1

10. NAIN UZEMLJENJA DISTRIBUTIVNIH TS 20(10)/0.4 kV

Distributivne mree 20 (10) kV u BiH danas se uglavnom napajaju iz TS 35/20(10) kV,

a manjim dijelom iz TS 110/20(10) kV. U budunosti, zbog prelaska na jedinstveni

srednji napon 20 kV treba oekivati sve vei broj TS 110/20 kV.

Kod uzemljenja neutralne take mree 35 kV postoji dosta iskustva i prakse i obino

nema veih problema. Uzemljenje neutralne take 20(10) kV mree je znatno sloenije

obzirom na stroije propise u pogledu opasnih napona dodira. Uzemljivai TS 20(10)/0,4

kV mogu predstavljati glavni ograniavajui faktor prilikom uzemljenja neutralne take

20 (10) kV mree. Mrea 20(10) kV u BiH radi uglavnom u reimu izolirane neutralne

take. Ovakav se sistem ne mijenja bitno i pored injenice da su dostignute vrijednosti

kapacitivnih struja, prema kojima se ve trebalo prei na uzemljenje neutralne take.

Zbog prelaska na jedinstveni distributivni napon 20 kV bie nuno postojeu

srednjenaponsku mreu uzemljiti, zbog ogranienja unutranjih prenapona.

Realno je oekivati da e, u budunosti, dosta mrea biti u pogonu s neutralnom takom

uzemljenom preko niskoomske impedanse.

Zbog velikoga broja TS 20(10)/0,4 kV u elektrodistributivnoj mrei stalno je prisutna

tenja za to veom tipizacijom elemenata ovakvih stanica. Veoma znaajan element TS

je svakako i uzemljiva. Zbog toga je potrebno tipizirati uzemljivae TS 20(10)/0,4 kV, te

za tipske uzemljivae dati njihove parametre u sistemu uzemljenja. Teite tipizacije bi

trebao biti uzemljiva TS 20(10)/0,4 kV koja se prikljuuje na nadzemnu mreu, jer su

uvjeti uzemljenja mnogo tei, nego kod kabelskih TS. Poznato je (i dokazano

mjerenjima) da su impedanse uzemljenja kabelskih TS, u pravilu, relativno niske, te

obino nema veih problema kod uzemljenja ovih mrea. Razlog je u tome to

uzemljivai kabelskih TS predstavljaju samo dio ukupnog sistema uzemljenja, pa prema

tome, nemaju dominantnu ulogu.

Specifinost TS 20(10)/0,4 kV je u tome to je niskonaponska mrea u pravilu direktno

spojena s radnim uzemljenjem. Radno uzemljenje dimenzionira se s obzirom na uvjete

rada u niskonaponskoj mrei i mogui proboj izmeu visokonaponskog i niskonaponskog

namotaja transformatora. U TN sistemima taka uzemljenja sistema i svi vodljivi dijelovi

kuita elektrinih ureaja su, preko neutralnog vodia, meusobno galvanski povezani.

U sluaju kvara u mrei 20(10) kV potencijal uzemljivaa moe se prenijeti direktno u

niskonaponsku mreu, ako su radno i zatitno uzemljenje spojeni, to jest ako je izvedeno

zdrueno uzemljenje. U tom sluaju, moraju se poduzeti posebne mjere da se ne dozvoli

pojava opasnih napona dodira u niskonaponskoj mrei. U nekim sluajevima bie

potrebno razdvajanje radnoga i zatitnoga uzemljenja, to nije uvijek mogue izvesti.

Uzemljivai zatitnog uzemljenja TS 20(10)/0,4 kV obino se izvode kao povrinski u

obliku jedne ili vie pravougaonih kontura ili okruglih prstenova ukopanih na razliitim

dubinama, uz dodatak vertikalnih elemenata (tapova) i eventualno uzemljivakih traka.

Uzemljiva radnoga uzemljenja uglavnom se izvodi pomou tri vertikalna tapa koji se

meusobno povezuju bakarnim uetom.

2

Kod TS, koje su udaljene od napojne take, struja jednopolnog kratkog spoja je neto

manja, pa su zato i maksimalni specifini otpori tla povoljniji u odnosu na rezultate iz ta-

bele. I uz uvaavanje ove injenice moe se zakljuiti da e postizanje zadovoljavajuih

vrijednosti impedanse uzemljivaa biti mogue samo na terenima gdje je 250(m).

