Elektrika kot vir energije ima z vsemi svojimi prednostmi tako resno pomanjkljivost kot povečano nevarnost za ljudi. Zato je pri razvoju različnih električnih sistemov za zaščito ljudi pred električnim udarom vedno namenjena velika pozornost.
Skoraj vsi vedo, da morajo biti električne naprave za varno delovanje ozemljene. V ta namen je na kovinske elemente ohišja predviden poseben vijak, slika 1, označena z značilno ikono, vtičnice pa imajo eno ali dve dodatni ozemljitvi stik.
Zakaj tudi dobra ozemljitev človeka ne ščiti vedno
Kljub temu se zgodi, da tudi pri popolnoma funkcionalni ozemljitvi ob dotiku kovinsko ohišje opreme ali kovinski predmeti stavbne konstrukcije, oseba prejme električni šok. Ponavadi je veliko šibkejši od neposrednega dotika gole žice ali vodila, vendar kljub temu ni prijetna izkušnja. Poleg tega se v hujših primerih lahko konča celo s smrtjo.
Zakaj se to dogaja? Za razumevanje fizikalnih procesov se obrnimo na sliko 2, ki prikazuje dve električni instalaciji A in B, ozemljeni v skladu z normativi in opremljeni z zaščitnimi odklopniki Z.
Recimo, da je v namestitvi A kršena celovitost izolacije, na njenem ohišju pa se pojavi napetost 220 V. Ta napetost ustvarja tok I1, ki se bo skozi ozemljitveni krog z uporom R1 privlekel na zemljo. Naj bo tok I1 tako majhen, da odklopnik 3 ne reagira nanj in enota A ni brez napetosti. Vse to skupaj pomeni, da bo v tem primeru v primeru namestitve A stalno prisotna napetost 220 V.
Namestitev B je popolnoma delujoča, zanjo imamo I2 = 0, tj. za napetost na ohišju te naprave velja UB = 0. Kot rezultat, ko se deli telesa hkrati dotaknejo zgradb naprav A in B, je oseba pod potencialno razliko UA - UB = 220 - 0 - 220 V in prejme električni udar.
Kaj zagotavlja izenačitev potenciala?
Kako zaščititi osebo pred električnim udarom v takih primerih, če praga občutljivosti zaščitnega odklopnika 3 ni mogoče zmanjšati zaradi povečanega tveganja lažnega proženja? Tehnično je najpreprosteje organizirati dodatno prevodno povezavo med okvirji instalacij A in B s prevodnikom, kar je na sliki 3 prikazano rdeče. Zaradi tega se bo na ohišjih obeh naprav A in B pojavila napetost 220 V, vendar potencialne razlike ne bo in v nasprotju s v prejšnjem primeru imamo ob hkratnem dotiku A in B UA - UB = 220 V - 220 V = 0 V, zaradi česar električni udar ni se bo zgodilo.
Kar zadeva učinkovitost zaščite, je izenačevanje potencialov slabše od ozemljitve, ker avtomatskega stroja Z ne more sprožiti. Zato se sistem, ki ga izvaja, imenuje dodatno sredstvo za zagotavljanje električne varnosti.
Raznolikosti sistemov za poravnavo
V procesu oblikovanja sistema za izravnavo potencialov so vsi povezani med seboj in z ozemljitveno vodilo kovinski elementi gradbene konstrukcije (predvsem cevi vseh komunikacij in opreme armirani beton). Ta sistem velja za glavnega. V kopalnicah, kjer se zaradi puščanja poveča nevarnost električnega udara, se izvede dodatna poravnava. Da bi to naredili, so cevi, ohišje kopalnice, pralni stroj in električni grelnik vode z ločenimi žicami povezani z ozemljitvenim vodnikom posebej namenske škatle, slika 4.
Zaključek
Vedno je priporočljivo uporabljati sisteme za ozemljitev in izenačevanje potenciala. Šele takrat je zagotovljena najvišja stopnja zaščite.