Rezystancja uziemienia szafy sterowania oświetleniem drogowym oraz metalowych słupów oświetleniowych

Dzień dobry,

Przede wszystkim należy sobie zadać pytanie: czy trzeba uziemiać słup oświetleniowy?

Odpowiadając na pytanie - z żadnej normy ani przepisów to nie wynika.

Więc dlaczego większość projektantów i znawców na siłę chce uziemiać przedmiotowe słupy? Wynika to z ich niewiedzy w tym temacie i powielania projektów na zasadzie "kopiuj - wklej", przecież wszyscy projektanci tak robią i jest dobrze. Jestem świeżo po takiej rozmowie, gdzie inspektor powiedział wprost, że dziewięciu na dziesięciu projektantów tak robi i on tego też wymaga, ale rzeczowych argumentów nie przedstawił dlaczego tak ma być. Na forach można przeczytać niekończące się dyskusje odnośnie tego zagadnienia - "a co będzie jak samochód przywali w słup i przerwie PEN-a a słup nieuziemiony?!" 

Po pierwsze - słup to nie jest urządzenie elektryczne. To taki sam element jak wspornik, dźwigar, barierka. Nie ma on klasy ochronności - bo nie może mieć.

Po drugie - uziemianie ze względu na zastosowanie ochrony przeciwporażeniowej poprzez samoczynne wyłączenie zasilania. Przykładowo: przyłączamy do konstrukcji słupa przewód PEN i w ogromnej większości przypadków uziemiamy - czyli podłączamy taśmę stalową, która biegnie bezpośrednio do ziemi albo do wszystkich innych słupów. Przewód PEN zazwyczaj ma przekrój 35 mm2 a bednarka 25x4 mm. Więc którędy płynie prąd? Bednarką czy PEN-em? Pytanie retoryczne. Podłączając bednarkę tworzymy równoległy tor prądowy roboczy. Tak - prąd będzie płynął tą bednarką. Uziemienie nie ma zastosowania, wystarczy podłączony PEN do obudowy, który zamyka pętlę zwarcia. Do warunku SWZ nie jest potrzebne żadne uziemienie. Już najlepsze jest zastosowanie kabla np. YKXS 5x35 plus do tego bednarka równolegle w wykopie. 

Po trzecie - uziemianie ze względu na ochroną odgromową. Tylko co ten słup ma chronić? On jest zwodem? Czy czym jest? Na szczycie słupa jest zamontowana oprawa - najczęściej w II klasie ochronności, która w przypadku bezpośredniego wyładowania ulegnie zniszczeniu. Jeżeli chcemy wykonać ochronę odgromową to należałoby projektować LPS (urządzenia piorunochronne) dla tego oświetlenia za pomocą dodatkowej iglicy, która chroniłaby oprawę.

Przywołana wartość 10 omów dotyczy ochrony odgromowej i przepięciowej - nie ma mowy tutaj o żadnych słupach oświetleniowych. Dla linii oświetleniowych, w miejscach podłączenia linii kablowej (oświetleniowej) do linii napowietrznej, należy zabudować ograniczniki przepięć - wynika to z norm i standardów OSD. Uziemienie i wskazana wartość ma zastosowanie właśnie dla ogranicznika. 

Wartość 30 i 5 omów dotyczy uziemienia przewodu PEN w sieci elektroenergetycznej i jest to dokładnie opisane w normach (rysunki z kołami dookoła stacji).

Rozwiązaniem najprostszym, najtańszym i najbardziej bezpiecznym dla "słupów oświetleniowych: jest zastosowanie ochrony przy uszkodzeniu za pomocą II klasy ochronności - mamy wtedy wyizolowaną całą sieć bez żadnych uziemień, podłączeń PEN-a. Stosujemy w słupach w złącza np. TB-11 wykonane w II klasie. Kable mają podwójną izolację, dodatkowo można prowadzić je w peszlu. Takie rozwiązania są stosowane w innych krajach, ale w Polsce na siłę próbuje się opasać bednarką całą kulę ziemską. Przykre jest to, że piewcami uziemień są też znane firmy, które przyczyniają się do tego, że zamiast rozwijać się i szerzyć wiedzę wprowadzają zamęt i nieporozumienia. Uziom ochronny nie jest środkiem ochrony od porażeń w niskim napięciu... 

