Je nutné v bytě instalovat uzemněné zásuvky |

Tento článek je zkráceným překladem článku specialistů z americké společnosti Power Conversion [1]. Níže jsou uvedeny některé velmi běžné mylné představy o významu neutrálního vodiče a jeho roli v elektrické energii. Délka komunikačních linek mezi různými zařízeními může dosahovat desítek a stovek metrů a někdy špatná kvalita „země“ nebo nesprávné připojení k ní může vést k velmi vysoké úrovni rušení. Doufáme, že tento článek pomůže objasnit některé nejasnosti ohledně použití neutrálního vodiče. Záměrně jsme zachovali původní terminologii, i když nám může být někdy neznámá.

Ve většině kanceláří, které používají konvenční jednofázový třívodičový elektrický systém, je nulový vodič jedním ze tří vodičů v zásuvkách ve zdi. V některých technických a reklamních článcích o výrobcích určených k ochraně napájení je tomuto drátu přisuzovány „zvláštní“ vlastnosti. Nejčastěji dochází k mylným představám o jeho funkci a způsobu využití elektronickými zařízeními. Někdy se při nákupu zařízení na ochranu napájení kupující dozví, že neutrální vodič vyžaduje speciální manipulaci.

Fakta: Charakteristika třívodičového systému

Typická kancelářská zásuvka má tři vodiče: napájecí, neutrální a zemnící. Veškeré kancelářské vybavení vyžaduje k provozu pouze napájecí a neutrální vodiče. Třetí nebo zemnící vodič je připojen k odkrytým kovovým částem zařízení. Uvnitř budovy jsou zemnící vodiče všech elektrických zásuvek vzájemně propojeny a kontaktují vodovodní systém. V důsledku toho jsou nechráněné kovové části všech elektrických zařízení spojeny mezi sebou a s obnaženými kovovými konstrukcemi. Schéma vnitřního zapojení je znázorněno na obrázku 1.

Rýže. 1. Třívodičový systém

Třívodičový systém, jak si jej uživatel představuje, ve skutečnosti pochází z třífázového zapojení pětivodičového systému, který používá tři napájecí vodiče, jeden neutrální vodič a jeden zemnící vodič. Typický třívodičový výstup používá pouze jeden ze tří živých vodičů.
V Severní Americe se minipočítače často používají k napájení 208 V v třívodičovém systému, který má dva napájecí vodiče a jeden zemnící vodič (nulový vodič se nepoužívá). V tomto případě jsou dva živé vodiče silové vodiče. V Evropě je standardní třívodičová zásuvka symetrická – kontakty nulového vodiče a živého vodiče lze prohodit otočením zástrčky.

“Uzemnění” a “uzemnění”

V Severní Americe vzniká mnoho nejasností ohledně zemnícího vodiče z jeho definice v National Electrical Code. V tomto kódu se zemnění výstupu označuje jako zemnící vodič, zatímco neutrální svorka se označuje jako uzemněná svorka. Nepatrný rozdíl mezi těmito definicemi vedl k chybnému použití jednoho termínu místo druhého.
Hlavní chybou je, že problémy spojené s uzemňovacím vodičem, jako je zemní rušení, jsou nesprávně připisovány uzemněnému vodiči. V důsledku toho si spotřebitelé někdy zakoupí zařízení na ochranu napájení, které není navrženo k vyřešení tohoto problému.
Nejčastějším příkladem této chyby je nákup dodatečného izolačního transformátoru pro eliminaci rušení na zemní sběrnici. Oddělovací transformátory nejsou vůbec schopny tento úkol zvládnout. Často jsou prezentovány jako zařízení, která poskytují „izolovanou zem“. Izolují nulový nebo uzemněný vodič, ale neřeší problém s uzemňovacím vodičem, který je hlavní příčinou problémů s napájením.

Co je to vyhrazená linka?

Toto je elektrické vedení, které začíná od panelu jističe a vede ke kritické zátěži, k níž nejsou připojeny žádné další zátěže. Typicky jistič dodává energii do více zásuvek. Ve vyhrazené lince jeden jistič napájí chráněnou zátěž pouze jednou zásuvkou. Vyhrazená linka má následující tři výhody.
Za prvé, chráněná zátěž nepodléhá kolísání vstupního napětí v elektroinstalaci budovy v důsledku sousedních zátěží připojených ke stejnému okruhu. Ve vyhrazené lince nedochází k žádným poklesům napětí, protože sousední zátěže nepoužívají stejné zapojení.
Za druhé, chráněná zátěž nepodléhá poklesům napětí v zemnicím vodiči způsobeným mezisystémovým rušením v důsledku špatného uzemnění sousedních zátěží.
Zatřetí, chráněná zátěž není vystavena potenciálnímu nebezpečí selhání vypínače v důsledku chybné činnosti jiných zátěží, protože žádné nejsou.
Je-li k napájení kritické zátěže použit UPS, není k ochraně vyhrazené linky potřeba regulace napětí a jistič. Jeho schopnost snížit mezisystémové rušení v důsledku špatného uzemnění nemůže být kompenzována UPS nebo jiným zařízením pro regulaci napájení. Pouze správné propojení mezi počítačovým vybavením může vyřešit problém snížení tohoto rušení.

