8/7/2019 PEC11 (p.1-6)

1/6

11. INSTALAII DE LEGARELA PMNT

11.1. CONSIDERAII GENERALE

Prin legare la pmnt se nelege stabilirea n mod voit a unui contactelectric cu pmntul. Scopurile legrii la pmntsunt urmtoarele:

protecia vieii oamenilor: protecia personalului de deservire sau a altor persoane care ating

pri metalice din instalaiile electrice care n mod normal nu sunt subtensiune, dar care pot intra accidental sub tensiune; protecia personalului care execut lucrri de reparaii i revizii(cuitele de legare la pmnt, scurtcircuitoarele mobile); protecia persoanelor mpotriva curenilor de trsnet;

realizarea unor condiii cerute de exploatarea corect a instalaiilor electrice: stabilizarea potenialelor unor puncte fa de pmnt (de exemplu,legarea la pmnt a punctului neutru); realizarea unor circuite de ntoarcere prin pmnt a curenilornormali de lucru (de exemplu, traciunea electric); crearea unor circuite de impedan corespunztoare necesare

funcionrii unor protecii etc.Dei este posibil ca pentru fiecare dintre aceste funciuni s se realizeze

cte o instalaie de legare la pmnt separat, la noi n ar i n multe alte ri osingur instalaie de legare la pmnt este folosit n comun pentru realizareafunciunilor de mai sus.

Evident c, o astfel de instalaie trebuie s corespund tuturor condiiilorimpuse de fiecare funciune n parte.

.

8/7/2019 PEC11 (p.1-6)

2/6

De regul, condiiile cele mai severe le impune funciunea de protecie a

vieii oamenilor mpotriva accidentelor prin electrocutare.n cele ce urmeaz, ne vom ocupa, n principal, de aceast prim funciune

a unei instalaii de legare la pmnt.

11.1.1. TIPURI DE REELE

n funcie de tratarea neutrului, reelele electice se mpart n dou maricategorii:

reele cu neutrul izolat(simbol I), din care fac parte: reele cu neutrul izolat (nelegat la pmnt); reele cu neutrul legat la pmnt prin bobin de stingere(compensare);

reele cu neutrul legat la pmnt(simbol T, de la franuzescul Terre ), dincare fac parte:

reele cu neutrul legat la pmnt prin rezisten; reele cu neutrul legat efectiv la pmnt.

Pentru protecia mpotriva accidentelor prin electrocutare n instalaiileelectrice se folosesc dou metode de baz de protecie: legarea la pmnt de protecie (simbol T); legarea la conductorul de nul de protecie (simbol N).

Ca urmare, putem discuta despre urmtoarele tipuri de instalaii electrice,

prin prisma celor dou aspecte de mai sus: instalaii tip IT= reele cu neutrul izolat (I), n care metoda de protecie debaz este legarea la pmnt (T);

instalaii tip TT= reele cu neutrul legat la pmnt (T), n care metoda deprotecie de baz este legarea la pmnt (T);

instalaii tip TN = reele cu neutrul legat la pmnt (T), n care metoda deprotecie este legarea la nul (N).

Observaie: nu se realizeaz reele tip IN.

Reelele electrice de nalt tensiune (Un 1000V) pot fi din categoria cu

neutrul izolat sau din categoria cu neutrul legat la pmnt. n toate aceste reelemetoda de baz de protecie mpotriva accidentelor prin electrocutare este legareala pmnt de protecie (deci pot fi reele tip ITsau TT).

Reelele electrice de joas tensiune (Un< 1000V) pot fi, de asemenea, dincele dou categorii n cele ce privete tratarea neutrului, dar metodele de baz deprotecie difer. n cazul reelelor de joas tensiune cu neutrul izolat se folosete cametod de protecie de baz legarea la pmnt de protecie (deci, reele tip IT). nschimb, n reelele de joas tensiune cu neutrul legat efectiv la pmnt metoda de

185

8/7/2019 PEC11 (p.1-6)

3/6

protecie de baz este, de regul, legarea la conductorul de nul de protecie (deci,reele tip TN).

