro spojení s hlavní uzemňovací svorkou a dalšími částmi, které je třeba uzemnit. Spojení uzemňovacího přívodu se zemničem musí být provedeno důkladně a po elektrické stránce uspokojivým způsobem.
Největší dovolené hodnoty zemních odporů souvisejí s ochranou před nebezpečným dotykovým napětím a závisí na velikosti jmenovitého napětí a způsobu ochrany.
Čtěte také: pochopení elektrických lišt
Hloubka uložení zemniče
Tam, kde jsou horní vrstvy půdy vodivější než spodní, se doporučuje užít zemniče z pásků nebo drátů, které se ukládají do rýh v hloubce 60 až 80 cm.
S tím souvisí i hloubka uložní pásku. 20 cm je sakryš málo a chce to 80cm pod zámrznou hloubku.
Ochranné pospojování
Ochranné pospojování je důležité pro spojení neživých částí a cizích vodivých částí upevněných zařízení, které jsou současně přístupné dotyku. Vodiče doplňujícího pospojování musí splňovat podmínky pro automatické odpojení od zdroje a musí být schopny vydržet předpokládaný poruchový proud.
Pokud je vodovodní potrubí součástí soustavy pospojování, musí být přemostěn také vodoměr. Průřez vodiče pro přemostění vodoměru musí odpovídat průřezu ochranného vodiče, pro jehož účel slouží.
Místní doplňující ochranné pospojování v koupelnách
V bytových koupelnách se často používá místní doplňující ochranné pospojování, které propojuje všechny nechráněné vodivé předměty a neživé vodivé části upevněných zařízení uvnitř místnosti s koupací vanou nebo se sprchou ochranným vodičem.
Čtěte také: Použití fasádních pásků
Jestliže jsou kovové vodovodní baterie připojeny na potrubí z plasu, není zapotřebí je připojovat k doplňujícímu pospojování. Kovové koupací vany a kovové sprchové vany se nepovažují za předměty náchylné k přivedení potenciálu za předpokladu, že jsou izolovaně od stavebních a jiných vodivých předmětů, které by samy mohly přivést potenciál. Kde toto není zaručeno, musí se kovové koupací vany a kovové sprchové vany začlenit do doplňkového pospojování.
Materiály pro zemniče
Volba materiálu závisí na jeho schopnosti odpovídat zvláštním požadavkům použití. Minimální průřez zemničů, jejich materiál a provedení musí být v souladu s tabulkou 1.
Zemnicí tyče musí být mechanicky robustní a zaručovat správnou instalaci. Musí být volen dostatečně tvárný materiál, aby se zaručilo, že nebude docházet k praskání tyčí v průběhu jejich instalace.
Kde je holý uzemňovací přívod uložen v půdě, musí být jeho rozměry a charakteristiky také v souladu s tabulkou 1. 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.
Čtěte také: Vlastnosti bentonitového pásku
Rezistivita půdy
Odpor zemniče závisí na jeho rozměrech, tvaru a na rezistivitě půdy, ve které je uložen. Tato rezistivita se často mění od místa k místu a v závislosti na hloubce uložení zemniče.
Rezistivita půdy se vyjadřuje v Ωm. To je číselně rezistance (elektrický odpor) v Ω válce naplněného zeminou, jehož průřez je 1 m2 a který je 1 m dlouhý.
Rezistivita půdy závisí na její vlhkosti a teplotě, což jsou veličiny, které se obě během roku mění. V praxi se rezistivita půdy zvyšuje s tím, jak se snižuje její vlhkost.
Rezistivita půdy se znatelně zvyšuje mrazem. Při jeho působení může dosáhnout ve vrstvě zmrzlé půdy hodnoty až několika tisíc Ωm. Rezistivitu půdy rovněž zvyšuje sucho. Účinek vysychání je možno v některých oblastech zaznamenat až do hloubky 2 m.
Tabulka 3 udává hodnoty rezistivity určitých typů půd. Tabulka 4 dokumentuje, že rezistivita půd stejného charakteru se může měnit ve velkém rozsahu.
Spojení mezi kovy rozdílné povahy se nesmí dostat do kontaktu s půdou. Všeobecně platí, že rozdílné kovy a slitiny by se jako zemniče uložené do půdy neměly používat.
