Uziemienie systemu wentylacji: zasady i szczegóły dotyczące urządzenia obwodu ochronnego

Czy kiedykolwiek doświadczyli Państwo uderzeń prądem, dotykając metalowych obudów sprzętu domowego? Jedną z przyczyn zagrożenia porażenia ładunkiem elektrycznym jest brak lub nieprawidłowe uziemienie systemu wentylacji w domu jednorodzinnym. Jego wykonanie jest wymagane dla bezpiecznego użytkowania urządzeń elektrycznych.

Przyznają Państwo, że nawet słabe impulsy nie wywołują pozytywnych emocji. A u osób z rozrusznikami serca konsekwencje takich dotknięć mogą być szczególnie poważne.

Sprawdzenie poprawności i integralności uziemienia nie stanowi szczególnego trudu. Nie warto z tego powodu bardzo często wzywać elektryków. Pomożemy Państwu wystarczająco dogłębnie zrozumieć wszystkie niuanse kontroli bezpieczeństwa elektrycznego domowego systemu wentylacji.

Istota fizyczna procesu uziemienia

Pięknie zamontowana i ukryta w ścianach lub kanałach instalacja elektryczna, podobnie jak całkowity brak urządzeń elektrycznych w systemie wentylacji, nie gwarantują ochrony przed urazem przy kontakcie z jej metalowymi częściami. Tylko niezawodne połączenie przewodzących zewnętrznych konstrukcji urządzeń wentylacyjnych z uziemieniem zapewni Państwu pewność bezpieczeństwa.

Części przewodów wentylacyjnych, obudowy wentylatorów wykonane z metalu i innych materiałów przewodzących prąd, które nie znajdują się w trybie roboczym pod napięciem, należy uziemić. Takie wymagania są zapisane w Zasadach budowy urządzeń elektroenergetycznych (PUE).

Ładunek elektryczny na elementach dostępnych do dotknięcia może pojawić się w wyniku uszkodzenia izolacji pobliskich przewodów, urządzeń lub podczas gromadzenia się elektryczności statycznej. Uziemienie oznacza, że w przypadku wystąpienia przypadkowego ładunku elektrycznego, będzie on odpływał z przewodu wentylacyjnego do ziemi.

Dotknięcie przez człowieka uziemionego przewodu wentylacyjnego staje się bezpieczne dla urazu. Ale tylko w przypadku, gdy wartość oporu elektrycznego Państwa ciała (około 1 kΩ) jest wyższa niż metalowego przewodu uziemiającego.

Z kursu fizyki w szkole wszyscy wiemy, że prąd elektryczny płynie po ścieżce najmniejszego oporu. Jeśli porównać to na przykład z swobodnym przepływem przypadkowo rozlanej wody, analogia jest taka – woda nie popłynie w górę ani w bok, lecz zgodnie z siłą grawitacji skieruje się w dół. Podobnie z ładunkiem elektrycznym – gdy przypadkowo trafi na uziemiony kanał wentylacyjny, spłynie głęboko do ziemi, do uziemiaczy obwodu domu.

Przewodność elektryczną człowieka można zmniejszyć poprzez dodatkową izolację od ziemi i innych przewodników. W tym celu używa się specjalnej odzieży ochronnej, obuwia. Można ją również zwiększyć, za pomocą wilgotnego, niechronionego fragmentu skóry.

Większemu ryzyku podlega osoba z wszczepionym metalowym urządzeniem medycznym lub obwieszona różnymi metalowymi ozdobami. Ponadto oporność na prąd zmniejsza się u osób pod wpływem alkoholu.

Z czego składa się uziemienie?

Obwód uziemienia stanowi prosty schemat z dwóch elementów – przewodników i uziemiaczy.

Na całej długości kanałów wentylacyjnych znajdujących się wewnątrz pomieszczeń i na zewnątrz domu, ich zewnętrzne części przewodzące, które w normalnym stanie pracy nie są pod napięciem, powinny być połączone w jeden obwód elektryczny. Co najmniej w dwóch punktach ta wiązka jest trwale przymocowana do obwodu uziemienia.

Dla skuteczności konieczny jest dobry kontakt pomiędzy poszczególnymi elementami obwodu. Podłączanie części obudowy kanału wentylacyjnego przewodami do systemu uziemienia należy wykonywać co najmniej co 40–50 metrów.

