Uzemljenje je jedan od prvih koncepata s kojim se susrećemo tijekom proučavanja elektrotehnike. Potreba za uvođenjem zaštitnog uzemljenja nastala je zbog činjenice da je nužan uvjet za sigurno rad bilo koje električne instalacije je prisilno zatvaranje svih njezinih vodljivih komponenata do zemlje.
Načelo uzemljenja
Poznato je da je genijalno u ogromnoj većini slučajeva jednostavno. Isto tako i sa uzemljenjem. Temelji se na nekoliko krajnje jednostavnih i očitih odredbi.
Oni se svode na činjenicu da:
- zajamčeno sprječava probijanje izolacije na provodnom tijelu električne instalacije i zamjetno smanjenje njegovog otpora;
- potencijalni udarac na tijelu nema vidljive vanjske znakove;
- kada dodiruje takve dijelove, osoba je pod utjecajem visokog potencijala;
- udarni faktor je struja koja se pojavi u trenutku dodirivanja vodljive površine i teče kroz ljudsko tijelo na tlo;
- struja se može smanjiti na sigurnu razinu samo smanjenjem potencijalne RAZLIKE između vodljivog elementa i tlo, za što je dovoljno nasilno spojiti metalne dijelove kućišta na zemlju žicom s malim otpornost.
Kao rezultat toga, tijekom probijanja izolacije struja jednostavno ide uglavnom u zemlju i ne prolazi kroz ljudsko tijelo. To je grafički prikazano na slici 1.
Zašto je otpor Zemlje mali
U skladu s Ohmovim zakonom, struja uvijek teče u zatvorenoj petlji. U ovom slučaju - od jednog pola elektrane do elektrode za uzemljenje kroz električnu instalaciju sa svojim sustavom uzemljenja. U ovom slučaju, mali otpor uzemljenja instalacije ne jamči mali otpor reverzne grane razmatranog kruga. Doista je otpor tla prilično velik i na prvi pogled se ne događa učinak ranžiranja ljudskog tijela uzemljenjem.
Uz svu valjanost ovog obrazloženja, ona ne uzima u obzir jednu okolnost. U ovom slučaju, činjenica da je zbog izuzetno velikog, gotovo beskonačnog presjeka medija između uzemljenja elektrode elektrane i električne instalacije, otpor obrnutog ogranka naše zatvorene petlje bit će prilično mali.
Ovo dopušta:
- sustav uzemljenja kako bi kvalitativno obavljao svoje zaštitne funkcije;
- osigurati visoku pouzdanost njihove provedbe zbog izostanka prekida
- znatno uštedjeti na polaganju dodatnog kabela koji povezuje uzemljivače sklopa i elektrane.
Značajke uređaja za uzemljenje
Zaštitno uzemljenje učinkovito izvršava svoje funkcije samo ako postoji mali prijelazni otpor između elektrode za uzemljenje na koju je jedinica spojena i uzemljenja.
To se postiže:
- visoko kontaktno područje, koje je pak osigurano od nekoliko ploča kruto povezanih zavarivanjem, slika 2;
- produbljivanjem elektroda ispod dubine smrzavanja (otpor smrznutog tla naglo se povećava).
Da bi se ispunio posljednji uvjet, dobro odgovaraju vertikalne uzemljivače duljine do 3 m, slika 3.
Uz to, otpor uzemljenja ne smije prelaziti 4 ohma. Potonje je određeno činjenicom da otpor ljudskog tijela iznosi najmanje nekoliko stotina oma, t.j. dva reda veličine viša.