Bezpečnosť v prvom rade – každý montér, údržbár alebo domáci majster by s týmto vyhlásením súhlasil. Pri projektovaní elektrických inštalácií alebo spotrebičov napájaných zo siete stojí za to mať na pamäti dva pojmy – uzemňovací odpor a izolačný odpor. Ak chceme, aby boli elektrické inštalácie alebo spotrebiče pre používateľov bezpečné, musíme dodržiavať určité pravidlá týkajúce sa vyššie uvedených otázok.

Uzemňovací odpor – správne uzemnenie zvyšuje bezpečnosť

Vhodné uzemnenie v rozvodných sieťach je jedným zo základných komponentov bezpečného prenosu a používania elektrickej energie. Okrem toho to tiež ovplyvňuje účinnosť ochrany proti úrazu elektrickým prúdom, prepätiu a blesku. Bez efektívneho uzemňovacieho systému sa môžeme vystaviť riziku úrazu elektrickým prúdom, nehovoriac o možnom poškodení zariadenia. Ak skratový prúd nemá vhodnú cestu, ktorou môže uniknúť, nájde inú trasu vedúcu cez zariadenie pripojené k sieti alebo v extrémnych prípadoch cez človeka.

Merania izolačného odporu sa vykonávajú na kontrolu technického stavu inštalácie. Na jeho vykonanie sú potrebné špecializované nástroje a zariadenia.

Typy uzemnenia

Uzemnenie je spojenie medzi elektrickou inštaláciou alebo zariadením s podlahou, inak sa nazýva aj uzemňovačom. Podľa úlohy, ktorú má uzemnenie plniť môžeme rozlíšiť tri typy uzemnenia: ochranné, pracovné a bleskozvodové (funkčné). Okrem toho môže byť uzemnenie umelé alebo prirodzené. Prirodzené uzemňovacie prvky sú okrem iného vodovodné potrubia, kovové prvky výstuží alebo iné prvky budovy. Umelým uzemnením môže byť akýkoľvek kovový prvok: lano, tyč, drôt, ktorý bude umiestnený v zemi. Treba mať na pamäti, že kovové prvky, ktoré prichádzajú do styku s podkladom, sú pokryté špeciálnym vodivým antikoróznym povlakom. Uzemňovače môžeme do zeme umiestniť dvomi spôsobmi – vertikálne alebo horizontálne, je to aj jeden z parametrov, ktoré definujú tieto typy konštrukcií. Uzemnenia sa môžu vyskytnúť vo forme jediného kovového prvku, potom ich nazývame koncentrovaným uzemnením alebo môžu byť tvorené viacerými prvkami usporiadanými v príslušnej konfigurácii (obtokové, mriežkové, radiálne).

Čo ovplyvňuje kvalitu uzemnenia?

Uzemňovací odpor závisí hlavne od jedného parametra – odporu zeme. Je zrejmé, že uzemnenie vykonávané na lesnom (piesočnatom) podklade bude vyžadovať oveľa viac práce ako na podmočenom teréne. Preto pri navrhovaní uzemňovačov stojí za to vykonať merania odporu zeme vopred.

Správne vykonané uzemnenie by malo byť charakterizované:

• čo najnižšou hodnotou odporu,
• čo najmenšími odchýlkami odporu v čase, ako je to možné,
• maximálnou odolnosťou prvkov uzemňovača voči korózii.

Existuje mnoho faktorov ovplyvňujúcich kvalitu uzemnenia, ale najdôležitejšie sú:

Blúdivé prúdy (so sieťovou frekvenciou a harmonické)

Blúdivé prúdy sú hlavným faktorom spôsobujúcim chyby merania. V ich priebehu je vhodné použiť prúd s frekvenciou a harmonickým čo najbližšie k sieťovým parametrom, ale nie rovnakým. V praxi je splnenie tejto podmienky veľmi ťažké, takže stojí za to vybaviť sa meračom, ktorý vám umožní odstrániť chyby vyplývajúce z blúdivých prúdov.

Odpor pomocných elektród

Meracie elektródy, podobne ako blúdivé prúdy, môžu ovplyvniť výsledky merania. Čím väčší je ich odpor, tým väčší bude výsledok merania. V praxi by ľudia vykonávajúci meranie mali poznať hodnotu odporu elektród a vyrovnať ju tým, že elektródy vložia hlbšie alebo zvlhčia zem. Stojí za zmienku, že kvalitné merače automaticky zohľadňujú a vyrovnávajú odpor elektród.

Typ a zvlhčovanie pôdy

Ako už bolo spomenuté, výsledok merania je pomerne silne ovplyvnený typom zeme. Mokrade budú mať oveľa menší odpor ako napríklad lesná pôda. Okrem toho by sa merania nemali robiť po daždi, kedy voda, nasiaknutá do zeme spôsobí dosť zásadné odchýlky merania.

Metódy merania uzemňovacieho odporu

Metódy merania uzemňovacieho odporu možno rozdeliť do niekoľkých typov:

• technická metóda,
• technická metóda využívajúca svorky na meranie viacerých uzemnení,
• metóda s dvoma meracími svorkami bez pomocných elektród,
• metóda nárazu.