Uziemienie kanałów wentylacyjnych należy wykonywać zgodnie z normami PUE. Przepisy nakazują stosowanie stalowych taśm, miedzianych przewodów lub bezpośrednie połączenie z uziemionymi rurociągami i innymi elementami konstrukcji. Zazwyczaj przyjmuje się łączenie uziemienia kanałów wentylacyjnych z ogólnym systemem uziemienia domu.

Klasyfikacja i typy uziomów

Te elementy obwodu uziemiającego dowolnego typu znajdują się bezpośrednio w gruncie. Uziemienie zapewnia odprowadzanie ładunku elektrycznego do ziemi z obudów i innych nieczynnych części przewodzących urządzeń wentylacyjnych.

Uziemiacze dzielą się na dwa rodzaje – naturalne i sztuczne. Zgodnie z normami PUE zaleca się stosowanie uziemiaczy naturalnych.

W domu jednorodzinnym należą do nich:

• metalowe rurociągi, pancerz kabli elektroenergetycznych;
• zagłębione żelbetowe słupy, fundamenty;
• metalowe konstrukcje zewnętrzne, np. ogrodzenie.

Zabrania się używania rur wodociągowych i kanalizacyjnych jako naturalnych uziemiaczy.

Przed podłączeniem do dozwolonych rodzajów naturalnych uziemiaczy należy określić ich przewodność. Przepisy PUE regulują maksymalną wartość rezystancji rozchodzenia się uziemiaczy. Dla źródeł prądu trójfazowego/jednofazowego o napięciu 380/220 V wartość ta nie powinna przekraczać 4 omów.

Sztuczne uziomy stosuje się po określeniu rezystancji rozpływu naturalnych uziomów. W przypadku, gdy wartości zmierzone specjalnym przyrządem przekraczają normy PUE.

Aby zamówić pomiary, należy zgłosić się do dowolnego certyfikowanego laboratorium elektrycznego. Powinno ono wydać protokół z wynikami pomiarów oraz kopie poświadczonych dokumentów potwierdzających dopuszczenie specjalistów i zgodność przyrządów z wymogami metrologicznymi.

Różnice między systemem ochronnym a roboczym

Przewody uziemiające od kanałów wentylacyjnych mogą być przyłączone do głównej szyny uziemiającej (GZSz) lub do szyny uziemienia ochronnego w rozdzielnicach elektrycznych. Pod warunkiem, że to wyposażenie znajduje się w domu, w którym już zamontowano, w razie potrzeby, obwód uziemienia.

Zazwyczaj GZSz znajduje się w pomieszczeniach technicznych, garażach, warsztatach. Można je łatwo wykorzystać również w schemacie uziemienia systemu wentylacji.

Jeśli już Pan/Pani zdecydował/a, które kanały wentylacyjne w domu zgodnie z przepisami należy obowiązkowo uziemić, to proszę nie pomylić miejsc przyłączenia. Rzecz w tym, że w rozdzielnicach elektrycznych znajduje się robocza szyna uziemiająca. Jest przeznaczona do funkcji roboczej, a nie ochronnej.

Roboczy przewód neutralny (N) jest czwartą żyłą kabla zasilającego, w którym znajdują się trzy przewody fazowe (L). Jest on połączony z neutralnym punktem źródła zasilania. W rozdzielnicy ten przewód neutralny jest łączony z obudową rozdzielnicy i szyną uziemienia roboczego.

Istnieją kable ze specjalnym izolowanym oplotem przewodzącym, pancerzem, który może służyć jako naturalny uziom. Lub z ochronną żyłą uziemiającą (PE).

Łączy się ona również z obudową rozdzielnicy i z inną szyną uziemiającą, ale już nie roboczą, a ochronną. Nie jest pewne, że w Państwa domu taki wzmocniony drogi kabel został użyty w schemacie zasilania.

Przewody uziemiające od urządzeń wentylacyjnych należy przyłączać do szyny ochronnego zera PE. Nie należy pomylić z szyną roboczego zera N.

Za pomocą roboczego przewodu neutralnego do zasilania podłączane są wszystkie urządzenia o napięciu 220 V. Oznacza to, że w gniazdku są dwa styki: „faza” i „zero”. O tym wiedzą wszyscy domowi majsterkowicze.

