Standard techniczny nr 6/DTS/2015 budowy układów uziomowych w sieci dystrybucyjnej TAURON Załącznik do Zarządzenia nr 34/2015 Obowiązuje od dnia 29 maja 2015 roku
Strona 2 z 42
Spis treści 1. Podstawa opracowania 5 2. Zakres stosowania 5 3. Opis zmian 5 4. Definicje 5 5. Układ uziomowy - zagadnienia ogólne 9 5.1. Ogólny opis elementów układu uziomowego 9 5.2. Wytyczne w zakresie projektowania instalacji uziemiających 14 5.3. Wytyczne w zakresie budowy instalacji uziemiających 15 5.4. Ogólne zasady ograniczania napięć dotykowych rażeniowych i wynoszenia potencjału w stacjach i liniach o napięciu wyższym od 1 kv (WN i SN) 16 5.5. Ogólne zasady realizacji ochrony przy uszkodzeniu w liniach o napięciu do 1 kv 18 6. Stacje elektroenergetyczne WN/SN i SN/SN 21 6.1. Przeznaczenie układu uziomowego na stacjach WN/SN i SN/SN 21 6.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy w stacjach elektroenergetycznych WN/SN i SN/SN 21 6.3. Zasady budowy układu uziomowego w stacjach WN/SN i SN/SN 21 6.3.1. Zasady budowy układu uziomowego w rozdzielniach napowietrznych WN/SN i SN/SN 21 6.3.2. Zasady budowy układu uziomowego w rozdzielniach wnętrzowych WN/SN i SN/SN 24 7. Stacje elektroenergetyczne SN/nN 25 7.1. Przeznaczenie układu uziomowego w stacjach SN/nN 25 7.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy stacji elektroenergetycznych SN/nN 25 7.3. Zasady budowy wspólnego układu uziomowego dla urządzeń SN i nn w stacjach SN/nN 26 7.3.1. Zasady budowy układu uziomowego dla stacji słupowych 26 7.3.2. Zasady budowy układu uziomowego dla stacji wnętrzowych 27 7.4. Zasady budowy rozdzielonego układu uziomowego dla urządzeń SN i nn w stacjach SN/nN 29 8. Złącza ZK-SN 32 8.1. Przeznaczenie układu uziomowego w złączach ZK-SN 32 8.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy złączy ZK-SN 32 8.3. Zasady budowy uziemień dla złączy ZK-SN 32 9. Linie elektroenergetyczne WN 34 9.1. Przeznaczenie układu uziomowego w liniach WN 34 9.2. Rodzaj stosowanych uziomów w liniach WN 34 9.3. Zasady budowy uziemień 34 10. Linie elektroenergetyczne SN 36 10.1. Przeznaczenie układu uziomowego w liniach SN 36 10.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy linii SN 36 10.3. Zasady budowy układu uziomowego w liniach SN 36 Strona 3 z 42
11. Słupy w liniach napowietrznych SN z zabudowaną aparaturą łączeniową 37 11.1. Przeznaczenie układu uziomowego dla słupów w liniach napowietrznych SN z zabudowaną aparaturą łączeniową 37 11.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy dla słupów w liniach napowietrznych SN z zabudowaną aparaturą łączeniową 37 11.3. Zasady budowy układu uziomowego dla słupów w liniach napowietrznych SN z zabudowaną aparaturą łączeniową 38 12. Linie elektroenergetyczne nn i zestawy złączowe nn oraz złączowo - pomiarowe nn 38 12.1. Przeznaczenie układu uziomowego w liniach nn i zestawach złączowych nn oraz złączowo - pomiarowych nn 38 12.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy linii nn i dla zestawów złączowych nn oraz złączowo-pomiarowych nn 39 12.3. Zasady budowy układu uziomowego w liniach nn i zestawach złączowych nn oraz złączowo - pomiarowych nn 39 13. Stacje bazowe typu TETRA 40 13.1. Przeznaczenie układu uziomowego w stacjach bazowych typu TETRA 40 13.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy w stacjach bazowych typu TETRA 40 13.3. Zasady budowy układu uziomowego w stacjach bazowych typu TETRA 40 14. Wykaz załączników 42 Strona 4 z 42
1. Podstawa opracowania Podstawą niniejszego Standardu są: dokumenty powiązane i Normy wg Załącznika nr 1, praktyka eksploatacyjna. 2. Zakres stosowania 2.1. Standard techniczny nr 6/DTS/2015 budowy układów uziomowych w sieci dystrybucyjnej TAURON (dalej: Standard) określa wymagania techniczne dla budowy uziomów w budowanych i modernizowanych w obiektach sieci elektroenergetycznej dla napięć WN, SN i nn. 2.2. Standard obowiązuje od dnia jego wprowadzenia stosownym Zarządzeniem Prezesa Zarządu TAURON i powinien być stosowany w przypadkach: budowy oraz modernizacji układów uziomowych. 2.3. W przypadkach remontu lub konserwacji istniejących układów uziomowych, dopuszcza się stosowanie zasad, które zostały zastosowane przy ich budowie. 2.4. Rozwiązania odbiegające od wymagań zawartych w Standardzie powinny uzyskać akceptację Biura Standaryzacji TAURON zgodnie z obowiązującymi w tym zakresie procedurami. 2.5. Zmiana treści Załączników do niniejszego Standardu jest dokonywana samodzielną decyzją Dyrektora Departamentu, w kompetencjach którego leży obszar standaryzacji w TAURON, o ile zmiany te nie stoją w sprzeczności z postanowieniami obowiązujących regulacji wewnętrznych i wewnątrzkorporacyjnych. Wskazane zmiany nie są traktowane, jako zmiana samego Standardu. Projekty zmian Załączników opracowuje i przedstawia w/w Dyrektorowi Departamentu Biuro Standaryzacji. 2.6. W sprawach, w których przed dniem wejścia w życie niniejszego Standardu zawarto umowę, opracowano projekt w oparciu o zawartą umowę albo w inny sposób powołano się na dotychczas obowiązujące zasady, stosuje się te dotychczasowe zasady, chyba że strony umówią się na zastosowanie niniejszego Standardu. 3. 4. Opis zmian Pierwsze wydanie. Wszelkie kolejne zmiany treści Standardu oraz jego Załączników rejestrowane będą w Karcie aktualizacji Standardu. Definicje Poniżej zamieszczone terminy i ich definicje opracowano na podstawie norm [N6, N3, N11] 1 oraz dokumentów [1, 2, 3]. Część czynna przewód lub inna część przewodząca przeznaczona do pracy pod napięciem roboczym w normalnych warunkach. Część przewodząca dostępna część przewodząca urządzenia elektrycznego nie będąca częścią czynną, która może być dotknięta i która może znaleźć się pod napięciem tylko w następstwie uszkodzenia izolacji (stałej lub gazowej) urządzenia. 1 liczby w nawiasach kwadratowych oznaczają odpowiednie pozycję w załączniku nr 1 do przedmiotowego Standardu Strona 5 z 42
