Proč je nutné provést uzemnění PE v soustavě TN-S po 100m?

[Milan J.]

Děkuji vám pane Doležal.
Pokud budeme brát v úvahu odpor uzemnění max. dle ČSN 33 2000-4-41 na konci vedeni 5Ohm a maximální impedanci smyčky 1Ohm. Tak uzemnění 5Ohm bude něco platné max. do 1,05Ohm vypočtené (změřené) smyčky. Takže samotné přizemnění, impedanci smyčky opravdu moc nepomůže.

[Rozmahel Vladimír]

Ono je třeba si uvědomit co se vlastně přizemňuje. Vodič PEN nebo PE. A to zejména u hlavních rozvaděčů. Tzn. čím vyšší jištění, tím vyšší požadavky na impedanci. A tam je každá desetina dobrá. Jak uvádíte smyčku max.1,05 Ohm tak taková hodnota je už dost bída a je to záležitost koncových obvodů jištěných nízko.  Smysl zemnění má více důvodů. Vylepšení smyčky je jedním z nich. Nejbližší uzemnění PENu má velký smysl při jeho přerušení v rozvodu, dále pro snížení napětí na skutečnou nulu na něm, atd... V neposlední řadě se dá uvažovat i s bleskovými proudy.

[Václav 3]

Mimo eliminování vlastního odporu vodiče PEN a případných jeho poruch a vyrovnání rozdílů potenciálů PE (PEN) a země v místě spotřeby, které zde již zmiňovali kolegové, je třeba uvažovat specifické vlastnosti povrchu Země. Přizemňování po trase kabelu nebo vedení výrazně zlepšuje výsledný zemní odpor, protože uzemnění ve větší vzdálenosti než zhruba 20m se již vzájemně neovlivňují, takže představují dokonalejší systém než např. jeden mohutný uzemňovací systém na začátku nebo na konci vedení.

[Milan J.]

Přizemnění vodiče PE ale i při vyšším jištění stále nemá moc smysl. Tedy např.: jištění 100A, kabel 1-CYKY 5Cx25 (J) 115m - výsledek Zsv=212mOhm, Zs=210mOhm, požadované Zemax=5,27Ohm. Kabel prodloužím o 10m a už max. přizemnění požadované normou tomuto případu nepomůže.

Z těchto výpočtů mě vychází, že se musí dimenzovat vodiče tak aby impedance prostě vycházela. Jak už zde mimochodem zmínil pan Fuk - tedy "Přizemňování PE se dělá pro případy, kdy PE v tak dobré kondici není."


Pokud dojde k poruše vodiče PE na přívodu do objektu a případnému zkratu L-PE, tak při připojeném přizemění 5Ohm do země poteče max 46A, takže při zkratových proudech větších jak 46A nám bude opět přizemnění k ničemu, neboť jistící prvek nevybaví ve "správném" čase.

Pokud tedy zůstaneme u původní otázky, tedy soustava TN-S a přizemnění po 100m, tak stále nerozumím tomuto požadavku normy.

[tatahub]

Pane Milane
Slíbené vysvětlení ing. Kříže jsem nenašel ,  zřejmě je ve sborníku ,  který jsem zapůjčil kolegům ,  nicméně:
hodnoty 100m ,  15Ohmů a všechny další jsou dány historickým zkoumáním ohrany před úrazem s přihlédnutím k realizovatelný m hodnotám ,  prostě "alespon něco je lepší než nic" ,  samozřejmě k ideálnímu stavu z hlediska sítě TN-C ,  tj. zeměkoule pokryté alobalem to má vše daleko ,  k dalšímu studiu doporučuji nákup literatury ,  či vznesení dotazu na In-el.

[Kamil Novák]

...,  či vznesení dotazu na In-el.

Proč zrovna tam? Mají tam snad jiné informace, které se např. zde objevit nemohou? 

[Rozmahel Vladimír]

Je třeba si uvědomit, že TNS má na začátku TNC. Vodiče PEN i PE jsou tedy galvanicky propojeny. Při přerušení PEN na začátku může dojít k zavlečení 400V do obvodů 230V. Z bodu rozdělení PEN se to tedy může šířit i na oddělený PE a na neživé části tak zavléct nebezpečné napětí. Uzemnění PE tento problém může částečně vyřešit. Zrovna tak vzniká při běžném provoz úbytek napětí na vodiči N. / proti nespojenému zemniči / Tento úbytek se může šířit po spojeném PE, uzemnění opět pomůže udržet "nulu" na PE. Sítě jsou zemněné, poruchový proud se bude vždycky vracet zemí. Je tedy nutno udržet na PE nebo PEN  "nulu".

[Milan J.]

Pane Rozmahel, omlouvám se ale teď jsem se ve Vašem odborném výkladu už trochu ztratil. Můžete prosím uvést nějaký příklad, který pomůže přizemnění v TN-S po 100metrech?

[Rozmahel Vladimír]

Nezlobte se nebudu uvádět žádné příklady. Ale jen obyčejná logická úvaha. Jestliže máme nějaký vodič, který záměrně vedeme odděleně a jeho úkolem je ochrana, spojujeme ho se všemi neživými částmi např. až do vany v koupelně, tak je žádoucí udržet na něm nulový potenciál na 100%. V zemněných sítích je to možné pouze, za pomoci pravidelného uzemňování. Jestli je to po 99 nebo 100m je asi jedno. Důležité je to ale dle mého soudu provádět. V extremu by na dlouhém neuzemněném vodiči PE na jehož vzdáleném konci dojde ke zkratu nebo poruše, která nemusí vybavit předřazené jištění, mohlo začít probíjet vše neživé po trase až do trafa.

