Električna energija kao izvor energije, sa svim svojim prednostima, ima tako ozbiljan nedostatak kao povećana opasnost za ljude. Stoga se u razvoju različitih električnih sustava za zaštitu ljudi od električnog udara uvijek poklanja velika pažnja.
Većina svih zna da električni uređaji moraju biti uzemljeni za siguran rad. U tu svrhu na metalnim elementima kućišta predviđen je poseban vijak, slika 1, označena karakterističnom ikonom, a utičnice imaju jedno ili dva dodatna uzemljenja kontakt.
Zašto čak i dobro uzemljenje ne štiti uvijek osobu
Ipak, dogodi se da čak i s potpuno funkcionalnim uzemljenjem, prilikom dodira metalno tijelo opreme ili metalni predmeti građevinske konstrukcije, osoba ih prima elektro šok. Obično je puno slabiji od izravnog dodirivanja gole žice ili sabirnice, ali svejedno nije ugodno iskustvo. Štoviše, u težim slučajevima može završiti i smrću.
Zašto se ovo događa? Da bismo razumjeli fizičke procese, okrenimo se slici 2 koja prikazuje dvije električne instalacije A i B uzemljene prema normama i opremljene zaštitnim prekidačima Z.
Pretpostavimo da je u instalaciji A narušen integritet izolacije i na njegovom se kućištu pojavi napon od 220 V. Taj napon stvara struju I1, koja će se otporom R1 povući na zemlju kroz krug uzemljenja. Neka struja I1 bude toliko mala da prekidač 3 ne reagira na nju i da jedinica A ne bude bez napona. Sve to zajedno znači da će u ovom slučaju na kućištu jedinice A stalno biti prisutan napon od 220 V.
Instalacija B je potpuno operativna, za nju imamo I2 = 0, tj. za napon na kućištu ovog uređaja vrijedi UB = 0. Kao rezultat toga, kada dijelovi tijela istodobno dodiruju zgrade instalacija A i B, osoba je pod razlikom potencijala UA - UB = 220 - 0 - 220 V i prima električni udar.
Što omogućuje izjednačavanje potencijala?
Kako zaštititi osobu od električnog udara u takvim slučajevima ako je nemoguće smanjiti prag osjetljivosti prekidača 3 zbog povećanih rizika od lažnog aktiviranja? Tehnički je najjednostavniji način organizirati dodatnu vodljivu vezu između okvira A i B instalacija s vodičem, što je na slici 3 prikazano crvenom bojom. Zbog toga će se na kućištima obje instalacije A i B pojaviti napon od 220 V, ali neće postojati potencijalna razlika i, za razliku od prethodni slučaj, uz istodobno dodirivanje A i B, imamo UA - UB = 220 V - 220 V = 0 V, uslijed čega električni udar nije dogodit će se.
U pogledu učinkovitosti zaštite, izjednačavanje potencijala je inferiorno u odnosu na uzemljenje, jer nije u stanju pokrenuti automatski stroj Z. Stoga se sustav koji ga provodi naziva dodatnim sredstvima za osiguravanje električne sigurnosti.
Raznolikosti sustava poravnanja
U procesu formiranja sustava za izjednačavanje potencijala, svi su povezani jedni s drugima i sa sabirnicom za uzemljenje. metalni elementi građevinske konstrukcije (prvenstveno cijevi svih komunikacija i okova ojačani beton). Ovaj se sustav smatra osnovnim. U kupaonicama, gdje se opasnost od električnog udara povećava zbog curenja, izvodi se dodatno poravnavanje. Da bi to učinili, cijevi, tijelo kupaonice, perilica rublja i električni bojler povezani su s uzemljivačem posebno namjenske kutije, slika 4, odvojenim žicama.
Zaključak
Uvijek je poželjno koristiti sustave uzemljenja i izjednačavanja potencijala zajedno. Tek tada je zajamčena najviša razina zaštite.