Część przewodząca obca dostępna dla dotyku część przewodząca, nie będąca częścią urządzenia elektrycznego, która może się znaleźć pod określonym potencjałem, zazwyczaj pod potencjałem ziemi. GSU Główna Szyna Uziemiająca. Impedancja uziemienia impedancja przy danej częstotliwości, miedzy określonym punktem sieci, instalacji lub urządzenia a ziemią odniesienia. Instalacja uziemiająca (uziemienie) zespół wszystkich połączeń elektrycznych i elementów służących do uziemienia sieci, instalacji lub urządzenia. Napięcie dotykowe rażeniowe (rzeczywiste) U T napięcie na ciele człowieka, które może się pojawić w czasie trwania rzeczywistego zwarcia, wywołane przepływem prądu rażeniowego. Napięcie U Tp - największa dopuszczalna wartość napięcia dotykowego rażeniowego U T zależna od czasu trwania zwarcia doziemnego t F. Napięcie uziomowe U E, napięcie przewodu uziemiającego - napięcie występujące pomiędzy uziomem a ziemia odniesienia. Napięcie zakłóceniowe (uszkodzeniowe) U F napięcie między częścią przewodzącą dostępną a ziemią odniesienia, występujące przy uszkodzeniu izolacji doziemnej części czynnej urządzenia elektrycznego. Miejsca często uczęszczane podwórza, stadiony, boiska sportowe, kąpieliska, plaże, kempingi i inne tereny rekreacyjne, biwaki, zakłady przemysłowe, place miejskie, ogródki działkowe i parki, parkingi i tereny przeznaczone do ruchu pieszego lub w pobliżu budynków, dróg publicznych i ulic (tereny na których występuje duże prawdopodobieństwo częstego przebywania ludzi). Ochrona odgromowa - ogół środków technicznych mających na celu ochronę przed bezpośrednimi i pośrednimi skutkami działania wyładowań atmosferycznych w chroniony obiekt. Ochrona przed porażeniem elektrycznym, ochrona przeciwporażeniowa zespół środków zmniejszający ryzyko porażenia elektrycznego. Ochrona przepięciowa podstawowa - środki ochrony stosowane w obwodach sieci zasilającej oraz liniach przesyłu sygnałów najczęściej w miejscach dojścia do obiektów, zadaniem ochrony przepięciowej podstawowej jest ograniczenie energii udarów do poziomów dopuszczalnych dla większości urządzeń pracujących w obiekcie. Ochrona przepięciowa dodatkowa - elementy lub układy ochronne przeznaczone do ograniczania energii impulsów przepuszczanych przez układy ochrony podstawowej do gwarantowanego przez producenta poziomu dopuszczalnego dla danego urządzenia. Płaskownik (bednarka) - taśma wykonana ze stali lub miedzi, o przekroju spłaszczonego prostokąta. Grubość 3 5 mm, szerokość 30 85 mm, do transportu zwijana w kręgi. W budownictwie stosowana, jako element instalacji uziemiającej. Zabezpieczenie antykorozyjne dla stali: cynkowanie ogniowe lub miedziowanie elektrolityczne. Potencjał przenoszony (wynoszony) - napięcie uziomowe systemu uziemiającego wywołane przepływem prądu uziomowego, przeniesione przez części przewodzące (na przykład metalową powłokę kabla, rurociąg, szyny) na tereny o niskim lub zerowym potencjale względem ziemi odniesienia. Strona 6 z 42
Prąd dotykowy, prąd rażeniowy I B prąd elektryczny, który przepływa przez ciało człowieka lub zwierzęcia, gdy ciało styka się co najmniej z jedną częścią przewodząca dostępną elektrycznego urządzenia lub instalacji. Prąd uziomowy I E część prądu zwarcia doziemnego przepływająca przez rozpatrywany uziom (uziomy) do ziemi. Przewód neutralny N przewód czynny połączony z punktem neutralnym układu prądu przemiennego i mogący brać udział w rozdzielaniu energii elektrycznej. Przewód ochronny PE uziemiony przewód nieobciążony prądami roboczymi, przeznaczony dla celów bezpieczeństwa, np. dla ochrony przed porażeniem elektrycznym. Przewód PEN przewód łączący funkcje przewodu ochronnego uziemionego oraz przewodu neutralnego. Przewód uziemiający przewód stanowiący drogę przewodzącą, lub jej część, między danym punktem sieci, instalacji lub urządzeniem a uziomem. Przewód uziemiający funkcjonalny przewód uziemiający wykorzystywany do celów uziemienia funkcjonalnego, np. uziemienia punktu neutralnego transformatora. Przewód uziemiający ochronny przewód uziemiający wykorzystywany do celów uziemienia ochronnego, np. uziemienia GSU lub części przewodzącej dostępnej. R B - wypadkowa rezystancja uziemienia wszystkich połączonych równolegle uziomów (np. w obrębie sieci rozdzielczej nn, SN lub WN). Rezystancja uziemienia R E część rzeczywista impedancji uziemienia. Rezystywność zastępcza gruntu - rezystywność gruntu jednorodnego, w którym rezystancja uziemienia o określonym typie i rozmiarach jest taka sama, jak w rzeczywistym gruncie niejednorodnym. Sterowanie rozkładem potencjału - wpływanie za pomocą uziomów na potencjał gruntu, a w szczególności na potencjał na powierzchni gruntu. Środki uzupełniające M wskazane przez normę uzupełniające środki ochrony od porażeń, oznaczone literą M i cyfrą lub cyframi. Sprowadzają się one do następujących rozwiązań: dodatkowy uziom wyrównawczy albo zmniejszenie rozmiarów oczek projektowanego uziomu kratowego, warstwy powierzchniowe o dużej rezystywności, przewodzące stanowisko obsługi, np. metalowa krata lub płyta połączona ze wszystkimi częściami przewodzącymi jednocześnie dostępnymi i z układem uziemiającym obiektu, pokrycie izolacyjne elementów przewodzących albo zastąpienie ich elementami izolacyjnymi, izolacyjne przegrody uniemożliwiające jednoczesne dotknięcie określonych części. Uziemić połączyć dany punkt sieci, instalacji lub urządzenia z ziemią lokalną. Uziemienie ochronne uziemienie, części przewodzących instalacji lub urządzenia dla celów ochrony przeciwporażeniowej. Uziemienie odgromowe uziemienie mające odprowadzić do ziemi udarowe prądy wyładowań atmosferycznych. Strona 7 z 42
Uziemienie funkcjonalne (robocze) uziemienie określonego punktu sieci, instalacji lub urządzenia dla uzyskania jego poprawnego działania. Uziemienie sieci elektroenergetycznej, uziemienie ochronno funkcjonalne (ochronnorobocze) uziemienie spełniające jednocześnie funkcję uziemienia funkcjonalnego i ochronnego. Układ uziomowy część instalacji uziemiającej obejmująca tylko uziomy i ich wzajemne połączenia. Uziom część przewodząca umieszczona w gruncie lub w określonym przewodzącym ośrodku, np. w betonie, znajdująca się w kontakcie elektrycznym z ziemią. Uziom poziomy uziom, który zwykle jest ułożony w gruncie na niewielkiej głębokości, do około 1 m. Może być wykonany z metalowej taśmy, pręta o przekroju okrągłym lub liny, jako uziom promieniowy, otokowy, kratowy lub o konfiguracji będącej ich kombinacją. Uziom pionowy uziom, który zwykle jest ułożony lub wbity w grunt na głębokość większą niż 1m. Może on być wykonany np. z rury, pręta o przekroju okrągłym lub innego kształtownika. Uziom pionowy aktywny uziom pionowy umieszczony dodatkowo w masie poprawiającej właściwości gruntu i powierzchnie styku uziom-grunt np. w masie bentonitowo-grafitowej, posiadającej dopuszczenie ekologiczne. Stosowany w bardzo trudnym terenie gdzie oporność gruntu przekracza 300 Ωm. Uziom kablowy kabel, którego powłoka, ekran lub pancerz dają ten sam efekt, co taśmowy uziom poziomy. Uziom pionowy miedziany aktywny pręt/rura miedziana w osłonie z rury stalowej z aktywatorem