Uzemnění a přizemnění vodičů PE a PEN
Uzemnění vytváří vodivé spojení elektrické instalace se zemí. Přizemnění je další uzemnění ochranného vodiče PE nebo společného vodiče PEN v jiném bodě soustavy. Obě opatření pomáhají omezovat nebezpečná napětí, stabilizovat potenciál ochranné soustavy a zvyšovat bezpečnost při poruše.
Uzemnění je vodivé spojení určitého bodu elektrické instalace se zemničem. Přizemnění znamená, že již uzemněný ochranný vodič PE nebo PEN znovu spojíme se zemí v dalším místě. V síti TN je uzemněn střed zdroje a neživé části jsou s ním spojeny vodičem PE nebo PEN. Přizemnění zejména vodiče PEN snižuje jeho potenciál vůči zemi a zmírňuje následky poruchy nebo přerušení, ale nenahrazuje spojitý a správně dimenzovaný PE či PEN. V místě rozdělení PEN na PE a N se doporučuje ochrannou soustavu uzemnit; po rozdělení se PE a N již nesmějí znovu spojit.
Základní pojmy
Rozdíl mezi uzemněním a přizemněním
| Pojem | Co se provede | Typický příklad | Hlavní účel |
|---|---|---|---|
| Uzemnění | Bod instalace se spojí se zemničem. | MET objektu spojená se základovým zemničem. | Vytvořit spojení se zemí a společný referenční potenciál. |
| Přizemnění | Již uzemněný PE nebo PEN se spojí se zemí ještě v dalším místě. | PEN distribučního vedení přizemněný u objektu nebo v trase sítě. | Snížit potenciál ochranné soustavy vůči zemi a zvýšit odolnost při poruše. |
| Pospojování | Vodivé části se spojí mezi sebou a s MET. | Kovové potrubí vody připojené k MET. | Omezit rozdíl potenciálů mezi současně přístupnými částmi. |
Jak uzemnění funguje v síti TN
V síti TN je jeden bod zdroje, zpravidla uzel transformátoru, přímo uzemněn. Neživé části instalace jsou s tímto bodem spojeny ochrannými vodiči PE nebo společným vodičem PEN. Při poruše fáze na kovovou kostru se poruchový proud vrací kovovou ochrannou cestou ke zdroji a ochranný přístroj musí odpojit obvod v předepsaném čase.
Proč se PE a PEN přizemňují
- omezují se napětí ochranné soustavy vůči zemi při běžném provozu i poruše,
- snižují se nepříznivé následky úbytku napětí a proudů protékajících vodičem PEN,
- zlepšuje se stabilita potenciálu při poruše nebo částečném poškození ochranné cesty,
- vytváří se vhodný bod pro připojení MET a hlavního ochranného pospojování objektu,
- omezují se důsledky přepětí a poruch, pokud je uzemnění koordinováno také s LPS a SPD.
Kde se přizemnění typicky provádí
Konkrétní provedení určuje projekt, podmínky distribuční soustavy a příslušné normy. V praxi se přizemnění posuzuje zejména:
- u zdroje nebo transformovny,
- v trase distribuční sítě a na jejích odbočkách,
- v místě vstupu vodiče PE nebo PEN do budovy či provozovny,
- v místě rozdělení PEN na PE a N v soustavě TN-C-S,
- u samostatných objektů, technologických celků a zařízení, kde to vyžaduje návrh ochrany.
Rozdělení PEN na PE a N
V soustavě TN-C-S přichází do objektu společný vodič PEN a v určeném bodě se rozdělí na samostatný ochranný vodič PE a střední vodič N. Bod rozdělení je zpravidla spojen s MET a místním zemničem.
- Po rozdělení se PE a N nesmějí znovu spojovat.
- Vodič PEN se nesmí samostatně jistit, vypínat ani odpojovat.
- Rozdělení nesmí být provedeno jen „někde v zásuvce“ nebo bez jednoznačné návaznosti na ochrannou soustavu.
Přizemnění PE versus PEN
| Vodič | Funkce | Co přizemnění ovlivňuje | Zvláštní riziko |
|---|---|---|---|
| PE | Pouze ochranná funkce; za normálního stavu jím nemá téct pracovní proud. | Potenciál neživých částí a ochranné soustavy vůči zemi. | Nesmí být použit jako pracovní vodič. |
| PEN | Současně ochranná i střední funkce; běžně jím teče pracovní proud. | Potenciál ochranné soustavy i úbytek způsobený pracovním proudem. | Jeho přerušení je mimořádně nebezpečné; na kostrách může vzniknout síťové napětí. |
Jaký musí být odpor zemniče
Neexistuje jedna univerzální hodnota pro každý zemnič. Požadavek závisí na typu sítě, účelu uzemnění, ochranném přístroji, projektu, půdě a případném systému ochrany před bleskem.
