Embed Size (px)
Citation preview
S.C. ELECTRICA S.A.
0.RE-ITI 228 / 2014
INSTRUCŢIUNI DE PROIECTARE ŞI EXECUŢIE PRIVIND
PROTECŢIA ÎMPOTRIVA ELECTROCUTĂRII ÎN INSTALAŢIILE ELECTRICE FIXE
DIN REŢELELE DE DISTRIBUŢIE A ENERGIEI ELECTRICE
- 2014 -
0.RE-ITI 228 / 2014
2
Instituţia responsabilă de elaborarea a 0.RE-ITI 228 / 2014
S.C. ELECTRICA S.A.
Executant: Societatea Inginerilor Energeticieni din Romania (SIER)
Director Executiv: Dr.ing. Fănică Vatră
Responsabil de lucrare: Ing. Mauriciu Sufrim
Autori: Ing. Mauriciu Sufrim, Dr.ing. Fănică Vatră
0.RE-ITI 228 / 2014
3
C U P R I N S
Pag.
1.- GENERALITĂŢI .......................................................................................................................................................... 4
1.1 - Obiectul şi domeniul de aplicare ........................................................................................................ 4
1.2 - Legislaţie tehnică în domeniu ............................................................................................................ 5
1.2.1 - Standarde ................................................................................................................................. 5
1.2.2 - Normative, îndreptare, instrucţiuni ......................................................................................... 6
1.3 - Terminologia şi simbolurile folosite .................................................................................................. 7
1.3.1 - Terminologie, definiţii şi simbolizări ....................................................................................... 7
1.3.2 - Scheme de funcţionare a reţelelor electrice (scheme de protecţie) ........................................ 11
1.4 - Funcţiile instalaţiilor de legare la pământ ........................................................................................ 17
1.5 - Pericole de accidentare datorite curentului electric ......................................................................... 19
2.- CONDIŢIILE DE CONCEPŢIE ŞI DIMENSIONARE A INSTALAŢIILOR DE
LEGARE LA PĂMÂNT DE PROTECŢIE. PARAMETRI DE CALCUL ............................................. 26
2.1 - Reţele electrice de joasă tensiune legate la pământ (schemele de funcţionare TT sau TN) ............. 26
2.1.1 - Funcţionarea reţelei electrice în schema TT .......................................................................... 26
2.1.2 - Condiţii de funcţionare în schema TN şi de realizare a instalaţiilor de pământ specifice
acestei scheme de funcţionare a reţelei electrice .................................................................. 27
2.2 - Reţele electrice de joasă tensiune izolate faţă de pământ (funcţionare în schema IT) ..................... 51
2.3 - Reţele electrice de medie tensiune izolate faţă de pământ (funcţionarea în schema IT) .................. 52
2.4 - Reţele electrice de MT cu neutrul legat la pământ prin rezistor Rn (reţele care funcţionează în
schema T2T) ....................................................................................................................................... 65
2.5 - Reţele legate la pământ care funcţionează în schema TT (respectiv T1T) cu neutrul legat direct la
pământ ............................................................................................................................................... 79
3.- DIMENSIONAREA PRIZELOR DE PĂMÂNT. RELAŢII DE CALCUL PENTRU
DETERMINAREA REZISTENŢEI DE DISPERSIE .................................................................................. 100
3.1 - Componentele unei instalaţii de legare la pământ şi categori/tipuri de prize de pământ ............... 100
3.2 - Parametrii electrici principali ai unei instalaţii de legare la pământ .............................................. 102
3.3 - Factori care influenţează rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ ........................................... 104
3.4 - Relaţii de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de dispersie a prizelor de pământ
artificiale simple .............................................................................................................................. 115
3.5 - Relaţii de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de dispersie a prizelor de pământ
naturale ............................................................................................................................................ 123
3.6 - Prize de pământ multiple şi prize de pământ complexe .................................................................. 127
3.6.1 - Prevederi cu caracter general care trebuie avute în vedere la realizarea prizelor de pământ
multiple şi a prizelor de pământ complexe ......................................................................... 127
3.6.2 - Relaţii de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de dispersie a prizelor de
pământ multiple şi a prizelor de pământ complexe ............................................................ 129
3.6.3 - Determinarea coeficienţilor de atingere şi de pas la o priză de pământ complexă în structura
unei reţele (plasă) ............................................................................................................... 131
3.6.4 - Prize pământ de dirijare a distribuţiei potenţialelot pentru stâlpii LEA .............................. 134
3.6.5 - Obiecte conductoare lungi care ies din zona de protecţie a instalaţiei de legare la pământ 135
0.RE-ITI 228 / 2014
4
INSTRUCŢIUNI DE PROIECTARE ŞI EXECUŢIE PRIVIND
PROTECŢIA ÎMPOTRIVA ELECTROCUTĂRII ÎN INSTALAŢIILE ELECTRICE FIXE
DIN REŢELELE DE DISTRIBUŢIE A ENERGIEI ELECTRICE
1. GENERALITĂŢI
1.1. Obiectul şi domeniul de aplicare
1.1.1. Prezentele instrucţiuni cuprind măsurile de protecţie împotriva electrocutărilor prin atingere
indirectă şi a distrugerilor de echipamente electrice datorită defectelor cu puneri la pământ (la masă) în
reţelele electrice de distribuţie a energiei electrice de joasă tensiune (JT), medie tensiune (MT) şi înaltă
tensiune (ÎT).
1.1.2. La instalaţiile electrice de distribuţie de joasă tensiune, la realizarea protecţiilor, se vor avea în
vedere totdeauna atât defectele care pot avea loc în reţeaua electrică de joasă tensiune cât şi defectele cu
punere la pământ (la masă) din reţelele de medie tensiune (MT) sau de înaltă tensiune (ÎT) care pot
determina regimuri periculoase în reţeaua electrică de joasă tensiune; se are în vedere, în special, cazul
posturilor de transformare de MT/JT şi cazul reţelelor electrice cu stâlpi folosiţi în comun pentru LEA de JT
şi de MT sau ÎT şi pentru alte categorii de circuite (de exemplu circuite de telecomunicaţii).
1.1.3. Toate circuitele electrice de distribuţie trebuie să fie prevăzute cu dispozitive automate de
protecţie pentru declanşarea la defecte cu puneri la pământ (la masă), iar dimensionarea şi realizarea
instalaţiilor de legare la pământ sau de legare la neutru se vor efectua în funcţie de performanţele acestora
(curentul de defect şi timpii de declanşare).
Protecţiile automate se prevăd pe baza unor analize tehnico-economice, luându-se în considerare
condiţiile de funcţionare a dispozitivelor de protecţie respective. Este necesar ca în instalaţiile electrice de
joasă tensiune să se asigure condiţiile impuse de prevederea şi corelarea protecţiilor PACD cu dispozitiv
DDR şi a protecţiilor de neutru PN.
1.1.4. Protecţia automată la curenţi de defect PACD cu dispozitiv diferenţial la curent rezidual DDR
este destinată pentru protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă şi pentru siguranţa la foc (la
arc electric) în următoarele cazuri:
- curenţii de defect sunt mai mici decât cei de acţionare a dispozitivelor deprotecţie convenţionale
(siguranţe cu fuzibil şi/sau întreruptoare prevăzute cu protecţie la suprasarcini şi la scurtcircuite);
- timpul necesar de declanşare în caz de defect este mai mic decât cel de acţionare a dispozitivelor de
protecţie convenţionale (siguranţe cu fuzibil şi/sau întreruptoare);
- circuitul electric este destinat să alimenteze receptoare cu componente electronice, respectiv trebuie
să rămână în funcţiune nesupravegheate de personal calificat;
- sunt necesare condiţii mai uşoare de dimensionare a instalaţiilor de legare la pământ .
Protecţia PACD cu DDR se prevede de regulă la blocul de măsură şi protecţie BMP de la branşamentul
consumatorului. În cazuri speciale justificate, protecţia PACD se poate prevedea şi la cutiile de ramificaţie
sau la tabloul TDP al postului de transformare.
1.1.5. Protecţia automată de neutru PN este destinată pentru protecţia împotriva supratensiunilor UΔn pe
conductoarele de neutru de protecţie PE sau PEN, care se pot transmite prin aceste conductoare la masele
echipamentelor electrice care poat fi atinse accidental. Protecţia de neutru PN trebuie să acţioneze prin
declanşarea circuitului electric în cazul apariţiei pe conductoarele de neutru a unei tensiuni faţă de pământ
U∆n > 50 V.
Deoarece tensiunea pe conductoarele de neutru poate depăşi valoarea maximă admisă în numeroase
cazuri de defect cum sunt desechilibrări datorită unor încărcări nelegale sau unor întreruperi de conductoare
şi/sau la bornele circuitelor, puneri accidentale la masă/pământ, supratensiuni de frecvenţă industrială,
montaje infracţionale la unii abonaţi pentru consumuri neînregistrate de energie electrică, inversări de
conductoare/legături electrice etc., se va prevedea protecţia de neutru PN atât la tablourile TDP ale
posturilor de transformare (simbol PNT), cât şi la firida respectiv blocurile de măsură şi protecţie BMP de
branşament al consumatorului (simbol PNB).
0.RE-ITI 228 / 2014
5
1.1.6. Protecţia automată de maximă tensiune PMT este destinată pentru protecţia împotriva
supratensiunilor de frecvenţă industrială la bornele circuitelor. Protecţia PMT trebuie să acţioneze prin
declanşarea circuitului electric în cazul apariţiei unei tensiuni fază-neutru Uf > 260 V. Protecţia PMT se va
prevedea la tabloul de distribuţie de JT TDP al sursei, respectiv al postului de transformare.
1.1.7. Protecţia automată la întreruperea unei faze PFT (pe traseul conductorului sau la o bornă) este
destinată pentru protecţia împotriva întreruperilor în zona postului de transformare. Protecţia PFT se
prevede la tabloul de distribuţie de JT TDP al postului de transformare.
1.1.8. Protecţia automată de neutru accidental PNA este destinată pentru protecţia împotriva depăşirii
peste limita admisă a curenţilor dedefect prin priza de pământ la care este legat neutrul reţelei de JT pentru
realizarea schemei TN de funcţionarea acesteia.
Protecţia PNA funcţionează în cazul defectelor cu puneri la pământ în reţeaua de JT, precum şi în cazul
montajelor cu legări la pământ infracţionale în vederea neînregistrării unor consumatori de energie electrică.
Protecţia PNA se poate prevedea la tabloul de distribuţie de JT TDP sau în cutiile de ramificaţuie pentru
semnalizarea defectelor cu puneri la pământ şi opţional pentru declanşarea circuitelor respective cu puneri la
pământ.
1.1.9. Protecţia automată selectivă PNL destinată pentru protecţia împotriva curenţilor de defect pe
liniile de distribuţie de JT.
Protecţia PNL trebuie să acţioneze prin semnalizarea şi opţional declanşarea selectivă a liniei cu defect.
Protecţia PNL se prevede la tabloul de distribuţie de JT TDP al postului de transformare. Această
protecţie poate fi prevăzută şi la cutiile de ramificaţie, caz în care protecţia are simbolul PNL-R.
1.1.10. Elementele (masele) care trebuie legate la instalaţia de legare la pământ sau la neutrul reţelei
electrice sunt cele indicate la pct.1.1.5 … 1.1.8 din îndreptarul 1 RE - Ip 30 - 2004.
1.2. Legislaţie tehnică în domeniu
1.2.1. Standarde
- STAS 2612-87 (12604/3) - Protecţia împotriva electrocutărilor. Limite admise.
- SR CEI 60050-195:2006 - Vocabular electrotehnic internaţional. Partea 195: Legare la pământ şi
protecţie împotriva şocurilor electrice.
- SR CEI 60755 + A1 + A2:1995 - Reguli generale pentru dispozitive de protecţie la curent diferenţial rezidual.
- SR-HD 479-1:1995 - Efectele curentului asupra omului şi animalelor domestice. Partea 1: Aspecte generale.
- SR-HD 479-2:1995 - Efectele trecerii curentului prin corpul omului. Partea 2: Aspecte periculoase.
Cap.4 Efectele curentului alternativ cu frecvenţa mai mare de 100 Hz.
Cap.5 Efectele curenţilor cu forme speciale de undă.
Cap.6 Efectele curenţilor de impuls unic de surtă durată.
- SR-EN 61140:2002 şi ediţia EN 61140:2002/A1:2007 - Protecţia împotriva şocurilor electrice.
Aspecte comune în instalaţii şi echipamente electrice.
- SR-CEI 61200-413:2005 - Ghid pentru instalaţii electrice. Partea 413: Protecţia împotriva
atingerilor indirecte. Întreruperea automată a alimentării.
- SR-CEI 60364-4-442 + A1:1999 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 4: Măsuri de protecţie pentru
asigurarea securităţii. Cap.44: Protecţia împotriva supracurenţilor. Secţiunea 442: Protecţia
instalaţiilor de joasă tensiune împotriva defectelor la pământ din instalaţiile de înaltă tensiune.
- SR-HD 60364-5-54:2012 - Instalaţii electrice de joasă tensiune. Partea 5.54: Alegerea şi montarea
echipamentelor electrice. Instalaţii de legare la pământ şi conductoare de protecţie.
- SR-HD 384-4-41 S2/A1:2004 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 4: Măsuri de protecţie pentru
asigurarea securităţii. Capitolul 41: Protecţia împotriva şocurilor electrice.
- SR-HD 60384.4.43 S2:2004 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 4: Protecţie pentru asigurarea
securităţii. Capitolul 43. Protecţia împotriva supracurenţilor.
0.RE-ITI 228 / 2014
6
- SR-HD 384.4.473 S1:2004 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 4: Măsuri de protecţie pentru
asigurarea securităţii. Capitolul 47: Utilizarea măsurilor de protecţie pentru asigurarea securităţii.
Secţiunea 473: Măsuri de protecţie împotriva supracurenţilor.
- SR HD 384.4.442 S1:2005 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 4: Protecţia pentru asigurarea
securităţii. Capitolul 44: Protecţia împotriva supratensiunilor. Secţiunea 442: Protecţia instalaţiilor de
joasă tensiune împotriva defectelor de punere la pământ în instalaţiile de înaltă tensiune.
- SR-HD 384.6.61 S2:2004 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 6-61: Verificări. Verificări la
punerea în funcţiune.
- SR-HD 384.7.704 S1:2003 - Instalaţii electrice în construcţii. Partea 7: Prescripţii pentru instalaţii şi
amplasamente speciale. Secţiunea 704: Instalaţii de şantier.
- STAS 4102:1985 - Piese pentru instalaţii de protecţie prin legare la pământ.
- STAS 831:2002 - Utilizarea în comun a stâlpilor pentru linii de energie electrică, de tracţiune şi de
telecomunicaţii.
- SR-EN 60417-1:2002 - Simboluri grafice utilizate pe echipamente. Partea 2: Aspecte generale şi aplicaţii.
- CEI 60364-7-707:1984 - Electrical installation of buildings. Requirements for special installations or
locations. Earthing requirements for the installations of data processing equipment.
- STAS 6290:1980. Incrucişări între liniile de energie electrică şi liniile de telecomunicaţii; aflat în
revizuire.
1.2.2. Normative, îndreptare, instrucţiuni
- NTE 001/03/00 - Normativ privind alegerea izolaţiei, coordonarea izolaţiei şi protecţia instalaţiilor
electroenergetice împotriva supratensiunilor.
- NTE 011/12/00 - Normă tehnică pentru proiectarea sistemelor de circuite secundare ale staţiilor
electrice. Volumul I: Prescripţii generale.
- 1 E Ip 31-1986 - Instrucţiuni de proiectare şi execuţie a legăturilor pilot din punct de vedere al
protecţiei împotriva influenţelor prin cuplaj inductiv şi rezistiv.
- 1 E Ip 35/1-2004 - Îndreptar de proiectare pentru reţele de medie tensiune cu neutru legat la pământ
prin rezistenţă.
- 1 E Ip 35/2-2005 - Îndreptar de proiectare pentru reţele de medie tensiune cu neutru legat la pământ
prin rezistenţă. Instalaţii de legare la pământ pentru linii aeriene, cabluri subterane staţii şi posturi de
transformare.
- 1 RE Ip 30-2004 - Îndreptar de proiectare, execuţie şi verificare a instalaţiilor de legare la pământ.
- 3 RE Ip 41-2006 - Instrucţiuni de proiectare şi exploatare privind protecţia împotriva influenţelor
datorate apropierilor dintre liniile de energie electrică.
- 1 RE I 227-2002 - Instrucţiuni de determinare prin măsurări a tensiunilor de atingere şi de pas la
instalaţiile din sistemul de distribuţie a energiei electrice.
- 1 RE I 226-2002 - Instrucţiuni de realizare a protecţiilor împotriva supratensiunilor în instalaţiile
electrice de joasă tensiune.
- *** - Îndrumar de proiectare şi execuţie a protecţiilor împotriva accidentelor şi avariilor în reţelele
de m.t. cu neutrul izolat sau tratat cu bobine de compensare. SC ELECTRICA S.A. 2006.
- L I 225 2002 - Instrucţiuni de aplicare a standardului STAS 831 - 2002.
- NP I-20 - Normativ privind protecţia construcţiilor.
- 3 RE-I 23/1974 - Instrucţiuni pentru exploatarea şi întreţinerea instalaţiilor de legare la pământ.
- F - 1E - 8/1974 - Fişă tehnologică. Instalaţii electrice. Executarea instalaţiilor de legare la pământ.
- 1 RE-Ip 6-1976 - Îndreptar de proiectare pentru prize de pământ cu bentonită.
- 3 RE-FT 61-77 - Execuţia şi verificarea prizelor de pământ cu bentonită.
- 3 RE-IP 41-92 - Instrucţiuni de proiectare şi exploatare privind protecţia influenţelor datorate
apropierilor dintre liniile electrice aeriene.
- I-7-2011 - Normativ privind proiectarea, execuţia şi exploatarea instalaţiilor electrice aferente clădirilor.
0.RE-ITI 228 / 2014
7
1.3. Terminologia şi simbolurile folosite
1.3.1. Terminologie, definiţii şi simbolizări
1.3.1.1. Şoc electric: efectul fiziopatologic determinat de trecerea curentului prin corpul omului.
1.3.1.2. Electrocutare: şocul electric letal.
1.3.1.3. Atingere directă: atingerea de către om a elementelor active ale unei instalaţii electrice.
1.3.1.4. Atingere indirectă: atingerea de către om a unor elemente intrate accidental sub tensiune,
datorită unui defect electric.
1.3.1.5. Tensiune joasă (j.t.): Tensiune de lucru aflată în următoarele limite:
- cel mult 250 V faţă de pământ în cazul reţelelor legate la pământ schema TT sau TN;
- cel mult 1000 V între faze, în cazul reţelelor izolate faţă de pământ în schema IT.
1.3.1.6. Tensiune înaltă (î.t.): Tensiune de lucru mai mare de cât tensiunea joasă.
1.3.1.7. Reţele electrice de joasă tensiune (JT): reţele electrice cu tensiunea nominală (din
categoria reţelelor electrice cu tensiune joasă de lucru) care se încadrează în limitele
0,4/0,23 kV Un 1 kV.
1.3.1.8. Reţele electrice de medie tensiune (MT): reţele electrice cu tensiunea nominală (din
categoria reţelelor electrice cu tensiune înaltă de lucru) care se încadrează în limitele
1 kV < Un 35 kV.
1.3.1.9. Reţele electrice de înaltă tensiune (ÎT): reţele electrice cu tensiunea nominală (din
categoria reţelelor electrice cu tensiune înaltă de lucru) care se încadrează în limitele
60 kV Un 220 kV.
1.3.1.10. Echipament electric: Ansamblu de elemente destinat producerii, transportului, distribuţiei,
acumulării, măsurării, transformării sau utilizării energiei electrice.
1.3.1.11. Echipament (utilaj) electric fix: Echipament care are racord fix şi amplasament fix şi
care nu poate fi deplasat sub tensiune.
1.3.1.12. Conductor activ (de lucru): conductor al unui circuit destinat alimentării cu energie
electrică, inclusiv conductorul neutru de lucru N; elementele conductoare de curent
electric pentru funcţionarea normală a instalaţiei (receptoarelelor) electrice se numesc
elemente active (de lucru).
1.3.1.13. Punct neutru (neutru): punctul comun al elementelor active ale sursei de tensiune ale
cărui diferenţe de potenţial, în valori absolute, faţă de fiecare conductor activ, sunt egale
în funcţionare normală.
1.3.1.14. Masă: părţile conductoare de curent care pot fi atinse de om şi care, în mod normal, sunt
izolate faţă de elementele active dar care, accidental, pot intra sub o tensiune periculoasă
(la un defect de izolare); exemple: carcase şi ecranări metalice, elemente de susţinere etc
1.3.1.15. Pământ: sol cu proprietăţi conductoare al cărui potenţial se consideră prin convenţie nul,
în afara zonei de influenţă a prizelor de pământ.
1.3.1.16. Punere la pământ: atingerea accidentală între o parte activă şi pământ, sau o parte
conductoare în contact cu pământul.
1.3.1.17. Punere la masă: atingerea accidentală între o parte activă şi masă
1.3.1.18. Curent de defect, Id: curent rezultat la un defect de izolaţie faţă de pământ.
1.3.1.19. Timpul de deconectare: durata între producerea defectului şi deconectarea circuitului defect de la
sursa de alimentare cu energie electrică.
1.3.1.20. Sistem de protecţie: ansamblul de două sau mai multe mijloace şi/sau măsuri de
protecţie, aflate într-o relaţie între ele, considerate într-un context definit ca un tot
1.3.1.21. Protecţie împotriva electrocutărilor prin atingere directă: ansamblul măsurilor de protecţie
prin care se asigură protecţia omului împotriva electrocutării prin atingere directă.
1.3.1.22. Protecţie împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă: ansamblul măsurilor de
protecţie prin care se asigură protecţia omului împotriva electrocutării prin atingere indirectă.
1.3.1.23. Protecţie prin legare la neutru: măsura de protecţie împotriva electrocutării prin
atingere indirectă care constă în legarea maselor la neutrul reţelei/sursei de alimentare cu
energie electrică.
1.3.1.24. Protecţie prin legare la pământ: măsura de protecţie împotriva electrocutării prin
atingere indirectă care constă în legarea maselor la o priză de pământ.
0.RE-ITI 228 / 2014
8
1.3.1.25. Schema de protecţie a unei reţele (schema de funcţionare): schema în care se
reprezintă situaţia punctului neutru al sursei de tensiune şi al maselor echipamentelor sau
utilajelor electrice în raport cu pământul (masa).
1.3.1.26. Schema IT: schema de funcţionare în care toate părţile active ale sursei de tensiune sunt
izolate faţă de pământ sau punctul neutru al acestei surse este legat la pământ printr-o
impedanţă de valoare mare, simbol I, iar masele echipamentelor sau ale utilajelor electrice
sunt legate la pământ, simbol T (a se vedea figura 1.1).
1.3.1.27. Schema TT: schema de funcţionare în care cel puţin un punct al părţilor active ale sursei
de tensiune este legat direct sau printr-o rezistenţă la o priză de pământ, simbol T, iar
masele echipamentelor sau utilajelor electrice sunt legate la o priză de pământ, simbol T
(a se vedea figura 1.2).
1.3.1.28. Schema TN: schema de funcţionare în care cel puţin un punct neutru al sursei de tensiune
este legat la priza de pământ T, iar masele echipamentelor sau utilajelor electrice sunt
legate la neutru N (a se vedea figura 1.3).
1.3.1.29. Conductor de protecţie, PE: conductorul utilizat pentru realizarea protecţiei împotriva
electrocutării şi care leagă masele cu:
- alte mase;
- o priză de pământ;
- un conductor neutru de lucru sau un alt conductor legat la pământ;
- un dispozitiv de protecţie pentru declanşare automată în caz de defect.
1.3.1.30. Conductor neutru de lucru, N: conductorul legat la punctul neutru al sursei, destinat
exclusiv pentru alimentarea cu energie electrică, fiind astfel un conductor activ
1.3.1.31. Conductor neutru folosit în comun, PEN: conductorul care îndeplineşte simultan
funcţia de conductor de protecţie PE şi de conductor neutru de lucru N.
1.3.1.32. Instalaţie de legare la neutrul sursei: ansamblul constituit din conductoarele de neutru
de protecţie (PE sau PEN) şi instalaţiile de legare la pământ, destinate protecţiei prin
legare la neutru.
1.3.1.33. Instalaţie de legare la pământ: ansamblu constituit din conductoarele de legare la pământ
şi priza de pământ prin care se realizează legarea la pământ (a se vedea figura 3.1).
1.3.1.34. Instalaţie de legare la pământ folosită în comun: instalaţie de legare la pământ prin
care se realizează simultan funcţiile de protecţie şi de exploatare.
1.3.1.35. Instalaţie (reţea) generală de legare la pământ: totalitatea instalaţiilor de legare la
pământ (legate între ele) dintr-o incintă sau o platformă industrială.
1.3.1.36. Priza de pământ: element conductor (electrod) sau ansamblu de elemente conductoare
(electrozi) în contact cu pământul pentru trecerea curentului în sol (a se vedea figura 3.1).
1.3.1.37. Priză de pământ artificială: priza de pământ construită special pentru conducerea
curentului în pământ.
1.3.1.38. Priză de pământ naturală: elementul conductor sau ansamblul de elemente conductoare
ale unei construcţii sau instalaţii, care îndeplinesc şi condiţiile unei prize de pământ.
1.3.1.39. Priză de pământ de fundaţie: priză de pământ ale cărei elemente conductoare sunt
înglobate în betonul fundaţiei.
1.3.1.40. Priza de pământ locală: priză de pământ simplă sau multiplă care deserveşte un
echipament sau un grup de echipamente (utilaje) electrice alăturate.
1.3.1.41. Priza de pământ simplă: priză de pământ construită dintr-un singur electrod.
1.3.1.42. Priza de pământ multiplă: priză de pământ construită din mai multe prize simple de
acelaşi tip
1.3.1.43. Priza de pământ complexă: priză de pământ construită din două sau mai multe tipuri de
prize simple (orizontale sau verticale), legate electric între ele.
1.3.1.44. Priza de pământ de suprafaţă: priză de pământ constituită din electrozi îngropaţi la
adâncimea de cel mult 1 m de la suprafaţa solului.
1.3.1.45. Priza de pământ de adâncime: priză de pământ constituită din electrozi îngropaţi la o
adâncime cuprinsă între 1 ... 4 m.
1.3.1.46. Priza de pământ de mare adâncime: priză de pământ constituită din electrozi îngropaţi
la o adâncime de peste 4 m.
0.RE-ITI 228 / 2014
9
1.3.1.47. Conductor de protecţie principal: conductorul comun la care se leagă electric masele
prin conductoare de protecţie de ramificaţie; de regulă, conductorul de protecţie principal
constituie un circuit închis (a se vedea figura 3.1).
1.3.1.48. Conductor de ramificaţie: conductorul prin care se stabileşte legătura electrică dintre o
masă şi un conductor de protecţie principal (a se vedea figura 3.1).
1.3.1.49. Conductor principal de legare la pământ: conductorul la care se leagă electric
conductoarele de ramificaţie pentru legarea la pământ (a se vedea figura 3.1).
1.3.1.50. Conductor de legare la priza de pământ: conductorul de protecţie prin care se stabileşte
legătura dintre priza de pământ şi conductorul principal de legare la pământ sau reţeaua
conductoarelor principale de legare la pământ (a se vedea figura 3.1).
1.3.1.51. Rezistenţa de dispersie a unei instalaţii de legare la pământ, Rp: raportul dintre
tensiunea instalaţiei de legare la pământ şi curentul prin instalaţia de legare la pământ
(rezistenţa de dispersie rezultantă a prizelor de pământ şi conductoarelor de legătură
dintre acestea ce constituie instalaţia).
1.3.1.52. Rezistenţa de dispersie a unei prize la pământ, rp: raportul dintre tensiunea prize de
pământ şi curentul de trecere la pământ prin priză de pământ (rezistenţa de dispersie
rezultantă între electrozii prizei de pământ şi zona de potenţial nul; rezistenţa electrică a
pământului între electrozii prizei de pământ şi zona de potential nul).
1.3.1.53. Rezistivitatea solului/pământului, , în m: rezistenţa electrică între două feţe opuse
ale unui cub de pământ, cu latura de un metru.
1.3.1.54. Zona de potenţial nul (pământ de referinţă): zona în care tensiunea între două puncte
ale suprafeţei solului este mai mică de 0,3 % pe metru din tensiunea totală a prizei, la
trecerea curentului de defect prin acesta.
1.3.1.55. Potenţialul instalaţiei de legare la pământ: diferenţa de potenţial care apare între
instalaţia de legare la pământ şi zona de potenţial nul la o valoare dată a curentului de
trecere prin instalaţia de legare la pământ.
1.3.1.56. Potenţialul prizei de pământ: diferenţa de potenţial care apare între priza de pământ şi
zona de potenţial nul la o valoare dată a curentului de trecere prin instalaţia de legare la
pământ.
1.3.1.57. Potenţialul unui punct al suprafeţei solului: diferenţa de potenţial dintre un punct de pe
suprafaţa solului şi pământul de referinţă (zona de potenţial nul).
1.3.1.58. Tensiunea instalaţiei de legare la pământ, Up: tensiunea care apare între instalaţia de
legare la pământ şi zona de potenţial nul la trecerea unui curent prin instalaţia de legare la
pământ.
1.3.1.59. Tensiunea prizei de pământ, up: tensiunea care apare între priza de pământ şi zona de
potenţial nul la trecerea unui curent prin priza de pământ.
1.3.1.60. Tensiunea de atingere, Ua: partea din tensiunea unei instalaţii de legare la pământ, la
care este supus omul aflat la o distanţă de 0,8 m de obiectul atins (în cazul verificărilor
prin măsurări se consideră 1 m)
1.3.1.61. Tensiunea de pas, Upas: partea din tensiunea unei instalaţii de legare la pământ, la care
este supus omul când atinge concomitent două puncte de pe sol aflate la o distanţă de 0,8
m între ele (în cazul verificărilor prin măsurări se consideră 1 m).
1.3.1.62. Coeficient de atingere, ka: raportul ka = Ua / Up , unde:
Ua este tensiunea de atingere;
Up - tensiunea prizei de pământ.
1.3.1.63. Coeficient de pas, kpas: raportul kpas =Upas / Up , unde:
Upas este tensiunea de pas;
Up - tensiunea prizei de pământ.
1.3.1.64. Coeficient de amplasament de atingere, a : raportul a =(Rda +Rh)) / Rh , unde:
Rda este rezistenţa de dispersie de atingere;
Rh - rezistenţa de calcul a corpului omului.
1.3.1.65. Coeficient de amplasament de pas, pas : raportul pas =(Rdpas +Rh)) / Rh , unde:
Rdpas este rezistenţa de dispersie de pas;
Rh - rezistenţa de calcul a corpului omului.
0.RE-ITI 228 / 2014
10
1.3.1.66. Rezistenţa electrică de calcul a corpului omului, Rh: Rezistenţa electrică a corpului
omului considerată în calculul de dimensionare şi verificare a instalaţiilor împotriva
electrocutării.
1.3.1.67. Rezistenţa de dispersie de atingere, Rda: rezistenţa de dispersie la trecerea curentului în
sol prin picioarele omului, la o distanţă de 1 m faţă de obiectul atins intrat accidental sub
tensiune (Rda =Rd/2)
1.3.1.68. Rezistenţa de dispersie de pas, Rdpas: rezistenţa de dispersie la trecerea curentului în sol
prin picioarele omului care atinge două puncte de pe sol aflate la o distanţă de 1 m între
ele (Rdpas = 2 Rd).
1.3.1.69. Rezistenţa de dispersie printr-un singur picior, Rd: rezistenţa de dispersie la trecerea
curentului în sol printr-un singur picior al omului.
1.3.1.70. Bornă de protecţie: borna prevăzută pentru legarea unui conductor de protecţie.
1.3.1.71. Bară de protecţie: elementul conductor prevăzut cu mai multe borne de protecţie la care
se leagă conductoare de protecţie.
1.3.1.72. Limitele unei instalaţii de legare la pământ: liniile determinate de punctele de
amplasare ale electrozilor marginali (extremi) ai prizelor de pământ legate galvanic între
ele cu conductoare îngropate în pământ.
1.3.1.73. Zona de circulaţie frecventă: zona neîngrădită care se află la o distanţă mai mică sau
egală cu 15 m faţă de drumuri, clădiri, etc., accesibilă şi altor persoane decât cele care fac
parte din personalul de exploatare.
1.3.1.74. Zona de circulaţie redusă: zona îngrădită care se află la o distanţă mai mare sau egală cu
15 m faţă de drumuri, clădiri, etc., accesibilă numai personalului de exploatare.
1.3.1.75. Zonele din localităţi: zonele cuprinse în perimetrul construibil al localităţii.
1.3.1.76. Incintă industrială: teritoriul delimitat de împrejmuirile exterioare (gardurile) ale unei
unităţi industriale.
1.3.1.77. Incintă agricolă: teritoriul delimitat de împrejmuirile exterioare (gardurile) ale unei
unităţi agricole.
1.3.1.78. Incintă agricolă cu circulaţie frecventă: incinta îngrădită şi supravegheată permanent în
care se desfăşoară procese tehnologice de prelucrare şi depozitare în amenajări speciale a
produselor agricole (prelucrarea furajelor, sortarea fructelor etc.), fermele zootehnice,
silozuri colectoare şi staţiile de maşini agricole.
1.3.1.79. Zona (incinta) agricolă cu circulaţie redusă: zona neîngrădită care nu intră în categoria
incintelor agricole cu circulaţie frecventă, cum sunt culturile mari, îngrădirile cu legume,
livezile cu pomi, viile (cu sau fără spaliere) etc.
1.3.1.80. Stâlp cu aparataj: stâlpul cu siguranţe, întreruptoare, separatoare, transformatoare de
putere şi de măsură, descărcătoare prevăzute cu contoare, bobine, condensatoare, cutii
metalice de cabluri, sau alte aparate asemănătoare; nu intră în această categorie stâlpii cu
descărcătoare fără contoare, aceşti stâlpi fiind consideraţi ca şi stâlpii fără aparataj.
1.3.1.81. Egalizare a potenţialelor (echipotenţiere): măsura de protecţie împotriva electrocutării prin
atingere indirectă care constă în egalizarea tensiunilor, între mase sau între acestea şi o
instalaţie de legare la pământ, prin prevederea de legături electrice de impedanţă
neglijabilă.
1.3.1.82. Priza de pământ pentru egalizarea potenţialelor: priza de pământ, de regulă, multiplă,
care, în funcţie de forma şi dispoziţia electrozilor, serveşte la egalizarea potenţialelor.
1.3.1.83. Dirijare a distribuţiei potenţialelor: măsura de protecţie împotriva electrocutărilor prin
atingeri indirecte care constă în modificarea distribuţiei potenţialelor printr-o anumită
dispunere a electrozilor prizei de pământ în scopul micşorării tensiunilor de atingere şi de pas.
1.3.1.84. Priza de pământ pentru dirijarea potenţialelor: priza de pământ, de regulă, complexă,
care în funcţie de formă şi dispoziţia electrozilor serveşte la dirijarea distribuţiei
potenţialelor la suprafaţa solului.
1.3.1.85. Prize de pământ electric distincte: prize de pământ depărtate una de alta, astfel încât
curentul care trece printr-una din ele nu modifică potenţialul celorlalte prize.
1.3.1.86. Protecţie prin separare: măsură de protecţie împotriva electrocutării prin atingere
indirectă, care constă în alimentarea unui echipament electric cu ajutorul unui
transformator de separare sau a unui grup motor generator.
0.RE-ITI 228 / 2014
11
1.3.1.87. Protecţie prin izolarea amplasamentului: Măsură ce constă în izolarea principală sau
suplimentară a echipamentelor electrice şi elementelor conductoare străine în contact cu
pământul din zona de manipulare care asigură:
- protecţia împotriva trecerii unor valori periculoase de curent prin om, la
atingerea părţilor active sau la lucrul sub tensiune;
- micşorarea tensiunilor de atingere şi de pas.
1.3.1.88. Curent diferenţial rezidual I: valoarea eficace a sumei vectoriale a curenţilor care trec
prin conductoarele active a unui circuit într-un punct al instalaţiei.
1.3.1.89. Curent diferenţial rezidual nominal (al dispozitivului de protecţie DDR) In: curentul
diferenţial rezidual I pentru care este dimensionată protecţia PACD cu DDR (dispozitiv
diferenţial la curent rezidual).
1.3.1.90. Curentul diferenţial rezidual de funcţionare If: valoarea curentului diferenţial rezidual
minim care poate provoca (determină) funcţionarea dispozitivului diferenţial la curentul
rezidual DDR; acest curent se defineşte prin relaţia pentru 200C: In/2 If In.
1.3.1.91. Tensiune accidentală pe neutru U: tensiunea accidentală pe neutru apărută datorită
întreruperii neutrului PEN sau N în reţeaua trifazată de alimentare cu energie electrică.
1.3.1.92. Tensiune accidentală nominală pe neutru, Un: tensiunea accidentală pe neutru U
pentru care este dimensionată dispozitivul de protecţie de neutru simbol PN
1.3.1.93. Tensiune maximă UMT: tensiunea la care funcţionează protecţia maximală de tensiune,
simbol PMT
1.3.1.94. Tablou de distribuţie de joasă tensiune (TDP): tabloul de distribuţie de JT al unui post
de transformare care cuprinde dispozitive de înregistrare a consumurilor de energie
electrică şi dispozitive de protecţie pentru semnalizare şi/sau declanşare la defecte pe
circuitele electrice de distribuţie de JT.