chemicznym. Integralnym elementem pionowych uziomów miedzianych aktywnych są aktywatory chemiczne oraz rura stalowa spełniająca na etapie pogrążania funkcję osłony uziomu właściwego, która następnie staje się zasobnikiem dobrze przewodzącego tlenku żelaza w celu lokalnego obniżenia rezystywności gruntu otaczającego uziom właściwy. Ilość aktywatorów chemicznych wprowadzonych do jednego kompletnego uziomu, jest zależna od rezystywności gruntu (np. wariant na obszary górskie). Uziom niezależny uziom wystarczająco oddalony od innych uziomów tak, że na jego potencjał elektryczny nie wpływają w znaczący sposób prądy elektryczne płynące przez inne uziomy. Uziom fundamentowy uziom w postaci metalowej taśmy lub pręta zatopionego w betonie dla celów uziemienia (uziom fundamentowy sztuczny) lub uziom w postaci stalowego zbrojenia betonowego fundamentu (uziom fundamentowy naturalny). Uziom naturalny część przewodząca umieszczona w gruncie w innym celu niż uziemienie, a ubocznie wykorzystywana do uziemienia urządzeń elektroenergetycznych. Uziom sztuczny uziom wykonany specjalnie dla uziemienia urządzeń elektroenergetycznych. Ziemia odniesienia dowolny punkt na powierzchni albo w głębi ziemi, którego potencjał nie zmieni się pod wpływem prądu przepływającego przez rozpatrywany uziom bądź uziomy; dla uziomu oddzielnego ziemia odniesienia ma potencjał 0. Złącze pomiarowe (probiercze) ZP połączenie skręcane na przewodzie uziemiającym ochronnym, umożliwiające rozłączenie uziomu od części uziemianej (tylko przy użyciu klucza Strona 8 z 42
5. lub narzędzia), np. w celu wykonania pomiarów rezystancji uziemienia (inaczej: złącze kontrolne, zacisk kontrolny). Zespolona instalacja uziemiająca ZIU równoważny układ uziemiający, utworzony przez wzajemne połączenie lokalnych instalacji uziemiających, który dzięki bliskości tych instalacji zapewnia, że nie występuje wówczas niebezpieczne napięcie dotykowe. Wyjaśnienia dodatkowe dla ZIU [3, 7]: Zespolona instalacja uziemiająca (ZIU) występuje w terenie silnie zurbanizowanym, gdzie zachodzi wysokie prawdopodobieństwo połączenia ze sobą wielu uziemień sztucznych jak i naturalnych (linie kablowe SN i nn, zbrojenia fundamentów, instalacje wodociągowe, ciepłownicze itp.) będących w bliskim sąsiedztwie. Zespolona instalacja uziemiająca (ZIU) występuje na obszarze zasilanym z sieci kablowej SN o typowym układzie pętlowym, o zachowanej ciągłości powłok metalowych i żył powrotnych kabli w obu kierunkach od danej stacji transformatorowej SN/nN, aż do GPZ lub RS. Dotyczy to w praktyce sieci kablowej miast i osiedli o gęstej zabudowie, oraz dużych sieci przemysłowych. Dla stacji posiadających zasilanie kablowe tylko z jednej strony, o zachowanej ciągłości powłok metalowych i żył powrotnych od GPZ lub RS do przedmiotowej stacji transformatorowej, średnia długość kabli pomiędzy stacjami nie może być większa od 1 km. Aby taką stację można było uważać za znajdującą się na obszarze ZIU, muszą być jednak spełnione dodatkowe warunki dla sieci nn zasilanej ze stacji, podane niżej. Definiuje się mianowicie jako ZIU sieć kablową nn zasilaną przynajmniej z dwóch stacji położonych w odległości nie większej niż 1 km, jeżeli z każdej z nich wychodzą przynajmniej dwie linie kablowe nn, a w każdej z nich jest nie mniej niż 10 odbiorców, którzy posiadają przyłącza z własnymi uziomami i istnieje połączenie między tymi stacjami przewodem PEN lub powłoką czy żyłą powrotną kabla SN. Natomiast nie można uznawać za ZIU sieci nn, jeśli ze stacji SN/nN wychodzą tylko linie napowietrzne. Układ uziomowy - zagadnienia ogólne 5.1. Ogólny opis elementów układu uziomowego 5.1.1. Zadania, funkcje i rodzaje Zadaniem układu uziomowego jest [N3-N7, N13]: zapewnienie poprawnej pracy instalacji elektrycznej lub elektroenergetycznej, spełnienie wymagań bezpieczeństwa w zakresie ochrony przed porażeniem, skuteczne wyrównanie potencjałów instalacji obiektu, odprowadzenie energii przepięć występujących w sieciach elektroenergetycznych lub powstających w skutek oddziaływania wyładowań atmosferycznych, zapewnienie poprawnego działania zabezpieczeń. bezpieczne rozproszenie w ziemi prądu pioruna odprowadzonego z instalacji odgromowej (LPS). Jako uziomy można stosować następujące elementy: druty, linki, taśmy, pręty, rury, lite płyty lub kratownice [N3-N7]. Rozróżniamy następujące uziomy: a. ze względu na funkcję: uziomy funkcjonalne (robocze), ochronne, funkcjonalno-ochronne (ochronno-robocze), odgromowe, ochronno-odgromowe, b. ze względu na rodzaj: naturalne i sztuczne, Strona 9 z 42
c. ze względu na budowę: poziome (np. otokowe, kratowe, promieniowe), fundamentowe, pionowe, d. ze względu na materiał z którego są wykonane: miedziane, stalowe: cynkowane ogniowo, miedziowane elektrolitycznie. 5.1.2. Elementy układu uziomowego, ich konstrukcja, minimalne wymiary oraz materiał wykonania Uziom pionowy w postaci pręta uziomowego / rury uziomowej: a. Stalowy cynkowany ogniowo pręt ze stali o wytrzymałości na rozciąganie zgodnie z PN-EN ISO 6892-1:2010P [N9] nie mniej niż 350 N/mm 2, powłoka zewnętrzna antykorozyjna wykonana: z cynku o minimalnej grubości w każdym punkcie 63 µm i średniej minimalnej grubości 70 µm [N3], minimalna faktyczna średnica pręta: ɸ 16 mm [N3], pierwszy pręt zakończony utwardzonym grotem lub wszystkie pręty jednakowe a na pierwszy pogrążany pręt nakładany jest grot jako oddzielny element, łączenie prętów z zapewnieniem odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej na obciążenia występujące przy pobijaniu oraz gwarantujące właściwe połączenie elektryczne w toku eksploatacji a także zabezpieczenie połączeń przed korozją. b. Stalowy miedziowany elektrolitycznie pręt ze stali o wytrzymałości na rozciąganie zgodnie z PN-EN ISO 6892-1:2010P [N9] nie mniej niż 600 N/mm 2, powłoka zewnętrzna antykorozyjna wykonana z miedzi o minimalnej grubości w każdym punkcie 250 µm i czystości miedzi 99,9 %, minimalna faktyczna średnica zewnętrzna pręta: ɸ 16 mm, pierwszy pręt zakończony utwardzonym grotem, lub wszystkie pręty jednakowe, a na pierwszy pogrążany pręt nakładany jest grot jako oddzielny element łączenie prętów z zapewnieniem odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej na obciążenia występujące przy pobijaniu oraz gwarantujące właściwe połączenie elektryczne w toku eksploatacji a także zabezpieczeniem połączeń przed korozją, przy budowie uziomów o długości powyżej 3 m preferuje się łączenie prętów uziomowych poprzez złączki gwintowane. c. Miedziany aktywny - pręt lub rura wykonane z miedzi elektrolitycznej o czystości 99,9 %, umieszczone w osłonie z rury stalowej z aktywatorem chemicznym. UWAGA: Każdy pręt uziomowy musi posiadać trwałe oznaczenie producenta umożliwiające jego jednoznaczne określenie. Poprzez trwałe oznaczenie rozumie się nieścieralne, niezmywalne i nieusuwalne w sposób nienaruszający struktury pręta uziomowego, a jednocześnie wykonane technologią nienaruszającą powłokę antykorozyjną. Uziom płytowy stalowy: wykonany z płyty stalowej o grubości blachy min 3 mm i wymiarach 1000x500 mm, zabezpieczony antykorozyjnie poprzez cynkowanie ogniowe, o minimalnej grubości warstwy zabezpieczenia antykorozyjnego 63 µm w każdym punkcie i średniej minimalnej grubości wartswy70 µm [N3], posiadający wbudowane złącze krzyżowe. Strona 10 z 42