Slika10.1. Tipski uzemljiva zatitnog i radnog uzemljenja

Tipski uzemljiva zatitnoga i radnoga uzemljenja, koji se koristi u elektrodistributivnoj

praksi BiH prikazan je na slici 10.1. Uzemljiva zatitnoga uzemljenja izvodi se pomou

dvije konture s vertikalnim uzemljivaima u tjemenima vanjske konture. Prva se kontura

postavlja na udaljenosti 1 (m) od TS i na dubinu od 0,5 (m). Druga (vanjska) kontura se

postavlja najmanje na 1 (m) od prve konture i to na dubinu od 0,8 (m).

Kako bi se izbjegla upotreba raznih aproksimativnih izraza za proraun uzemljivaa,

koji u odreenim uvjetima mogu biti neprecizni, a s druge strane, da se omogui

racionalnija izvedba uzemljivaa, korisno bi bilo dati dijagram ovisnosti otpornosti

rasprostiranja najee koritenih uzemljivaa od geometrije uzemljivaa. Time bi se

omoguio korektan proraun uzemljivaa i projektantima kojima to nije ua specijalnost i

koji ne raspolau raunarskom podrkom. Naravno, za precizan proraun uzemljivaa

neophodna je raunarska podrka.

Na slici10.2. data je vrijednost koeficijenta rasprostiranja uzemljivaa k u ovisnosti o

razmaku izmeu vertikalnih uzemljivaa. Duina vertikalnih uzemljivaa je 3 (m).

Rastojanje izmeu kontura je 1 (m). Otpor rasprostiranja uzemljivaa rauna se prema

jednaini RE = k. Na vrijednost otpora rasprostiranja dominantni utjecaj imaju dimenzije vanjske

konture, dok unutranja kontura ima prvenstveno ulogu oblikovanja potencijala oko TS.

Vrijednosti otpora uzemljivaa, ako se koristi samo jedna kontura, vei su za 5% u

odnosu na vrijednosti dobivene iz dijagrama. U pojedinim sluajevima nee biti mogue

instalirati vertikalne uzemljivae, na primjer zbog vrste tla (kamen i sl.) ili zbog

mogunosti oteenja podzemnih instalacija.

U tom sluaju otpornost uzemljivaa bi trebalo poveati za cca 25% u odnosu na

vrijednosti dobivene pomou dijagrama, odnosno da bi se dobila traena otpornost

1- kontura za oblikovanje

potencijala

2- vanjska kontura

3- vertikalni uzemljivai

4- radno uzemljenje

5- kabel PP00 1 x 50 (mm2 )1 kV

3

uzemljenja treba poveati dimenzije vanjske konture za 25% u odnosu na dimenzije

dobijene prema dijagramu.

5

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

k(

m)

/

0,02

0,10

6 8 3 4

b

rastojanje izmeu sondi (m) 11 7 10 9

a

a

a

b

bS

b

Slika 10.2. Koeficijent rasprostiranja uzemljivaa u ovisnosti o geometriji sistema.

Primjena navedenoga dijagrama moe se demonstrirati na slijedeem primjeru. Za

odredjivanje dimenzija dvokonturnog uzemljivaa s vertikalnim sondama kako bi se

postigao otpor rasprostiranja uzemljivaa zatitnoga uzemljenja od RE = 3 (), i ako je

= 50 (m), prema naprijed navedenim podatcima, nije teko izraunati vrijednost koeficijenta k:

)m(06,050

3 1

ERk (10.1)

Sa dijagrama na slici 10.2. dobije se vrijednost stranice kvadratnog uzemljivaa a = 5

(m). Dakle, uzemljiva ima vanjsku konturu dimenzija (5 x 5) (m) i unutarnju konturu

dimenzija (3 x 3) m. Ako bi se, zbog ogranienog prostora, zahtjevalo da uzemljiva ima

pravougaoni oblik dimenzija b x c, ija je stranica b maksimalno 4 (m) vrijednost druge

stranice dobije se iz jednakosti m)(62422 cbacacb . Odnosno

dimenzije vanjske konture bi bile 4 x 6 (m).