Montáž zemnícího pásku
Před betonováním je důležité instalovat zemnící pásek, který bude spojen s hromosvodem. Instalaci by měla provádět osoba s vyšší kvalifikací - zkušený hromosvodář. Materiál uzemňovacího pásku se vyrábí nejčastěji z pozinkovaného železa FeZn.
Další materiály:
- Měď (Cu)
- Nerez
Pásovina je tedy 3 cm široká a 4 mm tlustá. Další materiál uzemnění hromosvodu může být také měď (Cu) nebo nerez. Z hlediska trvanlivosti jsou to vhodnější varianty, ale jsou podstatně dražší. Také se můžete setkat s ochranou poplastováním.
Dalšími prvky při montáži zemnící pásoviny jsou různé typy svorek. I tyto svorky se vyrábí v provedení v FeZn, nerezu či mědi.
Pokud se použijí FeZn pásky, je třeba vývody opatřit protikorozní ochranou. Svody by měly být vyvedeny k hlavnímu rozvaděči, popř. do technologické místnosti. Protikorozní ochrana platí pro veškeré podzemní spoje.
Zemnicí pásovinu do základových pasů uložte dle plánů a popisu v projektové dokumentaci. Pásek by měl být každopádně uložen tak, aby byl ze všech stran obklopen betonem. Použijeme již zmíněné speciální podpěry. Jedná se o typový výrobek, který vyvýší zemnicí pásek nad zeminu, tudíž ho po zalití řídký beton ze všech stran obklopí. Tyto podpěry se umísťují v cca 1-2 m velkých rozestupech.
Svislá poloha pásku nám zaručí, že nedojde k jeho průhybům/deformaci v průběhu betonáže. Přesahy při napojování pásoviny by měly být min. 500 mm tak, aby spojovací svorky (SR 02) byly od sebe vzdáleny minimálně 400 mm.
Veškerá napojení se svorkami natřete alespoň dvěma vrstvami gumoasfaltem. Této činnosti věnujte dostatečnou péči. Místa napojení jsou náchylná na korozi nejvíce.
U rodinného domu se doporučují více než 2 vývody - v místě rozvaděčů / pojistkové skříně / technické místnosti / okapu atd. Pozice vývodů je vyznačena v projektové dokumentaci.
Norma nám říká že pásek má být celý uložený v betonu a přechody z betonu do půdy a z půdy na vzduch mají být dodatečně ošetřeny proti korozi. Je to proto, že právě v těchto místech pásek, nebo drát nejčastěji uhnije.
Uzemnění hromosvodu dle ČSN EN 62305
Norma ČSN EN 62305-3 se věnuje uzemnění a uvádí, že nestačí „hodit“ do země kus drátu, a tím považovat svod za uzemněný. Hodnota zemního odporu by měla být menší než 10 Ω, ale tato hodnota není povinná.
Uspořádání zemničů
Uspořádání typu A: Vodorovný nebo svislý zemnič instalovaný vně chráněného objektu. Tyto zemniče musí být pro jakýkoliv objekt minimálně dva. Pro LPS I a LPS II jsou kladeny daleko větší požadavky na uzemnění a zde lze vidět veliký rozdíl mezi zemniči typu A a typu B.
Uspořádání typu B: Toto uspořádání přináší (skoro) samé výhody oproti typu A. Asi nejdůležitější je, že je možné celkem jednoduše zajistit správné a kvalitní ekvipotenciální vyrovnání objektu. Je uložen minimálně z 80 % své délky v zemině kolem objektu nebo je uložen v základech.
Zemniče, které jsou uloženy v betonu, je vhodné doplnit na mřížové. Všechny vývody z takto betonem zalité desky k budoucím svodům je třeba spolehlivě ošetřit proti korozi. Vzhledem k tomu, že stejný materiál se v různých prostředích (např. zem-beton) chová elektricky odlišně, je vhodné k této skutečnosti také přihlédnout a zohlednit ji v celé aplikaci.
Jelikož je v současné době rozšířené řešení připojení svodu k uzemnění přes zaváděcí tyče, lze doporučit používat tyče nerezové nebo v celé své délce izolované. Další propoj od tyče do betonu včetně svorky je třeba rovněž zaizolovat nebo použít nerezové součástky.
Problematická situace nastává, jsou-li použity dva zemniče: jeden uložený v betonu a druhý v okolní půdě (popř. více zemničů v případě, že nevyhovuje hodnota zemního odporu nebo je základový zemnič příliš krátký). Za této situace je třeba kontrolovat vzájemnou reakci mezi materiály.