Ale przecież słup ma zacisk uziemiający! No właśnie - słup to urządzenie wielowariantowe - może być zastosowany np. w innym układzie sieci niż TN. Poza tym podłączenie bednarki pod ten zacisk i jednocześnie żyły PEN jest bardzo uciążliwe ze względu na brak miejsca. 

A co z przestraszonymi forumowiczami stresującymi się uderzeniem samochodu w słup? Podaję definicję ochrony przeciwporażeniowej wg Międzynarodowego Słownika Elektrotechniki - "środki zmniejszające ryzyko porażenia prądem elektrycznym". Druga definicja - ochrona przy uszkodzeniu - "ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym w warunkach pojedynczego uszkodzenia". Nie serii uszkodzeń nie trzęsienia ziemi. Na każdy słup energetyczny prawie każdy z nas może wejść - to co może budujemy ogrodzenia?

Wartość rezystancji uziemienia lub konfiguracja uziomu zależą od funkcji jakie ma on pełnić. Nie spotkaliśmy się z określonymi wartościami podanymi w normach, które byłyby wymagane dla słupów oświetleniowych. 

Z punktu widzenia ochrony odgromowej podstawowe kryterium stanowi wymiar uziomu, który przy założeniu IV lub III klasy LPS wynosi 5 m dla uziomów poziomych lub 2,5 m dla uziomów pionowych, a więc bednarka prowadzona od słupa do słupa spełni to wymaganie z naddatkiem. Raczej nikt nie sklasyfikuje słupów oświetleniowych według wyższego poziomu ochrony odgromowej, bo nie miałoby to racjonalnego uzasadnienia. Normy serii PN-EN 62305 zalecają dążenie do jak najmniejszej wartości rezystancji uziemienia, w miarę możliwości < 10 omów, ale podstawowe kryterium stanowi wymiar uziomu. Wartość < 10 omów wymagana jest dopiero dla obiektów zagrożonych wybuchem, a minimalny wymiar uziomu uzależniony może być od rezystywności gruntu dopiero przy przyjęciu II lub I klasy LPS.

Z punktu widzenia ochrony od porażeń, jeżeli ma to być uziom ochronny to wartość będzie zależała od spodziewanych wartości prądów i zastosowanych zabezpieczeń. Jeżeli na stacjach elektroenergetycznych wymaga się rezystancji uziemienia na poziomie pojedynczych omów to trudno wymagać 5 omów dla słupów oświetleniowych. 

Inną sprawą jest to co postanowił projektant i co zostało zatwierdzone. Normy przedstawiają wymagania minimalne, a zastosowanie bardziej obostrzonych parametrów zawsze jest możliwe jeżeli projektant uzna to za stosowne. Należy jednak zawsze zachowywać zdrowy rozsądek, wymaganie aby każdy słup miał indywidualne uziemienie o wartości rezystancji < 10 omów nie ma raczej uzasadnienia, zwłaszcza, że w przypadku niekorzystnych warunków glebowych (wysoka rezystywność) koszt takiego uziomu może być niewspółmiernie wysoki względem jego korzyści.

Więcej w tym temacie może powiedzieć @RST specjalizujący się w sytemach odgromowych i uziemiających.

Wartość 30Ω przyjmowana jest dla "trudnych" warunków glebowych, takich jak piaszczyste lub kamieniste podłoże gdzie uzyskanie niskiej wartości rezystancji uziemienia jest trudna, jest to maksymalna dopuszczalna wartość którą trzeba uzyskać. 

Wartość 10Ω uznana jest za odpowiednio niską do zapewnienia odpowiedniej ochrony zarówno przeciwporażeniowej jak i przeciwprzepięciowej, w warunkach normalnych glebowych, 

Wartość 5Ω wymagana jest w strefach Ex, zagrożenia wybuchem.