Ako bi se uzemljiva morao izvesti bez vertikalnih sondi i kako bi se postigla traena

otpornost uzemljivaa potrebno je stranicu a poveati za 25%, odnosno, u tom sluaju, bi

vanjska kontura bila dimenzija 6,25 x 6,25 (m).

4

10.1. NAINI UZEMLJENJA DISTRIBUTIVNIH TS 20(10)/0.4 kV

PRIKLJUENIH NA KABELSKU SN MREU

Uzemljenje kabelskih DTS izvodi se tako da se zadovolje uvjeti zatite od napona

dodira za rad u srednjenaponskoj mrei ija ja neutralna taka uzemljena preko

niskoomske impedanse, s ogranienjem struje zemljospoja na najvie 300 (A).

U kabelskoj DTS izvodi se zdrueno uzemljenje, tako to se izvede uzemljiva

zatitnoga uzemljenja i na njega neposredno prikljui neutralni vodi NN mree.

Na zatitno uzemljenje DTS, koje ima ulogu zdruenog uzemljenja, vezuju se jo:

kuite energetskog transformatora, metalni platevi, elektrine zatite i armature kabela,

sekundarna strujna kola mjernih transformatora, odvodnici prenapona, kao i svi ostali

metalni dijelovi opreme i aparata koji ne pripadaju strujnim kolima. Na ovaj nain vri se

izvjednaenje potencijala unutar DTS, pa sa stanovita ispunjenja uvjeta zatite od

napona dodira nije potrebno postavljanje izolacionih tepiha.

Slika 10.3. Temeljni uzemljiva Slika 10.4. Izvoenje posebnog

zgrade kao uzemljiva TS uzemljivaa za TS u zgradi

5

Slika 10.5. Kabel NPO 13 kao uzemljiva TS

Zdrueno uzemljenje kabelske DTS, koje se postavlja u okviru nekoga objekta

(zgrade), izvodi se na slijedei nain:

- ako objekt (zgrada) ima svoj temeljni uzemljiva, tada se temeljni uzemljiva koristi i kao uzemljiva DTS i ne izvodi se nikakav drugi uzemljiva.

- ako objekt (zgrada) nema svoj temeljni uzemljiva, tada za DTS treba da se izvede poseban uzemljiva na raspoloivom mjestu izvan objekta (zgrade), na

primjer pomou tri vertikalna uzemljivaa koji su meusobno povezani

bakarnim kabelom.

- ako objekt (zgrada) nema svoj temeljni uzemljiva, a izvoenje posebnog uzemljivaa prema prethodnoj taki, bilo bi komplicirano i skupo (na primjer: u

centru grada), kabelska DTS moe biti bez posebnog uzemljivaa pod uvjetom

da radi u razgranatoj kabelskoj mrei 10 (kV), tako da je prikljuenje na tu

mreu izvedeno najmanje sa dva kabela s provodnim platom (IRO 13-A, IRNo

13, itd.) duine preko 300 (m) svaki (mjerodavna je duina metalnog plata, bez

obzira da li je kabel pod naponom), kao i da je neutralni vodi NN mree ove

DTS povezan s neutralnim vodiem susjedne DTS.

U temelj DTS polae se prva kontura (prsten) - temeljni uzemljiva TS. Armiranobeton-

ska konstrukcija DTS moe se koristiti kao temeljni uzemljiva pod uvjetom da elina

armatura u temelju ima direktan kontakt (preko betona) s tlom.

Na rastojanju od najmanje 1 (m) i na dubini od 0,8 (m) postavlja se drugi (vanjski) prsten

uzemljivaa, sa vertikalnim uzemljivaima u tjemenima.

Vanjski prsten se povezuje s temeljnim uzemljivaem direktno (slika 10.6.) ili preko

glavnog prikljuka (sabirnice) za uzemljenje.

Legenda:

1.temeljni uzemljiva objekta (zgrade )

2.uzemljiva TS,bakarno ue

3.vertikalni uzemljiva

4.ispitna spojnica

5.izjednaenje potencijala u TS

6.glavni prikljuak(sabirnica) za

uzemljenje

7.sabirnica neutralnog vodia

8.energetski transformator

9.NN tabla

10.blok VN

11.kabel s provodnim platom

6

Ako se DTS nalazi na podruju razgranate mree, 10 (kV) , izvedene kabelima s

provodnim platom (NPO 13-A, IPHO 13, itd.), vertikalni uzemljivai se izostavljaju.