W gniazdkach w standardzie euro występuje jeszcze styk uziemiający. Nigdy nie wolno mylić tych dwóch zupełnie różnych pojęć – uziemienia i zerowania. Konsekwencje mogą być smutne zarówno dla poszkodowanego, jak i dla właściciela domu jednorodzinnego. To właśnie właściciel domu ponosi odpowiedzialność za bezpieczną pracę całego wyposażenia.

Jak wykonać uziemienie przewodów wentylacyjnych?

Pomiędzy kołnierzami należy zamontować elastyczne miedziane zworki bocznikujące, jeśli na kanałach wentylacyjnych brak jest fabrycznych. Połączenie śrubowe, nawet wykonane bez podkładek izolacyjnych, raczej nie będzie zgodne z przepisami.

Ponieważ rezystancja przejściowa styku powinna być mniejsza niż 0,1 Ω. Dopuszcza się łączenie złączy konstrukcji metalowych za pomocą spawania stalowych uchwytów.

Przewody uziemiające przyłącza się:

• poprzez przejściowe listwy zaciskowe do śrub kołnierzy lub innych połączeń rozłącznych;
• za pomocą obejmy zaciskowej, oczyszczonej i pokrytej smarem przewodzącym prąd;
• za pomocą spawania lub niezawodnych połączeń rozłącznych do ramy nośnej.

Widoczne uziemienie należy wykonać na początku i na końcu kanału wentylacyjnego. Jako przejściowe listwy można zastosować miedziane końcówki.

Przepisy wymagają obowiązkowego uziemienia kanałów wentylacyjnych, niezależnie od innych podjętych środków ochrony, w tym przed elektrycznością statyczną.

Przekrój stalowych przewodów uziemiających powinien wynosić co najmniej 75 mm². Dla przewodu miedzianego dopuszczalny przekrój wynosi od 10 mm².

Części przewodzące prąd obudów wentylatorów należy uziemiać z konturem za pomocą oddzielnych przewodów. Nie dopuszcza się szeregowego łączenia wentylatorów z uziemieniem kanałów wentylacyjnych, obowiązuje wyłącznie schemat równoległy.

Montaż uziomów obwodu ochronnego

Podczas rekonstrukcji lub budowy domu jednorodzinnego brakujące urządzenie uziemiające można również wykonać własnoręcznie. Skuteczność konturu zależy od wybranego schematu połączeń, rodzaju i rezystywności gruntu.

Lokalizację i liczbę elektrod można zrealizować według dowolnego z proponowanych schematów. Wymaganą rezystancję osiąga się poprzez zwiększenie długości elektrody lub liczby uziemiaczy.

Rezystancja urządzenia uziemiającego, używanego wyłącznie do ochrony człowieka przed porażeniem elektrycznością statyczną kanału wentylacyjnego, może być zwiększona do 100 Ω. Sposobami pomiaru rezystancji zapozna następny artykuł, który zalecamy przeczytać.

Wszystkie etapy prac ukrytych podczas montażu konturu uziemiającego warto sfotografować. Wydrukowane zdjęcia papierowe, odręcznie narysowane schematy z dokładnymi wymiarami i wskazanymi materiałami, należy przechowywać wraz z protokołami badań.

Są to poważne dokumenty, nazywane paszportem urządzenia uziemiającego. Za ich pomocą można kontrolować zmiany konturu, planować naprawy, a nawet obniżać taryfy firmy ubezpieczeniowej przy zawieraniu polisy na dom.

Typowe błędy domowych majsterkowiczów

Samodzielne uziemienie może być wykonane bezbłędnie. Ale czasami nieuwaga, pośpiech, niskie umiejętności praktyczne prowadzą do błędów w montażu.

Najczęstsze błędy i niedociągnięcia:

• Słaby kontakt z powodu powłoki ochronnej połączeń rozłącznych;
• Niezgodność z normami wymiarów przewodów uziemiających;
• Szybko niszczący się materiał elementów systemu uziemienia;
• Połączenie przewodu neutralnego roboczego i ochronnego.

Dlaczego wielu doradza umieszczać uziemiacze z dala od domu, wybierając odległości z głębi swojej świadomości. Wszystkie dane dotyczące instalacji mają charakter zalecany, ale nie obowiązkowy. Żadne zagrożenie dla człowieka nie występuje, nie ma żadnych ograniczeń w przepisach dotyczących odległości.