1.3.1.95. Bloc de măsură şi protecţie (BMP): tabloul (blocul) de distribuţie de JT la branşamentul
consumatorului care cuprinde dispozitive de înregistrare a consumului de energie electrică
şi de protecţii pentru declanşare la defecte în circuitele electrice de distribuţie de JT ale
consumatorului; blocul BMP este considerat punctul de delimitare între circuitele
operatorului de distribuţie a energiei electriceşi circuitele de JT din instalaţiile electrice
ale consumatorului.
1.3.1.96. Protecţie de neutru (PN): protecţia automată de declanşare în cazul în care tensiunea
accidentală pe conductorul neutru PE sau PEN Un 50 V.
1.3.1.97. Protecţie de neutru la postul de transformare (PNT): protecţia de neutru al TDP
(tabloul de distribuţie de JT al postului de transformare).
1.3.1.98. Protecţie de neutru la consumator (PNB): protecţia de neutru de la blocul de măsură şi
protecţie al branşamentului consumatorului BMP.
1.3.1.99. Protecţie automată PFT: protecţia automată de declanşare la întreruperea unei faze
prevăzută la TDP.
1.3.1.100. Protecţie automată PNA: protecţia automată de semnalizare (opţional şi de declanşare)
la curenţi accidentali prin instalaţia de legare la pământ a neutrului reţele/sursei de JT.
1.3.1.101. Protecţie selectivă de neutru PNL: protecţia automată de declanşare selectivă pe linia
cu defect în cazul depăşirii limitei maxime admise a curentului de circulaţie prin instalaţia
de legare la pământ a neutrului reţelei/sursei de JT.
1.3.2. Scheme de funcţionare a reţelelor electrice (scheme de protecţie)
1.3.2.1. În funcţie de starea (situaţia) faţă de pământ a reţelei electrice, respectiv de modul de legare la
pământ a neutrului reţelei şi a maselor instalaţiilor electrice, reţelele electrice de joasă tensiune (conform
definiţiei 1.3.1.7) se încadrează în una din următoarele scheme de funcţionare:
- schemă / reţea IT (figura 1.1);
- schemă / reţea TT (figura 1.2);
- schemă / reţea TN (figura 1.3).
Schemele/reţelele electrice de joasă tensiune din categoria TN se pot încadra în una din următoarele
două subcategorii:
- schemă / reţea TN-S (figura 1.3 a);
- schemă / reţea TN-C (figura 1.3 b).
0.RE-ITI 228 / 2014
12
Prima literă se referă la situaţia, în raport cu pământul, a reţelei electrice de alimentare:
- simbolul I - semnifică fie izolarea părţilor active ale reţelei electrice faţă de pământ, fie legarea la
pământ a unui punct la reţelei electrice printr-o impedanţă de valoare mare;
- simbolul T - semnifică legarea directă la pământ a unui punct al reţelei electrice.
A doua literă se referă la situaţia în raport cu pământul a maselor instalaţiilor electrice alimentate din
reţeaua electrică, pentru protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă:
- simbolul T - semnifică legarea directă la pământ a maselor instalaţiilor electrice, independent de
eventuala legare la pământ a unui punct al reţelei de alimentare;
- simbolul N - semnifică faptul că masele instalaţiei electrice sunt legate la punctul de neutru al
reţelei de alimentare (neutrul reţelei legat direct la pământ).
Celelalte litere semnifică modul de dispunere a conductorului de neutru (de lucru) N şi a conductorului
de protecţie PE:
- simbolul S - semnifică faptul că funcţia de protecţie este asigurată printr-un conductor de protecţie,
simbol PE, separat de cel de neutru de lucru, simbol N;
- simbolul C - semnifică faptul că funcţiile de conductor de neutru de lucru N şi de conductor de
protecţie PE sunt asigurate de un singur conductor folosit în comun, simbol PEN.
1.3.2.2. Reţelele electrice de medie tensiune (conform definiţiei 1.3.1.8) se încadrează în una din
următoarele scheme de funcţionare:
- schemă / reţea IT (figura 1.1);
- schemă / reţea TT (figura 1.2).
Reţelele electrice de medie tensiune situate în categoria TT se încadrează în subcategoria:
- schemă/reţea T2T (figura 1.2.c) - reţea legată la pământ printr-un rezistor Rn şi cu două sisteme de
eliminare a defectului care se rezervă; de exemplu protecţiile principale de pe
plecări (linii) sunt rezervate prin protecţiile prevăzute pe neutrul reţelei legată
la pământ prin rezistor Rn; (exemplu: protecţia homopolară de curent de pe
linie PHCL, este rezervată prin protecţia homopolară de curent de pe neutru
PHCN; protecţia împotriva punerilor la pământ rezistive de pe linie PPRL,
este rezervată prin protecţia împotriva punerilor la pământ de pe neutru PPRL).
1.3.2.3. Reţelele electrice de înaltă tensiune (conform definiţiei 1.3.1.9) se încadrează în categoria
următoarele scheme de funcţionare:
- schemă / reţea TT (figura 1.2).
şi anume în subcategoria:
- schemă/reţea T1T (figura 1.2.b) - reţea legată direct la pământ şi cu un sistem de eliminare a defectului.
Fig.1.1 - Scheme de funcţionare din categoria IT . Reţele electrice de alimentare cu neutrul izolat faţă de pământ (figura 1.1.a) (simbol I) sau cu
neutrul legat la pământ prin bobină de compensare (figura 1.1.b) (simbol I), masele instalaţiilor
electrice alimentate din reţelele electrice fiind legate direct la pământ (simbol T).
PE
Rp
L3
3 L2
L1
Bobină de
compensare
Dispozitiv de
protecţie
şi declanşare Instalaţii
electrice Instalaţie
electrică
Rp
L3
3
PE
L2
L1
a. b.
Reţea electrică Reţea electrică
0.RE-ITI 228 / 2014
13
Fig.1.2.- Scheme de funcţionare din categoria TT (T1T sau T2T). Reţele electrice de alimentare cu neutrul legat direct la pământ (simbol T1 - figura 1.2.a şi
figura 1.2.b) sau cu neutrul legat la pământ prin rezistenţă (simbol T2 - figura 1.2.c), masele
instalaţiilor electrice alimentate din reţelele electrice fiind legate direct la pământ (simbol T).
PE
L3
3 L2
L1
Rpo PE
Rp
N
3 Instalaţii
electrice
Reţea electrică
a.
Dispozitiv de
protecţie şi
declanşare
L3
3 L2
L1
PE
Rp
Rpo
b.
Instalaţie
electrică
Reţea electrică
L3
3
PE
L2
L1
Rp
Dispozitiv de protecţie
şi declanşare Dispozitiv de
protecţie
Rezistor
Rpo
Instalaţie
electrică
Reţea electrică
c.
Fig.1.3.- Scheme de funcţionare din
categoria TN.
Reţele electrice de alimentare sunt cu
neutrul legat direct la pământ (simbol T),
masele instalaţiilor electrice fiind legate la
punctul de neutru al reţelei de alimentare
(neutrul reţelei legat direct la pământ)
(simbol N).
a) Schemă TN-S - funcţia de protecţie
este asigurată printr-un conductor de
protecţie, simbol PE, separat de cel de
neutrul de lucru, simbol N.
b) Schemă TN-C în reţeaua de alimentare
(funcţiile de conductor de neutru de
lucru N şi de conductor de protecţie
PE sunt asigurate de un singur
conductor, simbol PEN) şi schemă
TN-S în reţeaua interioară a
consumatorului.
Rp
Rp0
L3
L2
L1
N
PE
Schemă
TN-S
Instalaţii electrice
Reţea electrică
Rp0
Rp
L3 L2 L1 N
PE
PE
L3
L2
L1
PEN
Schemă
TN-C
Schemă
TN-S
b.
Instalaţii electrice
Reţea electrică
a. Rp
0.RE-ITI 228 / 2014
14
1.3.2.4. La instalaţiile şi echipamentele electrice racordate la o reţea izolată faţă de pământ (simbol I),
se aplică totdeauna mijlocul de protecţie legarea la pământ a maselor instalaţiilor electrice (simbol T),
reţeaua izolată faţă de pământ având totdeauna schema IT (figura 1.1). În instalaţiile de joasă tensiune având
schema IT trebuie să se prevadă controlul rezistenţei de izolare a reţelei, cu posibilitatea de declanşare sau
numai semnalizare, după caz (în funcţie de condiţiile specifice).
1.3.2.5. La instalaţiile şi echipamentele electrice de joasă tensiune (JT), racordate la o reţea cu neutrul
legat direct la pământ sau printr-o rezistenţă (simbol T), de regulă, se aplică legarea de protecţie la neutrul
reţelei de alimentare a maselor instalaţiilor electrice (simbol N), rezultând schema TN (figura 1.3). Se
admite aplicarea sistemului de protecţie legarea la pământ a maselor instalaţiilor electrice (simbol T),
rezultând schema TT (figura 1.2.a) numai pe baza unei justificări tehnico-economice.
În figura 1.3 se prezintă exemplele unor scheme de funcţionare care se încadrează în categoria schemelor
de tip TN. În figura 1.3.a, conductorul de protecţie PE este separat de conductorul de lucru N (schemă TN-S).
În figura 1.3.b conductorul de neutru/nul este folosit în comun pentru lucru şi protecţie, simbol PEN
(schemă TN-C), până la tabloul consumatorului, unde conductorul PE este separat de conductorul N
(schemă TN-S).
1.3.2.6. De regulă reţelele electrice de distrubuţie de joasă tensiune funcţionează în schema TN-C. Fac
excepţia următoarele cazuri:
a) - circuitele în care se prevăd protecţii diferenţiale PACD cu DDR (dispozitiv diferenţial la curent
rezidual);
b) - circuitele din tablourile electrice de alimentare a receptoarelor electrice;
c) - cazul legărilor la neutru cu conductoare PE neizolate faţă de masă montate aparent.
Conform reglementărilor în vigoare, la realizarea schemei TN-C trebuie să respecte următoarele condiţii:
- În schema TN-C barele şi conductoarele de neutru se vor folosi în comun pentru lucru şi pentru
protecţie. În această schemă se vor folosi bare (borne) sau conductoare pentru neutrul de lucru N
separate de barele (bornele) sau conductoarele de protecţie PE numai în circuitele de alimentare a
receptoarelor (utilajelor, aparatelor, agregatelor, dispozitivelor) electrice conform pct.b) de mai sus.
- Legăturile electrice între tablourile electrice (generale, principale, intermediare şi secundare), la care
se racordează sau nu şi receptoare electrice, se realizează în conducte electrice (cabluri sau
conductoare în tuburi) cu conductor comun de neutru PEN (de lucru şi de protecţie). Fac excepţie
numai tablourile electrice secundare monofazate la care legăturile cu tabloul electric de alimentare
(general, principal, intermediar) trifazat se vor realiza cu trei conductoare din care două active (fază
şi neutrul de lucru) şi unul de protecţie PE.
- La toate tablourile electrice generale, principale, intermediare sau secundare trebuie să se prevadă o
bară de neutru PEN folosită în comun pentru lucru şi pentru protecţie. Această bară de neutru PEN
trebuie să fie legată totdeauna printr-un conductor separat la instalaţia de legare la pământ a
obiectivului respectiv.
- Bara de neutru PEN a unui tablou electric trebuie să aibă borne de legătură separate pentru fiecare
conductor de neutru racordat la această bară PEN. Este interzis ca la o bornă să se racordeze două
sau mai multe conductoare PEN, N sau PE. Astfel bara PEN a tabloului va avea un număr suficient
de borne pentru următoarele legături electrice:
conductoarele de racordare a barei PEN a tabloului în cauză la instalaţia de legare la pământ a
obiectivului;
conductoarele PEN de legătură cu alte tablouri racordate la tabloul în cauză;
conductoarele de neutru de lucru N al circuitelor de alimentare a receptoarelor electrice
monofazate la tabloul în cauză;
conductoarele de protecţie PE pentru carcasele metalice ale receptoarelor electricealimentate
din tabloul în cauză;
conductorul de protecţie PE pentru carcasa metalică a tabloului în cauză.
- În cazul în care tablourile de distribuţie vin de la producătorul acestora cu două bare de neutru, şi
anume o bară N şi o bară PE, aceste două bare trebuie să fie legate electric între ele.
- În schemele TN-C se va acorda o atenţie deosebită pentru racordarea barei de neutru N sau PEN la
instalaţia de legare la pământ a obiectivului respectiv printr-un conductor PE şi o bornă de legătură
separată la conductorul principal de legare la pământ unde se realizează această legătură.
0.RE-ITI 228 / 2014
15
1.3.2.6. Schema TN-S se va aplica numai în cazul următoarelor circuite:
a) - circuitele electrice sunt prevăzute cu protecţii diferenţiale PACD cu DDR (dispozitiv diferenţial
la curent rezidual) (a se vedea, cu titlu de exemplificare, figura 1.4);
b) - circuitele electrice de alimentare a tablourilor electrice monofazate;
c) - circuitele electrice de alimentare a receptoarelor (utilaje, aparate, agregate, dispozitive) electrice
monofazate sau trifazate care necesită şi un conductor de neutru de lucru N (cu rol de conductor activ);
d) - legările la neutru se realizează cu conductoare PE.
La realizarea schemei TN-S trebuie să se respecte următoarele condiţii:
- În schemele TN-S tablourile electrice trebuie prevăzute cu două bare distincte de neutru şi anume:
bara de neutru de lucru simbol N;
bara de protecţie simbol PE.
- Bara de neutru de protecţie PE se va racorda la instalaţia de legare la pământ a obiectivului respectiv.
- În cazul circuitelor prevăzute cu protecţii diferenţiale PACD cu DDR trebuie să se realizeze
totdeauna o schemă TN-S astfel încât să se realizeze condiţiile de funcţionare a protecţiei PACD
cu DDR (a se vedea figura 1.4), cu respectarea următoarelor condiţii principale:
DDR
In = 30 mA DDR
In = 30 mA
DDR
In = 30 mA
Fig.1.4.- Schemă de funcţionare TN-S în cazul circuitelor cu DDR.
N F
PE N
TN-S reţeaua
consumatorului de
energie electrică
PEN
Rp Tablou general TG
în cutie metalică
DDR In = 300 mA
L3 L2 L1 PE
N
Tablouri de distribuţie
TD în cutie metalică
DDR In = 100 mA
L2
L1
L3
N
PE
Reţeaua generală de
legare la pământ din
incinta consumatorului
Receptor
monofazat
Receptor
trifazat
circuit de prize
monofazate
PE
S
S
0.RE-ITI 228 / 2014
16
conductorul activ de neutru de lucru N trebuie să fie separat (izolat electric) de conductorul
de protecţie PE începând cu bornele din amonte ale întreruptorului acţionat prin DDR şi
până la carcasele receptoarelor electrice alimentate prin circuitele protejate cu DDR, aflate
în aval de acesta;
conductorul activ de neutru de lucru N trebuie să fie izolat electric faţă de pământ (inclusiv
faţă de conductorul de protecţie PE) cel puţin la acelaşi nivel de izolaţie ca şi conductoarele
active de fază.
- În cazul circuitelor electrice de alimentare a tablourilor monofazate trebuie să se realizeze o
schemă TN-S chiar dacă circuitele respective nu sunt protejate cu DDR (a se vedea figura 1.5 în
care se prezintă exemplul unei scheme de principiu).
- În cazul circuitelor de alimentare a receptoarelor (utilaje, aparate, dispozitive, agregate electrice)
totdeauna conductorul activ de neutru de lucru N este separat de conductorul de protecţie PE (de
legare la neutru sau de legare la pământ), realizându-se astfel circuite de alimentare în schema
TN-S (a se vedea figura 1.6).
- În toate cazurile schemei TN-S, conductorul de protecţie PE trebuie să fie separat şi izolat electric
faţă de conductorul activ de neutru de lucru N până la tabloul de distribuţie din amonte în care bara
comună de neutru de lucru şi de protecţie PEN este racordată la instalaţia de legare la pământ a
obiectivului respectiv.
PE N F PE N F
PE N F
PE N F Tablou de distribuţie monofazat ;
Toate circuitele de alimentare sunt în schema TN-S
Carcasa
metalică
a tabloului
P
E N F
Circute de alimentare
monofazate cu
3 conductoare: F, N şi
PE pentru receptoare
de clasa I
Fig.1.5 - Schema de principiu TN-S în cazul tablourilor de distribuţie monofazate.
N F L3 L2 L1
N F
L2
L1
L3
PEN
PE
Instalaţia de
legare la pământ
PE
Receptor trifazat Receptor
monofazat
F N
PE
Circuit de prize
Fig.1.6.- Alimentarea receptoarelor electrice în schema TN-S. Întotdeauna conductorul
de protecţie PE este diferit de conductorul de neutru de lucru N până la
bara PEN racordată la instalaţia de legare la pământ.
0.RE-ITI 228 / 2014
17
1.4. Funcţiile instalaţiilor de legare la pământ
1.4.1. Instalaţia de legare la pământ constituie mijlocul tehnic cu ajutorul căruia se poate obţine
folosirea solului drept conductor electric pentru trecerea unor anumiţi curenţi normali de lucru sau de defect.
Instalaţiile de legare la pământ sunt componente importante ale marii majorităţi a instalaţiilor electrice,
având numeroase funcţii de protecţie (împotriva electrocutărilor şi supratensiunilor atmosferice) şi de lucru
(tehnologice).
De buna funcţionare a instalaţiei de legare la pământ depinde în mare măsură şi siguranţa în funcţionare
a instalaţiei electrice pe care o deserveşte. Pe de altă parte, eficienţa protecţiei împotriva electrocutărilor, în
componenţa căreia intră o instalaţie de legare la pământ, depinde de buna dimensionare a acesteia din urmă.
Ca regulă generală, o instalaţie de legare la pământ trebuie să fie folosită în comun pentru mai multe, sau chiar
pentru toate funcţiile de protecţie şi de lucru necesare la instalaţiile electrice dintr-o incintă sau de pe o platformă.
Practica a scos în evidenţă faptul că pentru dimensionarea unei instalaţii de legare la pământ folosită în
comun, predomină condiţiile impuse de protecţia împotriva şocurilor electrice periculoase (electrocutărilor),
şi anume condiţiile impuse pentru limitatea tensiunilor de atingere şi de pas sub limitele maxime admise
normate în legislaţia tehnică. Cazurile de folosire în aceeaşi incintă, platformă sau localitate a unor instalaţii
de legare la pământ separate între ele constituie o excepţie impusă de anumite condiţii specifice.
Necesitatea obţinerii unor tensiuni de atingere şi de pas sub anumite limite admise conduce la condiţii cu
atât mai grele cu cât tensiunea de serviciu a instalaţiei electrice şi cu cât curenţii de defect sunt mai mari.
Creşterea puterii centralelor electrice şi a sistemelor energetice interconectate conduce inerent la
creşterea accentuată a valorilor curenţilor de defect care trec prin elementele instalaţiilor de legare la
pământ. Astfel, în reţelele de înaltă tensiunune, există riscul real ca prin electrozii prizelor de pământ şi prin
conductoarele de racordare la acestea să treacă curenţi de punere la pământ de ordinul a 30.000 A şi chiar
mai mult. În reţelele de medie tensiune, puterile de scurcircuit pot fi, de asemenea, foarte mari; curenţii de
punere dublă la pământ pot atinge valori de ordinul a 15.000 A şi uneori chiar mai mult.
Responsabilitatea îndeplinirii condiţiilor de stabilitate termică a diferitelor componente ale unei
instalaţii de legare la pământ, conduc deseori la determinarea dimensiunilor acestora (în funcţie de curenţii
de calcul, de durata acestora şi densităţile de curent maxime admise).
Cele de mai sus impun o atenţie şi rigurozitate mult sporită la dimensionarea, executarea şi verificarea
instalaţiilor de legare la pământ.
Instalaţia de legare la pământ constituie ansamblul de conductoare şi electrozi prin care se realizează
legătura voită a unor elemente conductive dintr-o instalaţie electrică cu solul, considerat conductor pentru
trecerea unui curent electric.
Toate instalaţiile electroenergetice de producere, transport, distribuţie sau de utilizare a energiei electrice
dispun de instalaţii de legare la pământ pentru diferite scopuri, respectiv pentru funcţii multiple de asigurare
a unei exploatări normale a instalaţiilor şi echipamentelor electrice, fără pericole de avarii sau de accidente.
Valorile mari ale curenţilor de defect şi noile prevederi în vigoare privind deconectările în caz de defect
impun ca la dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ să se aibă în vedere, în afară de asigurarea unei
anumite valori pentru rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ, şi alte mijloace de atenuare a tensiunilor
de atingere şi de pas cum sunt: dirijarea distribuţiei potenţialelor, sau izolarea amplasamentelor în zonele de
acces a unor persoane. Completarea cu alte mijloace de protecţie are în vederea obţinerea unor protecţii
eficiente şi economice, în funcţie de timpul de acţionare a protecţiei prevăzute pentru deconectarea în caz de
defect şi de probabilitatea suprapunerii unor situaţii nefavorabile de accidentare.
Dacă se prevede şi o dirijare a distribuţiei potenţialelor, în calcule, în afară de rezistenţa de dispersie rp,
trebuie să se considere şi coeficienţii de atingere ka şi de pas kpas ai instalaţiei de dirijare, precum şi
coeficienţii a şi pas de amplasament, care ţin seama de izolarea amplasamnetelor în zonele de circulaţie şi
de deservire a echipamentelor electrice (a se vedea definiţiile şi simbolizările de la pct.1.3.1.60 … 1.3.1.65.
Metodologia actuală cea mai larg folosită, indicată şi de legislaţia în vigoare pentru dimensionarea
instalaţiilor de legare la pământ, are la bază în special condiţiile de limitare a tensiunilor de atingere şi de pas
sub anumite valori maxime admise, precum şi condiţiile de stabilitate termică, care sunt determinate în funcţie
de timpul de acţionare al protecţiilor de defect şi de categoria instalaţiei electrice (zona de amplasare, accesul
persoanelor, tensiunea de lucru, etc).
În principal, se au în vedere următorii factori, care trebuie să stea la baza concepţiei şi dimensionării
instalaţiei de legare la pământ:
- gradul de siguranţă în declanşarea circuitului la timpii consideraţi de acţionarea protecţiei în caz de defect;
0.RE-ITI 228 / 2014
18
- gradul de selectivitate a protecţiei;
- gradul de izolare a amplasamentului omului;
- rapiditatea în acţionarea dispozitivelor de protecţie (micşorarea accentuată a timpului) în condiţiile
unei selectivităţi ridicate etc.
Prin rezolvarea problemelor legate de aspectele expuse mai sus, se preconizează în final să se reducă
investiţiile şi volumul de lucru pentru realizarea instalaţiilor de legare la pământ.
Valorile admise ale tensiunilor de atingere şi de pas, ţin seama de valorile limită ale curenţilor admişi
prin corpul omului, de timpul de acţionare al protecţiilor prin relee, respectiv de timpul cât se află omul sub
acţiunea curentului electric, cât şi în funcţie de probabilitatea accidentului, respectiv de gradul de siguranţă
al acţiunii de declanşare în caz de defect.
1.4.2. Funcţiunile principale ale instalaţiilor de legare la pământ sunt următoarele:
a) - asigurarea securităţii personalului de deservire sau a altor persoane care ating diferite carcase,
elemente de susţinere sau de îngrădire ale instalaţiilor şi echipamnetelor electrice care pot intra
accidental sub tensiune; se urmăreşte atât realizarea deconectării rapide a sectorului în care a avut
loc defectul cu punere la pământ, cât şi limitarea tensiunilor de atingere şi de pas sub valorile
maxime admise, prin folosirea solului drept cale de trecere a curentului de defect;
b) - legarea la pământ a unor puncte aparţinând circuitelor normale de lucru, ca de exemplu legarea la
pământ a punctelor neutre a unor reţele trifazate, a punctelor unor transformatoare de măsură, etc.;
c) - realizarea unor circuite de impedanţă corespunzătoare pentru funcţionarea protecţiilor împotriva
defectelor cu punere la pământ în instalaţiia sau echipamentul electric în funcţiune de modul de
tratare a neutrului reţelelor electrice;
d) - realizarea protecţiei împotriva supratensiunilor atmosferice sau împotriva celor datorită unor cauze
interne cum sunt, de exemplu, supratensiunile de comutaţie;
e) - legarea la pământ a unor elemente, făcând parte din circuitele curenţilor de lucru ale instalaţiei,
scoase de sub tensiune pentru lucrări, în vederea descărcării de sarcinile capacitive şi pentru
evitarea apariţiei unei tensiuni periculoase (neprevăzute) în timpul executării lucrării.
1.4.3. În conformitate cu prescripţiile în vigoare, sunt patru categorii de instalaţii de legare la pământ în
care se pot încadra funcţiile de mai sus, şi anume:
- instalaţii de legare la pământ de protecţie împotriva electrocutărilor; în această categorie intră cele
cu funcţiile a) şi e) de mai sus;
- instalaţii de legare la pământ de exploatare, destinate legăturii la pământ a unor elemente făcând
parte din circuitele normale de lucru; în această categorie intră cele cu funcţiile b) şi c) de mai sus;
- instalaţii de legare la pământ de protecţie împotriva supratensiunilor;
- instalaţii de legare la pământ folosite în comun, destinate atât pentru scopuri de protecţie cât şi
pentru scopuri de exploatare a instalaţiilor electrice; astfel de instalaţii pot îndeplini şi toate
funcţiile menţionate (a ÷ e), dacă sunt dimensionate corespunzător, respectiv îndeplinesc
concomitent condiţiile impuse de fiecare funcţie în parte.
Legarea la pământ de protecţie are în vedere racordarea la pământ a unui punct sau a mai multor puncte ale
reţelei electrice, ale instalaţiei electrice sau ale unui echipament electric pentru realizarea securităţii persoanelor.
Legarea la pământ de exploatare (funcţională) are în vedere racordarea la pământ a unui punct sau a mai
multor puncte ale unui circuit al unei instalaţiei electrice sau ale unui echipament electric pentru alte scopuri
decât cele de realizare a securităţii persoanelor.
1.4.4. În cele mai numeroase cazuri, condiţiile cele mai grele de dimensionare rezultă pentru instalaţiile de
legare la pământ de protecţie împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă. Astfel, o instalaţie dimensionată
considerând valorile curenţilor de defect posibili şi timpii acestora prezintă, în general, parametrii acoperitori şi
pentru folosirea în scopuri de exploatare sau pentru protecţia împotriva supratensiunilor atmosferice sau de
natură internă. În marea majoritate a cazurilor întâlnite în practică, instalaţiile de legare la pământ sunt folosite
în comun pentru diferite scopuri, iar dimensionarea lor este determinată de protecţia împotriva electrocutărilor
prin atingere indirectă.
0.RE-ITI 228 / 2014
19
1.4.5. Folosirea în comun a instalaţiilor de legare la pământ este impusă, ca o regulă generală, în
legislaţia tehnică în vigoare, iar realizarea unor instalaţii de legare la pământ separate între ele constituie o
excepţie şi trebuie justificată pentru fiecare caz în parte. Se are în vedere obţinerea protecţiei prin legăturile
de echipotenţializare.
Conceptul existenţei unor instalaţii separate de legare la pământ trebuie totdeauna să fie justificat tehnic
şi economic. Standardele internaţionale recomandă realizarea, de regulă, a unei instalaţii generale de legare
la pământ într-o anumită incintă sau chiar pe platformă cu mai multe obiecte, datorită avantajelor importante
tehnice şi economice obţinute.
Conceptul folosirii în comun a instalaţiilor de legare la pământ înseamnă, în practică, realizarea
interconectării conductoarelor de protecţie principale, a conductoarelor de echipotenţializare, a panourilor
metalice, a armăturilor şi a ecranelor pentru cabluri de energie sau de comandă-control, precum şi
elementele metalice ale construcţiilor şi conductele de apă sau gaz care sunt componente ale acestor sisteme.
În mod ideal, toate armăturile cablurilor electrice care pătrund într-o zonă trebuie să intre printr-o singură
bară de legătură la care sunt conectate toate ecranele şi conductoarele de legare la pământ (denumită bară de
echipotenţializare).
Pentru a reduce interferenţele în echipamente, bucla circuitului de pământ dintre ecranele cablurilor şi alte
structuri legate la pământ trebuie să fie cât mai mici. Prin legarea armăturilor cablurilor la structurile metalice,
ultimele vor acţiona drept conductoare în paralel (căi suplimentare) pentru legarea la pământ (PEC).
Structurile PEC sunt utilizate atât pentru cablurile de energie cât şi pentru cele de date respectiv de
comandă măsură control. În ordine privind eficienţa, se pot oferi următoarele exemple: conducte de legare la
pământ, considerate pentru cabluri, suprafeţe metalice, paturi de cabluri şi conducte metalice. Sistemele
micşorează impedanţa buclei formate de cabluri şi de reţeaua de legare la pământ. În aceste condiţii
rezistenţa de dispersie a prizei de pământ este de obicei mai puţin importantă pentru protecţia
echipamentului. O formă foarte eficientă a PEC o constituie un ecran continuu, ţesut cu pas mic având o
secţiune mare a părţii metalice, interconectat cu alte elemente ale sistemului la ambele capete ale cablurilor.
1.4.6. Instalaţia de legare la pământ a unei instalaţii electrice sau a unei incinte reprezintă o parte
importantă a infrastructurii electrice. Ea trebuie să fie operaţională atât pentru curenţi de defect de scurtă
durată cât şi pentru curenţi de lungă durată, care trebuie să se închidă la sursă prin pământ, asigurând valori
ale tensiunilor accidentale cât mai reduse pentru evitarea pericolelor în cazul curenţilor de defect. În acelaşi
timp, ea trebuie să protejeze echipamentele şi personalul existent în clădire în cazul loviturilor de trăsnet
asupra instalaţiei interconectate de legare la pământ.
Proiectarea instalaţiei de legare la pământ incluzând şi instalaţia de paratrăsnet, necesită o atenţie sporită
dacă se doreşte atingerea tuturor obiectivelor. De obicei, este mai bine şi mai ieftin ca acestea să fie
proiectată corect de la început, luând în considerare durata de viaţă a obiectelor şi pe cât posibil, potenţialele
utilizării viitoare. Refacerea după ce incinta a fost ocupată reprezintă întotdeauna o operaţie costisitoare.
1.5. Pericole de accidentare datorite curentului electric
1.5.1. În categoria pericolelor de accidentare datorite curentului electric se înscriu, în special,
următoarele:
- şocul electric letal (electrocutarea);
- arsurile electrice;
- incendiile şi exploziile.
1.5.2. Electrocutările se datoresc atingerii unor elemente conductoare aflate normal sub tensiune
(atingere directă) sau intrate accidental sub tensiune (atmgere indirectă). În categoria atingerilor indirecte
intră şi atingerea simultană a două puncte de pe sol sau de pe pardoseală care se află la la potenţiale diferite,
datorită unor scurgeri de curenţi electrici.
Atingerea elementului sub tensiune poate avea loc, nemijlocit cu o parte a corpului omenesc sau prin
intermediul unui obiect mobil bun conducător de electricitate, ca urmare a micşorării nepermise a distanţelor
faţă de elementul sub tensiune, a ruperilor şi căderilor de conductoare pe obiecte ce pot fi atinse, a
deteriorării izolaţiei sau carcasei etc.
În categoria atingerilor directe, se deosebesc următoarele situaţii:
- atingerea elementului aflat sub tensiunea normală de lucru;
0.RE-ITI 228 / 2014
20
- atingerea elementului scos de sub tensiunea normală de lucru, însă rămas încărcat cu sarcini
electrice datorită capacităţii (nu a fost descărcat imediat după deconectare);
- atingerea elementului scos de sub tensiunea normală de lucru, însă aflat sub o tensiune indusă,
datorită unor influenţe electromagnetice sau electrostatice produse de alte instalaţii electrice aflate
în apropiere (cazul cînd se lucrează pe o linie aeriană din apropierea unei alte linii aeriene care se
află într-un regim de avarie.
În categoria atingerilor indirecte, intră atingerile:
- elementelor destinate îngrădirilor, carcaselor sau elementului de susţinere a unei instalaţii, sau a
unui echipament electric, intrate sub tensiune datorită unui defect (deteriorare a izolaţiei, rupere
sau desprindere de conductoare, conturnare, descărcare electrică, micşorare de gabarit etc.);
- elementelor intrate sub o tensiune indusă datorită unor influenţe electromagnetice sau
electrostatice (cazul conductelor lungi de apă sau de gaze, aflate în apropierea unei linii ferate
electrificate de curent alternativ monofazat sau a unei linii de transport de energie electrică
trifazate în regim dezechilibrat);
- elementelor intrate accidental sub tensiune datorită unor contacte electrice cu alte elemente intrate
accidental sub tensiune sau cu puncte de pe sol sau pardoseală care au potenţiale periculoase.
Tensiunea la care este supus omul în cazul atingerilor indirecte se numeşte tensiune dc atingere.
Tensiunea la care este supus omul când atinge două puncte de pe sol sau pardoseală, din apropierea unor
scurgeri de curent în pământ aflate la potenţiale diferite se numeşte tensiune de pas. Tensiunile de pas pot
apărea în apropierea unei prize de pământ de exploatare sau de protecţie, prin care trece un curent electric,
sau în apropierea unui conductor căzut pe pământ al unei linii aflate sub tensiune.
Tensiunile de atingere şi de pas sunt noţiuni legate, îndeosebi, de protecţia împotriva accidentelor prin
atingere indirectă şi sînt folosite ca atare în toate prescripţiile, standardele şi normele apărute în ultimii ani.
Motivul cel mai important care a determinat împărţirea pericolelor de electrocutare în două categorii,
atingeri directe şi atingeri indirecte, este acela că împotriva atingerilor directe omul se poate ajuta de un simt al
său, şi anume văzul (el poate vedea, de exemplu, dacă un conductor este dezizolat sau dacă bornele unui utilaj
nu sunt îngrădite sau protejate în carcase). O electrocutare prin atingere indirectă nu poate fi preîntîmpinată de
vreun simt al omului, care să-i semnaleze că izolaţia s-a deteriorat în timpul funcţionării şi carcasa a intrat sub
tensiune; nici o persoană nu se apropie şi nici nu trebuie să se apropie cu frică de carcasa unui echipament
electric sau de o îngrădire deoarece el ştie să rolul acestora este de al proteja şi nu de a-l accidenta.
Mijloacele de protecţie folosite pentru evitarea celor două cazuri de electrocutări sunt diferite.
Pentru prevenirea accidentelor prin atingere directă, un rol foarte important îl au prescripţiile de
exploatare pe baza cărora omul este instruit să nu atingă elementele conducătoare de curent, să folosească
mijloace individuale de protecţie pentru a fi izolat faţă de aceste elemente şi să-şi organizeze şi desfăşoare
astfel munca încât pericolul electrocutării să fie înlăturat. Eficacitatea măsurilor de protecţie depinde în cea
mai mare măsură de însuşirea acestor prescripţii şi de aplicarea lor întocmai.
Pentru prevenirea accidentelor prin atingere indirectă, rolul important îl au diferite sisteme de protecţie cu
care sînt prevăzute instalaţiile electrice şi care acţionează imediat în caz de defect, limitând curenţii şi
tensiunile accidentale la valori reduse (limite maxime admise de prescripţii avându-se în vedere în prima
prioritate indentificarea şi declanşarea în timp util a circuitului cu defect.
Protecţiei împotriva accidentelor prin atingere indirectă trebuie să i se acorde o atenţie deosebită deoarece
probabilitatea ca o persoana să vină în contact cu carcasele, îngrădirile sau elementele de susţinere a
instalaţiilor sau echipamentelor electrice este incomparabil mai mare decât cea de a veni în contact cu
elementele dezizolate care fac parte din circuitele curenţilor de lucru. În prezent, tehnica dispune de
numeroase mijloace care pot duce la înlăturarea sigură a accidentelor prin atingerea indirectă în orice sector
şi în orice condiţii de exploatare.
În domeniu protecţiei împotriva accidentelor prin atingere directă există un factor deosebit de important
asupra căruia nu se poate interveni radical cu mijloace tehnice, şi anume voinţa şi atenţia însăşi a omului,
care poate intra direct în contact cu elementul sub tensiune.
În domeniu protecţiei împotriva accidentelor prin atingere indirectă se poate obţine evitarea sigură a
accidentelor numai prin mijloace tehnice fără să fie necesare măsuri organizatorice sau atenţia omului.
0.RE-ITI 228 / 2014
21
1.5.3. Arsurile electrice se pot produce în diferite situaţii de scurtcircuit accidental, ca de exemplu la
înlocuirea siguranţelor în timp ce în reţea există un defect neînlăturat, la deconectarea unor separatoare sub
sarcină, la deschiderea întreruptoarelor cu pîrghie care nu au carcase de protecţiei în timp ce în circuit există
un defect etc. Trebuie menţionat că accidente prin arsuri s-au datorat şi punerilor la pămînt însoţite de arcuri
electrice puternice. În numeroase cazuri, arsurile pot fi însoţite şi de orbiea omului dacă arcul electric s-a
produs la înălţimea ochilor.
Arsurile electrice pot avea loc în general cînd omul se află în apropierea unui arc electric sau cînd
atingerea unui element aflat sub tensiune se produce prin intermediul unui arc electric. Arsurile se datoresc
în general căldurii mari dezvoltate de arcul electric. Sunt şi arsuri produse de trecerea unui curent foarte
mare prin corpul omului.
În cele mai numeroase cazuri, arsurile au loc la elemente aflate normal sub tensiune astfel încât pot fi
considerate accidente prin atingere directă. Ca urmare mijloacele folosite pentru protecţia împotriva
electrocutărilor prin atingere directă sînt în general suficiente şi pentru înlăturarea pericolelor de arsuri electrice.