[tatahub]

To Novák
Na otázky tam odpovídá ing.Kříž ,  v tomto případě zpracovatel normy ,  takže by tazatel dostal info z první ruky.

To Milan J.
Máte s uzemněním konkrétní problém ,  či teoretická úvaha?

Já jsem  sháněl informace jak se došlo k přikázaným vzdálenostech mezi svody  hromosvodu ,  a nikam jsem nedošel ,  prostě to beru ,  že je to dle jakýchsi úvah  a výpočtů lidí ,  kteří o dané problematice hodně vědí ,  tak jim věřím.      

[Jirka Š. Svejkovský]

U dlouhých vedení je vyšší riziko přerušení ochranného vodiče. Síť TN-S má tu nevýhodu, že se to pozná až při revizi, v horším případě po maléru.
Já osobně se cítím bezpečněji u zařízení, kde mám zaručený stejný potenciál na neživé části a na podrážkách i v případě poruchy.
V tomto případě bych se vyjímečně odvolal na selský rozum.

[Milan J.]

Takže důvod proto provést přizemnění PE v soustavě TN-S, se provádí zejména z důvodu, že je vyšší riziko (u dlouhých vedení nad 100m) přerušení vodiče PE? Nechápu smysl těch 100m - ono když by to bylo dlouhé např. 85m, tak ten problém je u přerušení naprosto stejný.
Po několika zkušebních výpočtech je jasné, že samotné přizemnění impedanci smyčky moc nepomůže a nic to neřeší. Když dojde k poruše na začátku vedení tedy ještě v soustavě TN-C, nám přizemnění také moc nepomůže, protože zkratové proudy mohou být dosti vysoké a odpor přizemnění max. 5Ohm. Pokud počítám správně tak pokud budeme mít odpor přizemnění (uzemnění) 5Ohm tak po-té do země při poruše poteče max. 46A což u zkratového proudu např 2kA není zrovna vyhovující.

[Rozmahel Vladimír]

Proud 2 kA je teorie. Takové proudy dosáhnete v rozvodně. V běžné instalaci vám to ořízne pojistka.
Pořád uvažujete s proudem, ale ten při poruše v "zásadě nikomu nevadí". Zkuste si váš výpočet provést pro dotykové napětí na PE, která pak bude zavlečeno po dlouhém neuzemněném vodiči PE, když budete např. stát bosý a rozpařený jednou nohou v pospojované vaně a druhou na zemi a nebo se dotknete radiátoru.
V rozsáhlé síti máte taky zapojeno spoustu různých spotřebičů, které do PE pouští unikající proudy, která se mohou sečítat.

[Lubomír Jindra]

Pokud tedy zůstaneme u původní otázky, tedy soustava TN-S a přizemnění po 100m, tak stále nerozumím tomuto požadavku normy.

Zjednodušeně:
Systém je takový, že jeden z pólů soustavy TN-C-S  3NPE,~50Hz,3x400/230V JE SPOJENÝ se zemí, konkrétně PEN (PE).

Je to rozumné, protože pak máme kontrolu nad napětím které by se mohlo vyskytovat třeba mezi kovovými konstrukcemi a třeba kostrou stroje a nebo prostě mokrou zemí na které stojí člověk.

Nyní si představte VODIČ PE dlouhý 100m a pod ním VODIČ zemi a co myslíte, není rozumný požadavek tu a tam tyto dva VODIČE elektrického proudu znovu a znovu spojit, aby zůstal potenciál stejný?

Proč je to zrovna 100m a ne 150m na to asi žádná matematická odpověď neexistuje.

[Milan J.]

V čl. 413.1.1.1 tato norma pro ochranu odpojením od zdroje uvádí: Ochranný prvek musí v případě poruchy mezi živou a neživou částí nebo ochranným vodičem zařízení samočinně odpojit zdroj napájení zařízení. Což je možné pouze v případě, že je vodič PE v pořádku. Ale i v případě, že je vodič PE v pořádku nesmí vzniknout nebezpečné dotykové napětí.
Rozumím, že je na straně bezpečnosti vodič PE znovu přizemnit, proč je v tomto případě daných těch 100m je věc druhá ale beru to jako fakt (i když určitě není na škodu toto provést i třeba po 20m, spíš každý rozvaděč i v soustavě TN-C-S (TN-S)).
Pane Rozmahel tak to netuším jak se takové věci dopočítat.
Předpokládám, že v případě kdy dojde k poruše vodiče PE a bude provedeno přizemnění pomocí dalšího vodiče vedoucího např. od HOP nemuseli bychom dotykové napětí vůbec řešit. Jestliže tedy bude splněno odpojení od sítě do 0,4s. V tomto případě by měl vodič vedoucí od HOP splňovat určité požadavky na jeho průřez, tedy aby vydržel zkratový proud po určitou dobu.

[Rozmahel Vladimír]

Katechismus každého dobrého zemniče je ČSN 33 2000-5-54ed.2. 
Začněte podrobně již od předmluvy.

[Miroslav Macek]

Mne by zajímalo, jak se takovéto přizemňování prakticky řeší např. ve výškových budovách. Dejme tomu, že bud mít napájecí kabel vedoucí z přízemí do cca 15.patra, který je dlouhý např. 150m. Jakým způsobem tento rozvaděč v patře přizemním ? To jako mám dle normy vést izolovaný vodič zpět do přízemí a zapodnout jej do země ? K čemu by to bylo dobré ?

[Rozmahel Vladimír]

Pane Macek, Vy Vážně nezklamete.     
Výšková budova je od slova vysoká a ne od vysokých stropů. 15 pater po 4m je asi 60m. Nechává se sice určitá rezerva drátu, ale zbytek do 150m se mi zdá moc.