Vertikalni uzemljivai u tjemenima vanjske konture mogu se izostaviti i iz drugih

razloga, kao: zbog kamenitog tla, zbog rizika od oteenja podzemnih instalacija itd. i

tada treba raunati s poveanjem otpornosti rasprostiranja uzemljivaa za oko 25%. Prije

aktiviranja, a tijekom eksploatacije najmanje jedanput u 10 godina, mora da se izmjeri

ukupna otpornost zdruenog uzemljenja (Zzdr) kabelske DTS. Uvjeti zatite od napona

dodira bie ispunjeni u DTS i izvan DTS, u NN mrei i instalacijama potroaa, pa nije

potrebno mjerenje napona dodira i koraka, ako je ispunjen predhodno definirani uvjet.

Zdrueno uzemljenje kabelske DTS koja se gradi kao poseban slobodnostojei objekt

izvodi se na slijedei nain (slika10.6.):

1 -temeljni uzemljiva TS; 2 -vanjska kontura, bakarno ue; 3 -vertikalni uzemljivai ;

4 -ispitna spojnica; 5- izjednaenje potencijala u TS; 6 -glavni prikljuak (sabirnica za

uzemljenje); 7 -sabirnica neutralnog vodia; 8 -energetski transformator;

9 -NN tabla; 10 -blok VN

Slika. 10.6. Uzemljenje slobodnostojee kabelske DTS

Obzirom na uvjete rada mree 10 (kV), sainilac k ima vrijednost: k = 2, pa se

mjerenjem mora dobiti:

-Rzdr 2( ), pod uvjetom da je DTS povezana srednje naponskim kabelom sa

provodnim platom tipa NPO 13-A, IPHO 13, itd. za TS X/10 (kV) (redukcioni faktor

kabela je oko 0,25);

-Rzdr 1 (), pod uvjetom da je DTS povezana srednje naponskim kabelom sa

neprovodnim platom tipa XHP 48-A, XHE 49, itd. za TS X/10 (kV) (redukcioni faktor

kabela je oko 0,5);

-Rzdr 0,5( ), pod uvjetom da je DTS povezana srednje naponskim kabelom sa nepro-

vodnim platom tipa PP 41 i sl. za TS X/10 (kV) (redukcioni faktor kabela je oko 1).

7

Napomena: kabeli tipa PP 41 i sl. ne odgovaraju vaeim standardima, jer nemaju

elektrinu zatitu i ekran izolacije, ali su ranije koriteni i nalaze se u eksploataciji.

Dosadanje iskustvo, obavljena mjerenja i prorauni pokazali su da se prvi uvjet moe

zadovolji u svim pogonskim situacijama.

Treba ii na smanjenje vremena trajanja zemljospoja, t , na sabirnicama 10 (kV) na

vrijednosti ispod 1(s). Za prosjene uvjete rada u distributivnoj mrei, ne preporuuje se

dimenzioniranje uzemljenja kabelske DTS s vremenima ispod 0,5 (s), to odgovara

dvostrukim vrijednostima otpornosti uzemljenja iz prethodnih taaka.

10.2. NAINI UZEMLJENJA DISTRIBUTIVNIH TS 20(10)/0.4 kV

PRIKLJUENIH NA NADZEMNU SN MREU

U ovom dijelu e biti objanjen nain izvoenja uzemljenja u distributinoj TS

20(10)/0,4 (kV) koja je direktno ili preko kabelskog voda prikljuena na nadzemnu

srednjenaponsku mreu. Ovdje spadaju stupne TS i slobodnostojee DTS.

Srednje naponski vod izveden SKS-om tipa XHE 48/O-A moe sa stanovita uzemljenja

da se tretira isto kao odgovarajui tip podzemnog kabela (redukcioni faktor, utjecaj

uzemljivaa susjednih TS, itd.), ako su ispunjeni slijedei uvjeti:

- da je du itavoga kabelskog voda osigurana pouzdana galvanska veza - elektrinih zatita susjednih dionica na kabelskim spojnicama, zavrnicama i u

TS;

- da je elektrina zatita prve dionice voda galvanski vezana na uzemljiva izvorne TS.