1.5.4. Incendiile datorite curentului electric pot avea loc în încăperi, locuri sau spaţii dintr-o încăpere sau
din exterior, unde, datorită condiţiilor locale şi de exploatare, există riscul ca în apropierea instalaţiilor sau
echipamentelor electrice să se găsească materiale inflamabile într-o cantitate primejdioasă astfel încît, datorită
încălzirii acestora peste o anumită limită sau datorită unor arcuri electrice, să se producă un incendiu.
Exploziile datorită curentului electric, în mod analog, pot avea loc în încăperi, locuri sau spaţii dintr-o
încăpere sau din exterior unde există pericolul formării unor amestecuri explozive (emanaţii sau formări de
gaze, vapori, ceaţă sau praf într-o cantitate primejdioasă), în apropierea instalaţiilor sau echipamentelor
electrice, astfel încît datorită încălzirii acestora peste o anumită limită, sau datorită unor arcuri electrice,
poate să se producă o explozie.
1.5.5. Şocul electric are loc la trecerea unui curent electric prin corpul omului. La realizarea mijloacelor
de protecţie se are în vedere şocul electric periculos pentru organele vitale ale omului, numit electrocutarea.
Prin această denumire se înţelege şocul electric care poate fi letal dacă organismul este lezat în totalitate:
cele mai grave afecţiuni le suferă inima şi sistemul nervos.
Sub acţiunea curentului electric contractările şi destinderile fibrelor muşchiului inimii se produc foarte
rapid şi dezordonat, fenomen numit fibrilaţie, ce echivalează, practic, cu oprirea funcţionării inimii. Marea
majoritate a cazurilor de electrocutare s-au datorat acestui efect.
Acţiunea curentului electric asupra sistemului nervos se manifestă, în special, prin afectarea funcţionării
respiraţiei, pînă la oprirea ei. În cazul electrocutărilor prin afectarea gravă a sistemului nervos, părţile
corpului cu care omul a atins elementul sub tensiune coincide, de cele mai multe ori, cu punctele de mare
sensibilitate nervoasă.
1.5.6. Arsurile cauzate de arcurile electrice au de obicei consecinţe grave. Uneori pot produce numai
distrugerea stratului de piele, alteori sunt mai profunde şi pot distruge muşchii, grăsimea, nervii, oasele.
Dacă s-au produs pe o suprafaţă mare a corpului sau dacă au atins organe importante pentru viaţa omului ele
pot duce la moartea accidentatului. În general, arsurile datorită curentului electric sunt mai periculoase decît
arsurile din alte cauze. Ele sunt provocate de căldura dezvoltată în corp de curentul care-l străbate şi sunt cu
atât mai grave cu cât valoarea curentului şi timpul de trecere sunt mai mari.
1.5.7. Pericolul electrocutărilor depinde de mai mulţi factori şi anume:
- valoarea curentului care s-a stabilit prin corpul omului;
- calea de închidere a curentului electric;
- durata acţiunii curentului asupra corpului omenesc;
- starea fizică a omului;
- frecvenţa curentului;
- atenţia omului în momentul atingerii.
Electrocutarea devine deci periculoasă pentru om numai atunci când coincid mai multe împrejurări
nefavorabile. Valoarea curentului stabilit prin corpul omenesc este desigur factorul cel mai important; de el
depinde direct intensitatea şocului electric.
La rândul ei, valoarea curentului depinde de doi factori, de asemenea, deosebit de importanţi, şi anume
de tensiunea la care este supus omul şi de rezistenţa electrică a corpului acestuia când atinge elementul aflat
sub tensiune.
0.RE-ITI 228 / 2014
22
La concepţia şi realizarea mijloacelor de protecţie în instalaţiile electrice (în vederea dimensionării
instalaţiilor de protecţie) este necesar să se pornească de la anumite valori limită ale curenţilor electrici.
Conform constatărilor de până acum, se pot indica anumite limite între care se încadrează numărul cel mai
mare din cazurile de accidente cunoscute.
În figura 1.7 se prezintă curbele cu valorile maxime admise ale curenţilor prin corpul omului, rezultate din
reglementările standardului SR CEI 479-1:1995, în funcţie de durata trecerii curentului electric prin corpul
omenesc, iar în tabelul 1.1 sunt date limitele zonelor respective şi efectele fiziologice ca urmare a trecerii
curentului prin corpul omului.
Tabelul 1.1 - Zone timp/curent ale efectelor curenţilor alternativi prin corpul uman în
intervalul frecvenţelor de la 15 Hz până la 100 Hz, definite conform
standardului SR CEI 479-1:1995
Denumirea
zonei Limitele zonei Efecte fiziologice
AC-1 Până la 0,5 mA, linia
intreruptă a În mod normal nici o reacţie.
AC-2 De la 0,5 mA până la
liniile întrerupte b*) În mod normal nici un fel de efect fiziologic periculos
AC-3 De la liniile întrerupte b
până la curba c1
În mod normal un pericol organic. Probabilitate de contracţii musculare şi
dificultăţi de respiraţie, pentru durate de trecere a curentului mai mari de 2 s.
Perturbări reversibile în formarea şi pregătirea impulsurilor în inimă,
inclusiv fibrilaţia aquriculară şi opriri temporare ale inimii fără fibrilaţie
ventriculară, care cresc cu intensitatea curentului şi cu timpul
AC-4 Dincolo de curba c1
Mărirea curentului şi timpul, poate produce efecte patofiziologice precum
oprirea inimii, oprirea respiraţiei, arsuri grave suplimentare faţă de efectele
din zona AC-3
AC-4.1 Între curbele c1 şi c2 Probabilitate de fibrilaţie ventriculară până la 5 %
AC-4.2 Între curbele c2 şi c3 Probabilitate de fibrilaţie ventriculară până la aproximativ 50 %
AC-4.3 Dincolo de curba c3 Probabilitate de fibrilaţie ventriculară mai mare de 50 %
*) Pentru durate de trecere a curentului electric mai mic de 10 ms, limita curentului care trece prin corp pentru linia b,
rămâne constantă şi egală cu 200 mA.
0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000
Curentul prin corpul uman I [mA]
Dura
ta d
e tr
ecer
e a
cure
ntu
lui
elec
tric
10
20
50
100
200
500
1000
2000
5000
10000
t [ms]
a
AC-3 AC-2 AC-1
AC-4-1
AC-4-2
AC-4-3
AC-4
c2 c3 c1 b
Fig.1.7 - Zone timp/curent ale efectelor curenţilor alternativi prin corpul uman în
intervalul frecvenţelor de la 15 Hz până la 100 Hz [SR CEI 479-1 :1995].
0.RE-ITI 228 / 2014
23
1.5.8. Atât în reţelele electrice de joasă tensiune cât şi în cele de medie şi de înaltă tensiune trebuie să se
prevadă cel puţin un sistem de eliminare al defectului.
1.5.9. În cazul folosirii în comun a instalaţiilor de legare la pământ pentru instaţiile de joasă tensiune şi
cele de medie sau înaltă tensiune se au în vedere atât defectele posibile pe partea de joasă tensiunre cât şi
defectele pe partea de medie sau înaltă tensiune.
1.5.10. La determinarea tensiunii de atingere şi de pas într-o anumită situaţie dată se va considera
timpul de deconectare prin protecţia de bază (cea mai rapidă prevăzută).
Într-o primă observaţie, din figura 1.7 rezultă că pentru timpi de ordinul secundelor, limita maximă a
curenţilor nepericuloşi este valoarea de 10 mA pentru curentul alternativ. În zona AC-3, omul nu se mai
poate elibera singur de sub acţiunea curentului electric din cauza convulsiilor muşchilor care nu permit
desprinderea de elementul sub tensiune atins. Această fază este periculoasă, deoarece, dacă omul nu este
eliberat într-un timp suficient de scurt, rezistenţa electrică a corpului său scade continuu, ceea ce duce la
creşterea continuă a curentului electric care trece prin corp.
La valori mai mari decât valorile de pe curba c1 se poate produce moartea accidentatului prin afectarea
sistemului nervos sau datorită fibrilaţiei inimii. Se consideră că accidentul mortal poate avea loc însă dacă
durata de trecere a curentului este mai rnare de 0,1-0,2 s .
Există desigur excepţii care nu se încadrează între limitele indicate. De exemplu, factorul „surpriză” are
un rol important, în special în cazul electrocutărilor prin afectarea sistemului nervos. În aceleaşi condiţii,
moartea electrocutatului se poate produce într-un timp mai scurt şi la valori de curent mici, dacă acesta nu se
aştepta să fie supus unui şoc electric, decât în cazul în care el este prevenit asupra pericolului ce poate
apărea. De aici nu trebuie în nici un caz să se tragă concluzia că pericolul de electrocutare gravă este evitat,
dacă omul se aşteaptă să primească un şoc electric. Astfel nu este cu nimic justificată atitudinea unor
electricieni de a lucra sub tensiune sau de a „încerca tensiunea" cu degetele, bazîndu-se pe faptul că „sunt
învăţaţi cu curentul".
S-a constatat, de asemenea, că la curenţi mai mari de 5 A, accidentele devin grave datorită arsurilor şi nu
electrocutărilor. Aceasta se explică, pe de o parte prin faptul că la aceste valori ale curentului nu se produce
fibrilaţia inimii, iar pe de altă parte prin faptul că, în astfel de cazuri, de cele mai multe ori, atingerea este
însoţită de un arc electric care măreşte foarte mult frecvenţa curentului, micşorînd astfel efectele
electrocutării. De asemenea, curenţii mari produşi prin formarea arcului electric între un element aflat sub o
tensiune mai mare de 1 000V şi omul apropiat la distanţa de descărcare, provoacă instantaneu o mişcare a
corpului (fie datorită unui reflex de apărare, fie datorită unor convulsii ale muşchilor la trecerea curentului),
care întrerupe arcul electric. În astfel de cazuri, deşi rare, este posibil să nu aibe loc electrocutări mortale, în
schimb să se producă arsuri foarte grave.
1.5.11. Pentru protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă este important să se stabilească
anumite valori limită maxime admise pentru tensiunea la care este supus omul. Din motive practice, este mai
indicat să se determine valori limită pentru tensiunea la care este supus omul şi nu pentru curentul stabilit prin
corpul omului. Este mult mai riguros să se conceapă o protecţie plecînd de la anumite valori limită admise
pentru tensiunea la care este supus omul decât de la valoarea curentului electic care trece prin corpul omului.
Încercările de a determina o limită superioară a tensiunilor nepericuloase şi o limită inferioară a
tensiunilor periculoase nu au dat rezultate. Astfel, au fost cazuri în care, la tensiuni foarte înalte,
electrocutările nu au mortale, în timp ce au avut loc accidente mortale la tensiuni foarte joase. Mult timp,
tensiunile de 12 V sau 24 V se considerau nepericuloase. Practica a infirmat aceste limite. În literatura de
specialitate şi în statistici este indicat un număr însemnat de cazuri de electrocutare la tensiuni sub 24 V şi
chiar la tensiuni neaşteptat de mici. Gradul de pericol depinde direct de valoarea curentului electric, acesta
depinde însă de rezistenţa electrică a corpului omului care este determinată de numeroşi factori, variind astfel
în intervale foarte mari (de la 200 Ω până la 100 kΩ).
Un fapt este evident şi anume că cu cât tensiunea la care este supus omul este mai mare, cu atât şocul
electric este mai puternic, adică gradul de pericol al electrocutării este mai mare. Datorită acestui fapt se
caută ca tensiunea de alimentare a utilajelor electrice şi tensiunile de atingere sau de pas, care se pot produce
în cazul unor defecte, să fie cît mai reduse.
Practica, având nevoie de anumite valori limită ale tensiunilor la care să se pornească în executarea
protecţiei împotriva electrocutărilor, a impus stabilirea unor anumite valori maxime admise şi condiţiile în
0.RE-ITI 228 / 2014
24
care pot fi folosite. Aceste valori sunt determinate, în mare măsură de probabilitatea unui accident
grav în funcţie de anumite condiţii de exploatare şi anume: nivelul tehnic al echipamentelor electrice,
siguranţa în exploatare a sistemelor de protecţie împotriva electrocutărilor folosite, categoria locului unde
este folosit echipamentul electric, accesibilitatea echipamentului respectiv, tipul echipamentului (fix, mobil
sau portativ) tensiunea de lucru etc.
La determinarea valorilor maxime admise ale tensiuninilor de atingere şi de pas nu este suficient să se ia
în considerare numai limitele curenţilor consideraţi nepericuioşi, anumite valori ale rezistenţelor corpului
omenesc şi timpii utili pentru deconectarea echipamentului defect, fiind necesar să se ţină seama şi de
probabilitatea ca un anumit pericol să apară practic pentru a nu se ajunge la instalaţii foarte costisitoare
nejustificate. Astfel se explică de ce anumite valori ale tensiunilor maxime admise sunt stabilite numai
pentru anumite condiţii sunt specifice.
La noi în ţară sînt stabilite trei categorii de tensiuni maxime admise:
- tensiuni de lucru maxime admise pentru alimentarea cu energie electrică a sculelor electrice
portative şi a corpurilor de iluminat;
- tensiuni maxime admise de atingere şi de pas;
- tensiuni maxime admise induse datorită influenţelor electromagnetice.
1.5.12. În conformitate cu STAS 2612/87, tensiunile de atingere şi de pas la instalaţiile de î.t, pentru
timpii de eliminare a defectului prin protecţia de bază mai mică sau cel mult egală cu 0,4 s, pot fi stabilite
considerând curentul maxim admis prin corpul omului, Ih, în funcţie de timpul de declanşare în caz de defect
şi o rezistenţă de calcul a corpului omului Rh = 3.000 .
În tabelul 1.2 se dau limitele maxime admise prin corpul omului Ih (mA) pentru tb 0,4 s în funcţie de
timpul protecţiei de bază şi numărul sistemelor de eliminare a defectului.
Tabelul 1.2 - Intensităţile de calcul ale curenţilor Ih prin corpul omului, în mA.
Nr.
crt.
Frecvenţa
curentului
Sistemele de
eliminare a defectului
Durata de timp până la eliminarea defectului prin
protecţia de bază tb , în s
0,1 0,2 0,3 0,4
1 curent alternativ
15…100 Hz
1.1 - un sistem 115 60 50 35
1.2 - două sisteme 465 385 265 200
2 curent continuu 2.1 - un sistem - 115 90 80
2.2 - două sisteme 480 440 400 350
1.5.13. Dimensionarea instalaţiei de legare la pământ, considerând curenţii prin corpul omului conform
tabelului 1.2 se foloseşte, de exemplu, în cazul reţelei de medie tensiune legate la pământ prin rezistor,
schema T2T, în special pentru stâlpii LEA de MT fără aparataj din localităţi.
Pentru restul instalaţiilor electrice, tensiunea la care este supus omul, Uh de calcul, trebuie să fie cel mult
egală cu valoarea maximă admisă a tensiunilor de atingere şi de pas, stabilite prin STAS 2612/87 (pentru
situaţia respectivă).
În conformitate cu prescripţiile în vigoare, protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă în
instalaţiile de înaltă tensiune se realizează dacă cu ajutorul instalaţiilor de legare la pământ se obţin valori
sub limita admisă pentru următoarele tensiuni accidentale:
- tensiunile de atingere şi de pas Ua şi Upas în zonele de influenţe ale instalaţiilor de legare la pământ
prin care trec curenţii de defect;
- tensiunile transmise prin obiecte lungi cu diferite destinaţii cum sunt conductele pentru transportul
fluidelor (apă, petrol etc.), căile de rulare, conductoare ale liniei de racord scurtcircuitate şi legate la
pământ la capete, etc.;
- tensiunile prin cuplaj rezistiv UR, în cazul circuitelor de comandă-control şi al reţelelor de
telecomunicaţii aflate în contact cu elemente ale instalaţiei de legare la pământ sau care străbat zone
de influenţă ale instalaţiilor legate la pământ.
0.RE-ITI 228 / 2014
25
1.5.14. Valorile maxime admise ale tensiunilor de atingere şi de pas sunt normate în România prin
standardul STAS 2612/87, în funcţie de :
- zona de amplasare a instalaţiei sau echipamentului electric;
- categoria reţelei sau instalaţiei electrice;
- schema de protecţie a reţelei electrice;
- timpul de eliminare al defectului prin protecţia de bază.
Valorile maxime admise ale tensiunii prin cuplaj rezistiv UR sunt normate în România prin instrucţiunile
1 E - Ip 31/86, în funcţie de timpul de eliminare a defectuluui prin protecţia de bază.
Valorile tensiunilor de atingere şi de pas maxime admise se dau în tabelul 1.3 pentru instalaţiile
(echipamentele) de joasă tensiune (JT) şi în tabelul 1.4 pentru instalaţiile (echipamentele) de medie tensiune (MT),
în funcţie de timpul de deconectare în cazul unui defect cu punere la pământ (la masă).
Tabelul 1.3 - Valorile tensiunilor de atingere Ua (în V) maxime admise în cazul unui
defect cu punere la pământ (la masă) în reţelele electrice de JT.
Instalaţii (echipamente) electrice amplasate
la suprafaţă
Instalaţii (echipamente) electrice amplasate
în subteran (exploatări subterane)
Tensiunea de
atingere (V)
Timpul de deconectare (s) Tensiunea de
atingere (V)
Timpul de deconectare (s)
c.a. c.c. c.a. c.c
50 5 5 25 5 5
75 0,60 5 50 0,48 5
90 0,45 5 75 0,30 2
120 0,34 5 90 0,25 0,80
150 0,27 1 110 0,18 0,50
220 0,17 0,40 150 0,12 0,25
280 0,12 0,30 230 0,05 0,06
350 0,08 0,20 280 0,02 0,02
500 0,04 0,10
Tabelul 1.4 - Valorile tensiunilor de atingere Ua şi de pas Upas (în V) maxime admise în cazul unui
defect cu punere la pământ (la masă) în reţelele electrice de MT şi de ÎT.
Nr.
crt.
Tipul
echipamentelor
şi instalaţiilor
electrice
Zona de amplasare Tipul
reţelei
Tensiunea maximă de atingere şi de pas (în V) pentru timpul de
întrerupere la protecţia de bază de :
0,2 s 0,3 s 0,4 s 0,5 s 0,6 s 0,7 s 0,8 -1,2 s 1,2 -3 s > 3 s
1
Echipamentul
electric
(exclusiv
stâlpii LEA)
a) circulaţie frecventă I, T1
T2
125
250
100
200
85
165
80
150
75
140
70
130
65
125
65
65
50
50
b) circulaţie redusă
fără mijloace
individuale de
protecţie izolante
I, T1
T2
250
500
200
400
165
330
150
300
140
280
130
260
125
250
125
125
125
125
c) circulaţie redusă cu
folosirea mijloacelor
individuale de
protecţie izolante
I, T1
T2
500
1100
400
795
330
600
300
500
280
500
260
500
250
500
250
250
250
250
2 Stâlpii LEA
fără aparataj
a) circulaţie
frecventă din
localităţi
I,
T1
T2
125
250
1100
125
250
795
125
250
600
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
250
125
250
250
b) circulaţie frecventă
din afara localităţii I, T1, T2 - Nu se standardizează -
c) circulaţie redusă I, T1, T2 - Nu se standardizează -
d) incinte industriale
şi agricole, plaje şi
terenuri de camping
I, T1
T2
125
250
125
250
125
250
125
250
125
250
125
250
125
250
125
125
125
125
3 Stâlpii LEA
cu aparataj
a) în general
indiferent de zonă
I,
T1
T2
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
500
125
250
250
125
250
250
b) incinte industriale
şi agricole, plaje şi
terenuri de camping
I,
T1, T2
125
250
125
250
125
250
125
250
125
250
125
250
125
250
125
125
125
125
Notă: În tabelul 1.4, notaţiile din coloana a patra au următoarele semnificaţii:
I - reţea electrică izolată faţă de pământ;
T1 - reţea electrică legată la pământ, cu un sistem de eliminare a defectului;
T2 - reţea electrică legată la pământ, cu două sisteme de eliminare a defectului.
0.RE-ITI 228 / 2014
26
2. CONDIŢIILE DE CONCEPŢIE ŞI DIMENSIONARE A INSTALAŢIILOR DE
LEGARE LA PĂMÂNT DE PROTECŢIE. PARAMETRI DE CALCUL.
2.1. Reţele electrice de joasă tensiune legate la pământ (schemele de funcţionare TT sau TN)
2.1.1. Funcţionarea reţelei electrice în schema TT
2.1.1.1. În reţelele legate la pământ de joasă tensiune, legarea la pământ de protecţie poate fi folosită ca
măsură principală împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă (schema TT) dacă se poate obţine cu
mijloace justificate tehnic şi economic o rezistenţă de dispersie a instalaţiei de legare la pământ,
p
ap
I
UR
unde: Ua este tensiunea de atingere maxim admisă, în V;
Ip - valoarea de calcul a curentului de defect cu punere la pământ (curentul prin priza de pământ) în
A, determinată în funcţie de sensibilitatea protecţiei maximale la defect cu punere simplă la
pământ (la masă) din circuitul respectiv; se consideră valoarea minimă rezultată din diagrama
siguranţei cu fuzibil, respectiv din diagrama de acţionare a întreruptorului pentru timpul de
deconectare considerat.
Dacă valoarea curentului de defect este mai mare decât valoarea curentului de calcul, protecţia prevăzută
va acţiona pentru întreruperea curentului de defect. Dacă valoarea curentului de defect este mai mică decât
valoarea curentului de calcul va rezulta o tensiune de atingere Ua mai mică decât valoarea maximă admisă.
Se consideră Ip corespunzător aparatajului care protejează echipamentul de puterea cea mai mare,
racordat la instalaţia de legare la pământ considerată.
În cazul protecţiei automate la curenţi de defect (PACD) cu dispozitiv diferenţial rezidual (DDR) se
consideră Ip = In , unde In este curentul nominal al dispozitivului diferenţial DDR.
Indiferent de rezultatul calcului, rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ Rp trebuie să fie
mai mică sau cel mult egală cu 4 , respectiv 1 dacă la aceasta sunt racordate şi dispozitive de protecţie
împotriva trăsnetelor.
Exemplu: La o instalaţie de legare la pământ având rezistenţa de dispersie de 4 (fără realizarea
protecţiei prin legare la neutru) se pot racorda echipamente ale căror întreruptoare automate sau siguranţe
care realizează protecţa maximală de curent au, pentru un timp de 3 s, un curent rezultat din diagrama
întreruptorului sau a siguranţelor cu fuzibil cel mult egal cu:
4
V50I , rezultând valoarea maximă Ip = 12,5 A.
În cazul în care este raţională realizarea unei protecţii prin legare la pământ în loc de o protecţie prin legare
la neutru, respectiv este mai economică realizarea unei instalaţii de legare la pământ care să aibă o rezistenţă
de dispersie maximă calculată conform celor arătate mai sus, se poate realiza protecţia prin legare la pământ.
NOTĂ: Prevederile din prezentul punct (pct.2.1.1.1) anulează prevederile de la pct.3.1.2.1 din
îndreptarul 1 RE - Ip30 - 2004
2.1.1.2. În cazuri speciale când nu se asigură (prin întreruptor automat cu protecţie la scurtcircuit sau
prin siguranţă cu fuzibil) declanşarea în caz de defect într-un timp mai mic sau cel mult egal cu 3 s, trebuie
să se aplice şi protecţia PACD cu DDR pentru deconectarea automată la curenţi de defect; se au în vedere
cazurile când nu sunt asigurate condiţiile de funcţionare în timp util (în cel mult 3 s) a protecţiei maximale la
un defect simplu (scurtcircuit la masă).
Este interzisă realizarea protecţiei prin legarea la pământ, folosind o priză locală separată, neracordată la
conductorul de neutru şi de protecţie, dacă în alte sectoare ale aceleaşi reţele electrice de joasă tensiune (se
înţelege reţeaua alimentată de la acelaşi transformator) se foloseşte protecţia prin legare la neutru (schema TN).
Fac excepţie stâlpii LEA care se pot leaga numai la o priză de pământ separată.
0.RE-ITI 228 / 2014
27
2.1.1.3. În cazul în care se aplică numai legarea la pământ a echipamentelor (dacă se poate obţine
rezistenţa de dispersie Rp necesară, calculată conform celor arătate mai sus), de regulă se folosesc prizele de
pământ naturale, cu care se poate realiza mai economic o instalaţie de legare la pământ folosită în comun,
dimensionată în acest scop.
Exemplu: La o instalaţie de legare la pământ folosită în comun, având rezistenţa de dispersie de 0,2 ,
se pot racorda echipamente ale căror întreruptoare automate sau siguranţe care realizează protecţa maximală
de curent au, pentru un timp de cel mult 5 s, un curent rezultat din diagrama întreruptorului sau a
siguranţelor cu fuzibil cel mult egal cu:
2,0
V50I , rezultând valoarea maximă Ip = 250 A.
Folosirea prizelor de pământ artificiale este admisă numai pentru completarea prizelor de pământ
naturale pe baza unor justificări tehnico-economice.
2.1.1.4. Din cele de mai sus rezultă dificultăţile deosebite pentru realizarea protecţiei prin legarea la
pământ în reţelele electrice de joasă tensiune, dat fiind relaţia de calcul pentru determinarea rezistenţei de
dispersie Rp a instalaţiei de legare la pământ. Dat fiind dificultăţile de realizare a protecţiei prin legarea la
pământ (de folosire a schemei de funcţionare TT), în instalaţiile electrice de joasă tensiune se realizează, de
regulă, protecţia prin legare la neutru (folosirea schemei de funcţionare TN).
În cazul în care la unul sau mai multe sectoare ale reţelei de joasă tensiune se aplică protecţia prin legare
la neutru, se admite legarea la pământ de protecţie a unor echipamente numai dacă racordările acestora se
fac la o instalaţie de legare la pământ care are legături electrice directe cu reţeaua de neutru şi prezintă o
rezistenţă de dispersie Rp cel mult egală cu valoarea rezultată din condiţia de la pct.2.1.1.1.
Rezultă economic, de exemplu, legarea numai la pământ a echipamentelor de putere mică (cum sunt
echipamente de automatizare, telecomandă, telecomunicaţii etc.) atunci când se respectă această condiţie (de
la pct.2.1.1, fără să fie necesară adăugarea unor prize de pământ suplimentare.
2.1.1.5. În cazul stâlpilor metalici sau de beton armat se admite ca în locul protecţiei prin legare la
neutru să se aplice legarea la pământ, completată cu dirijarea distribuţiei potenţialelor, astfel încât Ua şi Upas
să nu depăşească valorile prevăzute în tabelul 1.3. În această situaţie, rezistenţa de dispersie Rp a instalaţiei
de legare la pământ respective nu este limitată la anumite valori maxime admise.
Dacă prin dirijarea distribuţiei potenţialelor nu se poate obţine justificat limita de 50 V pentru Ua , se
admite în acest caz (al stâlpilor) completarea cu izolarea amplasamentului, considerându-se în calcule
coeficientul respectiv de amplasament (pentru respectarea acestei valori limită admisă).
2.1.1.6. În cazul reţelelor electrice cu conductoare izolate torsadate, în loc de legarea la neutru de
protecţie se admite ca pentru protecţia împotriva atingerilor indirecte la stâlpul respectiv să se aplice o
izolare de protecţie suplimentară a conductoarelor faţă de stâlpi.
2.1.2. Condiţii de funcţionare în schema TN şi de realizare a instalaţiilor de pământ specifice
acestei scheme de funcţionare a reţelei electrice
2.1.2.1. Când se aplică protecţia de legare la neutru (schema de funcţionare TN), se realizează totdeauna
legături suplimentare la pământ la bornele şi barele de neutru ale tuturor tablourilor de distribuţie şi pe traseele
conductoarelor de neutru ale reţelelor aeriene, precum şi la echipamentele electrice de la consumatori; la o
instalaţie de legare la pământ realizată la un consumator se pot racorda mai multe sau chiar toate tablourile
de distribuţie, precum şi mai multe sau toate echipamentele electrice din instalaţia respectivă.
2.1.2.2. În apropierea sursei de alimentare (transformator sau generator) se realizează totdeauna legarea
la pământ a neutrului acesteia, obţinându-se astfel schema de funcţionare a reţelei de joasă tensiune legată la
pământ simbol T. De regulă se prevede o instalaţie de legare la pământ locală, cu o rezistenţă de dispersie de
cel mult 10 , cu respectarea concomitentă a condiţiei ca valoarea rezistenţei de dispersie rezultantă a
sistemului constituit din reţeaua conductoarelor de neutru şi prizele de pământ la care aceste conductoare
din reţeaua TN sunt legate să aibă o valoare de cel mult 4 .
La centralele şi staţiile electrice unde reţeaua de joasă tensiune este utilizată numai pentru alimentarea unor
consumatori din incinta comună a acestora, se foloseşte întotdeauna în comun instalaţia de legare la pământ
0.RE-ITI 228 / 2014
28
(atât pentru partea de înaltă tensiune - î.t., definită conform pct.1.3.1.6 - cât şi pentru partea de joasă tensiune).
La această instalaţie de legare la pământ se vor racorda: borna de neutru a transformatorului de alimentare,
bornele sau barele de neutru ale tablourilor electrice precum şi carcasele (masele) echipamentelor electrice,
care trebuie legate şi la pământ.
Instalaţia de legare la pământ folosită în comun pentru partea de î.t şi pentru partea de j.t va fi astfel
dimensionată, încât să satisfacă şi condiţiile pentru cazul unui defect simplu pe partea de î.t, însă rezistenţa
de dispersie rezultantă va fi în toate cazurile mai mică sau cel mult egală cu 4 , respectiv cu 1 pentru
cazul în care la priza de pământ folosită în comun se racordează şi instalaţia de protecţie împotriva
descărcărilor atmosferice (inclusiv DC sau DRV) de pe partea de î.t.
În cazul centralelor, staţiilor şi posturilor de transformare ale căror reţele de joasă tensiune alimentează
şi consumatorii din afara incintei acestora, în vederea evitării transmiterii la consumatori (prin intermediul
conductoarelor de neutru) a unor tensiuni mai mari decât cele maxime admise în cazul unui defect simplu pe
partea de înaltă tensiune, se vor respecta condiţiile următoare:
a) se va realiza totdeauna o instalaţie generală de legare la pământ, folosită în comun atât pentru partea
de înaltă tensiune (î.t., definită conform pct.1.3.1.6) cât şi pentru partea de joasă tensiune; în incintele şi
platformele industriale este necesar să se realizeze o reţea generală de legare la pământ de protecţie pentru
toate categoriile de instalaţii şi echipamente electrice;
b) instalaţia generală de legare la pământ trebuie să fie astfel realizată încât să se respecte valorile
tensiunilor de atingere şi de pas maxime admise, pentru cazul unui defect simplu atât la partea de înaltă
tensiune cât şi la carcasele şi elementele de susţinere ale instalaţiilor şi echipamentelor electrice de joasă
tensiune; totdeauna când se folosesc în comun instalaţiile de legare la pământ trebuie să se aibă în vedere ca
tensiunile de atingere şi de pas la instalaţiile şi echipamentele de joasă tensiune legate la conductorul de
neutru de protecţie să nu depăşească valorile maxime admise pentru zonele cu circulaţie frecventă în cazul
unui defect simplu pe partea de înaltă tensiune, precum şi valorile în cazul unui defect simplu pe partea de
joasă tensiune;
c) în cazul reţelelor de medie tensiune (MT) legate la pământ printr-un rezistor (schema de funcţionare
T2T), timpul protecţiei de bază (şi anume timpul de întrerupere prin cea mai rapidă protecţie prevăzută să
acţioneze la defectul respectiv) trebuie să fie de cel mult 1,2 s.
În cazuri speciale, când se justifică tehnic şi economic, se admite să se realizeze instalaţii de legare la
pământ separate, şi anume, instalaţia de legare la pământ pentru partea de joasă tensiune să se separe de
instalaţia de legare la pământ, pentru partea de înaltă tensiune. Este cazul, de exemplu, al posturilor de
transformare şi al reţelelor aeriene de medie tensiune (pe stâlpi LEA), la care realizarea unei instalaţii
comune, astfel încât să se respecte limitele maxime admise ale tensiunilor de atingere şi de pas, ar conduce
la investiţii mai mari, nejustificate.
2.1.2.3. În cadrul aceleiaşi reţele de înaltă tensiune (î.t.), se admite ca, pentru o parte a reţelei să se
realizeze instalaţii de legare la pământ comune, iar pentru altă parte, instalaţii de legare la pământ separate.
În cazul în care se realizează instalaţii de legare la pământ separate pentru partea de înaltă tensiune (î.t.),
şi pentru partea de joasă tensiune, trebuie îndeplinite următoarele condiţii:
a) distanţa dintre cele două instalaţii de legare la pământ trebuie să fie aleasă astfel încât, în orice situaţie să
nu rezulte în reţeaua conductoarelor de protecţie o tensiune de atingere şi de pas mai mare decât valorile
maxime admise. În toate cazurile, distanţa dintre instalaţiile de legare la pământ trebuie să nu fie mai mică de
20 m, pe această distanţă trebuie să nu existe elemente conductoare cum sunt cabluri, conducte metalice etc,
care să facă ineficientă distanţarea. În cazuri speciale, impuse de condiţii specifice, se admite reducerea
distanţei de separare pe baza unei justificări privind respectarea tensiunilor de atingere şi de pas maxim admise;
b) distanţa dintre obiectele metalice situate deasupra solului şi aflate în contact cu instalaţiile de legare
la pământ separate (conductoare principale sau de ramnificaţie, carcase, îngrădiri etc.), trebuie să fie de cel
puţin 0,1 m; dacă nu se poate respecta distanţa de 0,1 m trebuie să se ia măsuri de izolare;
c) dacă linia aeriană de joasă tensiune se racordează prin cabluri la barele colectoare ale staţiei electrice
sau postului de transformare respectiv, trebuie avut în vedere ca armătura metalică a cablului să nu facă
ineficientă separarea intenţionată a instalaţiilor de legare la pământ; legarea la pământ a punctului neutru nu
se face în staţie, respectiv la postul de transformare, ci la primul stâlp al liniei aeriene;
d) dacă obiectele metalice de pe partea de joasă tensiune care trebuie protejate nu se pot separa de
instalaţia de legare la pământ de protecţie de pe partea de înaltă tensiune (î.t.), ele se leagă la această
instalaţie (de exemplu, cutia de distribuţie de joasă tensiune montată pe stâlpul cu transformator); în aceste
cazuri trebuie să se asigure atât la stâlpul cu transformator cât şi la stâlpul la care se leagă nulul de la priza
0.RE-ITI 228 / 2014
29
de pământ de exploatare, tensiuni de atingere şi de pas sub limitele admise, eventual prin dirijarea
distribuţiei potenţialelor şi/sau izolarea amplasamentului;
e) dacă unele obiecte metalice care trebuie protejate se pot separa, iar altele nu, primele se leagă la
conductorul de neutru, iar celelalte se leagă la instalaţia de protecţie de pe partea de înaltă tensiune (î.t.); în
acest caz este necesar să se ia măsuri ca cele două categorii de obiecte metalice să fie separate între ele,
conform prevederilor de la subpunctul “b” de mai sus.
În toate cazurile în care se foloseşte în comun o instalaţie de legare la pământ, atât pentru partea de
înaltă tensiune (î.t.), cât şi pentru partea de joasă tensiune, rezistenţa de dispersie (Rpn) a instalaţiei comune
se determină pentru cazul defectelor pe partea de înaltă tensiune, cu următoarea relaţie:
kep
apn
rrI
UR
în care: Ua este valoarea maximă admisă a tensiunii de atingere, (în V);
Ip - intensitatea curentului de punere simplă la pământ prin priza de pământ respectivă, determinată
pentru cazul în care defectul este pe partea de înaltă tensiune (î.t.), în funcţie de schema de funcţionare
a reţelei de î.t. şi timpul protecţiei prevăzute pentru declanşare în cazul defectului avut în vedere;
rk - factorul de aşteptare care are următoarele valori:
rk = 0,85 în cazul reţelelor de joasă tensiune cu cabluri subterane;
rk = 1,00 în cazul reţelelor de joasă tensiune pe stâlpi LEA;
re - coeficientul de echipotenţiere, în zonele de influenţă ale prizelor de pământ legate la reţeaua
conductoarelor de neutru de pe partea de joasă tensiune care se determină prin măsurări pentru
fiecare caz în parte; în cazul când nu se dispune de astfel de determinări, se vor considera
următoarele valori:
re = 0,8, dacă reţeaua conductoarelor de neutru de pe partea de joasă tensiune este buclată;
re = 1,0, dacă reţeaua conductoarelor de neutru de pe partea de joasă tensiune este ramificată.
Indiferent de rezultatul calculului, valoarea rezistenţei de dispersie rezultante a instalaţiei (reţelei)
generale de legare la pământ trebuie să fie de cel mult 4 , respectiv 1 dacă se racordează la aceasta şi
instalaţii de protecţie împotriva trăsnetelor.
2.1.2.4. La consumatori, masele echipamentelor electrice (care trebuie legate la pământ), se vor racorda,
de regulă, prin conductoare de protecţie (de legare la pământ) la aceeaşi instalaţie de legare la pământ la care
se racordează şi barele şi bornele de neutru ale tablourilor de distribuţie.
Se admit racordări la instalaţii de legare la pământ locale (separate) numai dacă legăturile la instalaţia
comună ar conduce la costuri nejustificat de mari.
Dacă în incinta unităţii respective există şi instalaţii electrice de înaltă tensiune (î.t.) se va folosi în
comun instalaţia de legare la pământ, care va fi dimensionată şi executată şi în conformitate cu condiţiile
impuse pentru cazul defectelor cu punere la pământ care pot avea loc în partea de înaltă tensiune (î.t.).