Grot uziomu pionowego: wykonany ze stali narzędziowej (wysokowęglowej) lub stali hartowanej posiadający odpowiednią geometrię zaostrzony koniec, występujący jako oddzielny element lub stanowiący integralną część pręta uziomowego. Uziom poziomy (kratowy lub otokowy) w postaci płaskownika/bednarki: ze stali w osłonie z cynku nakładanego ogniowo o minimalnej grubości warstwy antykorozyjnej w każdym punkcie 63 µm oraz średniej minimalnej grubości 70 µm [N3] oraz minimalnych wymiarach 30x4 lub 40x5, ze stali w osłonie z miedzi nakładanej elektrolitycznie o minimalnej grubości warstwy antykorozyjnej w każdym punkcie 70 µm oraz minimalnych wymiarach 30x4 lub 40x5, z miedzi o minimalnym przekroju 50 mm 2 i grubości nie mniejszej niż 2 mm. Uchwyt krzyżowy: z przeznaczeniem do łączenia prętów uziomowych z bednarkami (o szerokości 40 mm gdy łączona w pionie i do 30 mm gdy łączona w poziomie) lub okrągłymi prętami, wykonany z trzech blach, ze stali odpowiedniej dla materiałów łączonych neutralnej dla nich galwanicznie, o grubości nie mniejszej niż 3 mm każda, połączonych 4 śrubami M8 wykonanymi z odpowiedniej stali, nie dopuszcza się bezpośredniego połączenia w gruncie metali, których wzajemny potencjał elektrochemiczny jest większy od 0,6 V, gwarantujący najlepsze właściwości elektryczne, zapewniający odpowiednią sztywność elementów, umożliwiającą docisk łączeniowy bez odkształceń montażowych, zapewniający zabezpieczenie łączenia i powierzchni stykowej przed korozją, charakteryzujący się wysoką trwałością połączenia. Tabela 1. Różnice potencjałów elektrochemicznych para metali najczęściej stosowanych w Polsce na uziomy lub ich powłoki ochronne: Cynk, stopy cynku Zn na żelazie lub stali, stop 80 Sn /20 Zn na stali Stal miękka Stal nierdzewna o zawartości 12% Cr, Cr lub Ni na stali, Sn na stali Stal nierdzewna o wysokiej zawartości Cr Miedź, stopy miedzi Rodzaje powłoki zewnętrznej 0 V 0,05 V 0,4 V 0,65 V 0,75 V 0,85 V Cynk, stopy cynku 0,05 V 0 V 0,35 V 0,6 V 0,7 V 0,8 V Zn na żelazie lub stali, stop 80 Sn/20 Zn na stali 0,4 V 0,35 V 0 V 0,25 V 0,35 V 0,45 V Stal miękka 0,65 V 0,6 V 0,25 V 0 V 0,1 V 0,2 V 0,75 V 0,7 V 0,35 V 0,1 V 0 V 0,1 V Stal nierdzewna o zawartości 12% Cr, Cr lub Ni na stali, Sn na stali Stal nierdzewna o wysokiej zawartości Cr 0,85 V 0,8 V 0,45 V 0,2 V 0,1 V 0 V Miedź, stopy miedzi Zn cynk Cr chrom Sn cyna Ni nikiel UWAGA: należy stosować łączenie metalów, których różnica potencjałów znajduje się w polu zielonym. Strona 11 z 42
Połączenia egzotermiczne: z przeznaczeniem do łączenia prętów uziomowych z bednarkami o dowolnych szerokościach lub innymi okrągłymi przewodnikami, a także bednarek miedzy sobą lub z okrągłymi przewodnikami, okrągłych przewodników między sobą, lub stalowych elementów konstrukcyjnych z bednarkami lub okrągłymi przewodnikami; gwarantujące wymagane pola przekrojów poprzecznych, materiał: stop miedzi o zawartości Cu 97 %, montaż: naboje dostarczane w zamkniętych zasobnikach o właściwej dla danego połączenia gramaturze, wykonywane w grafitowych formach o żywotności przynajmniej 50 połączeń, inicjowane elektrycznie. Złączki gwintowane: z przeznaczeniem do łączenia prętów uziomowych między sobą, gwarantujące najlepsze właściwości elektryczne, zapewniające odpowiednią sztywność elementów, umożliwiającą docisk łączeniowy bez odkształceń montażowych, zapewniające zabezpieczenie łączenia i powierzchni stykowej przed korozją, charakteryzujące się wysoką trwałością połączenia, materiał: mosiądz lub brąz. Strona 12 z 42
Stal Miedź Tabela 2. Zestawienie wartości tych samych parametrów elementów układów uziomowych, zapewniających ich wytrzymałość mechaniczną i trwałość korozyjną, ale zgodnie z różnymi Normami [N2, N3, N5, N13]: Materiał Kształt Minimalne wymiary 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) UWAGA: średnica/przekrój/grubość [grubość powłoki] mm/mm 2 /mm [µm] PN-HD 60364-5-54: PN-EN 50522: 2011 1 2011 PN-EN 62305-3: 2011 PN-EN 62561-2: goła/cynowana drut - / (25) 50 / - - / 25 / - - / 50 / - 8 / 50 / - [1µm] 2012 taśma - / 50 / 2 - / 50 / 2 - / 50 / - - / 50 / 2 [1µm] pręt (12) 15 / - / - 15 / - / - 15 / 176 / - [1µm] linka 2 1,7 / (25) 50 / - [1µm] 1,8 / 25 / - - / 50 / - 1,7 / 50 / - [1µm] rura 20 / - / 2 20 / - / 2 20 / - / - 20 / 110 / 2 [1µm] płyta lita 3 - / (1,5) 2 500 x 500 / - 500 x 500 / 1,5 [1µm] krata 3 - / 2 600 x 600 4 / - 600 x 600 / - [1µm] 5 galwanizowana taśma - / 50 / 2 [20µm] z powłoką Pb drut - / 25 / - [1000µm] linka 1,8 / 25 / - [1000µm] drut (8) / - / - [70µm] - / 50 / - 8 / 50 / - [250µm] 10 / 78 / - [70µm] taśma - / 90 / 3 [70µm] - / 90 / - - / 90 / 3 [70µm] pręt 14 / - / - [250µm] 14,2 / - / - [90µm] 14 / - / - 14 / 150 / - [250µm] pręt 15 / - / - [2000µm] 15 / - / - [2000µm] drut 8 / - / - [1000µm] drut 10 / - / - [45µm] 10 / - / - [50µm] 7 - / 78 / - 10 / 78 / - taśma - / 90 / 3 [63µm] - / 90 / 3 [63µm] - / 90 / - - / 90 / 3 pręt 16 / - / - [45 µm] 16 / - / - [63µm] 14 / - / - 14 / 150 / - linka 2 - / 70 / - rura 25 / - / 2 [45µm] 25 / - / 2 [47µm] 25 / - / - 25 / 140 / 2 płyta lita 3 500 x 500 500 x 500 / 3 krata 3 600 x 600 4 600 x 600 4 / - 6 drut 10 / - / - - / 78 / - 10 / 78 / - taśma - / 75 / 3 - / 75 / - - / 75 / 3 linka 2 - / 70 / - 1,7 / 70 / - drut 10 / - / - - / 78 / - 10 / 78 / - taśma - / 90 / 3 - / 100 / - - / 100 / 2 pręt 16 / - / - 15 / - / - 15 / 176 / - rura 25 / - / 2 wartości w nawiasach dotyczą uziomów przeznaczonych jedynie do celów ochrony przed porażeniem średnica podana dla pojedynczego drutu dla płyt i krat podane wymiary to powierzchnia / grubość kratownica skonstruowana z przewodu o długości co najmniej 4,8 m zbudowana z taśmy o przekroju 25 x 2 mm lub drutu o średnicy 8 mm zbudowana z taśmy o przekroju 30 x 3 mm lub drutu o średnicy 10 mm wartość średnia minimalne wymiary dla elementów układów uziomowych akceptowane przez TAURON podano w pkt 5.1.2. Strona 13 z 42