11.1.2 PRINCIPALELE PRI COMPONENTE ALE UNEI INSTALAII DELEGARE LA PMNT I REZISTENA ACESTORA

O instalaie de legare la pmnt poate fi considerat ca fiind format dindou pri principale:

priza de pmnt, compus din: electrozi metalici ngropai n sol (de regul, din oel); solul din jurul electrozilor;

reeaua de legare la priza de pmnt, compus din totalitatea electrozilor

metalici prin care se realizeaz legtura ntre prile metalice aleechipamentelor care trebuie legate la pmnt i priza de pmnt; este realizatn mod uzual din conductor de oel lat.

Un curent care se scurge n pmnt printr-o instalaie de legare la pmntparcurge prile metalice (reeaua de legare la priz i electrozii metalici ngropai)i volumul de soldin jurul electrozilor.

Solul este considerat un conductor cu o rezistivitate mult mai maredect a prii metalice a instalaiei de legare la pmnt : sol/ oel 10

8 1012. Ca

urmare, la trecerea curentului electric, rezistena opus de instalaia de legare lapmnt este practic concentrat n volumul de sol din jurul electrozilor.

Deoarece din electrozii metalici curentul se disperseaz n sol, rezistena

opus de acesta la trecerea curentului este denumit i rezisten de dispersie .

11.1.3. POTENIALUL SOLULUI N ZONA UNEI PRIZE DE PMNT LATRECEREA UNUI CURENT ELECTRIC PRIN PRIZ

La trecerea unui curent (pe care o s-l notm de aici ncolo cu Ip) prinelectrozii prizei i apoi prin volumul de sol din jurul acestora, solul din zona prizeiva cpta poteniale diferite de zero.

Fig.11.1 Curba distribuiei de potenial

186

Ip

Rd

x

Vx

V

V = 0

8/7/2019 PEC11 (p.1-6)

4/6

Pentru cazul simplu al unui singur electrod implantat n pmnt valorilepotenialului pmntului din jurul acestuia sunt reprezentate calitativ n diagramade mai sus (fig.11.1), numit i plnia de potenial.

11.1.4. MODURI N CARE SE POT PRODUCE ACCIDENTELE PRINELECTROCUTARE

Prin atingere direct a unui conductor aflat n mod normal sub tensiune.Msurile de protecie constau n mprejmuiri, supranlri i prin instruireapersonalului s respecte regulile de lucru n instalaiile electrice sub tensiune.

Prin atingere indirect, adic prin atingerea unor pri metalice care n modnormal nu sunt sub tensiune, dar care n mod accidental pot intra subtensiune.Pentru a ilustra dou dintre cazurile de astfel de electrocutri srevenim la curba distribuiei de potenial n jurul unei prize, la scurgerea unuicurent prin ea, n pmnt (fig.11.2).

I pR e z i s t e n a d e d i s p e r s

p r i z e i n o t a t c uR p

P o t e n i a l u l p i c i o r u

V p i c i o r 1

P o t e n i a l u l p i c i o r u

V p i c i o r 2

T e n s i u n e a d e p a s

U p a s = Vp i c i o r 1- Vp i c i o r 2= kp a sU p

T e n s i u n e a d e a t i n g e r e

U a = Vm n - Vp i c i o r= ka U p

P o t e n i a l u l p i c i o r u

V p i c i o r

P o t e n i a l u l m i n i i = t e n s i u n e a

Vm n p

F i g . 1 1 . 2 . E l e c t r o c u t a r e a p r i n t e n s i u n i d e a t i n i d e p a s

V

nainte de a aborda problema electrocutrilor prin atingere indirect, sremarcm c potenialul cel mai nalt se atinge n zona electrozilor ngropai npmnt. Diferena de potenial ntre aceste puncte i solul aflat la distan suficientde mare (unde V=0) se numete tensiune pe priz:

Up Vp Rp I p= = 0 (11.1)

187

8/7/2019 PEC11 (p.1-6)

5/6

n cazul trecerii unui curent Ipprin priz, toate prile metalice legate lapriza de pmnt vor avea acest tensiune.