Indiferent de valoarea rezultată din calcule pentru dimensionarea instalaţiei comune de legare la pământ,
rezistenţa de dispersie a acesteia nu va depăşi valoarea de 4 , respectiv 1 dacă se racordează şi
dispozitivele de protecdacă se racordează şi dispozitivele de proteţie împotriva trăsnetelor, iar tensiunile de
atingere şi de pas nu vor depăşi valorile pentru zonele cu circulaţie frecventă în cazul unui defect pe partea
de înaltă tensiune, considerându-se totdeauna ka = kpas = 1.
2.1.2.5. Dacă legarea la neutrul de protecţie se realizează cu conductoare PE neizolate montate aparent,
reţeaua conductoarelor principale de protecţie este folosită în comun şi pentru legarea la pământ, atât pentru
echipamentele electrice de î.t. cât şi pentru echipamentele electrice de j.t.
În cazul în care legarea la neutru de protecţie se realizează cu conductoare PE neizolate (montate
aparent), reţeaua acestora este separată de reţeaua conductoarelor de neutru de lucru N, dar este folosită atât
pentru legarea la neutru de protecţie, cât şi pentru legarea la pământ. Este interzisă folosirea acestei reţele
PE şi pentru conductoarele active N (de lucru), respectiv nu poate fi considerată o reţea PEN.
În cazul reţelei de neutru de protecţie PE cu conductoare neizolate, pentru circuitele active (de lucru)
trifazate se pot folosi astfel cabluri (conducte) fără conductor de neutru de protecţie PE (cazul alimentării
receptoarelor trifazate). Dacă toate cablurile (conductele) sunt fără conductoare de neutru, rezultă necesar ca
receptoarele monofazate să fie alimentate din transformatoare special racordate la reţeaua de j.t. trifazată
deoarece este interzisă racordarea pentru alimentare cu energie electrică a acestor receptoare monofazate
folosind conductoarele de protecţie PE neizolate drept conductoare active (de lucru) N.
0.RE-ITI 228 / 2014
30
În cazul în care pentru alimentarea receptoarelor monofazate se folosesc transformatoare speciale
destinate acestui scop alimentate din reţeaua trifazată de joasă tensiune pentru receptoarele monofazate se va
aplica, de regulă, protecţia prin legarea la neutru (schema TN).
La stabilirea soluţiei de realizare a reţelei de neutru PE cu conductoare de protecţie neizolate (aparente)
trebuie să existe la bază o justificare tehnico-economică în funcţie de condiţiile specifice, şi anume: costul
transformatoarelor pentru echipamentele monofazate, economiile realizate prin folosirea cablurilor fără
conductoare de neutru, realizarea reţelei de neutru PE numai cu conductoare de protecţie neizolate (montate
aparent), care va fi folosită şi pentru legarea la pământ, inclusiv pentru echipamentele de înaltă tensiune (î.t.)
din incinta respectivă.
Se are totdeauna în vedere că secţiunea conductoarelor PE de la sursele de alimentare (transformator sau
generator) şi de la masele echipamentelor electrice care trebuie racordate la conductorul de protecţie
(carcasă, element de susţinere care poate intra accidental sub tensiune) trebuie să fie astfel stabilită încât să
se asigure condiţia de întrerupere a circuitului defect, astfel:
Id K Ins sau Id Ir
unde: Id este curentul de defect (definiţia de la pct.1.3.1.18);
Ins - curentul nominal al siguranţei cu fuzibil;
Ir - curentul de reglaj al dispozitivului de protecţie pentru decontarea la scurtcircuit a întreruptorului
echipamentului electric protejat;
K - coeficient care se stabileşte în funcţie de tipul siguranţei cu fuzibil, corespunzător unui timp de
deconectare de cel mult 5 s; pentru cazul în care furnizorul siguranţei nu indică valoarea K pentru
t = 5 s, se consideră K = 3,5 pentru Ins ≤ 50 A şi K = 5 pentru Ins 63 A.
Indiferent de rezultatul calculului, secţiunea conductorului de protecţie nu trebuie să fie mai mare decât
valoarea din tabelul 2.1 de mai jos în funcţie de materialul conductorului şi destinaţia acestuia şi nu va fi
mai mică decât secţiunea minimă indicată mai jos în tabelul 2.2.
Tabelul 2.1 - Secţiunea maximă pentru conductoarele de protecţie PE neizolate (montate aparent)
pentru legarea la neutru.
Destinaţia
conductorului
Secţiunea maximă în mm2
oţel rotund sau
profiluri din oţel cu
grosimea 3 mm
cablu din
oţel
oţel - aluminiu sau aliaje din
aluminiu cupru
1 2 3 4 5
Conductor de protecţie
principal 400 400 240 185
Conductor de protecţie
de ramificaţie 2 240 2 240 2 185 2 150
Secţiunea minimă din punct de vedere electric a conductorului de protecţie principal trebuie să fie 1/3 din
secţiunea conductoarelor active de fază folosite în schema TN respectivă, iar a conductorului de ramificaţie
trebuie să fie 1/2 din secţiunea conductorului activ de fază prin care se alimentează echipamentul respectiv,
dau nu mai mică decât secţiunea minimă din punct de vedere al rezistenţei la solicitări mecanice.
Secţiunea minimă din punct de vedere al solicitărilor mecanice este cea din tabelul 2.2, în funcţie de
materialul conductorului şi destinaţia acestuia.
Tabelul 2.2 - Secţiunea minimă admisă din punct de vedere al solicitărilor mecanice
pentru conductoarele de neutru de protecţie “PE” neizolate (montate aparent)
Destinaţia
conductorului de protecţie PE
Secţiunea minimă admisă, în mm2
oţel rotund sau profiluri
din oţel cu grosimea
minimă de 3 mm
cablu
din oţel
oţel aluminiu
sau aliaje din
aluminiu
cupru
Conductor de protecţie principal 100 95 35 16
Conductor de protecţie de
ramificaţie 50 50 25 10
0.RE-ITI 228 / 2014
31
Conductorul de protecţie principal PE neizolat (montat aparent) va constitui, de regulă, un circuit închis
şi se montează în toate încăperile şi spaţiile în care există echipamente care trebuie racordate la neutru.
Conductorul de protecţie PE se va monta pe pereţi, în canale sau pe rastelele de cabluri, astfel încât
lungimile acestui conductor să fie cât mai mici, respectiv impedanţele să fie cât mai mici iar echipamentele
să poată fi racordate prin conductoare de protecţie de ramificaţie cât mai scurte. Conductorul de protecţie
principal PE va avea rolul şi de conductor principal de legare la pământ. În acest scop conductorul principal
PE se va lega la prizele de pământ care intră în componenţa instalaţiei de legare la pământ.
În cazul conductoarelor din aluminiu sau aliaje din aluminiu montate îngropat în pământ sau pardoseală,
acestea trebuie protejate pe toată lungimea de îngropare în tuburi metalice împotriva solicitărilor mecanice.
Conductoarele PE din aluminiu (Al) sau oţel-aluminiu (Ol-Al) neizolate (montate aparent) vor avea
distanţele maxime pe orizontală între două puncte succesive de rezemare de 0,5 m la Al şi 0,8 m la Ol-Al.
La trecerea conductoarelor PE neizolate din aluminiu sau oţel-aluminiu prin planşee (la montarea în
interior) sau la trecerea din pământ în aer (la montarea în exterior), conductoarele vor fi protejate în tuburi
metalice pe o înălţime de 0,5 m în interior şi 1 m în exterior pentru protecţia împotriva solicitărilor mecanice.
Bornele şi barele de neutru ale tablourilor de distribuţie se vor racorda la conductorul de protecţie
principal prin conductoare de protecţie PE de ramificaţie diferite de conductoarele PE de ramificaţie pentru
racordarea carcaselor sau elementelor de susţinere ale tablourilor respective.
Carcasele şi elementele de susţinere care trebuie racordate la conductoarele de neutru se vor lega la
conductorul de protecţie principal PE printr-o singură legătură electrică. Nu mai este necesară o legătură
suplimentară sau un mijloc de protecţie suplimentar, dacă este prevăzută o protecţie pentru declanşare în caz
de defect într-un timp mai mic sau cel mult egal cu 3 s.
Conductoarele de legare la priza de pământ a conductoarelor de protecţie principale PE se vor
dimensiona avându-se în vedere folosirea acestor conductoare (montate aparent) şi drept conductoare de
legare la pământ principale.
În cazul în care se prevăd descărcătoare de protecţie împotriva supratensiunilor în instalaţiile de j.t. ale
consumatorului, acestea trebuie să se conecteze între conductoarele circuitelor protejate (de fază şi de neutru
de lucru) şi o bară de echipotenţiere prevăzută în acest scop. Aceasta din urmă trebuie să se lege la priza de
pământ care deserveşte instalaţia de j.t., prin conductoare de ramificaţie separate. Pentru această funcţie a
prizei de pământ nu sunt condiţii restrictive privind rezistenţa de dispersie a acesteia.
2.1.2.6. La liniile electrice aeriene (LEA) de distribuţie de JT (de regulă aparţinând unităţii de
distribuţie a energiei electrice), pentru legarea conductorului de neutru PEN la pământ, se realizează prize de
pământ dispuse la capetele liniilor principale şi ale celor care se ramifică din acestea, precum şi pe traseul
liniilor, în locuri alese în aşa fel încât distanţa între două prize, pe orice traseu (linie principală sau de
ramificaţie), să nu fie mai mare de 1000 m; instalaţiile de legare la pământ trebuie astfel dimensionate încât
valoarea rezistenţei de dispersie RpN măsurată în orice punct al conductoarelor de protecţie să fie mai mică sau
cel mult egală cu 4 .
Se admite depăşirea acestei valori cu condiţia asigurării unei tensiuni de atingere şi de pas (la stâlpii
LEA) sub valoarea de 50 V şi un timp de deconectare în caz de defect de cel mult 3 s; în cazul prevederii
protecţiei PACD cu dispozitiv diferenţial DDR, timpul de deconectare trebuie să fie de cel mult 0,2 s, iar
valoarea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ Rpl se determină în funcţie de In (curentul nominal al
protecţiei cu DDR).
La stâlpii LEA, tensiunile limită maxime admise se pot asigura folosindu-se şi prizele de pământ de
dirijare a distribuţiei potenţialelor sau prin izolarea amplasamentului la stâlpii respectivi.
De regulă, la liniile aeriene, rezistenţa de dispersie a oricărei prize de pământ de la capetele liniilor şi de pe
traseul lor au o valoare de cel mult 10 , cu condiţia respectării prevederii ca rezistenţa de dispersie echivalentă a
sistemului constituit din conductoarele de neutru PEN şi aceste prize de pământ să fie de cel mult 4 .
În cazul solurilor cu rezistivitate mare (peste 200 m) se acceptă ca valoarea rezistenţei oricărei prize de
pământ să fie de cel mult 20 (în loc de 10 ), rămânând valabilă aceiaşi condiţie ca valoarea rezistenţei
de dispersie echivalentă a sistemului constituit din conductoarele de neutru PEN şi prizele de pământ legate
la acestea să fie mai mică de 4 .
La stâlpii LEA metalici sau din beton armat, la conductorul de neutru PEN se leagă armătura metalică a
fiecărui stâlp, atât pentru protecţia împotriva atingerilor indirecte la stâlpul respectiv, cât şi pentru folosirea
prizei de pământ naturale a stâlpului. În cazul conductoarelor izolate, de exemplu a celor torsadate, se
admite izolarea suplimentară de protecţie, în loc de legarea la neutru a stâlpului.
0.RE-ITI 228 / 2014
32
Pentru legarea la neutru, stâlpii metalici sau din beton armat trebuie să fie dotaţi din fabricaţie cu piese
de legare la conductoarele de protecţie PE sau PEN.
În cazul în care, cu ajutorul prizelor de pământ naturale ale stâlpilor se poate obţine o valoare a
rezistenţei de dispersie echivalentă a sistemului constituit din conductoarele de neutru PEN şi prizele
naturale ale stâlpilor mai mică sau cel mult egală cu 4 , se poate renunţă la prize de pământ suplimentare
(artificiale) pe linia respectivă (atât la cele de pe traseu, cât şi la cele de la capete).
În conformitate cu reglementările în vigoare, în cazul unor secţiuni ale conductorului de fază până la
50 mm2 inclusiv, conductorul de neutru PEN are o secţiune cel puţin egală cu cea a conductorului de fază.
La secţiunile conductorului de fază peste 50 mm2, conductorul de neutru PEN va avea cel puţin
secţiunile indicate în tabelul 2.3, în funcţie de secţiunea conductorului de fază.
Tabelul 2.3 - Secţiunea minimă a conductorului de neutru PEN în funcţie de
secţiunea nominală a conductoarelor de fază.
Secţiunea conductorului de fază,
în mm2
70 95 120 150 185
Secţiunea conductorului de neutru PEN,
în mm2
50 50 70 70 95
În cazul unui conductor de neutru PEN folosit în comun pentru mai multe circuite racordate la aceeaşi sursă
de alimentare (bară sau tabloul), de exemplu, circuitul casnic plus cel public, secţiunea minimă a conductorului
de neutru PEN va fi corespunzătoare sumei secţiunilor conductoarelor unei faze ale acelor circuite, dar nu mai
mare decât secţiunea fazei din circuitul cu puterea cea mai mare.
La liniile electrice aeriene, pentru asigurarea unei rezistenţe mecanice corespunzătoare, secţiunea
minimă a conductorului de neutru va fi de 6 mm2 pentru conductoarele din Cu şi de 16 mm
2 pentru
conductoarele din aluminiu sau oţel-aluminiu.
În cazul stâlpilor de lemn la care se prevăd prize de pământ pentru legarea la pământ a conductorului de
neutru, legăturile la aceste prize de pământ se vor realiza cu ajutorul unor conductoare de legare la pământ
special prevăzute în acest scop.
Pentru stâlpii de beton armat este necesară prevederea legării galvanice a barelor longitudinale (aflate pe
toată lungimea stâlpului), atât la partea superioară, cât şi la partea inferioară, prin câte un inel metalic sudat
(etrier) pentru realizarea legăturilor la pământ. Astfel conductorul de neutru şi prizele de pământ artificiale se
vor lega la armăturile stâlpilor. Fac excepţie armăturile pretensionate (respectiv ale stâlpului pretensionat), la
care stâlpul va avea, suplimentar, o bară netensionată destinată special pentru efectuarea legăturilor la
pământ, respectiv la conductorul de neutru PEN.
La conductorul de neutru PEN trebuie legate toate elementele metalice care pot intra accidental sub
tensiune, cum sunt: armăturile stâlpilor, consolele, brăţările de fixare pe stâlpi a corpurilor de iluminat
public, ancorele etc.
Aceste elemente se vor putea lega la neutru printr-o bară metalică de protecţie comună (din cupru, oţel
sau oţel-aluminiu) fixată pe stâlp. Legarea la această bară a elementelor mai sus menţionate, precum şi
legarea barei de pe stâlpul LEA la conductorul neutru PEN al acestuia, se vor putea realiza cu conductoare
din cupru, oţel - aluminiu sau din aluminiu cu secţiunea minimă de:
- 35 mm2 pentru bara comună;
- 25 mm2 pentru conductoarele de ramificaţie.
Pentru armăturile corpului de iluminat public se admite ca legarea la conductorul de neutru să se
realizeze printr-un conductor special destinat acestui scop, care să le însoţească pe cele active de alimentare
ale lămpilor, având aceeaşi secţiune.
În cazul reţelelor electrice de joasă tensiune cu conductoare izolate torsadate, în cazul stâlpilor de
susţinere, se admite să se aplice izolarea suplimentară de protecţie constituită din corpul de material plastic
izolat al elementului de susţinere (suspendare) a conductoarelor torsadate. Astfel nu se mai impune legarea
la neutru a elementelor metalice ale stâlpului, cu excepţia corpurilor de iluminat ale căror armături se vor
lega la neutru în modul arătat mai sus.
La stâlpii terminali, de întindere şi de derivaţie se vor lega întotdeauna la conductorul de neutru PEN
toate elementele metalice ce pot intra accidental sub tensiune (armăturile metalice, brăţările de prindere,
armăturile corpurilor de iluminat, ancorele etc.), în modul arătat mai sus.
După cum s-a atătat mai sus (la pct.2.1.1.5), la liniile electrice aeriene cu stâlpi metalici sau de beton
armat, se admite ca în locul protecţiei prin legare la neutru să se aplice legarea la pământ completată cu
0.RE-ITI 228 / 2014
33
dirijarea distribuţiei potenţialelor, astfel încât tensiunea de atingere şi tensiunea de pas să nu depăşească 50 V.
În această situaţie nu este reglementată o anumită limită maximă pentru valoarea rezistenţei de dispersie a
instalaţiei de legare la pământ de la stâlpul respectiv. Dacă prin dirijarea distribuţiei potenţialelor nu se
poate respecta, justificat, limita de 50 V, se admite şi completarea cu izolarea amplasamentului.
Din considerente de rezistenţă la solicitări mecanice, conductoarele de legare la pământ principale şi
cele de ramificaţie de la stâlpii LEA vor avea secţiunile şi grosimile minime arătate în tabelul 2.4.
Tabelul 2.4 - Secţiunile şi grosimile minime ale conductoarelor de legare la pământ la stâlpii LEA.
Conductorul
de legare la
pământ
Oţel rotund sau profiluri Funie din oţel Conductor din
cupru
Aluminiu sau
oţel-aluminiu*)
Secţiunea
minimă [mm2]
Grosimea
minimă [mm2]
Secţiunea
minimă [mm2]
Secţiunea
minimă [mm2]
Secţiunea
minimă [mm2]
Conductor
principal 100 4 95 25 35
Conductor de
ramificaţie 50 3 50 16 25
*) În cazul montajului îngropat în pământ, conductoarele de Al sau Ol-Al au secţiunile minime de
70 mm2, respectiv 50 mm
2 şi trebuie protejate în ţevi de protecţie.
Notă:Se admit legături de ramificaţie din conductoare funie din aluminiu sau oţel - aluminiu cu secţiunea minimă de
16 mm2 pentru legarea la neutru sau la pământ numai dacă se află în afara zonelor cu solicitări mecanice (de
exemplu dacă se află la o înălţime mai mare de 2 m faţă de suprafaţa solului).
2.1.2.7. În cazul stâlpilor folosiţi în comun pentru LEA de medie tensiune şi LEA de joasă tensiune,
protecţia împotriva tensiunilor de atingere şi de pas trebuie realizată avându-se în vedere pericolele de
apariţie la echipamentele din reţeaua de joasă tensiune (stâlpi, tablouri de distribuţie, întreruptoare, prize,
receptoare etc.) a unor tensiuni accidentale care ar putea duce la strâpungeri de izolaţii şi electrocutări.
Pentru evitarea avariilor şi accidentelor de persoane se aplică măsuri speciale de protecţie cum sunt:
- LEA de medie tensiune care au porţiuni pe stâlpi comuni cu LEA de joasă tensiune sunt în întregime
(inclusiv în porţiunile necomune) echipate cu izolatoare nestrăpungibile, iar numai pe porţiunea cu stâlpi
comuni linia este în construcţie mecanic întărită;
- se prevede deconectarea automată (rapidă şi selectivă) la puneri simple la pământ; în cazul reţelelor de
medie tensiune izolate faţă de pământ în care nu se vor putea asigura condiţiile de selectivitate pentru
deconectarea la puneri simple la pământ, se va organiza prin măsuri de exploatare adecvate deconectarea
manuală într-un timp cât mai scurt posibil (timpul maxim admisibil în cazuri excepţionale justificate este de
30 minute), a liniei la care apar defecte cu punere simplă la pământ;
- lucrările la reţeaua de joasă tensiune se efectuiază după întreruperea prealabilă a reţelei de medie
tensiune în porţiunile cu stâlpii folosiţi în comun; se admite lucrul la reţeaua de joasă tensiune cu reţeaua de
medie tensiune, sub tensiune, numai cu scoaterea de sub tensiune a zonei de lucru a reţelei de joasă tensiune
şi încadrarea ei cu scurtcircuitoare şi numai pentru lucrările şi în condiţiile prevăzute de Normele Specifice
de Securitate a Muncii;
- în toate cazurile în care reţeaua de joasă tensiune este deconectată de la tabloul postui de transformare
şi are receptoare la consumatori conectaţi la reţeaua de joasă tensiune, reţeaua de joasă tensiune trebuie
scurtcircuitată şi legată la pământ.
Protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă în reţeaua de joasă tensiune se realizează în
funcţie de condiţiile de realizare a reţelei respective.
Se disting următoarele 3 cazuri care pot apare în practică:
Cazul 1, în care conductorul de neutru PEN al reţelei de joasă tensiune este folosit şi drept conductor de
protectie PE, atât la consumatori cât şi la stâlpi. Într-un astfel de caz conductorul de neutru PEN se leagă la
priza de pământ a fiecărui stâlp. O astfel de situaţie este foarte favorabilă, deoarece condiţia principală este:
p
apn
I
UR
unde: Rpn este rezistenţa de dispersie rezultantă a întregului sistem, constituit din conductorul de neutru
PEN şi toate prizele de pământ (de protecţie şi de exploatare) la care acesta este legat, în ; în
acest caz coeficientul de atingere şi de pas se consideră ka = kpas = 1;
0.RE-ITI 228 / 2014
34
Ip - curentul maxim de punere la pământ în reţeaua de înaltă tensiune, în A; dacă se prevede un
conductor de compensare Ip = rc Id; în cazul în care nu se dispune de valori determinate rc = 0,8;
Ua - tensiunea maximă admisă conform STAS 2612-1987 şi tabelul 1.4 din prezenta, pentru
instalaţiile electrice din zone cu circulaţie frecventă, în funcţie de timpul de declanşare în cazul
unei puneri la pământ pe partea de înaltă tensiune şi de categoria reţelei de înaltă tensiune, în V;
Id - curentul de defect determinat pentru punerea la pământ (masă) pe LEA de medie tensiune în
funcţie de schema de funcţionare a reţelei de medie tensiune.
În cazul în care, cu ajutorul prizelor de pământ naturale ale stâlpilor şi al prizelor de pământ din reţeaua
de joasă tensiune (de exploatare şi de protecţie la consumatori), se realizează rezistenţa cerută, nu mai este
necesar să se adauge prize artificiale la stâlpi.
Cazul 2, în care conductorul de neutru PEN al reţelei de joasă tensiune este folosit şi drept conductor de
protecţie PE, însă numai la consumatori şi, eventual şi la o parte din stâlpii LEA. La stâlpii la care
conductorul de neutru PEN este izolat faţă de armătura acestora, iar pentru protecţia împotriva
electrocutărilor prin atingere indirectă la stâlpii respectivi se foloseşte protecţia prin legare la pământ,
combinată cu dirijarea distribuţiei potenţialelor şi, eventual, cu izolarea amplasamentului (conform celor
arătate mai sus), condiţiile principale sunt (concomitent) următoarele:
a) p
apn
I
UR ; rezistenţa de dispersie Rpn a sistemului constituit din conductorul neutru PEN şi prizele
de pământ la care acesta este legat conform celor arătate pentru cazul 1 de mai sus, cu diferenţa că la
rezistenţa de dispersie Rpn nu mai contribuie prizele de pământ de la stâlpi (se are în vedere căderea unui
conductor de înaltă tensiune pe un conductor al reţelei de joasă tensiune);
b) ap
aps
1
kI
UR
; rezistenţa de dispersie Rps a prizei de pământ a stâlpului care este legat la
conductorul neutru PEN,
şi
pas
pas
p
pas
pskI
UR
unde: Ip este curentul de punere la pământ maxim prin priza de pământ la un defect pe partea de î.t. (medie
tensiune); condiţia b) este cea impusă prizelor de pământ de la stâlpii LEA din localităţi; se are
în vedere un defect cu punere la pământ pe partea de înaltă tensiune;
Ua şi Upas - tensiunile de atingere şi pas, conform STAS 2612-1987 şi tabelul 1.4 pentru stâlpii
liniilor electrice aeriene din zonele cu circulaţie frecventă;
ka şi kpas - coeficienţii de atingere şi pas ai prizei de pământ de la stâlp;
αa şi αpas - coeficienţii de amplasament la stâlp;
β - coeficientul considerat ţinând seama de izolarea faţă de armătura stâlpului; la stâlpii metalici β = 1,
iar la stâlpii din beton armat se consideră β = 3.
c) a
a
pjtps
50
kIR
unde: Ipjt este curentul maxim în reţeaua de joasă tensiune nedeconectabil prin protecţie; această condiţie
poate fi înlocuită cu o condiţie mai simplă, şi anume:
25,0a
a
k şi 25,0
pas
pas
k.
Rezultă că în cazul în care se prevede la stâlp o priză de dirijare la care ka = kpas = 0,25 şi care
îndeplineşte condiţia:
p
aps
25,0 I
UR
,
se satisfac concomitent şi condiţiile “b” şi “c” de mai sus.
Cazul 3, în care conductorul de neutru este izolat faţă de armătura stâlpului şi nu este folosit drept
conductor de neutru de protecţie.
La stâlpi se realizează o protecţie prin legare la pământ combinată cu dirijarea distribuţiei potenţialelor
şi, eventual, şi cu izolarea amplasamentului.
În acest caz condiţiile principale sunt concomitent următoarele:
0.RE-ITI 228 / 2014
35
a) p
pn
900
IR
unde: Ip este curentul maxim de punere la pământ la un defect pe partea de înaltă tensiune, şi anume, ruperea
şi căderea unui conductor al reţelei de înaltă tensiune peste un conductor al reţelei de joasă
tensiune; se are în vedere o protecţie împotriva străpungerii echipamentelor racordate în reţeaua de
joasă tensiune până la declanşarea liniei de înaltă tensiune (0,61500=900 V);
b) a
a
p
aps
1
kI
UR
şi
pas
pas
p
pas
pskI
UR
c) a
a
pjtps
50
kIR
sau
25,01
a
k şi 25,0
pas
k.
Pentru punctele “b” şi “c” sunt valabile cele menţionate mai sus la cazul 2, condiţiile fiind identice.
Ip este curentul maxim de punere la pământ în reţeaua de înaltă tensiune şi poate fi de exemplu:
Ip = Irm în cazul reţelelor izolate faţă de pământ (simbol I) când se prevede o protecţie cu semnalizare
împotriva punerilor la pământ simple şi o protecţie cu deconectare automată împotriva punerilor la pământ
duble, Irm fiind curentul maxim de punere la pământ dublă al LEA, nedeconectabil prin această protecţie;
Ip = Ips în cazul reţelelor izolate faţă de pământ (simbol I) când se prevede în fiecare circuit o protecţie cu
deconectare automată, selectivă care să acţioneze în cazul unei puneri la pământ simple, pe circuitul
respectiv, Ips fiind curentul de punere la pământ simplă, însă nu mai puţin de 10 A;
Ip = Ipm în cazul reţelelor legate la pământ printr-o rezistenţă ohmică, Ipm fiind curentul de punere la
pământ monofazată în reţeaua respectivă (curentul care se închide efectiv prin priza de pământ).
Pentru determinarea valorii de calcul Ip a se vedea şi subcap.2.3.
2.1.2.8. Corpurile de iluminat de la stâlpii LEA la care trebuie să se asigure legarea la instalaţia de
protecţie (având în acest scop o bornă de protecţie PE) se vor racorda numai printr-un singur conductor PE
(separat de conductorul de neutru de lucru N) care poate fi din aluminiu, când alimentarea se face în cablu
sau linie aeriană sau din cupru în cazul folosirii conductoarelor izolate în tuburi. Conductorul de protecţie PE se
va lega fie la conductorul neutru PEN al liniei, fie la instalaţia de legare la pământ de la stâlpul respectiv.
2.1.2.9. La consumatorii casnici, la care circuitele electrice de alimentare sunt monofazate, pentru
legarea de protecţie a maselor echipamentelor electrice trebuie să se prevadă totdeauna conductoare de
protecţie PE diferite de conductorul de neutru de lucru (activ) N.
În cazul reţelelor aeriene de distribuţie nu este obligatorie racordarea bornelor de neutru ale tablourilor
de distribuţie de la consumatori la o instalaţie de legare la pământ dacă între tabloul de distribuţie şi
conductorul neutru PEN al LEA se prevăd două conductoare de neutru izolate (ambele montate izolat).
La stâlpul respectiv de branşament, în toate cazurile, armătura metalică a acestuia se va lega la
conductorul neutru PEN al LEA. De asemenea, se recomandă ca la dispunerea prizelor de pământ pe reţeaua
respectivă să se aibă în vedere ca acestea să fie prevăzute pe cât posibil la stâlpii cu branşamente.
În acest caz, branşamentele monofazate la consumatorii casnici, se vor realiza cu trei conductoare (unul
de fază şi două de neutru). Cele două conductoare de neutru se vor racorda la conductorul PEN al reţelei
prin două legături diferite.
La tabloul de distribuţie racordarea se va face, de asemenea, la două borne de neutru diferite (care pot fi
însă montate pe aceeaşi bară metalică de neutru PEN).
Excepţie îl constituie cazul în care, între LEA şi tabloul de distribuţie (respectiv firida de branşament) se
prevăd conductoare izolate (de exemplu torsadate), pentru care se admite prevederea unui singur conductor
neutru PEN (comun pentru lucru şi protecţie), cu respectarea simultană a următoarelor condiţii:
a) conductorul neutru PEN are o secţiune cu o treaptă mai mare decât secţiunea conductorului de fază; se
admite ca secţiunile să fie egale numai în cazul conductoarelor concentrice izolate;
0.RE-ITI 228 / 2014
36
b) conductorul neutru PEN al branşamentului este racordat la conductorul neutru PEN al LEA prin două
legături distincte, fie două cleme, fie o singură clemă de prindere asigurate prin două puncte cu
şuruburi de fixare, iar la tabloul de distribuţie (firida de branşament) la două borne distincte;
c) conductorul neutru PEN este fixat astfel încât legăturile să nu fie solicitate mecanic;
d) armătura stâlpului la care se execută branşamentul este legată la conductorul neutru PEN al reţelei;
această măsură nu este obligatorie la LEA cu conductoare torsadate;
e) continuitatea conductorului de neutru şi legăturile atât la firida de branşament cât şi la conductorul
PEN al LEA, sunt verificate periodic (în conformitate cu reglementările de exploatare).
2.1.2.10. În reţelele cu schema de funcţionare TN, protecţia prin legarea la neutrul reţelei simbol N se
realizează utilizându-se următoarele mijloace tehnice pentru asigurarea declanşării selective şi rapide a
circuitului cu defect:
a) dispozitive de protecţie automate pentru diferite cazuri de defect care pot apărea în reţeaua de joasă tensiune
(JT) sau care pot apărea în reţeaua de medie tensiune (MT) cu efecte în reţeaua de distribuţie de JT;
b) legări ale maselor la neutrul reţelei de joasă tensiune şi la instalaţii de legare la pământ pentru
asigurarea condiţiilor de funcţionare a dispozitivelor automate pentru declanşare selectivă şi rapidă în
cazul defectelor în reţeaua de JT;
c) legări ale maselor şi ale conductoarelor de neutru (de lucru şi de protecţie) la instalaţii de legare la
pământ, corespunzător dimensionate, pentru limitarea tensiunilor de atingere şi de pas sub valorile
maxime admise (legări la pământ de protecţie).
În protecţia prin legarea la neutru a reţelei simbol N, legările la pământ de protecţie prevăzute celor arătate mai
sus au astfel următoarele funcţii:
- circuite desemnate pentru trecerea curenţilor de defect în vederea asigurării condiţiilor de funcţionare
a dispozitivelor automate de declanşare;
- limitarea tensiunilor de atingere şi de pas sub limitele maxime admise în instalaţiile electrice de JT
pentru diferite cazuri de defect, inclusiv cazuri de defect cu puneri la pământ în instalaţiile de MT,
cum sunt posturile de transformare de MT/JT;
- realizarea unor legături de echipotenţiere;
- circuite pentru închiderea curenţilor de lucru şi/sau de avarie în cazul unor întreruperi în
conductoarele sau la bornele de neutru.
2.1.2.11. Faţă de cele menţionate mai sus la pct.2.1.2.10, totdeauna trebuie acordată o atenţie deosebită
corelărilor între dispozitivele automate de protecţie, precum şi corelărilor dintre acestea şi legările la pământ
(în special condiţiile de dimensionare a instalaţiilor de legare la pământ); se au în vedere toate categoriile de
defecte cu puneri la pământ/masă.
Trebuie, de asemenea, să se ţină seama de funcţiile dispozitivelor automate de protecţie pentru
declanşarea rapidă şi selectivă la apariţia unor defecte (care pot conduce la evenimente şi la accidente de
electrocutare prin atingeri indirecte), funcţii de care depinde determinant dimensionarea instalaţiilor de
legare la neutru şi cele de legare la pământ.
Pentru obţinerea soluţiilor optime este necesară stabilirea unei corelări între dispozitivele de protecţie din
tabloul de distribuţie TDP al postului de transformare şi din cutiile de ramificaţie, pe de o parte, şi dispozitivele de
protecţie de la consumatorii alimentaţi din liniile de distribuţie, pe de altă parte.
Trebuie să fie acoperite cele trei sectoare distincte ale reţelei de joasă tensiune de distribuţie şi anume:
- sursa de alimentare (generatorul, postul de transformare PT);
- liniile electrice de distribuţie;
- branşamentele consumatorilor; tabloul de distribuţie (respectiv blocul de măsură şi distribuţie) de la
consumator.
Dispozitivele automate de protecţie trebuie prevăzute la sursa de alimentare cu energie electrică,
respectiv la tabloul de distribuţie de JT al postului de transformare TDP, şi la cutiile de ramificaţie, precum
şi la blocul de măsură şi protecţie BMP (firida) al consumatorului. Se are în vedere prevederea unor
dispozitive de protecţie automate selective şi rapide pentru a se evita distrugerile de echipamente şi
accidentele prin electrocutare datorită funcţionării în regim de eveniment (defect) cu puneri accidentale la
pământ/masă cum sunt:
- regim dezechilibrat la întreruperea neutrului PEN (de protecţie PE şi de lucru N);
- întreruperea unei faze, respectiv încărcarea neegală a fazelor;
0.RE-ITI 228 / 2014
37
- întreruperea neutrului în zona postului de transformare, care echivalează cu funcţionarea reţelei de
JT izolată faţă de pământ cu toate consecinţele grave care rezultă;
- montaje infracţionale la abonaţi pentru consumuri de energie electrică neînregistrate utilizând
legături improvizate la pământ;
- creşteri peste limitele admise a tensiunilor la bornele echipamentelor electrice etc.
Trebuie avute în vedere şi evenimentele posibile cu distrugeri de echipamente şi de receptoare electrice
ale consumatorilor, inclusiv incendiile datorate unor supratensiuni (de diferite cauze), uneori chiar de valori
relativ reduse.
La acestea se mai adaugă, responsabilitatea în cazul unor electrocutări, datorată depăşirii peste limitele
admise ale tensiunilor de atingere la carcasele receptoarelor consumatorilor, în urma unor defecte de natură
electrică care conduc la creşterea tensiunii peste valoarea maximă admisă pe conductoarele PEN sau PE ale
reţelei electrice de distribuţie.
Trebuie prevăzute dispozitivele automate de protecţie care au funcţii de identificare şi de declanşare
selectivă şi rapidă a circuitului electric de alimentare la apariţia unui defect în reţeaua de distribuţie de joasă
tensiune, ţinând seama, în principal, de următoarele:
- domeniul de aplicare a fiecărui dispozitiv automat de protecţie;
- condiţiile tehnice de concepţie şi cele constructive, de realizare a protecţiilor, astfel încât acestea să
corespundă scopului propus şi să fie compatibile cu circuitele şi receptoarele electrice pe care le
protejează;
- condiţiile tehnice de realizare a legăturilor la neutrul sursei de alimentare, precum şi a legăturilor la
pământ, în funcţie de dispozitivele automate de protecţie respectiv de reglajele acestora şi timpii lor
de acţionare.
Cele de mai sus au în vedere evitarea evenimentelor cu distrugeri de echipamente (îndeosebi a producerii unor
incendii), precum şi la evitarea electrocutărilor, datorită unor cazuri de defect cu puneri la pământ (la masă).
În mod special trebuie avută în vedere necesitatea unor măsuri pentru cazul circuitelor care alimentează
echipamente (receptoare) electrice cu componente electronice şi / sau sunt destinate să rămână în funcţiune
nesupravegheate în permanenţă de către un personal de deservire. Pentru astfel de circuite este necesară
prevederea unor protecţii electrice rapide şi selective împotriva eventualelor defecte de natură electrică,
îndeosebi cele care impun declanşări (acţionări) într-un timp mult mai scurt decât cel posibil de realizat prin
acţionarea protecţiilor convenţionale (clasice) cu siguranţe cu fuzibil sau cu întreruptoare cu protecţie
termică şi electromagnetică; se are în vedere asigurarea condiţiilor de acţionare într-un timp util pentru aşa
numită siguranţa la foc, respectiv la arc electric a echipamentelor electrice (cum sunt siguranţele cu fuzibil).
Trebuie avut în vedere că dispozitivele de protecţie convenţionale s-au dovedit insuficiente pentru
protejarea circuitelor de alimentare a receptoarelor moderne, îndeosebi a celor cu componente electronice,
din următoarele două motive principale:
- sunt prea lente; au timp de răspuns de ordinul secundelor (de regulă t ≤ 3 s);
- în numeroase cazuri de defect cu apariţia unor supratensiuni, nu se pot asigura condiţiile de
funcţionare ale acestor protecţii; este cazul des întâlnit al defectelor cu valori ale curenţilor şi
timpilor de defect suficient de mari ca să se provoace iniţierea unui arc electric periculos, însă prea
mici ca să determine topirea fuzibilului unei siguranţe sau acţionarea protecţiei termice sau
electromagnetice a unui întreruptor, chiar în cazul alegerii corecte a curenţilor nominali ale acestor
echipamente de protecţie.