5.2. Wytyczne w zakresie projektowania instalacji uziemiających Przy projektowaniu instalacji uziemiającej należy uwzględnić [N3-N7]: lokalną rezystywność gruntu wyznaczoną pomiarowo, przy rozstawie elektrod pomiarowych uwzgledniających głębokości instalacji uziemiającej, uziomy fundamentowe, wytrzymałość cieplną instalacji na prądy zwarciowe, z uwzględnieniem wzrostu wartości tych prądów w przyszłości, wytrzymałość mechaniczną elementów instalacji, minimalne wymiary elementów instalacji, dobór materiałów, osprzętu z jakich należy wykonać instalację uziemiającą, zapobiegający powstawaniu ogniw galwanicznych, wymaganą wartość rezystancji uziemienia projektowanej instalacji, wymagania zachowania poziomu ochrony przed porażeniem, ochrony odgromowej oraz ochrony urządzeń przed uszkodzeniami w wyniku przepięć i przepływu prądów zwarciowych, spełnienie warunku wyrównania potencjału na powierzchni gruntu, zastosowanie środków ochrony przed porażeniem dostosowanych do warunków określonych w docelowym planie zagospodarowania przestrzennego, usytuowanie obiektu, np. słupa, tak aby uniemożliwić uszkodzenie uziomu zwłaszcza na terenach rolnych (zaleca się w przypadku słupów kratowych projektować wyprowadzenie uziomu od wewnętrznej strony nogi słupa), parametry poszczególnych elementów takie jak: wymiary geometryczne, przekrój, powłoka antykorozyjna itp., biorąc pod uwagę wzrost mocy zwarciowej na stacji oraz ubytku stali uziomu w perspektywie co najmniej 25 lat, wykonanie planu przedstawiającego lokalizację uziomu. Na planie tym powinien być oznaczony materiał, z którego wykonano uziom, punkty rozgałęzienia oraz geometrię uziomu w rzucie poziomym (głębokość pogrążania, wymiary, odległości od punktów stałych itp.), odległość między kolejnymi uziomami pionowymi tak, aby była nie mniejsza niż długość sąsiedniego, pojedynczego uziomu najgłębiej pogrążonego, w przypadkach możliwych do realizacji, projektować nowe instalacje uziemiające jako instalacje spełniające wymogi ZIU [7], w przypadku spełnienia kryterium dopuszczalnych napięć dotykowych rażeniowych, w projekcie nie wymaga się uwzględniania rozkładu napięć krokowych, dla stacji SN/nN zasilanych liniami kablowymi bezpośrednio ze stacji elektroenergetycznych o górnym napięciu 110 kv i wyższym (GPZ), do obliczeń związanych z ochroną przed porażeniem, należy przyjmować prądy jednofazowego zwarcia doziemnego na szynach WN, w przypadku niespełnienia kryterium dopuszczalnych napięć dotykowych rażeniowych/zakłóceniowych w stacjach SN/nN, należy dla danej stacji zaprojektować układ uziomowy niezależny od układów uziomowych GPZ, jednocześnie spełniający wszystkie kryteria stawiane stacjom SN/nN. Biorąc pod uwagę względy eksploatacyjne, a także długoterminowy rachunek ekonomiczny, przyjmuje się następujące wytyczne w zakresie rodzaju materiałów wykorzystywanych podczas budowy układów uziomowych: Strona 14 z 42
nie dopuszcza się stosowania stali bez zabezpieczeń antykorozyjnych, wszystkie połączenia krzyżowe lub równoległe przewodników w ziemi powinny być zabezpieczone dodatkowo taśmą antykorozyjną lub masą bitumiczną, chyba że wykonane byłyby za pomocą połączenia egzotermicznego, przy projektowaniu nowych linii WN i pracach modernizacyjnych na istniejących liniach WN należy stosować uziomy pionowe miedziane aktywne, jako uzupełnienie uziomu otokowego, w nowobudowanych obiektach SN na terenach o wysokiej rezystywności gruntu (powyżej 300 Ωm) należy stosować uziomy pionowe miedziane aktywne lub uziomy pionowe aktywne, jako uzupełnienie uziomu otokowego, dla nowobudowanych stacji elektroenergetycznych WN/SN i SN/SN: wykonanie kraty uziomowej wyłącznie z elementów miedzianych łączonych poprzez spawanie lub łączenie egzotermiczne, uzupełnionych uziomami pionowymi miedzianymi aktywnymi, jako materiał przewodów uziemiających należy stosować stal ocynkowaną o odpowiednio dobranym przekroju z połączeniami zabezpieczonymi antykorozyjnie. Do łączenia przewodów uziemiających z miedzianą bednarką należy stosować zgrzewy egzotermiczne lub użyć łączek krzyżowych ze środkową przekładką wykonaną ze stali nierdzewnej gwarantującej zabezpieczenie przed powstaniem ogniw elektrochemicznych oraz zadbać o właściwe zabezpieczenie przed wilgocią. 5.3. Wytyczne w zakresie budowy instalacji uziemiających Przy wykonywaniu instalacji uziemiającej, niezależnie od rodzaju obiektu, jego usytuowania oraz napięcia znamionowego, należy kierować się następującymi wytycznymi [N3-N7]: poszczególne elementy układu należy łączyć przy użyciu osprzętu przeznaczonego dla danego systemu uziemiającego, wszystkie połączenia skręcane powinny posiadać zabezpieczenia przed samoodkręcaniem, połączenia przewodów uziemiających ochronnych i przewodu uziemiającego funkcjonalnego z uziomami otokowymi należy wykonać jako spawane lub zgrzewane egzotermicznie. Miejsca spawu należy zabezpieczyć masą bitumiczną lub taśmą antykorozyjną. Przewody uziemiające funkcjonalne i ochronne należy łączyć w różnych miejscach na obrysie otoku, na przewodach uziemiających ochronnych należy stosować złącze pomiarowe ZP skręcane za pomocą dwóch śrub. Złącze takie ma umożliwiać rozłączenie układu np. w celach kontrolno-pomiarowych. Ilość złączy pomiarowych ZP w obiekcie zależy od rodzaju obiektu i została określona w dalszej części Standardu, złącze pomiarowe ZP ma być łatwo dostępne dla obsługi. Umieszczanie złącza ZP za urządzeniem lub obok, z brakiem dostępu, jest zabronione, przewód uziemiający w bezpośredniej bliskości złącza ZP powinien być tak ukształtowany (poprzez odpowiednie wygięcie płaskownika), aby możliwe było założenie cęgów pomiarowych, połączenia uziemiające funkcjonalne punktu neutralnego transformatora nie powinny posiadać miejsc skręcanych. Jedyne miejsce skręcane może znajdować się na wyprowadzeniu punktu neutralnego transformatora. Wyjątkiem do tej reguły jest realizacja rozdzielonego uziemienia w stacjach SN/nN oraz zastosowanie stacji prefabrykowanych SN/nN wyposażonych w specjalne szczelne przepusty wykonane ze stali nierdzewnej dla wyprowadzenia uziemień z budynku. Konstrukcja tych przepustów wymaga rozdzielenia uziemienia w miejscu ich zastosowania, Strona 15 z 42