Bude-li celý zemnič uložen v betonu, lze použít čistou „černou“ ocel neboli armovací pruty. Základní podmínkou je, aby ocel nebyla příliš orezivělá, zaoxidovaná vrstva by pak mohla působit jako izolant. Dále je třeba dbát na to, aby spoje byly provedeny buďto svařením, nebo kvalitním svorkováním.
Jsou-li použita černá vana, představuje neizolovaný základ a zemnič uložený v základech lze považovat za dostatečný. Má styk (prostřednictvím betonu) s okolní rostlou půdou. Bílá vana je definice pro plně izolované základy. To znamená, že se nejprve položí slabá vrstva srovnávacího betonu, pak se uloží vodotěsná izolace a do ní teprve základový beton. Při uložení zemniče do tohoto betonu by nebyl vytvořen styk s okolní půdou, neboť tato izolace je zároveň výborné dielektrikum. S touto okolností se musí počítat již před započetím stavby a základový (mřížový) zemnič uložit pod izolaci do podkladového betonu.
Zemniče a krokové napětí
Této situaci je třeba věnovat pozornost zejména u veřejných budov nebo u objektů, kde se shromažďuje velký počet osob. Existuje několik opatření, jak krokovému napětí zabránit. Nejjednodušší je asi vytvořit velký izolační odpor (minimálně 5 kΩ) vrchní vrstvy terénu. Rezistivitu lze zajistit např. vrstvou asfaltu o tloušťce alespoň 5 cm. Dalším řešením je uložení husté mřížové uzemňovací soustavy, a tím vytvoření ekvipotenciálního vyrovnání.
Materiály vhodné pro zemniče
Tab. 7 v normě ČSN EN 62305-3 hovoří jasně: u mědi je to průřez 50 mm2, u oceli a nerezové oceli drát o průměru 10 mm nebo pásek s průřezem 90 mm2 (další materiály viz tab.). A v tomto bodě pozor: zde už nejde pouze o doporučené, ale o povinné minimální rozměry. Materiál na uzemňovací soustavu, zejména uloženou v betonu, je třeba vybírat s velkou pečlivostí vzhledem k její trvanlivosti. Tomu samozřejmě musí odpovídat i následné provedení. Zejména se zde projeví nepříjemné elektrochemické účinky.
Ocelové pásky a dráty pro uzemňovací soustavu by měly mít vrstvu zinku alespoň 50 μm pro kulaté profily a 70 μm pro ploché profily.
Volba mezi páskem a kulatinou FeZn
David Černoch uvádí, že volba mezi páskem a kulatinou FeZn je na jeho rozhodnutí a závisí na manipulaci. Pásek má větší plochu pro přenos energie, ale kulatina se lépe používá v základovém zemniči. Důležitá je měrná hodnota a rezistivita půdy.
Radim Strycharski preferuje pásky a tyče před dráty a zdůrazňuje, že zemnič musí mít účinnou plochu ve styku se zeminou. Tyčové zemniče jsou vhodné pro ochranu před bleskem.
Jan Hájek tvrdí, že z hlediska ochrany před bleskem není rozdíl mezi páskem a drátem. Důležitý je minimální průřez vodiče a zkratové proudy. Pro velké zkratové proudy je lepší volit pásky.
František Kosmák zdůrazňuje, že rozhodnutí je na projektantovi, který odpovídá za správnost a bezpečnost stavby. Projektant by měl zohlednit půdní podmínky a navrhnout uzemnění, které splní požadavky normy.
Oldřich Morávek uvádí, že je důležité zajistit homogenní prostředí pro zemnící materiály a vyvarovat se montážních chyb, jako je ukládání pásku přímo na zem nebo do štěrku. Doporučuje ukládat pásek nastojato, aby se zabránilo vzniku vzduchových kapes.
Závěr
Správné uzemnění je klíčové pro bezpečnost elektrických instalací a ochranu před bleskem. Je důležité dodržovat normy, používat kvalitní materiály a zajistit správnou montáž. Při návrhu a realizaci uzemnění je vhodné konzultovat se zkušenými odborníky.
Tabulka 1: Minimální průřez zemničů a jejich materiálové provedení
| Materiál | Minimální průřez |
|---|---|
| Měď (Cu) | 50 mm² |
| Ocel a nerezová ocel | drát o průměru 10 mm nebo pásek s průřezem 90 mm² |
tags: #zemnící #pásek #do #betonu #nebo #do