NOTE:
Este cunoscută regula generală de interzicere ca un aparat/receptor electric, respectiv un echipament electric, să
fie lăsat în funcţiune nesupravegheat. În toate sectoarele de activitate de proiectare, de producţie, de birotică şi
chiar administrative există o regulă, în general cunoscută, la
încetarea activităţii să fie scoase din funcţiune receptoarele electrice (aparate, corpuri de iluminat, etc.). Sunt
echipamente electrice care rămân sub tensiune, ceea ce este altceva, din punct de vedere a solicitărilor, decât
rămânerea în funcţiune cu posibilitatea stabilirii unui curent electric a cărui valoare, care depăşeşte accidental
limita admisă a intensităţii curentului, poate conduce totdeauna la distrugerea echipamentului şi la aprinderea
materialelor combustibile din componenţa lui. În ultimii ani au intrat în unităţile economice şi administrative
numeroase aparate cu componente electronice, cum sunt faxurile, calculatoarele electronice, aparate video, centrale
de semnalizare cu diferite destinaţii, etc., care rămân deseori nesupravegheate.
Numeroase tipuri moderne de aparate cu componente electronice sunt destinate prin concepţie să funcţioneze şi
nesupravegheate.
Astfel de aparate nu pot fi supravegheate (protejate) numai cu siguranţe cu fuzibil care în general sunt elemente de
protecţie lente cu timp de răspuns tr de ordinul secundelor (de regulă tr ≤ 3 s) şi nesigure în exploatare.
0.RE-ITI 228 / 2014
38
Astfel la circuite relativ lungi şi/sau cu conductoare cu secţiuni mici, respectiv de impedanţe mari, sunt
numeroase cazuri când nu sunt îndeplinite condiţiile de declanşare la defect (scurtcircuit) chiar dacă sunt corect
calibrate. Dintotdeauna, încă de la primele folosiri ale instalaţiilor şi aparatelor electrice, s-au prevăzut protecţii
împotriva distrugerilor şi producerilor de incendii în caz de scurtcircuit. Un scurtcircuit este considerat totdeauna
un defect acceptat.
Protecţia prevăzută pe circuitele electrice trebuie însă să intervină astfel încât un scurtcircuit să fie sesizat şi
lichidat rapid pentru evitarea iniţierii aprinderii unor materiale combustibile datorită arcului electric produs la o
supratensiune accidentală.
2.1.2.12. Pentru protecţia echipamentelor/receptoarelor electrice ale consumatorilor se pot folosi
dispozitivele de protecţie automate PACD (protecţie automată la curenţi de defect) cu dispozitive
diferenţiale la curentul rezidual DDR, utilizate atât pentru siguranţa la foc (la arc electric) cât şi pentru
protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă. Protecţia PACD cu DDR trebuie prevăzută
totdeauna în cazurile în care nu pot fi îndeplinite condiţiile de acţionare într-un timp util prin protecţiile
convenţionale (siguranţe cu fuzibil sau întreruptoare cu protecţie de suprasarcină şi de scurtcircuit).
2.1.2.13. În reţelele de distribuţie de JT, care funcţionează, de regulă, în schema TN, atât la tablourile de
distribuţie de joasă tensiune ale posturilor de transformare (TDP), cât şi la blocurile de protecţie şi măsură
(BPM) de la abonaţi (consumatori) trebuie să se prevadă protecţii automate selective şi rapide pentru a se
evita distrugerile de echipamente şi accidente de persoane în următoarele cazuri:
- regimuri de funcţionare dezechilibrată a reţelei de distribuţie apărute la întreruperea neutrului PEN
(de protecţie PE şi de lucru N) sau a unei faze F, respectiv la încărcarea neegală a fazelor;
- întreruperea neutrului în zona postului de transformare până la punctul legării la pământ a neutrului
reţelei, ceea ce echivalează cu funcţionarea reţelei de joasă tensiune izolată faţă de pământ (în
schema IT) cu toate consecinţele grave care rezultă dintr-o astfel de funcţionare, ţinând seama de
faptul că protecţiile împotriva electrocutărilor sunt diferite în cazul schemei IT (reţele izolate faţă de
pământ) faţă de cazul schemei TN (reţele legate la pământ);
- montaje infracţionale la abonaţi pentru consumuri de energie electrică neînregistrate, utilizând legături
improvizate la pământ, cu creşteri peste limită a tensiunilor la bornele echipamentelor electrice;
- creşteri peste limită a tensiunilor la bornele echipamentelor electrice din diferite cauze;
- ruperi şi căderi ale unor conductoare ale liniilor electrice aeriene.
2.1.2.14. În reţelele de JT, în schema TN (cu sistemul de protecţie prin legare la neutru), trebuie să se prevadă
protecţii automate rapide pentru declanşarea circuitelor electrice la apariţia unor tensiuni accidentale Un pe
conductoarele PEN sau PE egale sau mai mare de 50 V, care pot fi transmise la carcasele echipamentelor de JT.
Acestea au denumirea de protecţii de neutru şi au simbolul PN şi trebuie să determine declanşarea circuitelor la
întreruperea neutrului de lucru N sau PEN în reţeaua de distribuţie a energiei electrice (ruperea unui conductor
sau deteriorarea unei legături la bornele de neutru) (a se vedea definiţiile de la pct.1.3.1.91 şi pct.1.3.1.92).
Dezechilibre la punerea la pământ sau la masă a unei faze sau la inversarea unor conductoare (de fază şi
neutru) au ca efect imediat apariţia unei tensiuni accidentale pe conductorul de neutru care trebuie să fie
sesizată de protecţia de neutru PN.
Întreruperile la bornele sau la conductoarele de neutrul N sau PEN pot avea loc accidental în numeroase
situaţii, cum sunt:
a) întrerupere între neutrul transformatorului (punctul stelei) de pe partea de joasă tensiune şi borna de
neutru a transformatorului (defect în interiorul carcasei acestuia);
b) întrerupere între borna de neutru a transformatorului şi bara sau borna de neutru a tabloului de
distribuţie a postului de transformare (TDP);
c) întrerupere între borna sau bara de neutru a tabloului TDP şi punctul în care neutrul este legat la
priza de pământ de exploatare de la postul de transformare; se au în vedere, în special, tablourile
TDP în care borna neutru este izolată faţă de masa unui astfel de tablou, iar neutrul reţelei de joasă
tensiune este legat la o priză de pământ de exploatare, separată de priza de pământ a postului care
este folosită pentru partea de MT a acestuia;
d) întrerupere a conductorului PEN sau PE a unei LEA sau LES, pe traseu acesteia;
e) întrerupere a conductorului PEN sau PE în racordul (branşamentul) consumatorului electric;
întrerupere între conductorul PEN al reţelei de distribuţie şi tabloul de distribuţie a consumatorului;
0.RE-ITI 228 / 2014
39
f) întrerupere a neutrului între tabloul de măsură şi protecţie (în cazul branşamentului blocul de
protecţie şi măsură BPM), unde este punctul de delimitare între distribuitor şi consumator, şi tabloul de
distribuţie a consumatorului;
g) întrerupere a neutrului în reţeaua trifazată a unui consumator, după tabloul general TG al acestuia
când există circuite monofazate în această reţea.
Declanşarea automată a circuitelor trebuie să fie determinată prin :
- protecţia de neutru PNT prevăzute la tablourile TDP ale posturilor de transformare pentru
întreruperile în zona postului de transformare şi anume cele de la pct.a)…c) de mai sus;
- protecţia de neutru PNB prevăzute la blocurile (firidele) BMP de la abonaţi (consumatori) pentru
întreruperile de la pct.d)…g) de mai sus.
Protecţia PNT sau PNB trebuie să controleze totdeauna tensiunea accidentală Un de pe conductorul PE
sau PEN prin conductoare racordate la borna PE sau PEN şi la o priză de pământ auxiliară Rpa (de referinţă)
realizată la valoarea prescrisă privind rezistenţa de dispersie a acesteia de către producătorul echipamentului
de protecţie.
Protecţiile de neutru PN (PNT sau PNB) pot acţiona şi în cazul dezechilibrelor sau a supratensiunilor de
frecvenţă industrială apărute în reţea, în cazul montajelor infracţionale la abonaţi pentru consumul de energie
electrică neînregistrată, utilizând prize de pământ improvizate, precum şi în cazul încărcării neegale a celor trei
conductoare de fază pe traseele reţelei de JT, dacă în aceste cazuri tensiunea pe neutru (PE sau PEN) depăşeşte
tensiunea maximă admisă de 50 V.
2.1.2.15. În cele mai numeroase cazuri, funcţionarea dezechilibrată a circuitelor electrice trifazate atrage
după sine o circulaţie a unui curent prin prizele de pământ ale reţelei şi priza de pământ de la postul de
transformare, ceea ce justifică prevederea la tabloul de distribuţie de JT al postului de transformare (TDP),
şi o protecţie automată împotriva curenţilor accidentali prin priza de pământ de pe partea de JT a postului de
transformare, cu simbolul PNA .
2.1.2.16. La tabloul de distribuţie de JT al postului de transformare (TDP) trebuie să se prevadă
următoarele protecţii automate:
- protecţie de neutru PNT cu funcţiile menţionate mai sus;
- protecţie la întreruperi în conductoarele sau bornele de fază; aceasta are denumirea de protecţie la
întreruperea fazei şi are simbolul PFT;
- protecţie care să acţioneze la creşterea tensiunilor în circuitele electrice; aceasta are denumirea de
protecţie de maximă tensiune şi are simbolul PMTT, fiind prevăzută la tabloul TDP al postului de
transformare;
- protecţie la creşterea peste limita admisă a curentului prin priza de pământ la care este legat neutrul
reţelei de JT pentru realizarea schemei TN de funcţionare a acesteia; această protecţie are denumirea
de protecţie de neutru accidental şi are simbolul PNA;
- protecţie selectivă pentru identificarea semnalizarea (opţional şi declanşarea) liniei cu defect; dacă
această protecţie de semnalizare a curenţilor de defect pe linie se prevede la tabloul TDP al postului
de transformare are simbolul PNL; această protecţie poate fi prevăzută şi la cutiile de ramificaţie, în
care caz are simbolul PNL-R.
Dat fiind faptul că supratensiunile de frecvenţă industrială datorate unor goluri de sarcini sau unor reglaje
devenite necorespunzătoare sunt rare (apar în condiţii speciale de exploatare), este suficient ca protecţia de
maximă tensiune PMT să fie prevăzută numai la tabloul de distribuţie TDP al sursei, respectiv al postului de
transformare; rezultă nejustificată prevederea unor protecţii maximale PMT la blocurile (firidele) de măsură şi
protecţie ale abonaţilor (consumatorilor), fiind suficientă prevederea acestei protecţii numai la TDP.
La tabloul de distribuţie de JT al postului de transformare (TDP), cu protecţii automate trebuie să se prevadă
un întreruptor cu bobină de declanşare care să fie acţionată de protecţiile PNT, PFT şi PMT menţionate mai sus.
De regulă aceste protecţii sunt comasate într-un singur bloc de protecţie cu simbolul BPNTT.
La tabloul TDP trebuie să se mai prevadă protecţia PNA cu semnalizare (opţional şi cu declanşare) şi
protecţia PNL cu semnalizare (opţional şi cu declanşare) a liniei cu defect.
0.RE-ITI 228 / 2014
40
2.1.2.17. La blocul (firida) de măsură şi protecţie BMP de la abonat (consumator) cu protecţii automate
(dacă este cazul) trebuie să se prevadă un întreruptor cu bobină de declanşare care să fie acţionat de
protecţiile PACD cu DDR şi protecţia PNB. Note:În ultimii ani, în urma utilizării pe scară largă în sectoarele economice şi casnice a echipamentelor moderne cu
componente electronice, au avut loc numeroase avarii, unele însoţite de incendii, datorate unor cauze de natură
electrică. De regulă, la astfel de evenimente grupurile de pompieri şi chiar diferiţi specialişti (experţi), au
prezentat drept cauză a iniţierii incendiului "scurtcircuitul electric". Datorită experienţei lor îndelungate în
domeniu, aceştia şi-au dat seama, după modul de iniţiere şi de dezvoltare al incendiului, că este vorba de o
sursă electrică de iniţiere.
În majoritatea acestor cazuri de evenimente cu urmări grave lipsesc aprofundările pentru stabilirea cauzele
esenţiale ale scurtcircuitelor electrice produse. Este normal ca orice scurtcircuit să fie sesizat şi lichidat de
protecţia prevăzută pe circuitul electric respectiv; scurtcircuitele pot apărea în anumite condiţii, respectiv în
anumite regimuri de avarie. Este însă de neacceptat neprevederea protecţiilor eficiente pentru sesizarea şi
deconectarea circuitului cu defect, într-un timp pentru a se evita producerea unor efecte grave.
Efectele unui curent de scurtcircuit depinde direct de durata acestuia. Protecţiile trebuie realizate totdeauna
astfel încât, energia termică dezvoltată să fie nepericuloasă.
Protecţiile automate care trebuie prevăzute la branşamentele consumatorilor (blocurile măsură şi protecţie -
BMP) sunt rapide, de regulă au un timp de acţionare de ordinul milisecundelor (0,05...0,2 s).
Toate aceste protecţii impun totdeauna prevederea unor întrerupătoare cu bobină de declanşare prin care să
se acţioneze declanşarea circuitului cu defect; se folosesc totdeauna întrerupătoare cu protecţie termică (de
suprasarcină) şi electromagnetică (la scurtcircuit), la care se asociază protecţiile automate preconizate.
2.1.2.18. În toate cazurile se impune efectuarea unor analize de detaliu pentru fundamentarea soluţii de
implementare a protecţiilor automate în vederea obţinerii în realitate a celor preconizate faţă de eforturile de
investiţii şi faţă de facilităţile sau greutăţile pe care le implică exploatarea instalaţiilor în care se utilizează
aceste mijloace de protecţie. Se au în vedere în special următoarele:
- protecţiile PNT, PFT şi PMTT, pentru regimuri de avarie în zona postului de transformare;
- protecţiile PNA, PNL, pentru regimuri de avarie în liniile de JT;
- protecţiile PACD cu DDR şi PNB, la branşamentul consumatorului.
Note:Introducerea dispozitivelor de protecţie automate implică inerent noi concepţii şi reglementări atât privind
reţelele electrice ale consumatorilor, pentru a se permite funcţionarea în noile soluţii de protecţii, cât şi
privind alegerea corespunzătoare a aparatajului în funcţie de condiţiile specifice ale reţelelor electrice de JT.
Pentru protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă, reglementările din ţara noastră privind
reţelele de distribuţie de joasă tensiune legate la pământ, prevăd utilizarea instalaţiilor de legare la neutrul
reţelei (schema TN) şi /sau a instalaţiilor de legare la pământ (schema TT).
Concepţia şi dimensionarea acestor instalaţii de protecţie (prin legare la neutru, respectiv prin legare la
pământ) au în vedere în general următoarele două scopuri principale:
- deconectarea circuitului cu defect într-un timp determinat;
- asigurarea unor tensiuni de atingere şi de pas sub limitele admise, în timpul până la deconectarea
circuitului defect prin protecţia de suprasarcina sau de scurtcircuit.
Limitarea valorilor tensiunilor de atingere şi de pas, dar şi determinarea valorilor de calcul a curenţilor de
defect, pentru funcţionarea dispozitivelor de protecţie automate, se realizează de regulă, prin dimensionarea
corespunzătoare a conductoarelor de protecţie şi a prizelor de pământ.
Introducerea dispozitivelor de protecţie automate are menirea să determine soluţii mult mai eficiente şi
mult mai economice din cel puţin două considerente, şi anume:
- asigură deconectarea automată rapidă şi selectivă a circuitului cu defect chiar în cazul unor circuite de
impedanţă mare; timpul de acţionare (îndeosebi la protecţiile prevăzute la consumator) poate fi practic
considerat instantaneu ( 50 ms) în prima treaptă şi cu o temporizare de ordinul a 0,1 s (şi mai puţin)
în a II-a treaptă (protecţia selectivă din amonte);
- impune valori ale rezistenţelor din dispersie limită admise ale prizelor de pământ relativ mai mari.
În afară de protecţiile pentru cazul defectelor cu supratensiuni şi curenţi electrici cu frecvenţa industrială
de 50 Hz, trebuie avute în vedere şi supratensiunile datorate descărcărilor atmosferice în circuitele de JT.
Supratensiunile datorate descărcărilor atmosferice, care se propagă pe liniile de alimentare cu energie
electrică a consumatorilor, se caracterizează prin duratele lor foarte scurtă, de ordinul microsecundelor,
suficiente să se producă deteriorări de izolaţie ce pot conduce la incendieri, respectiv, la funcţionării
anormale, îndeosebi ale componentelor electronice.
La toate aceste supratensiuni, cele mai vulnerabile sunt receptoarele (aparatele) cu componente electronice
intrate pe scară largă, în utilizările curente. Pentru a fi eficiente, protecţiile împotriva acestor supratensiuni de
foarte scurtă durată trebuie la rândul lor să aibă timpi de răspuns foarte scurţi. Desigur, odată cu apariţia pe
0.RE-ITI 228 / 2014
41
piaţa a unor astfel de receptoare electrice, au apărut şi dispozitivele de protecţie necesare pentru acestea, cum
sunt descărcătoarele de JT.
În prezent, folosirea descărcătoarelor de JT intră în concepţia tuturor metodelor şi sistemelor de protecţie privind
compatibilitatea electromagnetică pentru circuitele electrice ale echipamentelor cu componente electronice.
2.1.2.19. În reţelele de JT în schema TN (protecţie prin legare la neutru), dacă la consumatori, respectiv
la blocul de protecţie şi măsură BPM al acestuia, se prevede o protecţia automată PACD cu DDR, de regulă
se va preveda şi protecţia de neutru PN pentru declanşarea circuitului de alimentare a consumatorului la
apariţia unei tensiuni accidentale pe conductoarele PEN sau PE egală sau mai mare de 50 V, care se poate
transmite la carcasele maselor echipamentelor de JT de la consumator, avându-se în vedere următoarele cauze
de supratensiuni de frecvenţă industrială de 50 Hz:
- întreruperea neutrului de lucru N sau PEN în reţeaua distribuitorului de energie electrică (ruperea
conductorului sau deteriorarea legăturilor la borne);
- dezechilibre la punerea la pământ sau la masă a unei faze sau la inversarea unor conductoare (de
fază şi neutru);
- creşterea tensiunii în circuitele electrice; de exemplu la scăderea sarcinii sau datorită creşterii
turaţiei la generatoarele electrice sau la funcţionarea pe ploturile superioare ale transformatoarelor.
Protecţie automată PN (protecţie de neutru) prevăzută la consumator este asociată totdeauna protecţiei
PACD cu dispozitiv DDR.
2.1.2.20. Faţă de cele arătate mai sus, întreruperea neutrului de lucru N sau PEN poate avea loc practic
în următoarele sectoare ale reţelei de JT (deosebit de importante ţinând seama de probabilitatea apariţiei
unor tensiuni accidentale periculoase):
- între neutrul transformatorului (punctul stelei) de pe partea de joasă tensiune şi borna de neutru a
transformatorului; defect în interiorul transformatorului de MT/JT;
- între borna transformatorului şi bara sau borna de neutru a tabloului de distribuţie a postului de
transformare TDP;
- între borna sau bara de neutru a tabloului de JT al postului TDP şi punctul în care neutrul este legat
la priza de pământ de exploatare de la postul de transformare; se au în vedere în special tablourile
TDP în care borna neutru este izolată faţă de masa unui astfel de tablou, iar neutrul reţelei de joasă
tensiune este legat la o priză de pământ de exploatare separată de priza de pământ a postului care
este folosită pentru partea de MT a acestuia;
- pe traseul conductorului PEN sau PE al unei linii de JT, LEA sau LES;
- pe traseul conductorului PEN sau PE în racordul consumatorului electric; întrerupere între
conductorul PEN al reţelei furnizorului şi tabloul de distribuţie a consumatorului (tabloul general)
TG sau (de distribuţie) TD; întreruperea între tabloul de măsură şi protecţie TMP (în cazul
branşamentului blocul de măsură şi protecţie BMP) unde este montat grupul de măsură (şi unde este
punctul de delimitare între furnizor şi consumator) şi tabloul de distribuţie a consumatorului;
- în circuitele reţelei trifazate ale unui consumator după tabloul general TG când există circuite
monofazate în această reţea.
Rezultă necesară prevederea protecţiei de neutru PN şi la tabloul TDP pentru protecţia în zona postului
de transformare, care are simbolul PNT.
Protecţiile de neutru PNB (în cazul branşamentelor) şi PNT (în cazul posturilor de transformare),
acţionează la apariţia unor tensiuni accidentale periculoase Un pe conductoarele PEN sau PE - faţă de un punct
de referinţă (o zona de potenţial considerat practic nul). Această protecţie se încadrează în categoria protecţiilor
PATD (protecţia automată împotriva tensiunilor de defect). În cazul protecţiei PNT, aceasta este asociată
întreruptorului automat (cu bobina de declanşare) al tabloului de JT de la postul de transformare TDP.
Protecţia PNT sau PNB trebuie să controleze totdeauna tensiunea accidentală Un de pe conductorul PE
sau PEN faţă de o priză de pământ auxiliară Rpa (de referinţă) realizată la valoarea prescrisă privind
rezistenţa de dispersie a acesteia de către producătorul echipamentului de protecţie. De regulă se respectă
condiţia Rpa 1500 .
Protecţia PN trebuie să funcţioneze exclusiv la tensiunea apărută accidental Un şi să acţioneze având ca sursă
energia defectului. Este interzisă realizarea protecţiei PN cu funcţionarea de la o sursă cu tensiune operativă.
Protecţia PNT prevăzută la tabloul de joasă tensiune al postului de transformare trebuie să îndeplinească
următoarele funcţii:
0.RE-ITI 228 / 2014
42
a) să sesizeze şi să declanşeze automat într-un timp de cel mult 3 s întreruptorul din TDP la
întreruperea conductorului neutru între TDP şi punctul în care acest conductor este legat la priza de
pământ de exploatare, respectiv când tensiunea pe conductoarele/bornele PEN sau PE Un 50 V;
b) să sesizeze şi să declanşeze automat într-un timp de cel mult 3 s întreruptorul din TDP la
întreruperea conductorului PEN între barele de 0,4 kV şi borna de neutru a înfăşurării de 0,4 kV din
transformatorul de MT/JT, respectiv în cazul în care apare o tensiune Un 50 V;
c) să sesizeze şi să declanşeze automat într-un timp de cel mult 3 s întreruptorul din TDP la
întreruperea conductorului PEN între borna neutru şi punctul neutru al înfăşurării de 0,4 kV din
transformatorul de MT/JT, respectiv în cazul în care apare o tensiune Un 50 V;
d) să sesizeze şi să declanşeze automat într-un timp de cel mult 3 s întreruptorul din TDP când prin priza
de pământ de exploatare Rpt (pentru partea de JT) respectiv prin conductorul de legare a bornei sau barei
de neutru la priza de pământ Rpt, apare o circulaţie de curent care determină o tensiune Un 50 V.
La tabloul TDP al postului de transformare se impune, ca pe lângă protecţia de neutru PNT, să se prevadă
şi următoarele protecţii automate (conform celor arătate mai sus):
- protecţia la întreruperea unei faze în zona postului, simbol PFT;
- protecţia de maximă tensiune, simbol PMTT;
- protecţia la apariţia unor curenţi accidentali prin instalaţia de legare la pământ a neutrului reţelei de
JT, simbol PNA (protecţie de neutru la curenţi accidentali);
- protecţia selectivă pentru identificarea liniei în care a apărut un defect, simbol PNL.
De regulă protecţiile PNT, PFT şi PMTT sunt cuprinse într-un singur bloc de protecţie, simbol BPNTT,
care are în componenţă modulele voltmetrice pentru cele trei protecţii menţionate (PNT,PFT şi PMTT),
prevăzute pentru controlul zonei postului de transformare.
În tabloul TDP al postului de transformare, se mai poate adaugă blocurilor BPNA şi BPNL, care
cuprinde protecţiile PNA şi PNL, menţionate mai sus, destinate să controleze reţeaua, respectiv liniile de JT
de distribuţie a energiei electrice la consumatori.
Blocul de protecţie BPNA este destinat să controleze circulaţia curentului prin priza de pământ de joasă
tensiune. În regim normal prin priza de pământ, la care se leagă neutrul reţelei în schema TN, trece un curent de
valoare relativ mică. O valoare accentuată a acestui curent poate să apară în următoarele situaţii în exploatare:
- încărcare inegală a celor trei conductoare de fază în reţeaua de joasă tensiune care poate conduce la
o circulaţie de curent prin prizele de pământ ale reţelei şi prin priza de pământ la care se leagă
neutrul sursei pentru realizarea schemei;
- montaje infracţionale la abonaţi pentru consumul de energie electrică neînregistrată utilizând prize
de pământ improvizate;
- întreruperea şi contactul cu pământul (masa) a unui conductor de neutru sau de fază în unele puncte
ale reţelei de joasă tensiune.
Prin prevederea blocului de protecţie BPNA se au în vedere următoarele:
- evitarea accidentelor de persoane sau animale la atingerea conductoarelor căzute sau a maselor cu
care acestea au contact;
- evitarea pierderilor consumului neînregistrat la abonaţi cât şi a pierderilor de energie datorate circulaţiei
unor curenţi prin prizele de pământ nedeclanşate prin protecţiile prevăzute pe circuitele electrice;
- evitarea unor valori mari ale tensiunilor pe conductorul de neutru, ceea ce poate conduce la
supratensiuni de frecvenţă industrială pe unele faze ale reţelei de joasă tensiune.
În cazul tabloului de distribuţie TDP al postului de transformare MT/JT, care are racordate pe bara de JT
mai multe linii, se impune realizarea protecţiilor PNL care să asigure declanşarea selectivă a liniei de JT în
regim de avarie provocat de ruperea şi căderea la pământ (la masă) a unui conductor de fază sau de
întreruperea conductorului PEN. Pe fiecare linie, care este racordată pe bara TDP, se prevede astfel o
protecţie PNL, şi anume PNL- L1, PNL- L2 ... PNL- Ln . Elementele componente principale ale blocului de
protecţie BPNL, utilizate pentru activarea protecţiilor PNL- L1, PNL- L2 ... PNL- Ln sunt:
- întreruptor automat tetrapolar cu protecţie termică şi electromagnetică pentru racordarea blocului
BPNL la bara de 0,4 kV din TDP;
- blocul cu protecţie de neutru BPNA pentru activarea protecţiilor PNL- L1, PNL- L2 ... PNL- Ln cu
controlul transmiterii comenzii de declanşare;
- module de testare pentru fiecare protecţie PNL de pe liniile racordate la TDP;
0.RE-ITI 228 / 2014
43
- module de comandă pentru transmiterea comenzilor de declanşare, cu fanioane mecanice de
semnalizare pentru memorarea semnalizărilor;
- module de semnalizare optice pentru fiecare linie racordată la TDP;
- sursă de alimentare a modulelor de temporizare, semnalizare şi comutare.
Protecţiile PNL pot fi prevăzute şi la cutiile de ramificaţie prevăzute cu întreruptor automat (cu bobină de
declanşare). În acest caz protecţia are simbolul PNL-R şi controlează sectorul alimentat de la cutia de
ramificaţie.
2.1.2.21. Protecţia automată la curenţi de defect (PACD) cu dispozitiv diferenţial la curent rezidual DDR
(cunoscută sub denumirea de Protecţia diferenţială la curent rezidual) este destinată pentru declanşarea
(scoaterea de sub tensiune) rapidă (de regulă într-un timp mai mic de 0,2 s) a unui circuit electric la apariţia
unui curent de defect Id faţă de pământ (faţă de masă), prevăzută de regulă la firida (blocul) de măsură şi
protecţie ale consumatorului.
Decizia de prevedere a protecţiei diferenţiale la curent rezidual intră în obligativitatea consumatorului în
funcţie de natura şi condiţiile constructive şi de funcţionare a instalaţiilor, respectiv a receptoarelor electrice ale
consumatorului. Necesitatea prevederii protecţiilor diferenţiale la curent rezidual vor fi astfel evidenţiate în
documentaţia prezentată de către consumator pentru obţinerea avizului racordului electric şi pentru încheierea
contractului de furnizare a energiei electrice.
Protecţia diferenţială la curent rezidual se realizează totdeauna cu ajutorul unui dispozitiv diferenţial
rezidual (DDR), asociat unui întrerupător automat cu bobină de declanşare în următoarele 3 variante:
- face parte integrantă din întreruptorul automat;
- este asociat întreruptorului automat şi este inclus în carcasa acestuia;
- este într-o carcasă separată şi conectat prin legături electrice la întreruptorul automat.
În oricare din cele trei variante de mai sus, DDR acţionează asupra bobinei de declanşare a
întreruptorului în vederea întreruperii circuitului protejat în cazul apariţiei unui curent rezidual.
În cazul prevederii la consumator a protecţiei diferenţiale la curent rezidual în două sau mai multe
tablouri în trepte (în cascadă), trebuie să se asigure selectivitatea necesară prin alegerea DDR selectiv, cu o
anumită temporizare; se recomandă treptele de temporizare arătate în figura 2.1.
DDR selectiv S treapta III a
I∆n = 1A
∆t = 200 ms
DDR selectiv S treapta II a
I∆n = 0,3 A
∆t = 140 ms
DDR selectiv S treapta I a
I∆n = 0,1 A
∆t = 70 ms
DDR selectiv S
I∆n = 100 mA sau 300 mA
∆t = 50...70 ms
DDR instantaneu (fără temporizare)
I∆n = 30 mA instantaneu (fără temporizare)
DDR instantaneu (fără temporizare)
I∆n = 30 mA instantaneu (fără temporizare)
Fig. 2.1 - Realizarea selectivităţii în cazul implementării DDR, selectivitate faţă de
DDR instantaneu la consumator cu I∆N = 30 mA
0.RE-ITI 228 / 2014
44
De regulă, la alegerea DDR, se va ţine seama de condiţia:
In2 2In1
unde In2 este curentul rezidual nominal al DDR din amonte (spre sursa de energie electrică), iar In1 este
curentul rezidual nominal al DDR din aval (faţă de DDR cu In2), respectiv spre circuitele consumatorului de
energie electrică.
Astfel, pentru funcţionarea corectă a protecţiei diferenţiale cu DDR este necesar să se acorde o atenţie
deosebită respectării riguroase a condiţiilor tehnice de realizare a circuitelor electrice la branşamente şi la
consumatori. De modul de realizare a acestora depinde determinant eficienţa protecţiei.
Pentru prevederea protecţiei diferenţiale la curent rezidual, instalaţia electrică a consumatorului trebuie
să satisfacă următoarele condiţii:
a) prevederea bornelor şi conductoarelor de protecţie PE în toate circuitele unde este necesară
realizarea protecţiei împotriva iniţierii unui incendiu la receptoarele electrice şi împotriva
electrocutărilor prin atingerea indirectă la carcasele şi elementele de susţinere (masele)
receptoarelor electrice, precum şi în cazul prevederii unei protecţii împotriva supratensiunilor cu
descărcătoare şi măsuri de echipotenţiere;
b) determinarea secţiunii conductoarelor active (de fază F şi neutru de lucru N) în funcţie de parametrii
electrici ai circuitelor, precum şi a secţiunii conductorului de protecţie PE în funcţie de cea a
conductoarelor active; de regulă, se folosesc conductoare de protecţie PE din cupru;
c) conductoarele active (de faza F şi neutru de lucru N) şi cele de protecţie PE vor avea învelişul
exterior (izolaţia) de culori diferite, care sunt menţionate expres în documentaţia de proiectare; în
circuitele trifazate izolaţia conductoarelor de fază F sunt de culori diferite, iar în cazul circuitelor
monofazate conductorul de fază este de culoare diferită faţă de conductorul de neutru de lucru N
care de regulă este de culoare albastru deschis;
d) conductoarele de protecţie PE se disting prin culoarea verde-galben;
e) legăturile electrice ale conductoarelor de protecţie PE din doze se vor izola faţă de legăturile
conductoarelor active (F sau N); izolările vor fi cel puţin la acelaşi nivel calitativ cu izolările între
conductoarele active (F sau N); legăturile electrice ale conductoarelor de protecţie PE se vor realiza
de preferinţă cu cleme speciale (de derivaţie sau de îmbinare); legăturile prin răsucire trebuie să fie
cositorite şi izolate conform celor arătate mai sus;
f) conductoarele de protecţie PE şi bornele de legătură din clemele PE ale tablourilor de distribuţie,
din doze, din prizele de forţă şi din fişele de alimentare a receptoarelor propriu-zise, vor fi izolate
electric de conductoarele active şi bornele acestora (F şi N); bornele PE trebuie să fie diferite şi
izolate faţă de bornele N;
g) totdeauna conductoarele PE se vor lega numai la bornele PE special destinate (la tabloul de
distribuţie, la fişele de alimentare, la carcasele receptoarelor); clemele PE din tablourile de
distribuţie vor fi folosite numai pentru conectarea conductoarelor PE; clemele vor avea borne de
intrare - ieşire; se admite ca în loc de cleme să se prevadă o bară PE cu borne (cu şuruburi, piuliţe şi
şaibe elastice) la care să se racordeze conductoarele cu papuci la capete; totdeauna bornele PE
trebuie să fie marcate cu semnul .
Condiţiile tehnice necesare pentru coloana individuală CI (conducta electrică) de alimentare a tabloului
de distribuţie al consumatorului din firida (respectiv blocul) de măsură şi protecţie a distribuitorului de
energie electrică, sunt următoarele:
a) coloana CI de alimentare a tabloului consumatorului cuprinde întotdeauna conductoarele active de
fază F cu izolaţie de culori diferite pentru cele trei faze, rezervându-se culoarea albastru deschis pentru
conductorul de neutru de lucru N şi culoarea verde-galben pentru conductorul de protecţie PE;
b) conductoarele active (de fază F şi de neutru N) vor avea secţiunea determinată în funcţie de
parametrii electrici ai circuitului, iar conductorul de protecţie PE va avea secţiunea corespunzătoare
secţiunii conductorului activ (de lucru) N, dar nu mai puţin de 4 mm2 cupru;
c) conductoarele active şi de protecţie PE ale coloanei CI se vor instala în una din următoarele variante:
- toate conductoarele active (F şi N) şi PE în acelaşi tub de protecţie;
- toate conductoarele fac parte din acelaşi cablu;
- conductoarele active F şi N fac parte din acelaşi cablu, iar conductorul de protecţie PE este separat;
cablul respectiv şi conductorul PE vor fi protejate în acelaşi tub de protecţie.
0.RE-ITI 228 / 2014
45
d) conductoarele active F şi N şi de protecţie PE vor fi racordate la borne distincte realizate cu cleme
de racord; dacă se prevăd bare, legăturile la borne se vor realiza cu şurub, piuliţă şi şaibă elastică, iar
capetele conductoarelor vor avea papuci de fixare;
e) bornele clemelor de legătură (F, N sau PE) trebuie să aibă contacte de suprafaţă; sunt interzise
contactele cu şuruburi cu vârfuri care la strângere pot distruge conductorul (F, N, PE sau PE).
Condiţiile tehnice constructive necesare pentru firida, respectiv pentru blocul de măsură şi protecţie
BMP, a distribuitorului de energie electrică sunt următoarele:
a) carcasa va fi de preferinţă din material electroizolant rezistent la arc electric (din material plastic);
b) se prevede o bară PEN cu patru borne cu şuruburi, piuliţe şi şaibe elastice sau cleme speciale PEN
pentru racordarea următoarelor conductoare de legătură:
- conductorul PEN al racordului la reţeaua distribuitorului de energie electrică;
- conductorul activ de neutru N al circuitului care trece prin întreruptorul cu DDR;
- conductorul PE al circuitului din coloana individuală de racord la tabloul de distribuţie a
consumatorului;
- conductorul de legare la priza de pământ (instalaţia de legare la pământ) locală care deserveşte
branşamentul;
c) în cazul carcasei din material electroizolant, rezistenţa de dispersie a prizei de pământ locale rezultă
din relaţia:
Rpl 50/In ,
unde In este curentul rezidual nominal al protecţiei diferenţiale din BMP;
d) în cazul carcasei din metal, rezistenţa de dispersie a prizei de pământ locale trebuie să fie:
Rpl 4 ;
e) în toate cazurile bornele clemelor (F, N sau PE) trebuie să aibă contacte de suprafaţa iar şuruburile
de fixare trebuie să fie cu cap îngropat; sunt interzise şuruburile cu contacte punctuale directe pe
conductor; la intrările în tablouri se vor prevedea cleme de separare pentru realizarea separării
vizibile la efectuarea de lucrări.
2.1.2.22. Condiţiile generale de aplicare a protecţiei diferenţiale, respectiv PACD cu DDR, sunt următoarele:
a) se aplică numai în reţele de curent alternativ de joasă tensiune în schema TN;
b) izolaţia conductorului de neutru de lucru N trebuie să fie cel puţin la nivelul izolaţiei conductoarelor
de fază;
c) PACD cu DDR trebuie să cuprindă totdeauna un dispozitiv de control al funcţionării protecţiei cu un
buton de test T;
d) trebuie să existe totdeauna conductoare de protecţie PE care, în aval de PACD, respectiv în aval de
întreruptorul cu DDR (spre consumatorul electric), să fie separate faţă de conductoarele active (faţă
de conductorul de neutru de lucru N şi conductoarele de fază F);
e) rezistenţa de dispersie Rpl a instalaţiei de legare la pământ de protecţie, pentru asigurarea condiţiilor de
funcţionare a DDR (Id >In), trebuie să aibă cel mult valoarea rezultată din relaţia:
Rpl Ua / In
unde: Ua este tensiunea de atingere maximă admisă; de regulă pentru condiţii normale de pericol se
consideră Ua = 50 V chiar dacă timpul de declanşare este mai mic de 3 s; în general
timpul de declanşare la protecţiile cu DDR este t 0,2 s, protecţiile de bază având de regulă
t 0,05 s (timpul propriu al întreruptorului la care este asociat DDR); în cazuri speciale, şi în
anumite medii considerate periculoase, valoarea tensiunii de atingere este Ua = 25 V;
In - curentul nominal rezidual al DDR folosit pentru realizarea PACD.