Mýty o neutrálním drátu

Existuje následující řada mýtů o neutrálním vodiči.

Mýtus: Počítače vyžadují ke svému provozu „čisté“ připojení neutrálního vodiče.

Mnoho počítačů nepoužívá neutrální vodič! Velké servery a routery nemají neutrální připojení a přijímají energii ze dvou horkých vodičů.
Ve většině zemí v Evropě je zařízení připojeno k napájení přes neutrální vodič, ale zástrčka je navržena tak, že při jejím otočení se poloha vodiče pod napětím změní. Při připojení počítače ke zdroji je tedy jedno, který ze vstupních vodičů je připojen k nulovému kontaktu zásuvky a který je připojen k tomu, který je pod napětím.

Mýtus: Nulový vodič se používá jako nějaký druh reference pro logické obvody počítače.

Všechny organizace, které provádějí testování bezpečnosti výrobků, jako UL a TUV, uvádějí, že takové spojení není povoleno. Mezi libovolným logickým obvodem a nulovým nebo napájecím vodičem musí být zachována vzdálenost alespoň 0,5 cm.

Mýtus: Váš počítač není v nebezpečí od nulového vodiče, ale od vodiče pod napětím.

Mezinárodní bezpečnostní předpisy pro kancelářská zařízení (včetně IEC 950 a UL 1950) zakazují odlišné zacházení s těmito vodiči. Pravidla uvádějí, že každý z nich nese potenciální nebezpečí, a proto je zakázáno připojovat tyto vodiče k logickým obvodům. Měly by být umístěny v určité bezpečné vzdálenosti. Kromě toho kontrola schématu zapojení jakéhokoli počítačového zařízení jasně ukazuje, že napájecí vodič a nulový vodič jsou připojeny ke stejným obvodům stejným způsobem a jsou vzájemně zaměnitelné.
Tento mýtus se v Evropě nerozšířil, protože každý uživatel má možnost ověřit, že zástrčku Euro lze připojit jedním ze dvou způsobů.

Mýtus: Problémy s uzemněním lze vyřešit pomocí izolačního transformátoru

Mezinárodní bezpečnostní předpisy pro kancelářská zařízení (včetně IEC 950 a UL 1950) povolují použití oddělovacího transformátoru pouze pro galvanické oddělení od sítě. Je nutné, aby všechna zařízení byla připojena na zemnící vodič (uzemněný). Vzhledem k tomu, že obvody počítače, včetně datových obvodů, jsou připojeny k zemi a nikoli k živému vodiči, oddělovací transformátor, žádný regulátor napětí nebo UPS s oddělovacím transformátorem problém s uzemněním počítače nijak nevyřeší.

Mýtus: Hluk na nulovém vodiči uniká do počítačových obvodů

Mezinárodní bezpečnostní předpisy pro kancelářská zařízení (včetně IEC 950 a UL 1950) zakazují propojení mezi sítí a počítačovými obvody. K neúmyslné komunikaci však může dojít v důsledku rušení, například rádiového rušení. V důsledku tohoto spojení se rušení od nulového vodiče neliší od rušení od napájecího vodiče. Vlnové délky těchto elektromagnetických interferencí jsou srovnatelné nebo menší než fyzická velikost počítače nebo sítě a odpovídají frekvencím desítek megahertzů. Eliminace takového rušení je dosaženo použitím RF filtrů pro potlačení šumu v běžném režimu.