11.2.5. COMBATEREA PERICOLULUI TENSIUNII DE ATINGERE I ATENSIUNII DE PAS

Electrocutare prin tensiune de atingere. S presupunem c un om se afln apropierea unui echipament electric n timpul unui defect care are dreptconsecin trecerea unui curent prin instalaia de legare la pmnt. Dac el atingecu mna carcasa metalic a echipamentului, legat la priza de pmnt, atunci va fisupus unei diferene de potenial numit tensiune de atingere (a se vedea figura11.2):

Ua Vmn Vpicior= (11.2)

Se observ c, Ua < Up. Se noteaz cu ka coeficientul de atingere:

kaUa

Up= 1

(11.3)

Electrocutare prin tensiune de pas. Tensiunea de pas este diferena depotenial ce apare ntre cele dou tlpi ale unui om care pete ntr-o zon n carese afl amplasat o priz de pmnt, n cazul scurgerii prin aceasta a unui curent npmnt (vezi figura 10.2):

21 piciorpiciorpasVVU = (11.4)

Analog, se definete coeficientul de pas:

kpasUpas

Up= 1

(11.5)

Situaia cea mai grav apare atunci cnd omul atinge cu o mn o

carcas a unui echipament intrat accidental sub tensiune (Up), iar cu cealalt

mn ine, de exemplu, un cablu derulat de lungime mare, care la cellalt capteste n contact cu pmntul aflat la distana de priz:

Ua Vmn Vmn U p= = 1 2 0 (11.6)

Valorile maxime admise normate pentru tensiunea de atingere itensiunea de pas. Aa cum s-a prezentat n capitolul anterior, n Romnia,metodologiile folosite pentru dimensionarea instalaiilor prin care se asigurprotecia mpotriva accidentelor prin electrocutare, se bazeaz pe respectarea unor

188

8/7/2019 PEC11 (p.1-6)

6/6

valori limit nu pentru curenii ce trec prin corpul omenesc, ci pentru tensiunile

accidentale la care acesta poate fi supus.

Curentul electric este periculos chiar atunci cnd nu trece prin corpulomenesc. Arcul electric produs de un curent poate provoca orbiri sau arsuri caurmare a metalului topit pe care l mprtie.

La trecerea curentului prin corpul omenesc prin intermediul sistemuluinervos sunt afectate musculatura, sistemul respirator, sistemul circulator i se potproduce arsuri ale esuturilor. Deci, efectele specifice electrocutrii sunt produsede trecerea unui curent prin corpul omenesc.

Curentul ce trece prin corpul omenesc (Ih) este raportul dintre diferena depotenial ce poate s apar ntre dou pri ale corpului omenesc (i care depinde de

modul de producere al electrocutrii) i rezistena corpului omenesc (Rh).

n calcule se iau valori acoperitoare, mult mai mici dect cele reale: Rh = 1000 pentru cazul electrocutrilor prin atingere direct; Rh = 3000 pentru cazul electrocutrilor prin atingere indirect.

Pe baza celor artate mai sus privind curenii maximi admisibili i valorilede calcul ale rezistenei corpului omenesc s-au calculat valori admisibile pentrutensiunile accidentale la care poate fi supus un om ntr-o instalaie electric. Caurmare, normele prevd valori maxime admise pentru tensiunile de atingere i depas n funcie de: tensiunea nominal a instalaiei: joas tensiune sau nalt tensiune;

durata defectului condiionat de modalitile de eliminare a defectelor; zona de amplasare a instalaiei electrice.

Aceste valori sunt prezentate n tabelele 11.1 i 11.2.

Tabelul 11.1

Valorile maxime admise pentru tensiunile de atigere i de pas n cazul unui defect lainstalaii de joas tensiune [V], conform 1.RE - Ip - 30 -90

Nr. Categoria Zona de amplasareDurata ntreruperii

defectului (s)

crt. reelei a instalaiei electrice 3 > 31 de curent la suprafa 65 50

alternativ n subteran la exploatri miniere 24 242 de curent la suprafa 120 65

continuu n subteran la exploatri miniere 24 24

189