În tabelul 2.5 se dau valorile rezistenţei de dispersie Rpl maxime admise pentru asigurarea condiţiei
necesare de funcţionare a protecţiei pentru condiţii normale de pericol şi pentru medii foarte periculoase.
La darea în exploatare a unor instalaţii, în care s-au prevăzut protecţii diferenţiale cu DDR trebuie
efectuate următoarele verificări înainte de punerea sub tensiune a circuitelor:
- marcarea bornelor şi conductoarelor de faza F, de neutru de lucru N, de neutru de lucru şi de protecţie PEN
(dacă este cazul), de protecţie PE (prin culoare şi/sau marcare cu litere sau semne);
- identificarea fazelor F, neutrului N, şi conductorului PE şi verificarea integrităţii lor;
0.RE-ITI 228 / 2014
46
- dacă sunt scoase patroanele fuzibile, respectiv poziţia deschis a întreruptoarelor automate de la BMP
şi de tabloul de distribuţie al consumatorului şi dacă întreruptoarele automate au fost blocate în
poziţia “deschis”;
- măsurarea rezistenţei de izolaţie pe F şi N; aceasta se face cu un megohmmetru de 2500 V; valoarea
rezistenţei de izolaţie se consideră satisfăcătoare dacă este mai mare de 5 M;
- existenţa conductoarelor de protecţie PE (de ramificaţie şi principale) şi a separării electrice ale
acestora faţă de conductoarele active (de lucru) F şi N;
- măsurarea rezistenţei de dispersie a instalaţiei de legare la pământ şi la neutru;
- alegerea corectă a siguranţelor fuzibile şi a întreruptoarelor automate.
După racordarea la reţeaua distribuitorului de energie electrică se montează patroanele fuzibile şi/sau se
aduc întreruptoarele automate în poziţia “închis” şi se efectuează următoarele verificări:
- se verifică prezenţa tensiunii şi se verifică valoarea acesteia la tabloul de distribuţie al
consumatorului;
- se verifică buna funcţionare a dispozitivelor diferenţiale la curent rezidual DDR şi a modulelor de
tensiune asociate MVA; în acest scop toate aceste dispozitive de protecţie trebuie totdeauna să fie
prevăzute (fiecare) din fabricaţie cu butoane de testare a bunei funcţionări, notate cu litera T; se
verifică astfel şi legăturile dispozitivelor de protecţie privind asigurarea condiţiilor de funcţionare a
acestora în caz de defect (curent de defect la DDR sau tensiuni accidentale Un).
Tabelul 2.5 - Rezistenţa de dispersie maximă admisă a prizei de pământ locale Rpl în funcţie
de tensiunea de atingere maximă admisă Ua*)
şi curentul nominal In al DDR.
Curentul nominal rezidual
al DDR In
Rezistenţa maximă a prizei de pământ Rpl ()
Ua = 50 V Ua = 25 V
3 A 16 8
1 A 50 25
500 mA 50 50
300 mA 166 83
30 mA 1660 833
*) 50 V pentru condiţii normale de pericol ; 25 V pentru medii foarte periculoase.
2.1.2.23. Protecţia de neutru PNB la blocul de măsură şi protecţie de branşament este destinată pentru
declanşarea (scoaterea de sub tensiune) rapidă (de regulă într-un timp mai mic de 0,2 s), în cazul apariţiei
unei tensiuni accidentale pe conductoarele de neutru PEN sau PE UΔn > 50 V.
De regulă protecţia PNB este asociată protecţiei PACD cu DDR prevăzută la consumator la cererea
expresă a acestuia, respectiv la firida (blocul BMP) de branşament. Protecţia PNB trebuie realizată astfel
încât funcţiunile acesteia să fie delimitate faţa de funcţiile PACD cu DDR.
Protecţia PNB trebuie să controleze totdeauna tensiunea accidentală Un de pe conductorul de neutru prin
intermediul unui modul de tensiune MVA şi prin intermediul conductorului de protecţie PE racordat la
borna de neutru şi la o priză de pământ auxiliară Rpa (de referinţă).
Valoarea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ Rpa (de referinţă pentru PNB) este determinată de
sensibilitatea PNB asociată întreruptorului.
Rezistenţa rezultantă (în care intră şi cea de dispersie a prizei de pământ auxiliare Rpa) trebuie realizată
la valoarea prescrisă de constructor pentru PNB; de regulă Rpa < 1500 .
În figura 2.2 şi figura 2.3 se prezintă exemple de scheme electrice pentru încadrarea modului MVA la
BMP (blocul de măsură şi de protecţie la consumatorul electric).
La întreruptor cu protecţie termică şi electromagnetică aflat în amonte (spre sursa de energie electrică) de
grupul de măsură se asociază următoarele protecţii
- protecţie diferenţială la curent rezidual cu DDR (dispozitiv diferenţial la curent rezidual);
- modul voltmetric MVA cu funcţia de protecţie PN (protecţia de neutru) împotriva supatensiunilor
(tensiunilor accidentale pe neutru) Un= 50 V
Rezultă necesar ca blocul de măsură şi de protecţie să fie într-o structură compactă, cuprinzând
subansamblele şi elementele ce se impun
0.RE-ITI 228 / 2014
47
- cutie de regulă din policarbonat cu capac transparent în cazul cutiilor metalice este necesar ca la
consumator să se prevadă o priză de pământ locală Rpl 4 conform cerinţelor prezentate mai sus
- întrerupător automat cu protecţie termică, electromagnetică şi protecţie diferenţială la curent
rezidual având valoarea fixă sau reglabilă a curentului nominal de regulă, pentru DDR curentul
diferenţial nominal In = 0,3 A (sau altă valoare stabilită în funcţie de curenţii In ai dispozitivelor
DDR din aval)
- modul voltmetric simbol MVA asociat dispozitivului diferenţial DDR pentru realizarea protecţiei
la întreruperea neutrului PNB
- contor de energie electrică, simbol Wh
- cleme de conexiuni pentru racordarea blocului sau în incinta cutiei, simbol CL1, CL2.
În figura 2.2 este prezentată pentru exemplificare o schemă electrică de încadrare a blocului BMP în
structura branşamentului de abonat fără priza de pământ locală, varianta I, iar în figura 2.3 este prezentată
pentru exemplificare o schemă electrică de încadrare a blocului BMP în structura branşamentului de abonat
cu priza locală la abonat, varianta II, cu următoarele precizări
- priza de pământ locală Rpl se realizează şi se racordează la conductorul PE din instalaţia
consumatorului
- priza de pământ locală Rpl trebuie să aibă valoarea rezistenţei de dispersie cel mult egală cu cea
stabilită în tabelul 2.5 de mai sus;
- se recomandă ca la consumatorii cu receptoare electrice utilizate în medii periculoase
(electropompe, maşini de spălat, etc) care au montate întrerupătoare automate cu protecţia
diferenţială, să fie realizată priza de pământ locală Rpl (varianta II), respectând distanţa prescrisă
între prizele RpL şi Rpa conform schemei din figura 2.3 (l 5 m)
priza de pământ auxiliară Rpa se racordează la blocul BMP; se verifică de personalul distribuitorului de
energie electrică pentru îndeplinirea condiţiei Rpa 1,5 kΩ.
Fig.2.3 - Schema electrică a blocului BMP
încadrat în structura branşamentului monofazat:
Varianta II cu priză locală Rpl la consumator.
Fig.2.2 - Schema electrică a blocului BMP
încadrat în structura branşamentului monofazat:
Varianta I fără priză locală la consumator.
0.RE-ITI 228 / 2014
48
Pentru racordarea blocului la reţeaua distribuitorului de energie electrică trebuie prevăzute (la intrare)
cleme de conexiuni la care se racordează următoarele circuite
- racord reţea (conductoare F şi PEN)
- conductor pentru protecţia diferenţială - PE
- conductor pentru protecţia de neutru notată UN.
Clemele de racord prevăzute, realizează următoarele funcţii
- permit racordarea conductoarelor de reţea (F şi PEN) de Al sau Cu fără deteriorarea secţiunii
acestora (contactele sunt de suprafaţă)
- realizează separarea vizibilă a circuitelor la lucrări în cutia blocului sau în instalaţiile consumatorului
- permit racordarea conductorului PE din reţeaua consumatorului
- permit racordarea conductorului UN la priza auxiliară Rpa utilizată pentru protecţia de neutru.
Testarea protecţiei diferenţiale şi cea de neutru se efectuează prin acţionarea butoanelor de testare notate
cu litera T, cu care aceste protecţii sunt obligatoriu prevăzute în acest scop. Manevrele de testare a
protecţiei diferenţiale şi a protecţiei de neutru se execută numai de personalul specializat al distribuitorului
de energie electrică.
Întreruptorul din structura BMP trebuie prevăzute cu protecţia automată, sigură şi selectivă la
suprasarcină şi scurtcircuit realizând următoarele
- eliminarea defectelor în instalaţiile abonatului
- protecţia reţelei furnizorului împotriva defectelor persistente din instalaţiile abonatului
- reducerea pierderilor tehnologice cauzate de suprasolicitarea reţelei furnizorului.
2.1.2.24. Pentru protecţiile automate PNT, PFT, PMT, PNA şi PNL prevăzute la tablourile de distribuţie de
joasă tensiune TDP de la posturile de transformare PT şi eventual la cutiile de ramificaţie, trebuie să se realizeze
următoarele:
- introducerea în TDP al postului PT de MT/JT a unor întreruptoare de JT, prevăzute cu protecţii
sensibile la supracurenţi (de suprasarcină şi de scurtcircuit), pe circuitele (plecările) de joasă tensiune
aferente;
- protecţia de neutru PNT la întreruperea neutrului în zona postului PT de MT/JT;
- protecţia de fază PFT la întreruperea unei faze în zona postului PT;
- protecţia de tensiune maximă PMT împotriva supratensiunilor de frecvenţă industrială care apar în
reţeaua de joasă tensiune ;
- controlul circulaţiei de curent prin conductorul şi priza de pământ din zona postului PT de MT/JT în
cazul unor defecte (regimuri de avarie) în reţeaua de JT (cazuri de punere la pământ pe liniile de
distribuţie a energiei electrice), respectiv prevederea blocurilor de protecţie BPNA şi BPNL.
Protecţiile PNT, PFT şi PMT pot cuprinse într-un bloc simbol BPNTT la care se asociază blocurile de
protecţie BPNA şi BPNL cu protecţiile PNA şi PNL.
Note: Prin prevederea protecţiei PMT la tabloul TDP de la postul de transformare este nejustificată (tehnic şi
economic) prevederea protecţiei de maximă tensiune de frecvenţă industrială la branşamentele consumatorilor
din următoarele considerente:
- probabilitatea apariţiei în regim normal de funcţionare a unor supratensiuni pe fazele (la bornele) sursei
de alimentare cu energie electrică este relativ redusă;
- prin funcţionarea unei protecţii PMTB la branşamentul consumator se întrerupe, eventual, alimentarea
cu energie electrică a acestuia, fără să se obţină lichidarea avariei pentru restul reţelei, rezultând în
continuare tensiuni accidentale peste limitele admise pe neutrul reţelei, menţionându-se pericolele de
accidentare a unor persoane şi /sau animale;
- extinderea prevederii protecţiei de maximă tensiune PMTB la branşamentele consumatorilor este
deosebit de costisitoare;
- protecţiile PMTB (de maximă tensiune) la branşamentele consumatorilor s-au dovedit deficitare,
statisticile arătând că un număr important al dispozitivelor implementate până în prezent, fie că s-au
defectat, fie au fost scoase din funcţiune, datorită fiabilităţii reduse a acestora; în numeroase cazuri
dispozitivele au fost montate fără nici o protecţie de supracurent, fiind amplasate în amonte de
întreruptorul branşamentului;
- în regimurile dezechilibrate de funcţionare ale reţelelor electrice de distribuţie în schema TN, provocate de
întreruperea conductorului PEN sau PE, simultan cu supratensiunile pe neutru Un apar şi supratensiunile
temporare de frecvenţă industrială la bornele circuitelor electrice ale consumatorului; pentru astfel de
0.RE-ITI 228 / 2014
49
situaţii se îndeplineşte condiţia de funcţionare a protecţiei PNB şi declanşează întreruptorul automat din
structura blocurilor BMPM şi BMPT;
- la branşamentele consumatorilor dispozitivele de protecţie automate PNB se includ în structura
constructivă a blocului de măsură şi protecţie (BMP), şi anume în blocurile de măsură şi protecţie
monofazate (simbol BMPM), precum şi în blocurile de măsură şi protecţie trifazate (simbol BMPT).
Blocul de protecţie BPNL pentru semnalizarea curenţilor accidentali pe linia de distribuţie, de regulă se
realizează constructiv astfel încât să fie asociat blocului BPNA pentru a se obţine semnalizarea /
deconectarea selectivă a liniei cu defect. Se au în vedere, în principal, următoarele cazuri de defect:
- ruperea şi căderea accidentală a conductoarelor pe pământ, respectiv deteriorarea izolaţiei faţă de masă;
- legările la pământ accidentale ale fazelor în locul conductoarelor de neutru PEN (pe traseul liniilor
de distribuţie de JT);
- montaje infracţionale în care se foloseşte pământul drept cale de întoarcere a curentului pentru
consumuri ilicite de energie electrică, neînregistrate la aparatul de măsură de la consumator.
Prin controlul curentului prin prizele de pământ de la postul de transformare, se vor oferi, deasemenea,
informaţii importante privind punerile la pământ accidentale (nedorite) de lungă durată a fazelor în reţeaua
de JT care pot conduce la accidente de persoane şi animale datorată unor tensiuni de atingere sau de pas
peste limitele admise la locul punerii la pământ, precum şi pierderi însemnate de energie electrică.
În figura 2.4 se prezintă, pentru exemplificare, o schema de încadrare constructivă a protecţiilor BPNTT,
BPNA şi BPN-L la tabloul TDP de JT al postului de transformare cu două plecări (linii de JT).
Fig.2.4 - Schema electrică de principiu privind încadrarea constructivă a blocurilor de
protecţii BPNTT, BPNA şi BPNL la TDP cu două plecări (linii).
0.RE-ITI 228 / 2014
50
2.1.2.25. La cutia de ramificaţie (de derivaţie sau de secţionare) CR a unui sector LEA de derivaţie din
axul LEA, dacă se prevede un întreruptor cu protecţie la supracurenţi, se poate prevedea blocul cu protecţie
BPNL-R, de declanşare selectivă în cazul unui defect cu punere la pământ în sectorul de linie respectiv. În
cutia de ramificaţie opţional se poate prevedea şi o protecţie PACD cu DDR; în acest caz rezultă necesar să
fie prevăzute protecţii PACD cu DDR la toţi abonaţii racordaţi la sectorul LEA respectiv.
În cazul solurilor de rezistivitate mare, unde rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ de la
PT pe partea de JT şi la consumatori rezultată depăşeşte valoarea maxim admisă, respectiv este mai mare de
4 (respectiv mai mare de 1 dacă se foloseşte în comun şi pentru instalaţia de protecţie împotriva
trăsnetelor), este necesar să se prevadă protecţie PACD cu DDR la tabloul TDP al postului de transformare
PT MT/JT, cu respectarea condiţiei de a se prevedea protecţii PACD cu DDR şi la branşamentele
consumatorilor racordaţi prin linii de distribuţie la TDP.
Prin prevederea protecţiei PACD cu DDR la cutia de ramificaţie CR şi/sau la TDP se poate obţine atât
protecţia împotriva electrocutărilor prin atingerea indirectă la stâlpii de beton armat sau metalici, cât şi protecţia
împotriva electrocutărilor de persoane şi animale la atingerea unui conductor al LEA rupt şi căzut la pământ, dacă
este asigurată condiţia de funcţionare a acestei protecţii.
În cazul prevederii protecţiei PACD cu DDR în cutia de ramificaţie CR, respectiv la TDP se disting două
situaţii, şi anume:
a) la stâlpii LEA din lemn trebuie avut în vedere protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere
indirectă numai la ancorele metalice ale stâlpilor; pentru funcţionarea protecţiei PACD cu DDR este
suficient verificarea cu deosebită atenţie ca ancorele metalice să nu fie în contact electric cu
conductorul de neutru de lucru N al LEA, iar conductorul de neutru trebuie să fie izolat faţă de
pământ cel puţin la acelaşi nivel ca şi conductoarele de fază;
b) la stâlpii LEA din beton armat sau metalici, conductorul de neutru de lucru N al LEA este folosit
exclusiv pentru lucru şi trebuie să fie izolat faţă de stâlpul şi faţă de pământ, cel puţin la acelaşi nivel
ca şi izolarea conductoarelor de fază; în sectorul LEA respectiv se prevede un al cincilea conductor
PE la care se racordează stâlpii LEA şi prizele de pământ corespunzătoare.
Secţiunea conductorului de protecţie PE va fi cel puţin egală cu cea a conductorului activ, dar nu mai
puţin de s= 4 mm2. Conductorul de protecţie PE va fi totdeauna de cupru.
În figura 2.5 se prezintă, pentru exemplificare, o schemă electrică de principiu pentru cazul în care se
prevede o protecţie PACD cu DDR la cutia de ramificaţie CR.
CS
reţeaua distribuitorului de energie electrică
de abonat
Tabloul de distribuţie de
abonat (TDA) cu DDR
instantaneu In=0,03
Fig.2.5 - Schema electrică de principiu PACD cu DDR montate în cutia de ramificaţie (CF),
firida individuală de abonat (FI) şi în tabloul de distribuţie a abonatului (TDA).
0.RE-ITI 228 / 2014
51
În figura 2.6 se prezintă, pentru exemplificare, o schemă electrică de principiu pentru cazul în care se
prevede o protecţie PACD cu DDR la TDP de JT al unui post de transformare.
2.2. Reţele electrice de joasă tensiune izolate faţă de pământ (funcţionare în schema IT)
2.2.1. În reţelele izolate faţă de pământ (simbol I) care funcţionează totdeauna în schema IT, protecţia
împotriva atingerilor indirecte se realizează cu o instalaţie de legare la pământ, la care se adaugă
următoarele protecţii:
a) controlul permanent al rezistenţei de izolare faţă de pământ, realizat cu dispozitive de semnalizare
(optică şi, după caz şi acustică) şi opţional deconectarea automată, în cazul unor puneri simple la
pământ dacă este justificată tehnic şi economic; de regulă nu este obligatoriu controlul permanent al
rezistenţei de izolaţie a circuitelor (care funcţionează în schema IT) dacă:
- sunt folosite exclusiv echipamente (dispozitive) de comandă şi semnalizare;
- puterea lor nu depăşeşte 5 kVA;
b) deconectarea rapidă a sectorului defect în cazul unei puneri la pământ duble.
În reţelele izolate faţă de pământ toate circuitele electrice trebuie izolate faţă de pământ; este interzisă
funcţionarea cu legarea la pământ a conductoarelor circuitelor electrice respective.
Astfel, în reţelele trifazate, neutrul sursei este menţinut izolat faţă de pământ şi nu este folosit pentru
închiderea vreunui circuit de lucru; se interzice, de exemplu folosirea neutrului pentru circuitele de
alimentare monofazate (iluminat, unelte electrice portabile etc.) deoarece folosirea neutrului prezintă
pericolul ca la un defect cu punere la pământ a conductorului neutru, reţeaua să devină legată la pământ fără
ca acest regim să fie semnalat.
În reţelele izolate faţă de pământ, legarea la pământ de protecţie simbol T se realizează prin racordarea
carcaselor (maselor) metalice ale tuturor echipamentelor electrice, atât la o reţea generală de legare la
pământ, cât şi suplimentar, la o instalaţie de legare la pământ locală. Fac excepţie corpurile de iluminat, care
se leagă obligatoriu numai la instalaţia generală de legare la pământ. Cutiile de îmbinare şi de ramificaţie din
circuitele de iluminat, aflate în zona de manipulare, se leagă însă suplimentar şi la prize de pământ locale.
DDRS' TDP al
Fig. 2.6 - Schema de principiu cu PACD cu DDR la TDP.
kV
0.RE-ITI 228 / 2014
52
Diferite elemente conductoare (metalice) aflate în apropierea echipamentelor electrice (cum sunt, de
exemplu, diferitele construcţii metalice, conducte de apă sau alte fluide etc.), trebuie să fie legate la
instalaţiile de legare la pământ în vederea egalizării potenţialelor.
Reţeaua generală de legare la pământ trebuie să realizeze o legătură conductoare între toate carcasele şi
elementelor de susţinere metalice ale echipamentelor electrice alimentate de la acelaşi surse de energie electrică
(transformator sau generator), precum şi o legătură de rezistenţă neglijabilă între toate instalaţiile de legare la pământ
locale astfel încât, în cazul unor puneri duble la pământ, impedanţa mică a circuitului să asigure un curent de defect,
Idp max, suficient de mare pentru funcţionarea protecţiei maximale.
Reţeaua generală de legare la pământ trebuie să cuprindă cel puţin două prize de pământ situate în puncte
diferite. Rezistenţa de dispersie a reţelei generale de legare la pământ trebuie să fie de cel mult 2 Ω în cazul
excavaţiilor subterane (de exemplu, exploatări miniere) şi de cel mult 4 Ω, pentru alte categorii de instalaţii
sau echipamente. Se admite utilizarea unei singure prize principale de legare la pământ, în cazul excavaţiilor
subterane, cu durata de funcţionare sub cinci ani.
Legarea echipamentului la reţeaua generală de protecţie şi la instalaţia de legare la pământ locală trebuie să se
execute la două borne diferite ale carcasei, marcate cu semnele convenţionale respective. În cazul în care carcasa nu
este prevăzută cu două borne diferite, se admite ca a doua legătură să se realizeze la un şurub de fixare a carcasei
respective cu condiţia ca legătura să se asigure cu şaibe şi piuliţe.
La o instalaţie de legare la pământ locală se leagă masele tuturor echipamentelor electrice aflate sau
grupate în aceeaşi zonă (clădire, galerie, platformă, etc.).
Rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ locale se determină astfel încât Ua şi Upas în cazul
unei puneri la pământ simple, să nu depăşească valorile prevăzute în tabelul 1.3.
În calculul de dimensionare a prizelor de pământ locale, se ia în considerare curentul de punere simplă la
pământ Ips şi timpul t de declanşare a circuitului cu defect.
La exploatările subterane, dacă nu se dispune de date pentru determinarea curentului de punere simplă la pământ,
pentru rezistenţa de dispersie a prizei de pământ locale se consideră următoarele valori limită (maxime admise):
- 10 , pentru prizele de pământ locale care desevesc posturile de transformare şi/sau camerele
destinate utilajelor acţionate electric;
- 20 , pentru prizele de pământ locale, care desevesc alte echipamente electrice.
În cazul exploatărilor de la suprafaţa în care realizarea unei reţele generale de protecţie ar conduce la un
cost ridicat de investiţii, se admite racordarea de protecţie PE numai la instalaţii de legare la pământ locale,
cu respectarea simultană a următoarelor condiţii:
a) rezistenţa instalaţiei de legare la pământ să fie mai mică sau cel mult egală cu 4 .
b) reţeaua electrică şi echipamentele care sunt alimente din aceasta să nu se extindă şi în exploatări
subterane (unde se realizeze totdeauna şi o reţea generală de protecţie);
c) să se aplice suplimentar dirijarea distribuţiei potenţialelor şi/sau izolarea amplasamentelor;
d) la dimensionarea instalaţiei de legare la pământ locale se ia în considerare următorii curenţi şi timpi
de calcul:
- în cazul instalaţiilor electrice cu dispozitive, care permit semnalizarea şi deconectarea
sectorului (circuitului) în cazul unei puneri simple la pământ, valoarea curentului de punere
simplă la pământ Ips şi timpul t de reglaj al protecţiei;
- în cazul instalaţiilor electrice cu dispozitive care permit numai semnalizarea punerilor simple la
pământ şi deconectarea automată (rapidă) în cazul punerilor duble la pământ, se consideră
curentul de punere dublă la pământ egal cu valoarea Id de reglaj a protecţiei maximale a
întreruptorului automat (Ipdp = Id).
Dacă protecţia maximală se realizează numai cu siguranţe cu fuzibil, se consideră în calcul curentul
Ipdp = K ·Ins , unde Ins este curentul nominal al siguranţei cu fuzibil, iar K este un coeficient care se stabileşte în
funcţie de tipul siguranţei cu fuzibil, corespunzător unui timp de deconectare de cel mult 5 s; pentru cazul în
care furnizorul siguranţei nu indică valoarea K pentru t = 5 s, se consideră K = 3,5 pentru Ins ≤ 50 A şi K = 5
pentru Ins 63 A. Se consideră timpul t de acţionare al protecţiei maximale, atât pentru calculul tensiunii de
atingere şi de pas cât şi pentru calculul de verificare la stabilitate termică.
2.3. Reţele electrice de medie tensiune izolate faţă de pământ (funcţionarea în schema IT)
2.3.1. Reţele electrice de medie tensiune (MT) izolate faţă de pământ (simbol I) au de regulă tensiunile
de lucru care se încadrează în categoria reţelelor de tensiune înaltă (î.t. - definiţia 1.3.1.6). În figura 1.1 se
prezintă schemele de principiu pentru reţeaua electrică cu neutrul izolat (figura 1.1.a) şi pentru reţeaua cu
0.RE-ITI 228 / 2014
53
bobine de compensare BC (figura 1.1.b). Pentru protecţia împotriva electrocutătilor prin atingere indirectă
se aplică totdeauna legarea la pământ simbol T.
Cu prioritate se are în vedere realizarea unor protecţii automate pentru detectarea şi declanşarea
selectivă, rapidă şi sigură a liniei (circuitului) cu o punere simplă la pământ (metalică sau rezistivă), pentru
evitarea evoluării a unui astfel de defect într-un defect polifazat. Se are în vedere, în mod special, evitarea
următoarelor categorii de defecte care pot avea urmări grave de acidentare:
- o rupere şi cădere a unui conductor de fază aflat sub tensiune, defect care poate fi de lungă durată şi,
deci, cu o mare probabilitate de a avea loc accidente grave;
- o punere dublă la pământ rezistivă, nedeconectabilă prin protecţia maximală de curent.
Pentru evitarea acestor categorii de evenimente se impune realizarea unor blocuri de protecţie prin care
să se asigure atât protecţia selectivă şi rapidă împotriva punerilor simple la pământ (metalice sau rezistive),
cât şi o protecţie automată împotriva punerilor duble la pământ, care nu pot fi rezolvate prin protecţia
maximală de curent (cazul în care curentul de defect este mai mic decât curentul de reglaj al protecţiei maximale).
În reţelele de MT care funcţionează în schema IT (au neutrul izolat sau legat la pământ prin bobine de
compensare BC), la ruperea unui conductor de fază şi căderea acestuia pe pământ, în numeroase cazuri,
rezistenţa electrică la locul defectului este deosebit de mare, astfel încât defectul intră în categoria celor
rezistive. La căderea unui conductor de fază pe pământ, rezistenţele de dispersie în pământ, de cele mai
multe ori, sunt de ordinul a miilor de ohmi (adeseori peste 3000 ohmi). Se are în vedere căderea
conductorului fie spre sursa de alimentare fie spre linie. Astfel de rezistenţe de trecere la pământ pot apărea
şi în cazul căderii/atingerii conductorului de fază pe consola stâlpului LEA. În cazul a numeroase defecte
rezistive, uneori protecţiile homopolare de tensiune de pe barele staţiilor de MT nu sunt suficient de
sensibile nici pentru semnalizarea defectului în staţia de MT.
Este indicată realizarea unei protecţii automate selective care să semnalizeze şi să determine declanşarea
liniei pe care a apărut un defect cu punere la pământ rezistivă.
Trebuie avute în vedere în mod special liniile din zonele locuite la care au acces numeroase persoane care,
cu mare probabilitate, pot veni în contact cu conductoarele de fază căzute aflate sub tensiune. Se cunoaşte
faptul că defectele de lungă durată conduc în cele mai multe cazuri la accidente de persoane şi animale.
Prin realizarea unei protecţii automate se au în vedere realizarea următoarelor:
- declanşarea automată sigură selectivă şi rapidă a liniei de MT în cazul apariţiei defectului cu o
punere simplă la pământ rezistivă (şi desigur sau metalică);
- reducerea duratelor de solicitare a izolaţiei reţelei de MT, care în cazul unor defecte cu puneri la
pământ de durată, este deosebit de accentuată;
- micşorarea riscului apariţiei defectelor polifazate, în deosebi a punerilor duble la pământ care pot
conduce la distrugeri de echipamente şi accidente prin electrocutare;
- reducerea duratelor de solicitare a izolaţiei reţelei de MT pe perioada manevrelor de localizare a
sectorului (porţiunii) de linie cu defect (de punere simplă la pământ persistentă), perioadă care
deseori este de lungă durată;
- declanşarea automată de rezervă în cazul refuzului de declanşare prin nefuncţionare a întreruptorului
de pe linie.
Dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ pentru toate categoriile de instalaţii electrice depinde în
mod determinat atât de schema de funcţionare a reţelei din care face parte instalaţia în cauză, respectiv din
modul de tratare a neutrului reţelei electrice, cât şi de nivelul protecţiilor automate prevăzute pe liniile
(circuitele) electrice.
Alegerea schemei de funcţionare a reţelei de MT constituie totdeauna o problemă specială şi se face pe
baza unor documentaţii tehnico-economice riguroase în conformitate cu reglementările în vigoare
(normativul NTE 001/03/00). Se are în vedere rezolvarea, în mod special, a următoarelor probleme:
- reducerea solicitărilor izolaţiilor din staţie şi reţea printr-o tratare corespunzătoare a neutrului reţelei de MT şi
prin declanşări selective, sigure şi cât mai rapide posibil a liniei în cazul punerilor simple la pământ; se
preconizează astfel evitarea defectelor de durată cu puneri simple la pământ;
- evitarea extinderilor, respectiv evitarea în deosebi a defectelor polifazate, datorită funcţionării de
durată cu punere simplă la pământ;
- asigurarea unei protecţii rapide şi selective pe liniile cu stâlpi LEA de MT folosiţi în comun cu linii
de telecomunicaţii; se preconizează evitarea în mod special a defectelor de durată pe liniile cu LEA
folosiţi în comun cu linii de telecomunicaţii cu fibre optice;
0.RE-ITI 228 / 2014
54
- asigurarea unei bune continuităţi în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor printr-o
concepţie adecvată de identificare rapidă şi selectivă a liniei cu defecte pentru a se evita declanşări
multiple nejustificate tehnic a consumatorilor; deasemenea se are în vedere:
- asigurarea continuităţii în alimentarea cu energie electrică prin evitarea la minimum posibil a deteriorării
echipamentelor datorită unor extinderi de avarii, de exemplu transfomarea unei puneri simple la pământ
de durată într-o punere dublă la pământ, cu toate consecinţele care decurg din aceasta (în special în
cazurile unor puneri duble la pământ nedeconectabile prin protecţia maximală de curent);
- evitarea deteriorării prizelor de pământ din reţea şi a legăturilor la acestea prin pierderea stabilităţii
termice datorită unor defecte de lungă durată.
2.3.2. Dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ se efectuiază în funcţie de parametrii de
funcţionare a protecţiilor şi automatizările prevăzute în reţeaua electrică. Se au în vedere:
- gradul siguranţei în funcţionare, respectiv de identificare şi declanşare în cazul unui defect cu punere
la pământ;
- gradul de selectivitate, respectiv duratele (timpii) de identificare şi declanşare în cazul defectelor cu
puneri la pământ;
- curenţii de reglaj ale protecţiilor respectiv limitele între care se îndeplinesc condiţiile pentru
acţionarea dispozitivelor de declanşare în caz de defect.
Datele de mai sus determină condiţiile de calcul privind asigurarea tensiunilor de atingere şi de pas (Ua şi
Upas) sub limitele maxime admise, obţinerea valorilor necesare de dispersie Rp şi tensiunilor totale ale
instalaţiilor de legare la pământ, respectiv ale tensiunilor prin cuplaj rezistiv UR în reţelele de
telecomunicaţii, precum şi privind îndeplinirea condiţiilor de stabilitate termică.
2.3.3. În conformitate cu actualele prevederi din legislaţia tehnică în vigoare, într-o reţea care
funcţionează în schema IT trebuie să se prevădă cel puţin o protecţie automată pentru semnalizarea punerii
simple la pământ în reţeaua respectivă şi protecţii automate pentru deconectarea rapidă în cazul punerilor
duble la pământ. De regulă punerea simplă la pământ este semnalizată de protecţia homopolară de tensiune
de pe barele staţiei de MT (din celula de măsură), iar punerea dublă la pământ trebuie să fie lichidată prin
protecţia maximală de curent de pe linia cu defect.
Cu aceste condiţii tehnice de plecare, prevederile aflate actualmente în vigoare impun dimensionarea
instalaţiilor de legare luându-se în considerare valoarea curentului de punere simplă la pământ de durată
mare atât pentru obţinerea tensiunilor de atingere sau de pas sub limitele maxime admise, cât şi pentru
verificarea respectării condiţiilor de stabilitate termică.
De regulă, se consideră ca valoare de calcul curentul de punere simplă la pământ, dar nu mai puţin de
10 A, în următoarele cazuri:
a) echipamentul (instalaţia electrică) se află în zonă cu circulaţia redusă, iar în cazul posturilor de transformare
se realizează separarea instalaţiei de legare la pământ pe partea de înaltă tensiune, faţă de instalaţia de legare
la pământ la care se leagă neutrul reţelei de joasă tensiune;
b) prizele de pământ deservesc numai stâlpii LEA fără aparataj;
c) sunt prevăzute protecţii pentru deconectarea automată a punerilor simple la pământ.
2.3.4. Pentru instalaţiile şi echipamentele din reţelele realizate cu linii electrice aeriene LEA sau prin
cabluri LES, care se încadrează în condiţiile de mai sus (la pct.2.3.3), trebuie luaţi următorii curenţi de
punere la pământ şi timpi de calcul:
- pentru calculul tensiunilor de atingere sau de pas, curentul de punere simplă la pământ, Ips, timp
nelimitat (de lungă durată); curentul Ips de calcul trebuie să fie cel puţin egal cu 10 A;
- pentru calculul de verificare la stabilitate termică, trebuie luate în considerare concomitent,
următorele trei cazuri posibile de defect (regimuri de avarie):
a) curent maxim de punere dublă la pământ Idpmax cu timpul tpmax, de deconectare prin protecţia
maximală de curent, considerând o rezistenţă determinată a circuitului electric, considerând
rezistenţa de dispersie rezistenţa rezultantă a prizelor de pământ, prin care se închide curentul
de punere dublă la pământ; la verificarea stabilităţii termice a prizelor de pământ se ia în calcul
acea componentă din curentul de punere dublă la pământ, care trece efectiv prin electrozii
prizei de pământ pentru care se efectuiază calculul de dimensionare;
0.RE-ITI 228 / 2014
55
b) curent minim de punere dublă la pământ Idpmin, care este deconectat de protecţiile prevăzute
împotriva punerilor duble la pământ şi timpul până la deconectarea prin manevră a unei puneri
duble la pământ; acest timp se determină în exploatare în funcţie de condiţiile specifice;
c) curentul de punere la pământ simplă, Ips (dar nu mai puţin de 10 A), timp nelimitat.
2.3.5. În cazul posturilor de transformare, atât a celor din zone cu circulaţie frecventă cât şi a celor din
zone cu circulaţie redusă, care au instalaţia de legare la pământ de protecţie folosită în comun, se consideră
rezultatele calculelor privind respectarea tensiunilor de atingere sau de pas şi privind verificarea la
stabilitate termică, respectiv valoarea rezistenţei de dispersie rezultante a instalaţiei de legare la pământ de
protecţie trebuie, dar nu mai puţin de 4 , iar rezistenţa de dispersie a prizei de pământ locale a postului de
transformare să nu depăşescă valoarea de 10 .
2.3.6. În cazul reţelelor legate la pământ prin bobine de stingere (bobine de compensare BC), dacă, prin
defectarea (respectiv dereglarea) unei bobine, curentul depăşeşte valoarea de calcul a curentului de punere
simplă la pământ pentru instalaţia de legare la pământ, după apariţia punerii simple la pământ trebuie să se
deconecteze linia respectivă într-un timp suficient de scurt pentru a nu se pune în pericol integritatea
instalaţiei de legare la pământ şi să se micşoreze cât mai mult posibil probabilitatea apariţiei unor tensiuni de
atingere şi de pas peste limitele admise. Timpul până la deconectare nu trebuie să fie mai mare de 10 minute.
În cazul în care există condiţii, trebuie să se asigure declanşarea prin protecţie, într-un timp de ordinul
secundelor (t 3 s).
În cazul în care timpul deconectării prin manevră a unei puneri simple la pământ este mai mare decât cel
pentru care a fost verificată la stabilitate termică instalaţia de legare la pământ, după orice punere dublă la
pământ nedeconectată prin protecţie, este necesară verificarea în cel mai scurt timp posibil a instalaţiilor de
legare la pământ respective (în deosebi rezistenţele de dispersie Rp şi tensiunile de atingere şi de pas).