przewody uziemiające wprowadzone do gruntu, niezależnie od posiadania stałych pokryć antykorozyjnych, powinny być pokryte warstwą nie przepuszczającą wilgoć (np. masą asfaltową) od wysokości 30 cm nad powierzchnią gruntu, aż do połączenia ich z uziomem, widoczne części przewodów uziemiających ochronnych należy oznaczyć kolorem żółto - zielonym [N10], przewód uziemiający funkcjonalny łączący punkt neutralny transformatora z otokiem stacji należy oznaczyć kolorem niebieskim [N10], głębokość posadowienia otoku powinna uniemożliwiać przypadkowe wyciągnięcie bednarki z ziemi (np. przez rolników na polach ornych), górny koniec uziomów pionowych powinien znajdować się poniżej powierzchni ziemi, na głębokości co najmniej 0,5 m, zbrojeń słupów żelbetowych nie należy wykorzystywać jako przewody uziemiające, jeżeli producent słupa nie przewidział takiej możliwości, w przypadku zasilania stacji SN/nN liniami kablowymi bezpośrednio ze stacji elektroenergetycznej o górnym napięciu 110 kv i wyższym (GPZ) oraz konieczności ograniczenia wynoszenia potencjału do stacji SN/nN, zachodzi konieczność rozdzielenia układów uziomowych GPZ i stacji SN/nN. W tym przypadku należy stosować łączenie wszystkich żył powrotnych kabli energetycznych wchodzących do stacji SN/nN z uziemieniem stacji SN/nN poprzez odpowiednio dobrane ograniczniki przepięć. w uzasadnionych przypadkach dopuszcza się stosowanie studzienek kontrolnopomiarowych, umieszczanych nad uziemieniami pionowymi, na złączach elementów instalacji lub złączach kontrolnych, jeśli te umieszczane są w ziemi; studzienki powinny spełniać normy związane z rodzajem nawierzchni w jakiej są umieszczone. 5.4. Ogólne zasady ograniczania napięć dotykowych rażeniowych i wynoszenia potencjału w stacjach i liniach o napięciu wyższym od 1 kv (WN i SN) Po ustaleniu pierwotnej konfiguracji uziomu, doborze przekrojów elementów i sprawdzeniu, czy napięcie uziomowe U E nie zagraża urządzeniom i wyposażeniu stacji (tzn. po wykonaniu projektu podstawowego), przystępuje się do projektowania uziemienia ochronnego obiektu. Zasadniczym kryterium ochrony przeciwporażeniowej przy uszkodzeniu (przy dotyku pośrednim) na terenie obiektów elektroenergetycznych SN i WN jest ograniczenie napięć dotykowych rażeniowych do wartości dopuszczalnych [3, N3, N4, N7]: U T U Tp (1) Zamiast powyższego warunku (1) można sprawdzać, czy spełniony jest jeden z warunków poniższych [3, N3, N4, N7]: rozpatrywana instalacja uziemiająca jest częścią zespolonej instalacji uziemiającej ZIU, lub napięcie uziomowe (wyznaczone obliczeniowo lub pomiarowo w przypadku zagrożenia wynoszenia potencjału poza obszar stacji) nie przekracza podwójnej wartości napięcia U Tp (U E 2U Tp ), lub wykonano określone środki uzupełniające M, odpowiednie do wartości napięcia uziomowego U E oraz czasu trwania doziemienia t F (Tabela 3). Zatem dopiero jeżeli żaden z w/w trzech warunków nie jest spełniony, to powinno być udowodnione (zwykle na drodze pomiarów), że spełniony jest warunek naczelny (1). Strona 16 z 42
Szczegółowe informacje dotyczące tej tematyki oraz sposób wyznaczania wymaganych wartości rezystancji uziemień przedstawiono w dokumentach powiązanych [1-3]. Tabela 3. Zakres zastosowania określonych uznanych środków M, pozwalających ograniczyć napięcia dotykowe rażeniowe do wartości U Tp (wg normy PN-E-05115:2002 [N3]) Czas zwarcia t F t F > 5 s t F 5 s Napięcie uziomowe U E Przy zewnętrznych ścianach i ogrodzeniach rozdzielni Na terenie rozdzielni wnętrzowej napowietrznej U E 4 U Tp M1 lub M2 M3 M4.1 lub M4.2 U E > 4 U Tp Sprawdzić czy U T U Tp M3 M4.2 U E 4 U Tp M1 lub M2 M3 M4.2 U E > 4 U Tp Sprawdzić czy U T U Tp Środki uzupełniające M1 na zewnątrz budynków stacji wnętrzowych to: M 1.1: Wykonanie dostępnych części ścian z materiałów nieprzewodzących (np. z kamienia lub drewna) bez uziemionych części metalowych. M 1.2: Wyrównanie potencjałów przez zastosowanie uziomu poziomego ułożonego na zewnątrz ściany, na głębokości nie większej niż 0,5 m i w odległości ok. 1 m od niej. M 1.3: Zastosowanie izolowanego stanowiska o szerokości co najmniej 1,5 m. Izolację stanowiska uznaje się przy tym za wystarczającą, jeżeli jest to: warstwa tłucznia o grubości co najmniej 100 mm, warstwa asfaltu na odpowiednim podłożu (np. na żwirze), mata izolacyjna o minimalnych wymiarach 1 m x 1 m i o grubości przynajmniej 2,5 mm lub środek zapewniający izolację równoważną. Środki uzupełniające M2 na zewnątrz ogrodzeń rozdzielni napowietrznych to: M 2.1: Zastosowanie ogrodzenia rozdzielni z materiału izolacyjnego lub siatki drucianej pokrytej tworzywem sztucznym (również z gołymi przewodzącymi słupkami). M 2.2.: Zastosowanie uziomu poziomego ułożonego na zewnątrz przewodzącego ogrodzenia na głębokości nie przekraczającej 0,5 m i w odległości około 1 m i. Alternatywnym rozwiązaniem jest połączenie ogrodzenia z uziomem stacji (patrz także środek M2.4). M 2.3.: Zastosowanie równocześnie izolacji na zewnątrz ogrodzenia izolowanego stanowiska (zgodnie z M1.3) i wykonanie oddzielnego uziemienia ogrodzenia lub połączenia go z uziomem rozdzielni układem uziemiającym. M 2.4.: Wykonanie na terenie przylegającym do zewnętrznej otwartej bramy rozdzielni, galwanicznie połączonej z uziomem rozdzielni, wyrównania potencjału lub izolowanego Zastosowanie izolacji stanowiska wg M1.3. Jeżeli ogrodzenie rozdzielni jest przewodzące to brama połączona z uziomem rozdzielni powinna być odizolowana od ogrodzenia sekcją ogrodzenia z materiału nieprzewodzącego lub przez zastosowanie elementów ogrodzenia przewodzącego przylegających do bramy z wstawkami izolacyjnymi na obu ich końcach. Strona 17 z 42
Środki uzupełniające M3 w rozdzielniach wnętrzowych to: M 3.1: Wyrównanie potencjałów przez wykonanie w fundamentach budynku kratowego układu uziomowego, którego oczka nie będą miały szerokości większej od 10 m, lub zastosowanie metalowych siatek budowlanych o wystarczającej obciążalności prądowej. Uziom taki lub siatki należy łączyć z uziomem stacji co najmniej w dwóch różnych miejscach. M 3.2: Wykonanie stanowisk metalowych i połączenie ich z uziomem rozdzielni i z dostępnymi ze stanowisk częściami przewodzącymi dostępnymi. M 3.3: Wykonanie izolowanego stanowiska (patrz M 1.3) i wykonanie połączeń wyrównawczych części, które mogą być jednocześnie dostępne. Środki uzupełniające M4 w rozdzielniach wnętrzowych to: M 4.1: Wyrównanie potencjałów przez: wykonanie uziomu poziomego ułożonego na głębokości 0,2 m i w odległości około 1 m od obsługiwanego urządzenia. Uziom ten powinien być połączony ze wszystkimi częściami przewodzącymi dostępnymi ze stanowiska, lub wykonanie metalowego stanowiska (np. w postaci metalowej