Síť TN
Pro automatické odpojení se rozhodující podmínka hodnotí přes impedanci poruchové smyčky. Místní zemnič je důležitý, ale jeho odpor sám o sobě obvykle není jediným kritériem pro vypnutí jističe.
Síť TT
Zemnič instalace je přímo součástí ochranné smyčky přes zem. Hodnotí se podmínka mezi odporem uzemnění, vybavovacím proudem ochranného přístroje a dovoleným dotykovým napětím.
Co kontroluje revizní technik
Prohlídka
- existenci a provedení zemniče, uzemňovacího přívodu a MET,
- správné připojení PE nebo PEN a bodu rozdělení PEN,
- průřezy, značení, mechanickou ochranu a ochranu proti korozi,
- přístupnost kontrolních a měřicích spojů,
- návaznost na hlavní ochranné pospojování, LPS a SPD,
- zda po rozdělení PEN není PE znovu spojen s N.
Zkoušky a měření
- spojitost ochranných a uzemňovacích vodičů,
- odpor zemniče vhodnou metodou, pokud je jeho hodnota pro posouzení potřebná,
- impedanci poruchové smyčky a podmínky automatického odpojení,
- případně dotyková napětí nebo další zkoušky podle typu sítě a zařízení.
Nejčastější chyby
- zaměnění uzemnění, přizemnění a ochranného pospojování,
- představa, že zemnič nahradí přerušený PE nebo PEN,
- opětovné spojení PE a N za bodem rozdělení,
- připojení N místo PEN na zemnič nebo MET bez respektování soustavy,
- zkorodované, nepřístupné nebo mechanicky nechráněné spoje v zemi,
- vyhodnocení zemniče jen podle jedné „univerzální“ hodnoty,
- měření bez zohlednění paralelních vodivých cest.
Praktický příklad: rodinný dům TN-C-S
Do domu přichází čtyřvodičový přívod L1, L2, L3 a PEN. V hlavním rozvaděči je PEN připojen na ochrannou přípojnici spojenou s MET a základovým zemničem. Z tohoto bodu pokračuje samostatný PE a samostatný N.
Při poruše fáze na kostru pračky teče poruchový proud vodičem PE zpět přes bod rozdělení a PEN ke zdroji. Jistič nebo proudový chránič musí obvod odpojit. Základový zemnič udržuje ochrannou soustavu blízko potenciálu země a pomáhá omezovat dotykové napětí, ale není hlavní kovovou návratovou cestou poruchového proudu.
Mini test
1. Jaký je rozdíl mezi uzemněním a přizemněním?
Uzemnění je první spojení určitého bodu instalace se zemí. Přizemnění je další uzemnění již uzemněného vodiče nebo bodu v jiném místě soustavy.
2. Proč se přizemňuje vodič PEN?
Aby se omezil jeho potenciál vůči zemi a zmírnily následky úbytků napětí a některých poruch. Přizemnění však nenahrazuje jeho spolehlivou spojitost.
3. Co se stane s PE a N po rozdělení PEN?
Vedou se odděleně a nesmějí se znovu spojit.
4. Vypne v síti TN jistič díky proudu přes zemnič?
Obvykle ne. Rozhodující je nízkoimpedanční kovová poruchová smyčka přes PE nebo PEN zpět ke zdroji.
5. Existuje univerzální požadavek 10 Ω pro každý zemnič?
Ne. Požadovaná hodnota závisí na účelu uzemnění, typu sítě, ochranném přístroji, projektu a příslušné normě.
Související předpisy a normy
- ČSN 33 2000-4-41 ed. 3 – ochrana před úrazem elektrickým proudem a automatické odpojení,
- ČSN 33 2000-5-54 ed. 3 – uzemnění, ochranné vodiče a ochranné pospojování,
- ČSN 33 2000-6 ed. 2 – revize, prohlídka a zkoušky,
- ČSN EN IEC 62305-3 ed. 3 – uzemňovací soustava systému ochrany před bleskem,
- zákon č. 250/2021 Sb. a nařízení vlády č. 190/2022 Sb.