2.3.7. În reţelele electrice de MT care funcţionează în schema IT (cu neutrul izolat sau tratat cu BC),
utilizarea în comun a stâlpilor pentru LEA de MT + LEA de JT + LTc şi/sau CATv este admisă numai dacă
sunt realizate protecţii de bază şi de rezervă care să asigure următoarele
- declanşarea automată (rapidă, maxim 0,8 s) a liniei protejate (cu stâlpi folosiţi în comun) la simplă
punere la pământ persistentă şi reanclanşarea automată a acestei linii dacă defectul nu este pe linia
respectivă
- declanşarea automată succesivă a liniilor de MT la punerea simplă la pământ într-un timp de maxim
30 s pentru localizarea liniei cu defect, reducând astfel riscul apariţiei dublei puneri la pământ;
- declanşarea automată a întreruptorului sursei (transformatorului) la refuzul de declanşare al liniei
protejate
- declanşarea automată a liniei protejate la punere dublă la pământ printr-o protecţie foarte sensibilă
(maxim 0,2 s)
- declanşarea automată a liniei de MT la care a apărut o simplă punere simplă la pământ persistentă pe
durata manevrelor executate de personalul de exploatare pentru localizarea sectorului cu defect.
Cerinţele tehnice din legislaţia în vigoare pentru protecţiile automate de bază şi de rezervă în reţele
electrice din schema IT cu stâlpi folosiţi în comun sunt următoarele
a) o protecţie de curent homopolară montată pe LEA protejată (cu stâlpi folosiţi în comun) care trebuie
să asigure
- declanşarea sigură şi rapidă la o punere simplă la pământ metalică sau rezistivă în reţea fără
respectarea unei selectivităţi
- declanşarea selectivă, sigură şi rapidă la o punere dublă la pământ metalică sau rezistivă;
b) o protecţie homopolară de curent pe fiecare linie racordată pe aceeaşi bară de MT cu linia protejată
din staţia de alimentare care trebuie să fie şi care trebuie să asigure
- în cazul apariţiei unei puneri simple la pământ metalice sau rezistive în reţea, localizarea şi
declanşarea liniei cu simplă punere la pământ într-un timp de maxim 30 s se are în vedere reducerea
la minim a riscului de transformare a punerii simple la pământ în punere dublă la pământ
- în cazul apariţiei unei puneri duble la pământ în reţea declanşarea selectivă, sigură şi rapidă a
liniei cu defect (maxim 0,2 s).
c) o protecţie homopolară de tensiune pe toate liniile (inclusiv linia protejată) care trebuie să asigure,
în cazul manevrelor de localizare a porţiunii de linie cu punere simplă la pământ persistentă,
0.RE-ITI 228 / 2014
56
declanşarea sigură şi rapidă (maxim 0,2 s) a liniei de MT cu defect; se are în vedere evitarea
riscului de acţionare falsă a protecţiilor homopolare de curent de pe liniile de MT racordate pe
aceeaşi bară cu linia defectă şi reducerea riscului de apariţie a unei puneri duble la pământ.
d) o protecţie homopolară de tensiune de rezervă pe întreruptorul sursei respectiv a transformatorului
de 110 kV/MT; protecţia trebuie să fie homopolară de tensiune şi să asigure declanşarea în timp de
maxim 1,2 s în cazul refuzului de declanşare al întreruptorului liniei de MT protejate la acţionarea
protecţiei homopolare de curent de pe line, respectiv, într-un timp corespunzător domeniului de
exploatare a protecţiei homopolare de curent de pe linii pentru localizarea liniei cu defect (dar nu
mai mult de 30 s).
2.3.8. Pentru respectarea limitelor admise ale tensiunilor de atingere şi de pas, se consideră de regulă
valoarea Ua = Upas = 125 V în zonele cu circulaţie redusă şi Ua = Upas = 50 V în zonele cu circulaţie
frecventă, iar condiţia generală de dimensionare este:
p
a
a
pa
I
URk
;
p
pas
pas
ppas
I
URk
unde: Ip este intensitatea curentului de punere la pământ.
ka şi kpas - coeficientul de atingere, respectiv de pas, de calcul;
α a şi α pas - coeficientul de amplasamente de atingere, respectiv de calcul.
2.3.9. Pentru satisfacerea condiţiilor de stabilitate termică a instalaţiilor de legare la pământ (respectiv
a conductoarelor şi a prizelor de pământ), din care rezultă în majoritatea cazurilor valoarea rezistenţei de
dispersie a prizei de pământ rp trebuie considerate următoarele trei condiţii de calcul pentru cele trei
regimuri de defect avute în vedere:
(1) pentru regim de lungă durată: p
p
12
Ir
(2) pentru regim limitat la timpul t’: t
t
Ir
mrp
125
(3) pentru regim de scurtă durată:
tIS mpd
unde: Ip este curentul de punere simplă la pământ care de regulă se consideră egal cu valoarea curentului
rezidual determinat, dar nu mai puţin de 10 A;
Irm - curentul minim prin priză, la care acţionează protecţia prevăzută pentru deconectarea automată în
cazul unei puneri duble la pământ;de regulă curentul de reglaj a protecţiei maximale;
Idpm - curentul maxim de punere dublă la pământ, considerând o rezistenţă de calcul a circuitului
de 4 , iar “t” este timpul de deconectare la acest curent.
În condiţia (2) “t “
este timpul considerat pentru înlăturarea punerilor simple la pământ. În tabelul 2.6 de
mai jos este indicat timpul “t” pentru care se îndeplineşte condiţia de stabilitate termică la o tensiune
Up = 125 V, în funcţie de rezistivitatea a solului şi de categoria prizelor singulare (verticale sau orizontale)
care au pondere în determinarea rezistenţei de dispersie respective.
Tabelul 2.6 - Timpul maxim în minute la care instalaţia de legare la pământ
este stabilă tehnic pentru tensiunea Up=125 V
Rezistivitatea solului
(s) [m]
Durata maximă admisă, t, în min., pentru:
Priza verticală Priza orizontală
50 100 30
100 200 60
200 400 120
300 600 180
În condiţia (3) “t” este timpul protecţiei de rezervă; de regulă timpul protecţiei maximală de curent.
Dacă condiţia (2) nu se verifică în cazul unei puneri la pământ, nedeconectabilă prin protecţie, conform
celor arătate mai sus se impune verificarea instalaţiilor de legare la pământ respective (integritatea
0.RE-ITI 228 / 2014
57
legăturilor, valorile rezistenţelor de dispersie şi ale tensiunile de atingere şi de pas) de către unităţile de
exploatare a instalaţiilor (echipamentelor) la care au avut loc punerile la pământ după orice punere dublă la
pământ nedeconectată prin protecţie.
În cazul în care se prevăd însă protecţii pentru deconectarea automată selectivă şi sigură a punerilor
simple la pământ, în calcule se va putea considera numai curentul Ip egal cu intensitatea curentului de punere
simplă la pământ, iar în cazul compensării reţelei se ia cea a curentului rezidual, însă cel puţin 10 A. În acest
caz pentru respectarea condiţiilor de stabilitate termică, rezistenţa de dispersie a prizei de pământ rp se va
determina numai prin relaţia:
pp
12
Ir
unde Ip are valoarea de calcul a curentului de punere simplă la pământ, iar este rezistivitatea medie
(echivalentă) a solului.
2.3.10. Soluţia de tratare a neutrului reţelelor de MT cu bobine de compensare impune următoarele
cerinţe tehnice principale:
a) utilizarea de bobine de compensare cu un sistem de reglaj care prezintă siguranţă în funcţionare, de
preferinţă continuu şi automat, care să asigure, în condiţii de fiabilitate ridicată, o valoare maximă a
curentului de defect la locul de defect de 10 A. În cazul în care aceste condiţii nu pot fi îndeplinite
este indicat a se opta pentru soluţia de tratare a neutrului reţelei prin rezistenţă (legarea neutrului
reţelei la pământ printr-un rezistor Rn de limitare a curentului de punere la pământ; a se vedea şi
pct.c) de mai jos);
b) verificarea instalaţiilor de legare la pământ care deservesc echipamentele electrice din reţeaua
electrică de distribuţie de medie tensiune, atât pentru satisfacerea condiţiilor impuse privind
limitarea valorilor tensiunilor de atingere şi de pas pe durata cât instalaţiile respective sunt afectate
de puneri simple la pământ şi/sau de puneri duble de pământ, cât şi pentru satisfacerea condiţiilor de
stabilitatea termică a prizelor de pământ şi a conductoarelor de legare la acestea.
c) funcţionarea de durată cu o punere simplă la pământ trebuie limitată în timp, de regulă, la durata
efectivă de efectuare a manevrelor de indentificare a circuitului cu defect, în vederea evitării
transformării simplelor puneri la pământ permanente în duble puneri la pământ; trebuie avute în
vedere utilizarea de protecţii automate şi sisteme de automatizări asociate care să permită
deconectarea selectivă şi cât mai rapidă a punerilor simple la pământ permanente.
Pentru regimul normal de funcţionare, de regulă, bobina de compensare trebuie reglată în regim de
supracompensare. Se admite funcţionarea temporară a reţelelor de medie tensiune în regim de
subcompensare (respectiv până la remedierea unor incidente, care conduc la un grad mai mare de dezacord
decât cel prescris, sau până la procurarea unui grup de compensare corespunzător în cazul extinderii unei
reţele, dar nu mai mult de un an de la data depăşirii curentului capacitiv de punere la pământ, pentru care
există posibilităţi de compensare), cu luarea următoarelor măsuri:
a) valoarea gradului de dezacord nu va depăşi - 20 % în reţelele slab dezvoltate (cu un curent capacitiv
de punere la pământ de până la 50 A) şi, respectiv, - 10 % în reţelele puternic dezvoltate (cu un
curent capacitiv de punere la pământ cuprins între 50 A şi 100 A);
b) durata funcţionării reţelei cu simplă punere la pământ se va limita la durata depistării şi deconectării
liniei defecte; pe această durată nu se va deconecta grupul de compensare a curentului capacitiv de
punere la pământ;
c) este interzisă deconectarea prin separator a circuitelor de linii şi de transformatoare de putere aflate
sub tensiune, fără sarcină;
d) este interzisă funcţionarea în număr incomplet de faze.
2.3.11. Pentru micşorarea la minim posibil a solicitărilor la supratensiuni a componentelor circuitelor
primare din staţie şi reţea, precum şi pentru îmbunătăţirea alimentării cu energie electrică a consumatorilor
alimentaţi din reţelele de MT cu neutrul izolat sau legat la pământ prin bobine de compensare (schema IT),
este necesar ca în caz de defect cu punere simplă la pământ (respectiv în regim de avarie) să se obţină
declanşarea rapidă a liniei cu defect, prin protecţii rapide şi selective pentru evitarea punerilor duble la
pământ de durată. În acest scop, pentru cazul punerilor simple la pământ se poate utiliza sistemul de
automatizare de comutare în paralel cu bobina de compensare a unui rezistor Rnc prin comutarea căruia se
creează condiţiile necesare funcţionării protecţiilor de declanşarea rapidă a liniei cu defect similar ca în
0.RE-ITI 228 / 2014
58
cazul reţelelor de MT cu neutrul legat la pământ prin rezistor (schema de funcţionare T2T) (a se vedea şi
cele arătate în subcap.2.4).
În acest caz reţeaua funcţionează în regim normal cu neutrul tratat prin bobină de compensare BC
(schema de funcţionare IT), astfel încât în cazul unui defect autostingător/trecător acesta se lichidează
datorită existenţei bobinei de compensare fără declanşarea liniei cu punere simplă la pământ. În cazul unui
defect trecător sau persistent cu o durată mai mare decât cea considerată suficientă pentru lichidarea de la
sine a defectelor trecătoare/autostingătoare ta, se conectează automat rezistorul Rnc în paralel cu bobina BC.
După comutarea automată a rezistorului Rnc se creează condiţii pentru declanşarea liniei defecte prin
protecţiile de pe linii, de tip PHCL sau PPRL, sau se obţine declanşarea întreruptorului transformatorului
110 kV/MT prin protecţiile de rezervă tip PHCN sau PPRN de pe neutrul reţelei legat la pământ prin Rnc.
Deconectarea rezistorului Rnc şi revenirea la funcţionarea reţelei electrice de MT numai cu bobina de
compensare BC are loc după declanşarea liniei cu punerea la pământ. Pentru operaţiile de localizare a
sectorului de linie cu defect, se poate prevede un bloc de protecţie tip BHT care determină declanşarea liniei
în cauză cu o treaptă de timp mai mică decât timpul de aşteptare t; în acest mod se evită intrarea în funcţiune
nejustificată a rezistorului Rnc pe perioada manevrelor necesare pentru identificarea sectorului de linie cu
punerea la pământ.
În timpul scurt de cel mult 0,8 s (timpul de aşteptare ta) riscul unei puneri duble la pământ este minim,
iar riscul unei puneri duble la pământ de durată este practic nul. Prin declanşarea selectivă şi rapidă a liniei
cu defect, precum şi prin prevederea blocului de tip BHT, pentru scurtarea la minim posibil a timpului de
identificare a sectorului defect, se micşorează accentuat posibilitatea unei extinderi a avariei în punere dublă
la pământ. În aceste condiţii, prin reglementările din legislaţia în vigoare privind reţelele în schema T2T se
exclude din calculele de dimensionare a instalaţiilor de legare la pământ a defectelor cu punere dublă la
pământ, atât categoria cu un curent maxim şi timpul protecţiei maximale cât şi categoria cu un curent
nedeconectabil prin protecţia maximală (curentul de punere dublă la pământ este mai mic decât valoarea
curentului de reglaj al protecţiei maximale). De asemenea, se are în vedere că defectele cu punere simplă la
pământ sunt de scurtă durată, astfel încât pentru instalaţiile de legare la pământ din reţeaua de MT
dimensionate pentru schema de funcţionare T2T, nu se impune verificarea la stabilitate termică, timpii de
defect fiind foarte mici (< 1,2 s).
Soluţiile de protecţii cu rezistor comutabil Rnc în cazul reţelelor de MT cu neutrul tratat prin bobină de
compensare BC prezintă însă dezavantajul unor costuri mai mari de investiţii şi de exploatare.
2.3.12. Dacă nu se dispune de protecţii automate selective sigure şi rapide, în cele mai numeroase cazuri
(în special la stâlpii LEA şi la posturile de transformare PT), condiţiile de dimensionare a instalaţiilor de
legare la pământ pentru o reţea BC (în schema IT) sunt mai grele (cu valori ale rezistenţelor de dispersie Rp
relativ mici), ceea ce implică costuri de investiţii şi de exploatare mai mari, decât condiţiile pentru o reţea în
schema T2T. Explicaţia principală constă în necesitatea dimensionării instalaţiilor de legare la pământ ale
reţelei electrice de MT luând în consideraţie atât curenţii de punere simplă la pământ de lungă durată, cât şi
curenţii la punerea dublă la pământ nedeconectabilă prin protecţia maximală. Trebuie avute în vedere cele
două categorii de defecte cu punere dublă la pământ:
- punere dublă la pământ cu curent de defect maxim şi cu timpul de reglaj al protecţiei maximale de
curent temporizate;
- punere dublă la pământ nedeconectată cu un curent de defect sub valoarea curentului de reglaj al
protecţiei maximale de curent şi cu timp îndelungat, neexistând condiţii sigure de funcţionare rapidă a
protecţiei.
Luarea în consideraţie a acestor curenţi de calcul conduce desigur la rezistenţe de dispersie cu valori mai
mici pentru obţinerea:
- tensiunilor de atingere sub valorile limită maxime admise;
- îndeplinirii condiţiilor de stabilitate termică ale prizelor de pământ şi ale conductoarelor de legare
la pământ în cazul defectelor de lungă durată.
Din cele de mai sus rezultă condiţiile tehnice deosebit de complicate pentru dimensionarea (realizarea) şi
exploatarea instalaţiilor de legare la pământ la toate instaţiile electrice din cadrul reţelelor de MT care
funcţionează în schema IT dacă nu se dispune de protecţii automate sigure la puneri simple la pământ
(metalice sau rezistive).
În condiţiile realizării şi aplicării şi în reţelele de MT care funcţionează în schema IT a unor protecţii
selective sigure la puneri simple la pământ (metalice şi rezistive) condiţiile de dimensionare a instalaţiilor de
0.RE-ITI 228 / 2014
59
legare la pământ pentru instalaţiile electrice din reţelele de MT sunt mult mai uşoare conducând la soluţii mult
mai economice.
2.3.13. Din cele de mai sus mai rezultă avantajele deosebit de importante, cu aspecte tehnice şi
economice mult simplificate, dacă se prevăd protecţii selective şi rapide pentru declanşări în timp scurt în
cazul defectelor cu puneri simple la pământ.
Pentru realizarea unor astfel de protecţii în reţelele cu schema de funcţionare IT trebuie avută în vedere
variaţia parametrilor de calcul şi reglaj în următoarele regimuri de avarie:
- linie sub tensiune având o fază pusă accidental la pământ (masă);
- linie sub tensiune având o fază întreruptă şi pusă la pământ (masă);
- linie sub tensiune în condiţiile existenţei unor arcuri electrice faţă de masă, de exemplu la conturnarea
unui izolator.
2.3.14. Pentru realizarea protecţiilor automate conform celor precizate la pct.2.3.13 de mai sus, trebuie
să se ţină seama de următoarele:
- variaţia parametrilor reţelei la puneri simple la pământ; realizarea protecţiilor automate în cazul
defectelor care apar în regim normal de funcţionare este diferită în multe cazuri de variaţia
parametrilor care apar la punerea sub tensiune a unei linii cu punere simplă la pământ persistentă;
- valoarea curentului capacitiv al reţelei care determină în mare măsură soluţia de realizare a tipurilor
de protecţii la puneri simple la pământ;
- componenta rezistivă a curentului la punere simplă la pământ şi conţinutul de armonice de curent,
care influenţează pronunţat sensibilitatea şi siguranţa în funcţionare a protecţiilor;
- valoarea raportului de transformare al transformatorului de curent determină sensibilitatea protecţiei
la puneri simple la pământ rezistive; astfel în cazul transformatoarelor de curent cu nc = 100/5 A
defectele cu puneri simple la pământ rezistive pot fi sesizate doar la rezistenţe de trecere la pământ
până la valoarea de circa 10 kΩ.
Astfel se au în vedere următoarele categorii de protecţii automate împotriva defectelor cu punere simplă
sau dublă la pământ pentru a se putea obţine nivelul condiţiilor tehnice de siguranţă pe care le prezintă
reţelele de MT care funcţionează în schema T2T (cu neutrul tratat prin rezistor Rn):
- protecţie de bază pe linii de MT pentru declanşarea automată sigură şi selectivă a liniilor la puneri
simple la pământ metalice şi rezistive;
- protecţie de bază pentru declanşarea automată şi rapidă a liniei de medie tensiune pe perioada manevrelor
de localizare a porţiunii de linie cu defect la punere simplă la pământ rezistivă;
- protecţie de rezervă pentru declanşarea transformatorului 110 kV MT în cazul refuzului de
declanşare a liniei protejate la acţionarea protecţiei de bază de pe linia de MT;
- protecţie de semnalizare a punerilor la pământ rezistive în reţele de MT care pot fi detectate de
protecţiile de bază de pe linia de MT.
2.3.15. Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare la stâlpii folosiţi în comun pentru liniile electrice
aeriene (LEA) şi pentru linii de telecomunicaţii (LTc) se are în vedere în mod special evitarea următoarelor
categorii de defecte cu consecinţe grave de accidentare:
- ruperea şi căderea unui conductor de fază al liniei de energie electrică aflat sub tensiune, defect care
ar putea fi de lungă durată, deci cu mare probabilitate de a avea loc o electrocutare gravă;
- punerea dublă la pământ rezistivă în reţeaua de MT, defect nedeconectabil prin protecţia maximală
de curent de pe linia de MT.
Pentru evitarea acestor categorii de defecte se impune realizarea unor protecţii automate prin care să se
realizeze atât o protecţie selectivă şi rapidă împotriva punerilor simple la pământ (metalice sau rezistive), cât
şi o protecţie automată rapidă împotriva punerilor duble la pământ rezistive, care nu pot fi rezolvate prin
protecţia maximală de curent (cazul în care curentul de defect este mai mic decât cel de reglaj al protecţiei
maximale).
Prin prevederea protecţiilor automate selective la puneri la pământ rezistive se preconizează obţinerea
următoarelor efecte:
- declanşarea automată sigură selectivă şi rapidă a LEA în cazul apariţiei defectului cu o punere
simplă la pământ rezistivă (şi desigur sau metalică);
- micşorarea riscului apariţiei defectelor polifazate, îndeosebi a punerilor duble la pământ rezistive
care pot conduce la distrugeri de echipamente şi accidente prin electrocutare;
0.RE-ITI 228 / 2014
60
- declanşarea automată de rezervă în cazul refuzului de declanşare prin nefuncţionare a întreruptorului
de pe linia cu defect;
- reducerea duratelor de solicitare a izolaţiei reţelei de MT pe perioada manevrelor de localizare a
sectorului (porţiunii) de linie cu defect (de punere simplă la pământ persistentă), perioadă care
deseori este de lungă durată în cazul reţelelor de MT care funcţionează în schema IT.
În cazul realizării celor menţionate mai sus, se creează premizele reale pentru aducerea şi reţelelor de
MT care funcţionează în schema IT (cu neutru izolat tratat cu bobine de compensare BC) aproape de nivelul
protecţiilor din reţelele de MT care funcţionează în schema T2T (cu neutrul tratat prin rezistor Rn), cu toate
avantajele care decurg pentru dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ şi pentru exploatarea liniilor de
distribuţie din reţele care funcţionează în schema IT.
În cazul special al liniilor de energie electrică de MT este absolut necesară tratarea protecţiilor împotriva
electrocutărilor, specifice categoriei reţelei din care fac parte liniile cu stâlpii folosiţi în comun, respectiv în
funcţie de modul de tratare a neutrului reţelei. Este necesar să se prevadă protecţiile automate pentru cazul
reţelei în schema normală de funcţionare, respectiv cele specifice schemei T2T (cu legarea neutrului la
pământ prin rezistor Rn), sau cele specifice reţelei cu neutru izolat sau tratat cu bobine de compensare BC
(schema IT), după caz.
Astfel la concepţia privind protecţiile automate trebuie avut în vedere următoarele aspecte specifice:
- condiţiile specifice pentru protecţiile necesare împotriva electrocutărilor la liniile electrice aeriene
LEA de MT sau JT cu stâlpi folosiţi în comun cu linii de telecomunicaţii LTc de diferite categorii;
- automatizările şi protecţiile selective şi rapide în staţiile electrice şi posturile de transformare în care
sunt racordate liniile aeriene de energie electrică de distribuţie cu stâlpi folosiţi în comun cu LTc;
- condiţiile specifice privind protecţiile în cazul liniilor de MT care funcţionează în schema T2T;
trebuie avută în vedere şi soluţia cu „întreruptor şunt” privind reţelele în schema T2T (a se vedea
subcap.2.4);
- condiţiile specifice privind protecţiile în cazul liniilor de MTcare funcţionează în schema IT;
- condiţiile specifice privind protecţiile în cazul liniilor care funcţionează în schema normală IT, dar
care, în cazul unui defect cu punere la pământ se realizează condiţii de funcţionare similare cu cele
din schema T2T prin comutarea în paralel cu bobina de compensare BC a rezistorului Rnc, prevăzut
în mod special în staţia electrică de alimentare;
- condiţii tehnice specifice în cazul liniilor de JT care funcţionează în schema TN cu conductorul
neutru folosit în comun simbol PEN;
- condiţiile de dimensionare a instalaţiilor de legare la pământ;
- condiţiile specifice pentru cazul funcţionării unei linii de MT într-o schemă de abatere de la schema
normală.
2.3.16. După cum s-a arătat la pct.2.3.15 de mai sus, la folosirea în comun a stâlpilor LEA şi pentru linii
de telecomunicaţii LTc, este necesară rezolvarea în deosebi a protecţiei împotriva electrocutărilor la ruperea
şi căderea unui conductor de fază al liniei de energie electrică. La un astfel de defect de cele mai multe ori
punerea la pământ (la masă) este rezistivă. La o astfel de situaţie se impune prevederea unor protecţii
automate selective şi rapide pentru defecte atât rezistive cât şi metalice.
Prin tratarea neutrului reţelei de MT cu rezistor Rn, se obţine în toate cazurile, prin protecţiile prevăzute
pe LEA de MT (specifice reţelelor în schema T2T respectiv cu neutrul tratat cu rezistor Rn), declanşări
rapide, sigure şi selective pentru orice punere simplă la pământ şi anume atât pentru defecte metalice cât şi
pentru defecte rezistive. La aceste reţele este admisă folosirea în comun a stâlpilor indiferent de categoria
liniei de telecomunicaţii.
În staţiile la care reţeaua de MT funcţionează în schema IT, respectiv cu neutrul izolat sau tratat cu
bobină de compensare BC, având LEA de MT cu stâlpi folosiţi în comun, trebuie, de asemenea, să se
prevadă protecţii sigure şi rapide împotriva punerilor simple la pământ astfel încât să se evite defectele de
lungă durată cu pericole de electrocutare şi de producere a punerilor duble la pământ. În lipsa unor astfel de
protecţii se are totdeauna în vedere ca învelişurile metalice şi funiile metalice de susţinere a cablurilor de
telecomunicaţii (conductoarele purtătoare) să fie legate la pământ cel puţin la capete şi, pe cât posibil, la toate
prizele de pământ care deservesc şi liniile de energie electrică cu scopul micşorării sub limitele admise a
tensiunilor de atingere şi pentru asigurarea condiţiilor de funcţionare a protecţiilor de identificare şi de
declanşare în caz de defecte metalice.
0.RE-ITI 228 / 2014
61
Acest deziderat se poate satisface dacă, în condiţiile legării conductoarelor de neutru a LEA de JT la
prizele de pământ ale stâlpilor LEA, se leagă la acestea şi conductoarele purtătoare şi armăturile/ecranele
metalice ale cablurilor LTC şi CATV cel puţin la capete şi la cutiile de joncţiune şi derivaţie ale acestor cabluri.
În cazul utilizării în comun a stâlpilor LEA şi pentru linii de telecomunicaţii, în lipsa protecţiilor
automate selective la defecte rezistive, se are în vedere pentru acestea din urmă folosirea a unor conductoare
purtătoare şi cabluri cu conductoare izolate cu înveliş din material electroizolant şi ecranate cu învelişuri
metalice legate la prize de pământ.
Problema cea mai importantă constă în evitarea, în cazul unui defect în linia energie electrică de MT, a
transmiterii la echipamentele de telecomunicaţii a unor tensiuni peste valorile limită admise impuse de
protecţia împotriva electrocutărilor.
Trebuie avut în vedere necesitatea limitării tensiunii Up a sistemului de legare la pământ folosit în comun
pentru partea de MT sau pentru partea de JT şi pentru partea de telecomunicaţii, respectiv a tensiunii care se
pot transmite la echipamentele de telecomunicaţii prin conductoarele de neutru, prin conductorul purtător
(de susţinere), respectiv prin învelişurile şi ecranele metalice ale cablurilor de telecomunicaţii legate la
pământ la capete şi la cutiile de joncţiune şi/sau de derivaţie.
Tensiunile transmise la consumatori depind de valoarea curentului de defect (de punere la pământ), care
este determinat de modul de tratare a neutrului reţelei de MT şi de rezistenţa de dispersie a sistemului
comun de legare la pământ. În acest sens trebuie avut însă în vedere şi cazul care poate apărea în practica de
exploatare şi în care reţeaua de MT, pregătită pentru un anumit regim normal de funcţionare, având porţiuni
de stâlpi folosiţi în comun, este alimentată temporar dintr-o altă staţie unde tratarea neutrului este diferită
faţă de cea din staţia unde se alimentează LEA cu stâlpi comuni în schema normală.
Condiţiile de dimensionare a sistemului de legare la pământ pentru reţelele de MT cu neutrul tratat prin
rezistor (Rn), diferă foarte mult de condiţiile de dimensionare pentru reţelele cu neutrul izolat sau tratat cu
bobine de compensare BC. Problemele speciale care se pun sunt legate de determinarea rezistenţelor de
dispersie astfel încât sistemul de legare la pământ să facă faţă în ambele regimuri de funcţionare, respectiv
condiţiilor impuse privind asigurarea tensiunilor de atingere şi de pas la stâlpi şi la consumatorii de pe joasă
tensiune şi utilizatorii liniilor de telecomunicaţii, condiţii care sunt diferite pentru cele două categorii de
reţele (T2T, respectiv IT).
2.3.17. În cazul reţelelor de MT care funcţionează în schema IT (cu neutru izolat sau tratat cu BC) la
care nu se dispune de o protecţie selectivă, sigură şi rapidă împotriva defectelor cu punere simplă la pământ
metalice şi rezistive, în conformitate cu prevederile standardului STAS 831-2002 trebuie prevăzută o
protecţie de bază tip PHTC-LR.
Protecţiile RPP, DPP, RDT utilizate în prezent în unele reţele cu BC împotriva punerilor simple la
pământ metalice pot fi considerate numai ca protecţii auxiliare şi se pot folosi asociat cu protecţiile PHTC-
LR. Se menţionează că protecţiile RPP, RDT, DPP, prin concepţia şi structura lor, nu sunt sensibile la
defecte rezistive. În cazul folosirii în comun a stâlpilor pentru LEA +LTC şi CATV sunt necesare protecţii
selective şi rapide împotriva punerilor simple şi duble la pământ rezistive pentru a se asigura o protecţie
eficientă împotriva electrocutărilor.
În conformitate cu reglementările în vigoare (standardul STAS 831-2002), în condiţiile prevederii
obligatorie a unor conductoare purtătoare şi a unor cabluri LTC ecranate cu învelişuri metalice legate la
pământ se consideră necesară prevederea protecţiilor tip PHTC-LR în modul următor:
- Protecţia de bază tip PHTC-LR montată pe LEA de MT protejată care trebuie să asigure
declanşarea sigură şi rapidă la o punere simplă la pământ metalică sau rezistivă în reţea fără
respectarea unei selectivităţi
declanşarea selectivă, sigură şi rapidă la o dublă punere la pământ metalică sau rezistivă.
- Protecţia de bază tip PHTC-LR pe toate liniile de MT racordate pe aceeaşi bară de MT cu linia
protejată care trebuie să asigure
în cazul apariţiei unei puneri la pământ simple metalice sau rezistive în reţeaua de MT, localizarea
şi declanşarea liniei cu simplă punere la pământ într-un timp de maxim 30 s se are în vedere
reducerea la minim a riscului de transformare a punerii simple la pământ în punere dublă la
pământ
în cazul apariţiei unei puneri la pământ duble în reţeaua de MT trebuie să asigure declanşarea
selectivă, sigură şi rapidă a liniei cu defect (maxim 0,2 s).
0.RE-ITI 228 / 2014
62
- Protecţia de bază tip PHT-DL pe toate liniile de MT (inclusiv linia protejată) care trebuie să asigure,
în cazul manevrelor de localizare a porţiunii de linie cu punere simplă la pământ persistentă,
declanşarea sigură şi rapidă (maxim 0,2 s) a liniei de MT cu defect se are în vedere evitarea riscului
de acţionare falsă a protecţiilor PHTC-LR pe liniile de 20 kV racordate pe aceeaşi bară cu linia
defectă şi reducerea riscului de apariţie a unei puneri duble la pământ.
- Protecţia de rezervă tip PHT-DT respectiv DRRIL pe întreruptorul transformatorului de 110 kV
/MT care trebuie să asigure declanşarea acestuia astfel
în timp de maxim 1,2 s în cazul refuzului de declanşare al întrerupătorului LEA de MT
protejate la acţionarea protecţiei PHTC-LR
în timp corespunzător domeniului de exploatare a protecţiei PHTC-LR pe liniile de MT
pentru localizarea liniei cu defect (dar nu mai mult de 30 s).
2.3.18. În cazul reţelei cu neutrul legat la pământ prin rezistor Rn (schema T2T) cerinţele tehnice sunt
următoarele (privind protecţiile automate în staţia de alimentare) (a se vedea subcap.2.4):
- Protecţia de bază tip PHCL şi PPRL pe toate liniile de MT, racordate la aceeaşi bară de MT cu LEA
protejată împotriva punerilor simple la pământ metalice şi rezistive care să realizeze
declanşarea rapidă şi selectivă a LEA de MT (linia cu stâlpi folosiţi în comun) la apariţia
punerilor simple la pământ metalice şi respectiv rezistive pe această linie
să declanşeze rapid şi selectiv la punerile simple la pământ metalice şi rezistive pe oricare din
liniile de MT racordate la aceeaşi bară cu LEA protejată cu stâlpi folosiţi în comun se are în
vedere reducerea riscului de apariţie a punerii duble la pământ pe linii diferite
să nu acţioneze greşit la aportul curenţilor capacitivi proprii.
reglajul de curent să nu fie influenţat de curentul de sarcină.
- Protecţiile de rezervă de tip PHCN şi PPRN de pe neutrul legat la pământ prin rezistor Rn care
acţionează asupra întreruptorului sursei (transformatorul de 110 kV/MT sau cuplei) pentru
declanşarea în cel mult 1,2 s în cazul refuzului de declanşare prin protecţiile de bază de pe linia de
MT (PHCL şi PPRL).
Majoritatea reţelelor de MT din ţara noastră funcţionează însă în schema IT, respectiv cu neutrul izolat
sau tratat cu bobine de compensare. În cazul tratării neutrului cu bobine de compensare BC, la liniile
electrice aeriene defectele trecătoare (autostingătoare) care sunt cele mai numeroase se lichidează într-un
timp relativ scurt (de ordinul a 0,6 s). La liniile electrice aeriene defectele persistente reprezintă un procentaj
mai redus (de ordinul a 25...30 %).
În timpul scurt de cel mult 0,6 … 0,8 s riscul unei puneri duble la pământ este considerat foarte redus.
Prin declanşarea selectivă şi rapidă a liniei cu defect, precum şi prin prevederea blocului de tip BHT pentru
scurtarea la minim posibil a timpului de identificare a sectorului defect, se micşorează accentuat
posibilitatea unei extinderi a avariei în punere dublă la pământ. În reglementările din legislaţia tehnică în
vigoare privind reţelele în schema T2T se exclude din calculele de dimensionare a instalaţiilor de legare la
pământ a defectelor cu punere dublă la pământ.
Pentru reţelele de MT în schema IT (izolate faţă de pământ) având stâlpi folosiţi în comun cu linii de
telecomunicaţii LTc , în conformitate cu reglementările din legislaţia tehnică în vigoare, sunt indicate una
din soluţiile arătate mai sus şi anume:
- fie prevederea protecţiilor PHTC-LR (conform STAS 831-2002);
- fie prevederea sistemului de automatizare de comutare a rezistorului Rnc în paralel cu bobinele de
compensare BC în cazul apariţiei unui defect cu punere la pământ.
Aceste soluţii tehnice prezintă uneori importante dezavantaje tehnice şi/sau economice, care conduc la
aplicarea soluţiei de prevedere a unor protecţii automate selective şi rapide la puneri simple şi duble la
pământ metalice şi rezistive, impuse şi de condiţiile folosirii în comun a stâlpilor pentru LEA + LTc de toate
categoriile, fiind necesar să se respecte următoarele cerinţe tehnice principale:
- Existenţa în staţia de transformare 110 kV/MT a două sisteme independente de protecţii automate
(similar cu cerinţele tehnice specifice schema T2T cu rezistor Rn) care se rezervă, având următoarele
funcţii:
declanşarea automată rapidă şi sigură a liniei de MT protejate la simplă sau dublă punere la
pământ, de regulă într-un timp 0,6 ≤ t ≤ 0,8 s la simpla punere la pământ şi maxim 0,2 s la dubla
punere la pământ;
0.RE-ITI 228 / 2014
63
semnalizarea punerilor simple la pământ rezistive (prin rezistenţă de trecere foarte mare) şi
declanşarea manuală succesivă pentru localizarea liniei cu defect;
declanşarea automată a sursei (transformatorul de 110 kV/MT sau cupla) la simpla punere la
pământ după un timp relativ scurt t ≤ 3 s la refuzul de declanşare a întreruptorului liniei de MT
la defectul cu punere la pământ.
- Existenţa la postul de transformare de MT/JT a unui sistem de protecţii care să asigure declanşarea
automată sigură şi rapidă a transformatorului de MT/JT sau a liniei de JT la următoarele defecte:
întreruperea conductorului de neutru PEN al reţelei de JT considerat de regulă ca element de
bază pentru protejarea LTc faţă de LEA de MT şi pentru realizarea unui sistem comun de legare
la pământ având o rezistenţă determinată pentru a se asigura protecţia împotriva electrocutărilor
prin atingere indirectă;
ruperea şi căderea unui conductor activ de JT pe cablu de telecomunicaţii.
2.3.19. Faţă de cele menţionate la pct.2.3.18 de mai sus se are în vedere realizarea protecţiilor automate
selective rapide în staţia de 110 kV/MT cu următoarele funcţii:
- declanşarea automată selectivă, sigură şi rapidă a liniilor cu stâlpi folosiţi în comun pentru LEA şi
LTc pentru cazul apariţiei defectului cu punere simplă la pământ metalică şi rezistivă;
- reducerea duratelor de solicitare a izolaţii reţelei MT la simpla punere la pământ apărută pe
parcursul exploatării prin utilizarea blocurilor selective la toate liniile de pe bara cu linia protejată,
micşorând astfel riscul apariţiei dublelor puneri la pământ;
- declanşarea automată selectivă, sigură şi rapidă a liniilor de MT la o punere dublă la pământ
micşorând astfel durata de transmitere a unor tensiuni periculoase la liniile vecine de pe stâlpii
folosiţi în comun;
- reducerea duratelor de solicitare a izolaţii reţelei MT pe perioada manevrelor de localizare a
porţiunii de linie de MT cu defect la simplă punere la pământ persistentă, micşorând astfel riscul
apariţiei dublei puneri la pământ;
- declanşarea automată a transformatorului 110 kV/MT la refuzul de declanşare a întreruptorului
liniei de MT protejate în cazul defectelor cu simplă şi dublă punere la pământ;
- reglajul corespunzător a bobinei de compensare BC pentru a se obţine stingerea arcului electric la
simple puneri la pământ în reţeaua aeriană de MT (defecte autostingătoare) şi reducerea numărului
de declanşări a liniilor de MT;
- mărirea sensibilităţii protecţiei homopolare de tensiune în vederea sesizării defectelor cu punere
simplă la pământ rezistive;
- reducerea numărului de conectări pe defect a liniilor de MT executate de personalul de exploatare
pentru localizarea porţiunii de linie cu punere simplă la pământ persistentă.