Połączenie uziemienia kanałów wentylacyjnych z obwodem uziemiającym piorunochronów jest niedozwolone. Ogromny prąd płynący przez uziemienie podczas uderzenia pioruna może uszkodzić cały system wentylacyjny.

Niektórzy «znawcy» radzą, aby dla lepszej przewodności wsypać sól do gruntu wokół uziemiaczy. Nie należy słuchać dyletantów, proszę radzić się profesjonalistów.

Rzeczywiście, początkowo dzięki zwiększeniu wilgotności możliwe jest nieznaczne zmniejszenie rezystancji rozprzestrzeniania obwodu uziemienia. Jednak elementy metalowe w takim środowisku szybko ulegną zniszczeniu z powodu przyspieszenia procesów korozji uziemiaczy.

Sprawdzenie systemu przez służby techniczne

Zaleca się sprawdzanie uziemienia domowego sprzętu wentylacyjnego dwa razy w roku, wiosną i jesienią. Wykryte przerwy, korozję oraz inne wady widocznych połączeń zewnętrznych należy usuwać jak najszybciej.

Sprawdzenie działania urządzenia ochronnego z wybiórczym odsłonięciem gruntu przeprowadza się nie rzadziej niż raz na 12 lat. Jednocześnie mierzone są rezystancje styków kanału wentylacyjnego z uziemieniem oraz rezystancja rozprzestrzeniania obwodu uziemienia.

Pomiary z udziałem elektryków najlepiej przeprowadzać w suchą letnią pogodę lub podczas zimowych mrozów. W tych warunkach wzrasta rezystywność gruntu. Oznacza to, że wartość rezystancji rozprzestrzeniania obwodu uziemienia będzie maksymalna. Zapewni to jego niezawodność i zgodność z normą we wszystkich pozostałych sezonach.

Po co trzeba uziemiać przewody wentylacyjne?

Ignorowanie prawidłowego projektowania i montażu uziemienia systemu wentylacji właściciele domów jednorodzinnych tłumaczą najczęściej niechęcią do wydawania dodatkowych pieniędzy. Dlaczego ludzie bez specjalistycznej wiedzy w tej dziedzinie uważają, że bezpieczeństwo elektryczne można tutaj zaniedbać.

Zanim pomyśli się o fałszywej oszczędności, należy zapoznać się z możliwymi tragicznymi konsekwencjami braku uziemienia. O obowiązkową ochronę sprzętu wentylacyjnego może nie zadbać tylko najbardziej nieodpowiedzialny właściciel domu.

W Rosji porażenia prądem są przyczyną śmierci w 2,7% wypadków. Za tymi suchymi liczbami kryją się konkretne ludzkie ofiary. Chodzi o to, że prąd elektryczny pojawia się niespodziewanie. Nie ma zapachu, koloru, nie można go zobaczyć ani wyczuć, dopóki się go nie dotknie lub nie zidentyfikuje za pomocą urządzeń.

Proces przyłączania metalowych części urządzeń wentylacyjnych do urządzeń uziemiających wymaga szczególnej ostrożności. Należy przestrzegać środków bezpieczeństwa podczas pracy na wysokości, ze sprzętem spawalniczym, z urządzeniami elektrycznymi.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Montaż obwodu uziemiającego w domu jednorodzinnym:

Skład wyciągowego systemu wentylacji budynku:

Obudowa wentylatora, kanały powietrzne i inne elementy, na których może pojawić się ładunek elektryczny, muszą być bezpieczne dla przypadkowego dotknięcia przez człowieka.

Wszystkie przewody uziemiające, elektrody, naturalne uziemiacze mają znormalizowane przepisami charakterystyki elektryczne. Właściwie obliczony schemat i prawidłowo zamontowane elementy ochronne posłużą Państwu przez wiele lat. Ważne jest jedynie regularne przeprowadzanie przeglądów technicznych i mierzenie parametrów elektrycznych części uziemienia.

A jak Pan/Pani sądzi – czy warto wykonać uziemienie samodzielnie, czy lepiej zaprosić specjalistów? W poniższym formularzu do komentarzy prosimy podzielić się swoją opinią, zadać pytania naszemu ekspertowi, zostawić recenzję.