kraty lub płyty), połączonego z wszystkimi częściami przewodzącymi dostępnymi ze stanowiska i z układem uziemiającym, lub wykonanie izolowanego stanowiska wg M1.3 i połączeń wyrównawczych pomiędzy częściami przewodzącymi dostępnymi z tego stanowiska. M 4.2: Wykonanie, na zewnątrz dookoła uziomu kratowego rozdzielni (o oczkach nie większych od 10 m x 50 m) zamkniętego uziomu tworzącego pierścień a dla pojedynczych urządzeń zlokalizowanych poza wyżej wymienionym pierścieniem i połączonych z uziomem rozdzielni otoku na głębokości 0,2 m i w odległości 1 m od urządzenia (np. dla słupów oświetleniowych połączonych z uziomem rozdzielni przewodem ochronnym). Przy projektowaniu układu uziomowego oprócz powyższych warunków należy również rozpatrzyć przypadek wynoszenia potencjału poza obiekty WN i SN, który w określonych sytuacjach może być zagrożeniem dla użytkowników instalacji nn. W przypadku możliwości wystąpienia tego zjawiska należy dokonać doboru ograniczników przepięć montowanych na żyłach powrotnych kabli SN zasilających stacje SN/nN bezpośrednio z GPZ-tu. 5.5. Ogólne zasady realizacji ochrony przy uszkodzeniu w liniach o napięciu do 1 kv W liniach rozdzielczych niskiego napięcia w celu zapewnienia ochrony przy uszkodzeniu (przy dotyku pośrednim) należy stosować ochronę przez samoczynne wyłączenie zasilania, ochronę przez zastosowanie urządzeń II klasy ochronności lub poprzez ograniczenie prądu rażeniowego do wartości umownie uznanej za bezpieczną, która może utrzymywać się długotrwale. [3, N6]. W urządzeniach odbiorczych zainstalowanych na słupach linii rozdzielczych niskiego napięcia i zasilanych z tych linii, ochrona przy uszkodzeniu może być realizowana poprzez zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania, układów SELV lub PELV, urządzeń II klasy ochronności albo separacji elektrycznej [3, N6]. Szafki złączowe stosowane w liniach elektroenergetycznych niskiego napięcia mogą być objęte ochroną przy uszkodzeniu przez samoczynne wyłączenie zasilania lub przez zastosowanie II klasy ochronności [3, N6]. Strona 18 z 42
Uziemienia przewodu PEN (PE), wykonywane na słupach linii nn o układzie TN i w złączach zasilanych z nich odbiorców, stosuje się w celu wyrównania potencjału przewodu (PEN) PE z potencjałem ziemi, a także w celu obniżenia wypadkowej rezystancji przewodu PEN (PE) (do wartości R B 2,78 Ω) [3, N6], pozwalającej ograniczyć do wartości dopuszczalnych napięcia dotykowe pojawiające się podczas zwarć doziemnych w linii nn z pominięciem przewodu PEN (PE). W układach TN zaleca się uziemiać przewód PEN (PE) wszędzie tam, gdzie jest to możliwe. Wymagania dotyczące rozmieszczenia tych uziemień oraz wartości rezystancji wypadkowych w danych obszarach sieci rozdzielczej przedstawiono w Tabeli 4 i na rysunku 1 (na podstawie [N6]). Tabela 4. Rezystancje uziemień w sieciach rozdzielczych niskiego napięcia o układzie TN i zasilanych z nich instalacjach [N6] Lp. Opis uziemienia 1. Obliczona wypadkowa rezystancja wszystkich uziemień sieci nn, których rezystancja nie przekracza 30 Ω, znajdujących się na obszarze koła o średnicy 200 m, obejmującego stację zasilającą sieć. 2. Wypadkowa rezystancja wszystkich uziemień punktów neutralnych i przewodów PEN (PE) sieci, w których możliwe jest zwarcie doziemne z pominięciem przewodów PEN (PE) 3. Wypadkowa rezystancja wszystkich uziemień połączonych z uziomem stacyjnych urządzeń wysokiego napięcia, uziemień punktu neutralnego każdej stacji i połączonych z nim uziemień przewodów PEN (PE) sieci Rezystancja uziemień w Ω przy ρ min < 500 Ωm 500 Ωm R BN 5 R BN min 100 R B R R B E U ri 50 U 50 F " k1 o U I 4. Wzdłuż trasy każdej linii napowietrznej w odległościach nie przekraczających 500 m R Bi 30 R Bi min 16 5. Wzdłuż trasy każdej linii napowietrznej poza nie normuje się uziemieniami wymienionymi w lp.4 6. Na końcu każdej linii napowietrznej i kablowej i na końcu każdego odgałęzienia o długości większej od 200 m R Bi 30 R Bi min 16 E F 7. Na obszarze koła o średnicy 300 m obejmującego końcowy odcinek każdej linii napowietrznej i kablowej oraz jej odgałęzienia 8. Główny zacisk (szyna) uziemiający instalacji elektrycznej zasilanej z linii niskiego napięcia R BK 5 R MET 30 R BK min 100 R B wypadkowa rezystancja wszystkich uziemień punktów neutralnych sieci niskiego napięcia i uziemień przewodów PEN (PE) linii tworzących tą sieć, R BN obliczona wypadkowa rezystancja uziemień o R 30 Ω (każdego uziemienia) znajdujących się wraz z uziemianym przewodem PEN (PE) na obszarze koła o średnicy 200 m, zakreślonego (w dowolny sposób) dookoła stacji, R Bi rezystancja pojedynczego uziemienia przewodu PEN (PE), gdzie i = 1,2,3 n R BK obliczona wypadkowa rezystancja uziemień o R 30 Ω (każdego uziemienia) znajdujących się wraz z uziemianym przewodem PEN (PE) na obszarze koła o średnicy 300 m, zakreślonego (w dowolny sposób) dookoła końca linii i jej odgałęzień, R E rezystancja w miejscu zwarcia doziemnego z pominięciem przewodu PEN (PE), jeżeli ustalenie wartości R E jest trudne można przyjmować R E = 10 Ω, R MET rezystancja uziemienia głównego zacisku uziemiającego instalacji budynku w sieci o układzie TN, Strona 19 z 42
U o wartość skuteczna napięcia nominalnego linii względem ziemi, I E prąd uziomowy, " I k1 prąd jednofazowego zwarcia doziemnego w urządzeniach stacyjnych wysokiego napięcia, r współczynnik redukcyjny określający stosunek prądu uziomowego I E do prądu zwarcia I " doziemnego k1; przy braku dokładnych danych można przyjmować r = 0,6 przy zasilaniu stacji rozpatrywanej linią kablową ze stacji zasilającej z sieci o punkcie neutralnym uziemionym przez rezystor, a w pozostałych przypadkach przyjmować r = 1, U F największe dopuszczalne napięcie uszkodzeniowe dla czasu t F, w którym płynie prąd I " k1, ρ min najmniejsza zmierzona zastępcza wartość rezystywności gruntu, w którym będą umieszczone uziomy. 200 m 300 m R Bi 30 500 m R BN 300 m R Bi 30 R Bi 30 R Bi 30 R Bi 30 500 m 500 m 500 m 500 m R BK R Bi 30 R BK Rysunek 1 Uziemienia ochronno-robocze (o rezystancji nie większej niż 30 Ω) punktu neutralnego sieci i przewodów PEN w liniach napowietrznych o układzie TN [N6] W liniach elektroenergetycznych niskiego napięcia o układzie TT wszystkie części przewodzące dostępne i obce mogące stworzyć zagrożenie porażeniowe przy uszkodzeniu powinny być uziemione. Wyżej wymienione części, które mogą być jednocześnie dostępne powinny być połączone z tym samym uziomem. Rezystancja uziemienia R A, powinna być nie większa niż wartość określona wzorem [3, N6]: R A 50, (2) I w którym: 50 dopuszczalna długotrwale wartość napięcia dotykowego, I a prąd wyłączający urządzenia zabezpieczającego miejsce doziemienia. a Szczegółowe informacje dotyczące tej tematyki oraz sposób wyznaczania wymaganych wartości rezystancji uziemień przedstawiono w dokumentach powiązanych [1-3]. Strona 20 z 42