Okrem toho existuje niekoľko ďalších metód merania:

• 2-káblová (2p) metóda: meria sa kontinuita ochranných a kompenzačných spojov,
• 3-káblová (3p) metóda – odpor sa meria technickou metódou,
• 4-káblová (3p) metóda – eliminuje vplyv vodiča, ktorý spája merač s uzemnením, na výsledok merania,
• 3p metóda so svorkami – umožňuje meranie odporu viacerých uzemnení bez odpojenia ovládacieho konektora,
• dvojsvorková metóda – umožňuje meranie uzemňovacieho odporu bez pomocných elektród.

Premeranie uzemňovacieho odporu sa najčastejšie používa metóda 3p, nazývaná aj metóda poklesu potenciálu. Zahŕňa umiestnenie prúdovej sondy v určitej vzdialenosti od meraného uzemnenia a napäťové sondy sú umiestnené v polovičnej vzdialenosti. Je dôležité, aby boli uzemňovač a sondy umiestnené v priamke. Počas merania sa meria pokles napätia na uzemnení a prúd pretekajúci cezeň. Odpor je vypočítaný podľa Ohmovho zákona. Pri bodových uzemneniach sa napätie rýchlo znižuje s rastúcou vzdialenosťou medzi uzemnením a elektródami.

Izolačný odpor

Druhým parametrom, ktorý je potrebné zvážiť, ak chceme bezpečne používať elektrické spotrebiče a inštalácie, je odolnosť izolácie. Ak je izolácia drôtu, bez ohľadu na to, kde sa nachádza, poškodená, môže to viesť k skratu a poškodeniu zariadenia a v najhorších prípadoch, ak sa používateľ dotkne vystaveného drôtu, tiež k úrazu elektrickým prúdom.

Systematické vykonávanie meraní a kontrola stavu izolácie sú nevyhnutné, ak chceme bezpečne používať inštaláciu a elektrické zariadenia. Je to dôležité rovnako pre domáce aj priemyselné zariadenia, pretože obe z nich sú vystavené mechanickému poškodeniu a procesu starnutia, ktoré môžu prerušiť izoláciu.

Na čo treba hľadieť pri meraní izolačného odporu?

V priebehu vykonávaniamerania izolačného odporu musíme venovať pozornosť niekoľkým faktorom, ktoré môžu narušiť toto meranie.

• Vlhkosť – má nepochybne vplyv na meranie izolačného odporu. Izolátor môže absorbovať vlhkosť v rôznej miere, závisí hlavne od jeho typu. Odporúča sa vykonať merania pri relatívnej vlhkosti medzi 40% a 70%.
• Teplota – je druhá veličina, ktorá ovplyvňuje merania izolačného odporu. Odolnosť izolácie klesá so zvyšujúcou sa teplotou, avšak tieto zmeny sú rôzneho stupňa v závislosti od typu izolátora. Merania sa vykonávajú pri teplote od 10°C do 25°C.
• Skúšobné napätie a čas merania – výsledok merania izolačného odporu je ovplyvnený aj dĺžkou napätia a času merania. Keďže unikajúci prúd nie je úmerný napätiu v celom rozsahu, izolačný odpor klesá spočiatku pomerne rýchlo, neskôr pomalšie až do momentu stabilizácie. Naproti tomu po prekročení určitého limitu napätia charakteristického pre konkrétny izolátor dochádza k prieniku a veľmi rýchlemu poklesu hodnoty izolačného odporu. Stojí za to vedieť, že merania je potrebné vykonávať pri napätí vyššom ako menovité, podľa požiadaviek normy PN HD 60364-6:2016-07.

V čom spočíva meranie izolačného odporu?

Bohužiaľ, obvyklý ohmeter alebo multimeter nestačí na meranie izolačného odporu. Je potrebné použiť špecializovaný merač. Meranie izolačného odporu je možné vykonať dvoma spôsobmi – bodovo a ako funkcia času.

• Bodové meranie – zahŕňa vykonanie niekoľkých meraní v rôznych častiach izolácie. Po vykonaní meraní by sa všetky výsledky mali korigovať v závislosti od teploty. Mnohé z moderných meračov to umožňujú automaticky.
• Meranie vo funkcii času – tento druh merania je oveľa presnejšie, pretože nezávisí od teploty. Meranie trvá oveľa dlhšie a vykonáva sa niekoľkokrát a z výsledných hodnôt sa určuje hodnota izolačného odporu.
• Meranie technickou metódou – stojí za to spomenúť aj merania, ktoré môžeme urobiť s megaohmetrom, teda meračom s vlastným zdrojom testovacieho napätia alebo miliampérmetrom, a v tomto prípade použiť sieťové napätie. Takéto merania nie sú vhodné, ale ak ich chceme vykonať, upozorňujeme, že použité zariadenie by malo byť v súlade s európskou normou PN-EN 61557-10:2013-11.

Stručne povedané,rovnako meranie odporu uzemnenia, ako aj izolačného odporu by sa malo uskutočniť cyklicky, ak chceme používať elektrický systém alebo zariadenie bezpečne. Tieto druhy meraní vyžadujú špecializované vybavenie a mali by ich vykonávať osoby s príslušnými znalosťami a kvalifikáciou.