Mýtus: Účelem vyhrazené linky je vyřešit problémy spojené s neutrálním vodičem

Jak již bylo uvedeno, účel vyhrazeného vedení nesouvisí s nulovým vodičem.
Za prvé, vyhrazená linka zajišťuje, že ostatní zátěže nesdílejí stejné dva napájecí vodiče. Jiné zátěže mohou způsobit napěťové rázy v elektroinstalaci budovy, která napájí kritickou zátěž. Vyhrazená linka umožňuje snížit kolísání napájecího napětí, čímž se eliminuje efekt, který současně ovlivňuje další paralelně připojená zařízení.
Za druhé, při použití vyhrazené linky nejsou další zátěže připojeny ke stejnému uzemnění. Mohou indukovat rušení přes společnou zem, což způsobí, že se napětí na kritické zátěži liší od napětí na panelu jističe. Tento jev, nazývaný mezisystémové rušení kvůli špatnému uzemnění, může mít za následek selhání přenosu dat a dokonce selhání zařízení. Vyhrazená linka umožňuje snížit rušení na chráněném zařízení, čímž se eliminuje efekt, který současně ovlivňuje další paralelně připojená zařízení.

Mýtus: Oddělovací transformátor plní stejnou funkci jako vyhrazená linka.

Oddělovací transformátor neřídí vstupní obvod, a proto nezajišťuje hlavní funkci, kterou vyhrazená linka vykonává. Tento transformátor nesmí v souladu s bezpečnostními předpisy přerušit zemnící obvod. Transformátor tedy neposkytuje snížení mezisystémového rušení kvůli špatnému uzemnění, které vyhrazená linka dělá.
Oddělovací transformátor poskytuje ochranu proti napěťovým rázům, kterou vyhrazená linka neposkytuje. Eliminuje veškeré rušení mezi nulovým a zemnícím vodičem. Většina tohoto šumu NENÍ eliminována vyhrazenou linkou, protože není způsobena jinými zátěžemi, ale RF rušením, které je nezávislé na typu linky. Funkční účel vyhrazeného vedení a oddělovacího transformátoru se tedy liší.

Mýtus: Šum v běžném režimu je způsoben špatným uzemněním

Běžný šum je šum mezi napájecím vodičem a zemí. Problémy s uzemněním vznikají ve výpočetních systémech pouze tehdy, když jsou dvě samostatná uzemněná zařízení vzájemně propojena prostřednictvím datových linek. Správný název pro „problémy s uzemněním“ je „mezisystémové rušení kvůli špatnému uzemnění“. Hluk v běžném režimu a špatné uzemnění jsou různé jevy, které mají velmi odlišné účinky na provoz zařízení a jsou řešeny různými typy zařízení na ochranu napájení.

Původ třívodičového systému

Základním účelem napájecího systému je zabránit úrazu elektrickým proudem uživatele, který se současně dotýká odkrytých kovových povrchů dvou samostatných zařízení.
Nebezpečí úrazu elektrickým proudem nastává, když jsou dva samostatné kovové povrchy pod různým napětím. Nejčastěji k tomu dochází, když se živý vodič nebo obvod náhodně dostane do kontaktu s odkrytou kovovou částí zařízení.
Důvod, proč se jeden z napájecích vodičů nazývá nulový, je ten, že se připojuje přímo k uzemnění budovy na panelu jističe. Je tedy přímo spojen se zemí (třetí vodič). V podstatě jsou dva ze tří vodičů v zásuvce ve skutečnosti uzemněné vodiče, přičemž jeden slouží k vedení proudu a druhý je připojen pouze k exponovaným kovovým částem zařízení. Uzemněný napájecí vodič se nazývá neutrální, protože není nebezpečný, zatímco horký vodič ano.
Uzemnění nulového vodiče nesouvisí s provozem elektrického zařízení, ale musí být instalováno v souladu s bezpečnostními předpisy. Aby se snížilo riziko úrazu elektrickým proudem, měla by být provedena opatření k automatickému odpojení elektrického obvodu, pokud se nechráněná kovová část náhodně dostane do kontaktu s vodičem nebo obvodem pod napětím. Toho je dosaženo následujícím důmyslným způsobem.
Každý elektrický obvod je chráněn jističem. Jeho účelem je zabránit přehřívání elektroinstalace budovy v důsledku nadměrného zatížení. V třívodičovém systému však jistič zajišťuje další důležitou bezpečnostní funkci. Pokud se živý vodič nebo obvod náhodně dostane do kontaktu s kovovou částí zařízení, existuje riziko úrazu elektrickým proudem pro uživatele. Pokud jsou však odkryté části uzemněny, je uzemněn i vodič pod napětím. Na tom není nic neobvyklého, až na to, že druhý napájecí vodič – nulový vodič – je také spojen se zemí na panelu jističe. Proto s takovým bezpečnostním rizikem se uzemněný vodič stává zátěží. Díky nízkému odporu jím při náhodném dotyku začne protékat velmi velký proud, který následně nutí jistič vypnout napájení živého vodiče. Proto, když třívodičový systém detekuje bezpečnostní riziko, začne pracovat v nadproudovém režimu, což má za následek, že nebezpečí je automaticky eliminováno jističem. Používá se tedy nejen jako nadproudové ochranné zařízení, ale také jako ochranné zařízení proti úrazu elektrickým proudem.