6. Stacje elektroenergetyczne WN/SN i SN/SN 6.1. Przeznaczenie układu uziomowego na stacjach WN/SN i SN/SN a. Na terenie stacji WN/SN i SN/SN należy projektować jeden wspólny układ uziomowy spełniający wszystkie stawiane wobec niego zadania, zgodnie z pkt. 5.1.1 i pełnionymi funkcjami [N3, N7]. b. Uziemienie stacji transformatorowej spełnia jednocześnie trzy funkcje [N3, N7]: ochronną, funkcjonalną (roboczą), odgromową. 6.2. Rodzaj materiałów stosowanych na uziomy w stacjach elektroenergetycznych WN/SN i SN/SN a. Na nowobudowanych i modernizowanych kompleksowo stacjach elektroenergetycznych WN/SN należy wykonywać siatkę uziomową wyłącznie z elementów miedzianych uzupełnionych uziomami pionowymi miedzianymi aktywnymi. b. Do naprawy uziomów ze stali ocynkowanej na istniejących stacjach elektroenergetycznych WN/SN i SN/SN należy stosować stal ocynkowaną w postaci taśm oraz prętów. 6.3. Zasady budowy układu uziomowego w stacjach WN/SN i SN/SN 6.3.1. Zasady budowy układu uziomowego w rozdzielniach napowietrznych WN/SN i SN/SN Podczas budowy układu uziomowego na terenie rozdzielni napowietrznych należy przestrzegać następujących wytycznych [N3, N7]: a. Uziemienie na terenie rozdzielni napowietrznych należy projektować w postaci układu uziomowego składającego się z: poziomego uziomu sztucznego w postaci kraty, pionowych uziomów sztucznych, jeżeli występuje konieczność obniżenia rezystancji uziomu poziomego, uziomów naturalnych. b. Przy projektowaniu uziemień należy brać pod uwagę największy spodziewany prąd początkowy jednofazowego zwarcia doziemnego na stacji na szynach zbiorczych rozdzielni. Jeżeli na terenie stacji znajduje się więcej niż jedna rozdzielnia, do obliczeń skuteczności ochrony należy przyjmować największy prąd zwarcia występujący na szynach rozdzielni. c. Uziomy sztuczne poziome należy wykonywać w postaci kraty uziomowej, tworzącej zamknięte oczka. Uziomy poziome należy układać na głębokości 0,6 1,0 m. Rozmiary oczek kraty uziomu winny zawierać się w granicach: 4,0 10,0 m dla krótszego boku, natomiast odległości pomiędzy sąsiednimi dłuższymi elementami kraty uziomu powinny odpowiadać podziałce pól rozdzielni (rysunek 2). d. W uzasadnionych przypadkach, jeżeli zaistnieje konieczność sterowania potencjałem na terenie stacji, zewnętrzne elementy uziomu kratowego w celu ograniczenia napięć krokowych zaleca się umieszczać na głębokości większej o ok. 0,2 0,3 m od pozostałych elementów uziomu. e. Odległość skrajnych elementów uziomu kratowego od ogrodzenia zewnętrznego stacji nie powinna być mniejsza niż 3,0 m (ograniczenie napięcia rażeniowego krokowego na zewnątrz ogrodzenia stacji do wartości dopuszczalnej) (rysunek 3). Strona 21 z 42
f. W miejscach, w których uzasadnione jest ograniczanie napięć dotykowych rażeniowych lub krokowych tzn. w miejscach, w których mogą znajdować się osoby dokonujące łączeń ruchowych (tj. przy szafkach kablowych, szafach napędów łączników, itp.) należy stosować dodatkowe uziomy wyrównawcze w postaci kraty o rozmiarze oczka ok. 0,5 x 1,0 m (lub mniejszym) umieszczonej na głębokości 0,2 0,3 m (rysunek 2). Dodatkowe uziomy wyrównawcze należy przyłączać do uziomu głównego stacji co najmniej w dwóch miejscach oraz do metalowych uziemionych elementów, które mogą być dotknięte ze stanowiska roboczego. g. W przypadku szafek kablowych dodatkowe uziomy wyrównawcze w postaci krat należy wykonać z każdej dostępnej strony szafki, w sposób opisany w pkt f. h. Uziomy sztuczne pionowe należy stosować w przypadku konieczności uzyskania mniejszej rezystancji uziemienia. Uziomy pionowe należy przyłączać przede wszystkim do skrajnych elementów uziomu kratowego tak, aby odległość pomiędzy nimi była nie mniejsza niż długość pojedynczego pogrążanego elementu pionowego, co pozwoli ograniczyć negatywny wpływ ich wzajemnego oddziaływania. i. Dodatkowe uziomy pionowe, niezależnie od pozostałej części uziomu, należy wykonywać w miejscach potencjalnie zagrożonych występowaniem prądów udarowych, czyli w polach ograniczników przepięć, w miejscach uziemienia punktów neutralnych transformatorów WN/SN, dla zwodów pionowych ochrony odgromowej. j. Widoczne części przewodów uziemiających ochronnych należy oznaczyć kolorem żółto - zielonym [N10]. Szczególną uwagę należy zwrócić na ogrodzenia stacji oraz obiekty wychodzące poza teren stacji [N3, N7]: k. Ogrodzenia wykonane z materiału nieprzewodzącego nie wymagają uziemiania. l. W przypadku ogrodzenia z materiału przewodzącego, należy wybudować wzdłuż ogrodzenia stacji elektroenergetycznej otokowe uziemienie ochronne ułożone na zewnątrz ogrodzenia w odległości ok. 1 m i na głębokości 0,4 0,5 m, wykonane jako oddzielne od uziomu stacji (rysunek 3). Wszystkie elementy przewodzące ogrodzenia powinny być połączone poprzez spawanie z otokiem ogrodzenia stacji. Spawy powinny być dodatkowo zabezpieczone antykorozyjnie. m. Jeżeli niemożliwe byłoby zachowanie odległości podanych w pkt e, należy wykonać nieuziemione ogrodzenie z materiałów nieprzewodzących. n. Bramy i furtki w zewnętrznym ogrodzeniu stacji wykonane z materiałów przewodzących i zamocowane na ogrodzeniach nieprzewodzących nie wymagają uziemienia, jeżeli nie są metalicznie połączone z układem uziomowym stacji. o. Jeżeli przewodzące bramy lub furtki mają połączenie z układem uziomowym (bezpośrednio lub poprzez przewody ochronne obwodów zasilających urządzenia zainstalowane na bramie, np. instalację dzwonkową, napęd bramy itp.), to na terenie przylegającym do otwartych bram i furtek należy zastosować wyrównanie potencjałów za pomocą uziomu otokowego lub izolację stanowiska. p. Bramy i furtki wykonane z materiałów przewodzących zamocowane na ogrodzeniach przewodzących należy połączyć z ogrodzeniem w celu wyrównania potencjałów. q. Na terenie stacji należy stosować rurociągi z materiałów nieprzewodzących. Ewentualne rurociągi metalowe należy łączyć z instalacją uziemiającą obiektu. r. W celu zapobiegania wynoszeniu potencjału poza obszar stacji przez przewodzące rurociągi, należy stosować wstawki izolacyjne w pasie o szerokości 3,0 m na zewnątrz stacji. Jeżeli zastosowanie wstawek jest niemożliwe, w obszarze oddziaływania uziomu Strona 22 z 42