Uziemienie jest jednym z ważniejszych elementów w dziedzinie elektryki. Niby w przewodach uziemiających nie ma napięcia, ani nie powinien w nich płynąć prąd elektryczny, a jednak… W każdym mieszkaniu, domu (przynajmniej w nowym budownictwie) prowadzone są setki metrów przewodów uziemiających. W jakim celu? Co to znaczy, że gniazdko, urządzenia są uziemione? Jakie są zagrożenia związane z brakiem uziemienia? W jaki sposób można uziemić instalację elektryczną?

1. Podstawowe funkcje uziomu

Uziom pełni kilka podstawowych funkcji.

1.1. Ochrona odgromowa

Uziom w urządzeniu piorunochronnym pełni kluczową rolę w ochronie przed skutkami oddziaływania wyładowań atmosferycznych. Jego zadaniem jest rozproszyć prąd pioruna w ziemi po przechwyceniu go przez instalację odgromową (LPS).

1.2. Ochrona przed przepięciami

Nawet najlepszy ogranicznik przepięć służący do ochrony obwodów zasilających i urządzeń do nich podłączonych nie zadziała, jak nie będzie uziomu.

Uziom ma za zadanie zmniejszyć różnicę potencjałów z powodu operacji łączeniowych w sieci (np. podłączenie osiedla domków po awarii wiąże się z dużym prądem w sieci z uwagi na obciążenie udarem prądowym) i wyładowań atmosferycznych.

Im lepszy uziom tym lepsza ochrona przepięciowa.

1.3. Ochrona przeciwporażeniowa

Uziom w ochronie przeciwporażeniowej gra pierwsze skrzypce. Czasem bez niego – w szczególności w sytuacjach awaryjnych – może dojść do poważnego uszczerbku na zdrowiu lub nawet utraty życia.

2. Co to znaczy że instalacja elektryczna jest uziemiona?

Mógłbym napisać, że odpowiedź na to pytanie zawarta jest w samym pytaniu, ale to byłoby zdecydowanie zbyt duże uproszczenie.

Wyobraź sobie dom. Dom w którym do każdego gniazdka, do każdej lampy, oprócz przewodu fazowego i neutralnego, dzięki którym możemy zasilić elementy elektryczne, doprowadzone są przewody uziemiające. Przewody te – zwykle – nie wpływają na pracę urządzeń. Są za to, wszystkie bez wyjątku, ze sobą połączone bez pośrednictwa jakichkolwiek podzespołów elektrycznych.

Wszystkie elementy połączone bezpośrednio z ziemią.

Połączenie przewodów uziemiających (ochronnych) zwykle wykonuje się w domowej rozdzielnicy, a stamtąd, pojedynczym przewodem wprost do metalowego elementu połączonego z… ziemią.

3. Jaki cel temu przyświeca?

Niby w jaki sposób drut wbity w ziemię może nas przed czymkolwiek ochronić?

Zacznę może od początku. Przyjmijmy założenie, że ziemia, grunt, posiada potencjał elektryczny na poziomie 0V. Czyli jeśli wbiję w ziemię drut, to we wszystkich przewodach uziemiających poprowadzonych w domu nie będzie potencjału elektrycznego.

Idąc dalej, poprzez gniazdka lub złączki elektryczne (w lampach) podpinamy te przewody do urządzeń. Wewnątrz tychże urządzeń, przewody ochronne (uziemiające) połączone są najczęściej z obudową (metalową) lub z jakimkolwiek innym metalowym elementem, który podczas normalnej pracy urządzenia jest łatwo dostępny dla człowieka i tym samym nie może znajdować się pod napięciem.

Świetnie! Skoro podłączyliśmy obudowę do gruntu którego potencjał wynosi 0V, to obudowa też będzie miała taki potencjał, prawda? Prawda. Jeśli obudowa ma potencjał zerowy i my mamy potencjał zerowy, to gdy dotkniemy obudowy, żaden prąd nie popłynie, czyli porażenie prądem nam nie grozi.

Jeśli obudowa urządzenia nie jest podpięta do przewodu uziemiającego, a wewnątrz urządzenia z powodów nieznanych, nastąpi “przebicie” i na obudowie pojawi się potencjał elektryczny, to potencjał ten jako, że nie jest połączony w żaden sposób z ziemią (pośrednio lub bezpośrednio), nie ma dokąd “uciec”.

Ryzyko jest zatem oczywiste. Podchodzi człowiek, który posiada potencjał elektryczny na poziomie 0V, dotyka, chcąc nie chcąc, obudowy która posiada potencjał 230V, co w efekcie powoduje, że przez osobnika zaczyna płynąć niebezpieczny dla zdrowia i życia prąd.

Podsumowując odpowiedź na to pytanie. Połączenie wszystkich urządzeń z ziemią, w efekcie uniemożliwia długotrwałe utrzymywanie się potencjału elektrycznego na obudowach (i innych elementach), które są dostępne dla człowieka podczas normalnej pracy urządzenia (czyli gdy obudowa jest zamknięta). W przypadku powstania przebicia elektrycznego na obudowę, gdy ta ostatnia jest uziemiona, powstanie zwarcie w obwodzie, co w konsekwencji spowoduje zadziałanie wyłącznika nadprądowego (nie wspominając już o wyłączniku różnicowo-prądowym, jeśli oczywiście takowy jest zainstalowany) w domowej rozdzielnicy i rozłączenie napięcia zanim ktokolwiek dotknie obudowy.

Podsumowanie

Uziom jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania instalacji elektrycznej i zapewnienia bezpieczeństwo przy jej użytkowaniu. Jest podstawowym elementem chroniącym domowników i ich majątek.