Uzemňovací elektrody a systémy uzemnění: Jak je testovat a proč na tom záleží?

Uzemňovací elektrody a systémy uzemnění jsou základními součástmi elektrických instalací, které zajišťují bezpečnost a ochranu osob a zařízení. Uzemňovací elektrody jsou vodivé tyče nebo desky, které jsou zakopané v zemi a připojené k elektrickému systému. Poskytují nízkoodporovou cestu, po které proudy při poruše tečou do země, a zabraňují vzniku nebezpečného napětí v systému. Systémy uzemnění jsou vodivé dráty nebo tyče, které spojují uzemňovací elektrody se zařízeními a skříněmi, které je třeba uzemnit. Zajišťují, že všechny uzemněné části mají stejný potenciál, a snižují riziko vzniku úraz elektrickým proudem a požár. Systémy jsou sice velmi jednoduché, ale terminologie může být pro někoho obtížně zvládnutelná. Úplnější výklad lze získat v kapitole 250 Národního elektrotechnického předpisu (NEC).

Testování vzdáleného zemního odporu zemniče

Jedním z nejdůležitějších parametrů zemniče je jeho vzdálený zemní odpor, což je odpor mezi elektrodou a bodem v zemi, který je od ní vzdálen. Čím nižší je vzdálený zemní odpor, tím lépe dokáže uzemňovací elektroda odvádět poruchové proudy a zabraňovat přepětí. Vzdálený zemní odpor závisí na několika faktorech, jako je odpor půdy, hloubka a délka elektrody, vlhkost a teplota půdy a přítomnost dalších blízkých elektrod nebo vodičů.

K měření vzdáleného zemního odporu uzemňovací elektrody se běžně používá metoda poklesu potenciálu, která využívá zkušební přístroj, proudovou sondu a dvě pomocné elektrody. Zkušební přístroj pouští do uzemňovací elektrody a proudové sondy známý proud a měří úbytek napětí na uzemňovací elektrodě a jedné z pomocných elektrod. Vzdálený zemní odpor se vypočítá vydělením úbytku napětí vstřikovaným proudem. Na druhé pomocné elektrodě se ověří, že naměřený úbytek napětí nezávisí na její poloze, což znamená, že vzdálený zemní odpor je přesný.

Testování střídavé impedance systému uzemnění

Dalším důležitým parametrem uzemňovacího systému je jeho střídavá impedance, což je odpor proti toku střídavého proudu v systému. Čím nižší je impedance střídavého proudu, tím lépe dokáže systém zemního pospojování vyrovnat potenciály uzemněných částí a snížit šum a rušení v systému. Střídavá impedance závisí na několika faktorech, jako je odpor, indukčnost a kapacita vodičů zemního pospojování, frekvence proudu a konfigurace a uspořádání systému.

Pro měření střídavé impedance systému uzemnění je běžnou metodou metoda klešťová, která používá zkušební přístroj s proudovým transformátorem s děleným jádrem. Zkušební přístroj se upne kolem vodiče zemního pospojování a pustí do něj známý proud. Zkušební přístroj rovněž měří úbytek napětí na vodiči a vypočítá střídavou impedanci vydělením úbytku napětí vstřikovaným proudem. Metoda s kleštěmi je jednoduchá a rychlá, ale nemusí být přesná, pokud jsou v systému paralelní cesty nebo bludné proudy.

Porovnání obou testů a jejich významu

Oba výše popsané testy se liší svým účelem, metodami a výsledky. Zkouška vzdáleného zemního odporu uzemňovací elektrody je určena k vyhodnocení výkonu elektrody při odvádění poruchových proudů a prevenci přepětí. Zkouška střídavé impedance uzemňovacího systému je určena k vyhodnocení výkonnosti systému při vyrovnávání potenciálů uzemněných částí a snižování šumu a rušení. Při zkoušce vzdáleného zemního odporu se používá metoda poklesu potenciálu se dvěma pomocnými elektrodami, zatímco při zkoušce střídavé impedance se používá metoda klešťová s transformátorem proudu s rozděleným jádrem. Zkouška vzdáleného zemního odporu udává hodnotu v ohmech, zatímco zkouška střídavé impedance udává hodnotu v ohmech nebo miliohmech v závislosti na frekvenci proudu.

Oba testy jsou důležité pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti elektrických zařízení. Uzemňovací elektroda s vysokým vzdáleným zemním odporem nemusí být schopna účinně odvádět poruchové proudy a může způsobit přepětí, které může poškodit zařízení a ohrozit osoby. Zemnicí soustava s vysokou střídavou impedancí nemusí být schopna udržet stejný potenciál mezi uzemněnými částmi a může způsobit nebezpečí úrazu elektrickým proudem a zkreslení signálu. Proto by se obě zkoušky měly provádět pravidelně a v souladu s normami a předpisy v daném odvětví.

Proč je nutné provést oba testy

Provedení obou zkoušek pozemního systému je z hlediska bezpečnosti nezbytné, protože se vzájemně doplňují a poskytují komplexní posouzení funkčnosti pozemního systému. Uzemňovací elektroda s nízkým vzdáleným zemním odporem může zajistit účinné odvedení poruchových proudů a zabránit vzniku přepětí, ale nemusí být dostatečná pro ochranu zařízení a personálu před nebezpečím úrazu elektrickým proudem a zkreslením signálu, pokud má systém uzemnění vysokou střídavou impedanci. Naopak systém uzemnění s nízkou střídavou impedancí může zajistit vyrovnání potenciálů uzemněných částí a snížení šumu a rušení, ale nemusí být dostatečný k ochraně zařízení a personálu před přepětím a nebezpečím požáru, pokud má uzemňovací elektroda vysoký vzdálený zemní odpor. Proto je třeba obě zkoušky jsou nezbytné k ověření, zda je pozemní systém splňuje požadavky na bezpečnost a výkonnost v tomto odvětví.

Společnost Dreiym Engineering může pomoci tím, že poskytne odborné znalosti potřebné pro tyto testy. Náš tým inženýrů má rozsáhlé zkušenosti a znalosti s prováděním zkoušek zemního odporu na dálku i zkoušek impedance střídavého proudu pomocí nejmodernějšího vybavení a technik. Můžeme tyto testy provádět v souladu s normami a předpisy v oboru a poskytnout vám přesné a spolehlivé výsledky. Můžeme vám také pomoci s interpretací výsledků a doporučit nejlepší řešení pro zlepšení vašeho pozemní systéma bezpečnosti. Kontaktujte nás si ještě dnes domluvit schůzku nebo požádat o cenovou nabídku.