Kada se uzemljivai radnoga i zatitnoga uzemljenja stupne ili prigradske

slobodnostojee DTS izvode posebno, moraju biti na meusobnom rastojanju od

najmanje 20 (m). Ako postoje uvjeti za zdrueno uzemljenje, u DTS se galvanski

povezuju neutralni provodnik NN mree i glavni prikljuak (sabirnica) zatitnog

uzemljenja.

Radno i zatitno uzemljenje su efikasno razdvojeni, u smislu vaeih propisa, ako se na

jednom uzemljenju ne moe da pojavi potencijal vii od 40% potencijala drugog

uzemljenja, pri emu na uzemljivau zatitnog uzemljenja ne smije da se pojavi napon

vii od 1200 (V).

Uzemljiva zatitnog uzemljenja prigradske slobodnostojee DTS izvodi se kao na

slici 10.7.

U temelj DTS polae se prva kontura (prsten) - temeljni uzemljiva DTS.

Armiranobetonska konstrukcija DTS moe se koristiti kao temeljni uzemljiva pod

uvjetom da elina armatura u temelju ima direktan kontakt (preko betona) sa tlom.

Na rastojanje 1 (m) od zida i na dubinu od 0,5 (m) postavlja se kontura za oblikovanje

potencijala oko TS (drugi prsten uzemljivaa), koja se povezuje sa temeljnim

uzemljivaem direktno ili preko glavnog prikljuka (sabirnice) za uzemljenje u TS.

Umjesto vanjske konture uzemljivaa, u ovisnosti od lokalnih uvjeta (raspoloiv prostor,

8

vrsta tla, prisustvo podzemnih instalacija i sl.), mogu se primjeniti i druga rjeenja koja

daju isti efekat (razdvajanje radnog i zatitnog uzemljenja).

Na zatitno uzemljenje DTS veu se: kuite energetskog transformatora, metalni pla-

tovi, elektrine zatite i armature kabela, sekundarna strujna kola mjernih transformatora,

odvodnici prenapona, kao i svi ostali metalni dijelovi opreme i aparata koji ne pripadaju

strujnim kolima. Na ovaj nain, vri se izjednaavanje potencijala unutar DTS i

oblikovanje potencijala oko DTS, pa sa stanovita ispunjenja uvjeta sigurnosti od napona

dodira nije potrebno postavljanje izolacionih tepiha unutar DTS, niti asfaltiranje tla oko

DTS.

Uzemljiva zatitnog uzemljenja stubne DTS izvodi se pomou dvije konture

(prstena), s vertikalnim uzemljivaima u tjemenima vanjske konture (slika. 10.7.).

Prva se kontura postavlja na daljinu 1 (m) od stupa i na dubinu od 0,5 (m). Druga

(vanjska) kontura se postavlja najmanje na 1 (m) od prve konture i na dubinu od 0,8 (m).

Obje se konture meusobno povezuju najmanje na dva mjesta.

Slika 10.7. Uzemljenje slobodnostojee DTS

prikljuene na nadzemnu mreu

Principijelna elektrina shema distributivne TS , ukljuivo sve elemente, data je na

slici 10.8.

Napomena: Ako DTS radi iskljuivo

u izoliranoj mrei 10 (kV) ne izvodi

se uzemljiva radnog uzemljenja i

kontura za oblikovanje potencijala

1 -temeljni uzemljiva TS;

2 -vanjska kontura, bakarno

ue;

3- vertikalni uzemljivai;

4- ispitna spojnica;

5 -kontura za oblikovanje

potencijala, bakarno ue;

6 -glavni prikljuak

(sabirnica) za uzemljenje;

7 -sabirnica neutralnog

Vodia

8- energetski transformator;

9- NN tabla;

10 -blok VN;

11 -izjednaenje potencijala

12- kabel PP00 1x50 mm2,1kV;

13- uzemljiva radnoga

uzemljenja, bakarno ue

9

Slika 10.8. Jednopolna shema stupne TS 20(10)/0.4 kV