Existuje mnoho mýtů a mylných představ o úloze neutrálního vodiče. Ve skutečnosti jsou nulový vodič a napájecí vodič zaměnitelné na úrovni chráněného zařízení. Správné pochopení problematiky neutrálního vodiče umožňuje správný provoz elektrických napájecích systémů.

Moderní zásuvky se vyrábějí s třetím kontaktem pro uzemnění. Jsou potřeba v bytě nebo můžete použít staromódní zásuvky bez uzemnění?

Většina moderních zásuvek se vyrábí s třetím kontaktem pro připojení zemnícího vodiče. Jsou potřeba v domě nebo můžete použít zásuvky bez uzemnění postaru? Řekneme vám, proč je připojení uzemnění do zásuvky užitečné a jaké podmínky musí být splněny, aby u vás doma správně fungovalo.

Proč potřebujete uzemnění v bytě?

Uzemnění je nucené připojení elektrických instalací a zařízení k uzemňovacímu zařízení. Uzemnění je v podstatě navrženo tak, aby chránilo lidi (a zvířata) před nebezpečnými účinky proudu, když se porouchá izolace a na kryt je přivedeno napětí.

Předpokládejme, že pračka je připojena k zásuvce, která nemá uzemnění. Pokud je kabel poškozen, tělo stroje bude pravděpodobně pod napětím. Pokud se člověk dotkne těla, dostane elektrický šok. Vyšší proud může způsobit vážné zranění nebo dokonce smrt.

Pokud je však zásuvka uzemněna a samotné uzemnění je provedeno správně, při dotyku těla pračky pod napětím dostane člověk šok minimální hodnoty (asi 0,0008 A), který s největší pravděpodobností nepocítí. Proud poteče zemnicím vodičem do země. proto, Uzemnění zásuvek by mělo být v každé domácnosti.

Kromě uzemnění existuje také pojem uzemnění. V prvním případě, jak jsme již zjistili, je tělo zařízení spojeno se zemí. Ve druhém případě je připojen k nulovému vodiči. Pokud fáze narazí na neutralizované pouzdro, dojde ke zkratu a dojde k vypnutí jističe. To znamená, že obě možnosti sledují stejný cíl (chránit člověka před úrazem elektrickým proudem), ale fungují odlišně.

Nabízí se ale otázka: jaké podmínky musí být splněny, aby uzemnění vývodů správně fungovalo?

Co je potřeba pro správnou funkci uzemněné zásuvky?

Aby všechny uzemněné zásuvky chránily před úrazem elektrickým proudem, je nutné, aby ostatní prvky systému správně fungovaly:

• Kabeláž musí mít třetí zemnící vodič (žlutozelený).
• Rozvaděč musí mít samostatnou zemnící sběrnici, na kterou bude připojen zemnící vodič elektroinstalace.
• V suterénu bytového domu musí být uspořádána uzemňovací sběrnice, ke které bude vodičem připojena sběrnice z rozvaděče a kabel vedoucí z rozvodny.
• A konečně, rozvodna musí mít dobrou zemnící smyčku s odporem ne větším než 4 ohmy. Pokud žijete v soukromém domě, stačí, abyste měli vlastní zemní smyčku.

Pokud jsou všechny tyto podmínky splněny, uzemnění v zásuvkách bude fungovat správně.

Pokud jsou v kabeláži pouze dva vodiče (fázový a nulový), nemá smysl instalovat zásuvky s uzemněním.

Jaké uzemněné zásuvky si mám koupit?

Existuje velké množství výrobců, kteří vyrábějí zásuvky, a v Rusku najdete jak upřímně nekvalitní, které vyhoří při prvním zatížení, tak dobré, ale drahé, které budou majiteli sloužit roky. Poskytujeme seznam nejlepších výrobců uzemněných zásuvek podle našeho názoru – jejich produkty se vyznačují kvalitou a provozní spolehlivostí:

• SKVĚLÝ
• SCHNEIDER ELECTRIC (na ruském trhu – Systeme Electric)
• GIRA
• IEK
• Siemens
• OBR
• BERKER

Od každého výrobce najdete modely, které jsou vhodné z hlediska designu a ceny.

Co potřebujete k uspořádání kabeláže:

• Jak vyhloubit stěny pro elektroinstalaci: výběr nástroje
• 6 způsobů, jak najít skryté vedení pod omítkou