2.3.20. În cazurile în care reţelele de MT în schema de funcţionare IT sunt prevăzute numai cu protecţii
homopolare de tensiune care semanlizează punerile simple la pământ şi protecţii maximale de curent care
pot acţiona (la timpul de reglaj al acestei protecţii) în cazul punerilor duble la pământ la care curentul de
defect este mai mare decât valoarea curentului de reglaj al protecţiei maximale, există totdeauna riscul unor
defecte cu punere simplă la pământ (la masă) de lungă durată, precum şi defecte cu punere dublă la pământ
rezistive de lungă durată, la care curentul de defect este mai mic decât valoarea curentului de reglaj al
protecţiei maximale (defecte cu punere dublă la pământ nedeconectabile).
Datorită acestor aspecte, conform prevederilor din legislaţia tehnică în vigoare privind reţelele electrice de MT
simbol IT (cu neutrul izolat sau tratat cu BC), utilizarea în comun a stâlpilor pentru LEA + LEA de 0,4 kV + LTc
şi/sau CATv este admisă numai dacă sunt realizate protecţii de bază şi de rezervă care să asigure următoarele
- declanşarea automată rapidă (maxim 0,8 s) a liniei protejate (cu stâlpi folosiţi în comun) la simplă punere
la pământ persistentă şi reanclanşarea automată a acestei linii dacă defectul nu este pe linia respectivă
- declanşarea automată succesivă a liniilor de IT la punerea simplă la pământ într-un timp de maxim 30 s
pentru localizarea liniei cu defect, reducând astfel riscul apariţiei dublei puneri la pământ;
- declanşarea automată a întreruptorului sursei (transformatorului) la refuzul de declanşare al liniei
protejate (cu stâlpi folosiţi în comun cu linii de telecomunicaţii LTc)
- declanşarea automată rapidă a liniei protejate la punere dublă la pământ printr-o protecţie foarte
sensibilă într-un timp de (maxim 0,2 s)
- declanşarea automată rapidă a liniei de MT cu punere simplă la pământ persistentă pe durata manevrelor
executate de personalul de exploatare pentru localizarea sectorului cu defect.
0.RE-ITI 228 / 2014
64
2.3.21. Cerinţele tehnice minime rezultate pentru protecţiile automate de bază şi de rezervă în reţele
electrice de MT din schema IT cu stâlpi folosiţi în comun sunt următoarele
- Protecţia de bază trebuie să fie homopolară de curent montată pe LEA de MT protejată (cu stâlpi
folosiţi în comun) care trebuie să asigure
declanşarea sigură şi rapidă la o punere simplă la pământ metalică sau rezistivă în reţea fără
respectarea unei selectivităţi
declanşarea selectivă, sigură şi rapidă la o punere dublă la pământ metalică sau rezistivă.
- Protecţia de bază pe toate liniile racordate pe aceeaşi bară cu linia protejată în staţia de alimentare
trebuie să fie homopolară de curent şi care trebuie să asigure
în cazul apariţiei unei puneri simple la pământ metalice sau rezistive în reţea, localizarea şi
declanşarea liniei cu simplă punere la pământ într-un timp de maxim 30 s se are în vedere
reducerea la minim a riscului de transformare a punerii simple la pământ într-o punere dublă
la pământ
în cazul apariţiei unei puneri duble la pământ în reţea declanşarea selectivă, sigură şi rapidă a
liniei cu defect ( într-un timp de maxim 0,2 s).
- Protecţia de bază, pe toate liniile (inclusiv linia protejată) care trebuie să asigure, în cazul manevrelor
de localizare a porţiunii de linie cu punere simplă la pământ persistentă, declanşarea sigură şi rapidă
(maxim 0,2 s) a liniei de MT cu defect, trebuie să fie homopolară de tensiune; se are în vedere evitarea
riscului de acţionare falsă a protecţiilor homopolare de curent de pe liniile de MT racordate pe aceeaşi
bară cu linia defectă şi reducerea riscului de apariţie a unei puneri duble la pământ.
- Protecţia de rezervă pe întreruptorul sursei (transformatorului) trebuie să fie homopolară de tensiune
şi trebuie să asigure declanşarea acestuia astfel
în timp de maxim 1,2 s în cazul refuzului de declanşare al întreruptorului liniei de MT
protejate la acţionarea protecţiei homopolare de curent de pe linii
în timp corespunzător domeniului de exploatare a protecţiei homopolare de curent de pe linii
pentru localizarea liniei cu defect, dar nu mai mult de 30 s.
2.3.22. Pentru protecţia împotriva electrocutărilor prin atingere indirectă în instalaţiile electrice de
distribuţie din reţele în schema IT, trebuie să se realizeze protecţia prin legare la pământ. Tensiunile maxime
admise de atingere Ua şi de pas Upas în cazul instalaţiilor electrice de MT din reţelele în schema IT sunt cele
din tabelul 2.7.
Tabelul 2.7 - Tensiuni de atingere Ua şi de pas Upas maxime admise în cazul unui defect
cu punere la pământ în instalaţiile de MT din reţelele în schema IT
Nr.
crt.
Tipul
echipamentelor
şi instalaţiilor
electrice
Zona de amplasare
Tensiunea maximă de atingere şi de pas (V) pentru
timpul de întreruperi la protecţie de bază de : (în s)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 -3 > 3
1
Echipamentul
electric
(exclusiv
stâlpii LEA)
a) circulaţie frecventă 125 100 85 80 75 70 65 50
b) circulaţie redusă fără mijloace
individuale de protecţie izolante 250 200 165 150 140 130 125 125
c) circulaţie redusă cu folosirea
mijloacelor ind.de protecţie
izolante
500 400 330 300 280 260 250 250
2 Stâlpii LEA
fără aparataj
a) circulaţie frecventă din
localităţi 125 125 125 125 125 125 125 125
b) circulaţie frecventă din afara
localităţii - Nu se standardizează -
c) circulaţie redusă - Nu se standardizează -
d) incinte industriale şi agricole ,
plaje şi terenuri de camping 125 125 125 125 125 125 125 125
3 Stâlpii LEA
cu aparataj a) în general indiferent de zonă 125 125 125 125 125 125 125 125
Stâlpii LEA folosiţi în comun trebuie să fie încadraţi în categoria stâlpilor LEA fără aparataj din zone cu
circulaţie frecventă din localităţi sau în categoria cu aparataj, respectiv rândul 2 a) şi rândul 3 a) din
0.RE-ITI 228 / 2014
65
tabelul 2.7, deoarece la aceşti stâlpi au acces atât personalul unităţilor de distribuţie a energiei electrice cât
şi personalul care deserveşte linia de telecomunicaţii de pe stâlpii folosiţi în comun.
Valorile de calcul a rezistenţelor de dispersie ale instalaţiilor de legare la pământ din reţelele care
funcţionează în schema IT, rezultă din următoarele condiţii:
p
a
a
ap
I
UkR
şi
p
pas
pas
pasp
I
UkR
,
unde Ua şi Upas sunt valorile indicate în tabelul 2.7 în funcţie de categoria instalaţiei şi timpul protecţiei.
Pentru satisfacerea condiţiilor de stabilitate termică a prizelor de pământ (din care rezultă valoarea
rezistenţei de dispersie rp a prizei de pământ), trebuie luate în consideraţie cele trei condiţii specifice
reţelelor de MT care funcţionează în schema IT (a se vedea cele prezentate mai sus în prezentul subcapitol)
şi anume:
- pentru defecte cu punere simplă la pământ de lungă durată p
p
12
Ir
- pentru cazurile punerilor duble la pământ rezistive nedeconectabile prin protecţiile prevăzute
t
t
Ir
mrp
125
- pentru cazul punerilor duble la pământ metalice deconectabile prin protecţii automate prevăzute
într-un timp tr ≤ 3 s
tIS mpd
unde: Ip este curentul de punere simplă la pământ sau curentul rezidual dar nu mai puţin de 10 A;
Irm - curentul minim prin priză de pământ, la care acţionează protecţia prevăzută pentru deconectarea
automată în cazul unei puneri duble la pământ;
Idpm - curentul maxim de punere dublă la pământ, considerând o rezistenţa circuitului de defect
respectiv de trecere la pământ de calcul de 4 , iar “t” este timpul de deconectare la acest curent
(se consideră timpul protecţiei de rezervă).
2.4. Reţele electrice de MT cu neutrul legat la pământ prin rezistor Rn (reţele care funcţionează în
schema T2T)
2.4.1. Reţele electrice de MT cu neutrul legat la pământ prin rezistor Rn de limitare a curentului de
punere la pământ (reţele în schema de funcţionare T2T - figura 1.2.c) prezintă avantajul unei deconectări
rapide şi sigure a defectului cu punere la pământ şi a unor niveluri de izolaţie mai coborâte decât în cazul
soluţiilor de tratare a neutrului cu bobine de compensare BC, din următoarele considerente specifice tratării
prin rezistor Rn:
- se elimină rapid defectele, prin utilizarea unor protecţii automate simple şi sigure, astfel încât
reţeaua nu este solicitată practic la tensiunea stabilizată de valori mari (tensiunea între faze pentru
izolaţia fazelor şi tensiunea de fază pentru neutru);
- supratensiunile tranzitorii au valori mai mici (cu până la 40 %) şi care sunt amortizate rapid şi eficace.
Avantajele sistemului de tratare a neutrului prin rezistor, respectiv ale funcţionării reţelei electrice în
schema T2T sunt:
- posibilitatea realizării unor protecţii selective rapide şi eliminarea rapidă a defectului;
- reducerea valorilor şi amortizarea rapidă a supratensiunilor tranzitorii de comutaţie specifice reţelelor
cu neutrul izolat sau tratat prin bobină de compensare BC sau reactanţă de limitare, ceea ce reduce
probabilitatea transformării defectelor monofazate în defecte polifazate;
- prelungirea duratei de viaţă a echipamentelor prin reducerea îmbătrânirii izolaţiei acestora ca urmare a
reducerii valorii supratensiunilor şi tensiunilor stabilizate (datorită prezenţei rezistorului) şi a
reducerii duratei de acţionare a acestor tensiuni asupra izolaţiilor (eliminarea defectului prin protecţiii
într-un timp foarte scurt);
- eliminarea suprateniunilor temporare pe armonica fundamentală sau pe armonicile superioare
specifice reţelelor cu neutrul izolat sau tratat cu bobină de compensare BC şi reactanţă de limitare
(supratensiuni de rezonanţă sau ferorezonanţă);
0.RE-ITI 228 / 2014
66
- reducerea probabilităţii apariţiei dublelor puneri la pământ şi deci reducerea probabilităţilor
distrugerii întreruptoarelor;
- valoarea rezistenţei de limitare este independentă de schema reţelei la un moment dat, putându-se
extinde reţeaua eliminându-se astfel dezavantajul unui reglaj permanent (automat sau manual) ca în
cazul tratării neutrului prin bobină de compensare BC;
- cheltuielile de exploatare scad foarte mult, deoarece avariile nu se extind şi la alte elemente ale
reţelei, reducându-se substanţial numărul scurtcircuitelor bifazate şi trifazate;
- preţul unui rezistor de limitare este mai redus decât al unei bobine de compensare şi sau al unei
reactanţe de limitare.
Principalul dezavantaj al soluţiei de tratare a neutrului prin rezistor Rn constă în numărul relativ mare de
declanşări în cazul reţelelor aeriene ca urmare a defectelor pasagere specifice acestor reţele. Acest
dezavantaj poate fi eliminat prin utilizarea Sistemului de Automatizare „Întreruptor Shunt”. Soluţia tehnică
cu "întreruptor de şuntare", aplicabilă în cazul reţelelor electrice aeriene de medie tensiune cu neutrul tratat
prin rezistenţă schema T2T, îmbunătăţeşte performanţele tratării neutrului prin rezistenţă, în condiţii tehnice
şi economice avantajoase.
2.4.2. În cazul reţelelor de MT care funcţionează în schema T2T trebuie utilizaţi următorii termeni şi
simboluri specifice acestei categorii de reţele:
Rn - Rezistor (rezistenţă electrică) pentru legarea neutrului reţelei la pământ cu scopul
limitării curentului de punere simplă la pământ la o valoare determinată;
BPN - Bobină trifazată de punct neutru, este destinată realizării neutrului artificial necesar
racordării rezistorului Rn;
Ipp - Curentul de punere simplă la pământ care apare pe faza cu punere la pământ în
reţelele cu neutrul legat la pământ prin rezistor.
Ipr - Curentul de punere la pământ rezistiv este curentul de scurtcircuit monofazat care se
închide printr-o rezistenţă a cărei valoare este peste 100 , respectiv se situează sub
valoarea de reglaj a protecţiilor homopolare de curent de pe circuitul respectiv;
Ict - Curentul capacitiv total este curentul capacitiv al întregii reţele legată galvanic la
barele de MT ale staţiei, care circulă prin locul de punere la pământ;
PHCL - Protecţie homopolară de curent pe linie;
PHCN - Protecţie homopolară de curent pe neutrul reţelei, legat la pământ prin rezistor Rn;
PPRL - Protecţie pe linie împotriva punerilor la pământ rezistive;
PPRN - Protecţie pe neutrul reţelei împotriva punerilor la pământ rezistive;
PHT - Protecţie homopolară de tensiune;
PMCT - Protecţie maximală de curent temporizat;
RART - Dispozitiv trifazat de reanclanşare automată rapidă;
PMCC - Protecţie maximală de curent pe cuplă;
PHCT - Protecţie homopolară de curent pe circuitul transformatorului de alimentare;
PDLH - Protecţie diferenţială longitudinală homopolară;
PMB - Protecţie de masă a barelor de MT;
PHCB - Protecţie homopolară de curent pe TSP cu sau fără rezistor Rn;
PGD - Protecţie de gaze cu treaptă de declanşare;
PGS - Protecţie de gaze cu treaptă de semnalizare;
TSP - Transformator de servicii proprii de MT/JT utilizat şi pentru realizarea punctului
neutru artificial în reţeaua de MT în vederea racordării rezistorului Rn, dimensionat
corespunzător curentului nominal al acestuia Inr;
Inr - Curentul nominal al rezistorului Rn.
2.4.3. În staţiile electrice de alimentare de MT cu neutrul legat la pământ prin rezistor (reţele în schema
de funcţionare T2T - prevăzute cu două sisteme independente de eliminare a defectului) trebuie îndeplinite
simultan următoarele condiţii principale:
a) pe fiecare circuit (linie) de alimentare să existe câte o protecţie homopolară de curent PHCL;
b) pe legătura de pământ a neutrului N a reţelei să existe o protecţie homopolară de curent PHCN;
c) fiecare din cele două protecţii de la pct.a) şi b) trebuie să acţioneze separat asupra a două
întreruptoare diferite de pe circuitul curentului de punere la pământ, şi anume asupra întreruptorului
0.RE-ITI 228 / 2014
67
de linie prin protecţia PHCL, respectiv asupra întreruptorului de pe partea de MT a sursei de
alimentare (transformatorului) prin protecţia PHCN;
d) pe barele staţiei să existe o protecţie homopolară de tensiune care să declanşeze la prima punere la
pământ întreruptorul sursei de alimentare pe partea de MT, în cazul în care se întrerupe circuitul de
legare la pământ a neutrului reţelei precum şi în toate cazurile în care nu sunt îndeplinite condiţiile
să funcţioneze protecţiile PHCL sau PHCN;
e) timpii de deconectare la oricare din protecţiile de bază sau de rezervă trebuie să fie de maxim 1,2 s;
în cazul în care acest timp este mai mare decât 1,2 s, valorile tensiunilor de atingere şi de pas sunt
cele referitoare la reţelele cu schema de funcţionare T1T (cu un singur sistem de protecţie - a se
vedea figura 1.2.a sau 1.2.b);
f) reţelele trebuie să fie astfel realizate încât în nici un regim de funcţionare de avarie şi indiferent de durată,
curentul de scurtcircuit monofazat să nu depăşescă valoarea de calcul.
2.4.4. Racordarea rezistorului Rn între neutrul reţelei şi pământ se poate realiza în următoarele variante
în funcţie de condiţiile specifice pe baza unei justificări tehnico-economice (a se vedea figura 2.7):
Varianta I : la punctul neutru al înfăşurării de MT în stea al transformatorului de alimentare, în cazul în
care acesta din urmă are o conexiune corespunzătoare pentru racordarea rezistorului Rn
(figura 2.7.a);
Varianta II: la punctul neutru al bobinei de punct neutru BPN; aceasta se va lega în derivaţie între
racordul dintre transformatorul (sursa) de alimentare şi bara de MT a staţiei printr-un
separator (figura 2.7.b);
Varianta III: la punctul neutru al înfăşurării de MT în zig-zag al transformatorului de servicii proprii
TSP dacă acesta din urmă este dimensionat (realizat) corespunzător în funcţie de curentul
nominal Inr al rezistorului Rn (figura 2.7.c).
La alegerea curentului nominal Inr al rezistorului Rn de regulă se consideră condiţia Inr 2Ict (curentul
capacitiv total al reţelei). Se admite ca 1,5∙ Ict Inr 2Ict pe baza unei justificări tehnico-economice cu
stabilirea corespunzătoare a reglajului protecţiei PHCL (de pe linie) în funcţie de valoarea curentului
capacitiv pe linia respectivă.
Varianta II (BPN+Rn) se aplică în general în cazul staţiei cu două transformatoare de alimentare, două bare
de MT şi două sau mai multe transformatoare de servicii proprii TSP racordate pe bare diferite. În astfel de
cazuri este nejustificată tehnic şi economic, aplicarea variantei III (TSP+Rn ) din următoarele considerente:
a) în schema de funcţionare cu un singur transformator şi cu cupla închisă între cele două bare, dacă
sunt în funcţiune două transformatoare de servicii proprii TSP1 şi TSP2, înseamnă în cazul unei
puneri la pământ în reţea, valoarea curentului Ipp efectiv poate avea o valoare dublă până la 2Inr, cele
IT MT
Rn
IT MT
BPN
Rn
TSP
Rn
MT
JT
Fig.2.7 - Variante de legare la neutrul reţelelor electrice de MT a Rn .
a. b. c.
TIT/MT TIT/MT
0.RE-ITI 228 / 2014
68
două rezistoare Rn1 şi Rn2 funcţionând în paralel; toate instalaţiile de legare la pământ şi toate
protecţiile sunt realizate pentru Ip Inr;
b) în cazul în care s-ar alege varianta a III-a este necesar în afară de procurarea unor TSP speciale să se
prevadă şi automatizări şi blocaje speciale, astfel încât la funcţionarea cu un singur transformator de
alimentare trebuie să rămână în funcţiune un singur TSP+Rn pentru a se îndeplini condiţia Ipp Inr (a
se vedea pct.a) de mai sus). În cele mai numeroase cazuri este însă necesar ca şi în cazul funcţionării
cu un singur transformator de alimentare să funcţioneze ambele transformatoare de servicii proprii
TSP1 şi TSP2 ceea ce face practic imposibilă aplicarea variantei a III-a TSP+Rn;
c) ţinând seama de cele arătate mai sus la pct.a) şi b), aplicarea variantei a III-a în cazul unei staţii de
alimentare cu două transformatoare ar conduce la cheltuieli de investiţii apreciabil mai mari decât în
cazul aplicării variantei a II-a BPN+Rn.
2.4.5. Faţă de cele arătate la pct.2.4.4 de mai sus, rezultă necesar ca în staţia de alimentare a reţelei cu
neutrul legat la pământ prin rezistor să se prevadă protecţii rapide şi selective atât împotriva defectelor cu
puneri la pământ metalice cât şi împotriva defectelor cu puneri la pământ rezistive după caz, avându-se în
vedere obţinerea următoarelor condiţii tehnice:
a) evitarea punerilor duble la pământ în reţeaua de MT asigurându-se declanşarea rapidă şi sigură a punerilor
simple la pământ prin prevederea a două sisteme distincte de eliminare a unui defect;
b) evitarea transformării defectelor monofazate în defecte polifazate prin reducerea valorilor
supratensiunilor în caz de defect cu punere la pământ precum şi amortizarea rapidă a supratensiunilor
tranzitorii;
c) limitarea cauzelor de îmbătrânire a izolaţiei echipamentelor prin reducerea valorilor supratensiunilor
datorită prezenţei rezistorului Rn în circuitul curentului de defect şi prin reducerea duratei acestora
prin eliminarea defectului într-un timp foarte scurt (0,2 … 1,2 s);
d) limitarea uzurii întreruptoarelor de MT prin limitarea curentului de punere simplă la pământ datorită
prezenţei rezistorului Rn şi evitarea punerilor duble la pământ prin acţionarea protecţiilor împotriva
punerilor simple la pământ;
e) creşterea nivelului de asigurare a continuităţii în funcţionare a reţelei, şi ca urmare în alimentarea
consumatorilor, prin creşterea duratei de viaţă a echipamentelor datorită limitării valorilor
supratensiunilor şi prin creşterea duratei între două defecte cu puneri duble la pământ datorită
declanşării rapide a defectelor cu puneri simple la pământ,
Se vor prevedea protecţii în general împotriva următoarelor defecte, respectiv regimuri de avarie:
a) punerea simplă la pământ;
b) punerea la pământ rezistivă;
c) scurtcircuit polifazat;
d) defect de izolaţie între spire;
e) curenţi de scurtcircuit;
f) curenţi de suprasarcină;
g) supratensiuni;
h) degajări periculoase de gaze în interiorul cuvei transformatorului;
i) supratemperaturi;
j) întreruperea accidentală a unei faze.
Pentru exemplificare, se precizează că:
- punctele a), b), c), e) şi j) de mai sus se au în vedere în cazul liniilor şi cuplelor de bare;
- punctele a) … f), şi h) … j) în cazul transformatoarelor de servicii proprii TSP;
- punctele a) … f), h) şi i) în cazul transformatoarelor de alimentare;
- punctele a), b), c), e) şi g) pentru bateriile de condensatoare.
2.4.6. Pe liniile racordate pe bare se prevăd următoarele protecţii cu acţionare pentru declanşarea
întreruptorului liniei respective:
- protecţie maximală de curent temporizată;
- protecţie maximală rapidă (netemporizată); se prevede în cazuri de nestabilitate termică la scurtcircuit;
- protecţie homopolară de curent temporizată PHCL, de regulă cu t 0,2 s, justificat se admite
t 0,7 s (în cazuri justificate de selectivitate cu t = 0,5 s) şi cu un reglaj corespunzător pentru
evitarea acţionării greşite la aportul curenţilor capacitivi proprii al liniei respective;
0.RE-ITI 228 / 2014
69
- protecţie împotriva punerilor la pământ rezistiv PPRL;
- dispozitiv de reanclanşare automată rapidă RART; se aplică în cazul liniilor aeriene şi mixte.
2.4.7. Pe cuplele de bare se prevăd următoarele protecţii cu acţionare pentru declanşarea întreruptorului
cuplei:
- protecţie maximală de curent pe cuplă PMCC;
- protecţie homopolară de curent pe cuplă PHCC; timpul se stabileşte la o valoare cu o treaptă
(t = 0,5 s) mai mare decât al protecţiei homopolare de curent de pe linie PHCL.
2.4.8. Pe circuitul transformatorului de servicii proprii TSP se prevăd următoarele protecţii cu acţionare
pentru declanşarea întreruptorului respectiv acestui circuit:
- protecţie maximală de curent temporizată PMCT;
- protecţie homopolară de curent temporizată PHCB;
- protecţie de gaze PGD şi/sau PGS;
- protecţie de curent de secvenţă homopolară împotriva defectelor care apar în înfăşurări;
- protecţiile PHCN şi PPRN dacă neutrul artificial al reţelei se realizează în primarul TSP, special
dimensionat în acest scop;
- protecţie diferenţială longitudinală homopolară PDLH dacă TSP este utilizată şi pentru realizarea
neutrului artificial al reţelei pentru legarea la pământ prin rezistenţă (rezistorul Rn).
2.4.9. Pe circuitul de MT al transformatorului de alimentare se prevăd următoarele protecţii cu acţionare
pentru declanşarea întreruptorului de pe acest circuit, în cazul în care neutrul artificial al reţelei de MT este realizat
cu BPN (racordată la acest circuit) pentru legarea la pământ prin rezistor Rn:
- protecţie maximală de curent temporizată PMCT;
- protecţie homopolară de curent temporizată PHCN pe legătura la pământ a BPN prin rezistorul Rn
cu t = 0,7 … 1,2 s; în nici o situaţie nu se va depăşi valoarea de 1,2 s;
- protecţie PPRN pe neutrul reţelei legat la pământ prin rezistor Rn împotriva punerilor la pământ
rezistive; de regulă această protecţie trebuie să aibe două trepte şi anume:
treapta de semnalizare cu t 1,2 s;
treapta de declanşare cu t 1,2 s;
- protecţie homopolară de tensiune PHT care să acţioneze declanşarea întreruptorului de pe circuitul
transformatorului de alimentare într-un timp t 1,2 s în toate cazurile în care nu sunt realizate
(îndeplinite) condiţiile de funcţionare a protecţiei homopolare de curent cum este de exemplu este
cazul când este întrerupt circuitul de legare la pământ a neutrului reţelei prin rezistorul Rn;
- protecţie de gaze PGD şi/sau PGS atât la transformator cât şi la BPN;
- protecţie de supratemperatură;
- protecţie diferenţială longitudinală homopolară PDLH.
2.4.10. Pentru defectele cu punere simplă la pământ în zona barelor colectoare de MT care nu pot fi
lichidate prin protecţiile din amonte trebuie prevăzută o protecţie rapidă cu t 0,2 s pentru evitarea
pagubelor datorită unor scurtcircuite monofazate (arcuri electrice) în celule sau la bare în amonte de
întreruptoarele de pe linii.
O soluţie de rezolvare o constituie protecţia de masă a barelor PMB de MT. Dacă această protecţie este
nejustificată tehnic şi economic, declanşarea rapidă poate fi realizată cu o protecţie homopolară de tensiune PHT.
Pentru realizarea protecţiei PMB se vor îndeplinii următoarele condiţii:
a) Realizarea unui conductor principal de legare la pământ pentru asigurarea legărilor la pământ
independente şi sigure a maselor metalice din zona barelor în celulele din staţia de MT; conductorul
principal de legare la pământ de regulă se montează în canalul cablurilor de circuite secundare. În
cazul în care în canalele de cabluri de circuite secundare sunt pozate cabluri cu armătura metalică
este interzisă atingerea armăturii cablului cu conductorul principal de legare la pământ sau cu mase
metalice din celulele de m.t. care sunt legate prin ramificaţii separate la acest conductor. Se va avea
în vedere ca masa metalică a celulelor să nu aibă nici o cale galvanică de contact cu pământul prin
pardoseala de beton pe care se sprijină sau prin alte căi.
b) Conductorul principal de legare la pământ cu legături la pământ a maselor metalice a celulelor
respective se va lega în două puncte diferite prin câte un transformator de curent pentru funcţionarea
0.RE-ITI 228 / 2014
70
PMB la conductorul principal de legare la pământ general al staţiei respective la care este legat
rezistorul Rn.
c) Izolările arătate la pct.a) de mai sus ca şi cele ale cutiilor terminale şi a mantalelor cablurilor faţă de
masa metalică a celulelor de MT sunt suficiente dacă sunt la nivelul unei tensiuni de încercare de
3000 V, 50 Hz aplicată timp de un minut. În general, acolo unde fundaţia de beton pe care se
montează celulele de MT nu este prevăzută cu armătură din oţel în contact cu pământul şi cu masa
metalică a acestor celule, condiţiile de izolare impuse numai prin capacitatea de izolare a plăcii de
beton sunt suficiente.
d) Cuţitul de punere la pământ clp din celula de MT se va izola faţă de construcţia metalică a celulei
astfel:
- izolarea tijei de acţionare a cuţitului de punere la pământ;
- izolarea axului clp printr-o bucşă electroizolantă şi legarea la instalaţia de legare la pământ;
legătura se face cu conductor funie de cupru introdus în tub izolant de polietilenă.
e) Reglajul de curent şi de timp al protecţiei PMB trebuie să fie astfel încât să se evite oricare
funcţionare intempestivă în cazul apariţiei unui defect în exteriorul staţiei. În general, pentru reglajul
de curent se recomandă valorile indicate în tabelul de mai jos (dat cu titlu de exemplificare).
Tipul reţelei Curent de scurtcircuit
monofazat limitat la:
Raport transformator
de curent Reglaj de curent
aeriene sau mixte 300 A 100/5 100 A
subterane 600 A 200/5 200 A
subterane 1000 A 300/5 300 A
Protecţia de punere la masă PMB declanşează întreruptorul transformatorului de alimentare şi blochează
instalaţia de AAR. Declanşarea trebuie dată controlându-se demarajul protecţiei homopolare a
transformatorului, montată pe circuitul rezistorului Rn legăturile la pământ ale TSP sau bobină de nul BPN.
2.4.11. La punctele intermediare de alimentare (PA) liniile racordate la barele de MT din PA se vor
completa cu protecţii homopolare de curent temporizate cu un timp t 0,2 s, timpii din amonte fiind mai
mari cu t 0,5 s; în punctele de alimentare nu se prevede nici o legare la pământ prin rezistor.
Instalaţia de legare la pământ a PA-ului se va realiza în conformitate cu prevederile din îndreptarul
1E-Ip 35/2, unde sunt reglementate şi condiţiile legate de realizarea prizei de pământ în PA, în vederea
respectării tensiunilor de atingere şi de pas.
2.4.12. Pentru creşterea calităţii în alimentarea consumatorilor racordaţi la reţelele electrice aeriene sau
mixte cu neutrul tratat prin rezistor (schema T2T) şi creşterea siguranţei în funcţionare a acestor reţele se poate
adopta soluţia / sistemul de automatizare “întreruptor de şuntare” care asigură eliminarea, în condiţii tehnice
şi economice avantajoase, a defectelor monofazate trecătoare fără întreruperea alimentării consumatorilor.
Principiul soluţiei constă în “şuntarea” defectului monofazat produs în reţea prin închiderea, fără temporizare,
a unui “întreruptor şunt” (montat în staţia de IT/MT pe barele staţiei de MT), pe faza afectată de defect
monofazat. Această şuntare are menirea de a reduce, practic la zero, curentul prin locul de defect, realizându-se
stingerea arcului fără ca “şuntarea” să producă o întrerupere in alimentarea consumatorului. În figura 2.8 se
prezintă schema de principiu a unei reţele de MT, alimentată printr-un transformator de IT/MT, având
neutrul tratat prin rezistor. Fiecare faza a acestei reţele de MT poate fi conectata la pământ printr-un
întreruptor cu acţionare independentă pe fiecare fază (întreruptor de şuntare - IS).
Să presupunem că un defect trecător (pasager) la pământ afectează faza T a reţelei în punctul Y al unei
LEA (de exemplu la stâlpul S). Soluţia tehnică de eliminare a defectului trecăror constă în stingerea arcului de
defect din punctul Y şuntând defectul prin închiderea fără temporizare a polului P1 al "întreruptorului de
şuntare" IS pentru un interval de timp "t", urmat de deschiderea polului P1 după scurgerea acestui timp "t".
Procedând astfel se reduce tensiunea între punctul Y şi pământ la o valoare inferioară tensiunii care permite
reamorsarea arcului după trecerea curentului de defect prin zero şi astfel defectul trecăror a fost eliminat.
Deschiderea polului P1 al întreruptorului IS nu trebuie să se facă decât după deionizarea traseului
arcului pentru a se evita o reamorsare a acestuia. Aceasta condiţie impune o durată minimă de şuntare.
În cazul în care defectul a fost pasager, funcţionarea reţelei revine la normal după deschiderea polului
P1. Dacă în intervalul de timp "t" defectul nu a fost eliminat, el este un defect permanent, care va fi
selectat şi deconectat prin funcţionarea protecţiilor convenţionale de pe LEA, pe durata acţionarii acestor
0.RE-ITI 228 / 2014
71
Fig. 2.8 - Schema de principiu de funcţionare a soluţiei “Întreruptor de şuntare”.
IS - Intreruptor de suntare;
IL - Intreruptor de linie;
R0 - Rezistenta pe neutrul retelei;
Rdef - Rezistenta de defect;
ik - Curentul prin intrerupatorul
de suntare;
irez - Curentul rezidual de defect;
is - Curentul de sarcina;
iR - Curentul prin neutrul retelei;
Rdef - Rezistenta de defect;
S - Stalp al liniei;
X - Punctul de montare
intreruptor de suntare;
Y - Punctul de defect.
P1
iRo
P2
P3
ik
Întreruptor
de şuntare
R0
X
TSP sau
BPN
IL
Z
Rpriza
Transformator
IT/MT
ik
irez
Rdef
Y
S
irez
iCo
is
Consumator Trafo. MT/JT
C0
faza suntata
prin defect
iCo
R S T
is
protecţii blocându-se repetarea şuntării. Se sconteaza astfel la selectarea şi eliminarea a circa 75-90 % din
defectele monofazate, ca şi în cazul RAR, dar, prin utilizarea acestei soluţii, fără deconectarea
consumatorilor (fără întreruperea alimentării consumatorilor).
Reţelele electrice de distribuţie de medie tensiune fiind în general de tip radial, şuntarea arcului trebuie
să se realizeze din staţia de IT/MT. "Întreruptorul de şuntare" se racordează la barele staţiei de alimentare a
reţelei de MT deoarece defectul se poate produce pe oricare plecare din staţia de MT şi barele de MT sunt
singurele elemente comune tuturor acestor plecări.
De asemenea, este necesar a se preîntâmpina funcţionarea "întreruptorului de şuntare" în cazurile în care
defectul la pământ este polifazat, iar comanda de şuntare trebuie emisă numai pentru faza afectată de un
defect monofazat.
Avându-se în vedere cele prezentate mai, principalele condiţii care se impun în aplicarea soluţiei
"întreruptorului de şuntare" sunt:
a) Instalarea pe barele de MT ale staţiei a unor întrerupătoare cu acţionare monofazată, care să asigure
posibilitatea de comandă de închidere la pământ numai a fazei pe care s-a produs punerea la pământ;
b) Asigurarea selectării fazei pe care trebuie să închidă întrerupătorul şunt, adică a fazei pe care s-a
produs defectul şi blocarea comenzii de închidere a unei faze de întrerupător, dacă acesta este deja
închis pe o fază;
c) Asigurarea blocării acţionării repetate a “întreruptorului de şuntare”, dacă după prima acţionare a
întreruptorului, defectul la pământ nu a fost eliminat;
d) Posibilitatea de deconectare prin “întreruptorul de şuntare”, a unor curenţi de scurtcircuit cu dublă
punere la pământ, dacă pe durata închiderii unei faze a “întreruptorului de şuntare”, se mai produce un
alt defect la pământ pe o altă fază - declanşarea imediată a fazei care a realizat şuntarea;
e) Blocarea comenzii de închidere simultană a mai mult decât a unei faze la pământ;
f) Asigurarea deconectării imediate a fazei “întreruptorului de şuntare” care a închis pe altă fază decât
aceea pe care s-a produs defectul monofazat.
0.RE-ITI 228 / 2014
72
Pentru implementarea soluţiei "întreruptor de şuntare" se va prevedea un Bloc automat de selectare a fazei
cu defect şi de comandă a întreruptorului de şuntare (BSFCIS), cu următoarele funcţiuni minimale:
a) Selectarea fazei cu defect şi conectarea automată, fără temporizare, a polului de "întreruptor de
şuntare" de pe faza cu defect monofazat, inclusiv eliminarea posibilităţii anclanşării concomitente a 2
sau 3 poli de "întreruptor de şuntare”.
b) Blocarea conectării "întreruptorului de şuntare" la defecte polifazate.
c) Declanşarea automată a polului "întreruptorului de şuntare" după o durată de timp prestabilită t,
considerată necesară lichidării defectelor monofazate trecătoare prin autostingere. Această durată de timp
se stabileşte experimental ţinând seama de particularităţile reţelei şi a zonei în care este amplasată aceasta.
d) Blocarea funcţionării repetate (nedorită) a acţiunii de şuntare dacă defectul nu a dispărut după prima
deschidere a "întreruptorului de şuntare".
e) Blocarea funcţionării "întrerupătorului şunt" pe durata funcţionării protecţiilor şi automatizărilor
convenţionale specifice reţelelor electrice cu neutrul tratat prin rezistenţă.
Deoarece şuntarea nu conduce la perturbarea alimentării normale a consumatorilor, durata şuntării (t),
necesară stingerii arcului şi deionizării canalului de arc, poate fi considerabil mai mare decât prima pauză de
RAR, aceasta putându-se mări până la limita de stabilitate termică impusă de rezistorul montat pe neutrul
reţelei, crescând astfel probabilitatea de deionizare a mediului de arc şi stingerea acestuia şi astfel pot fi
depăşite performanţele actuale ale RAR de eliminare a defectelor monofazate trecătoare.
2.4.13. Instalaţiile de legare la pământ din reţeaua de MT vor fi dimensionate totdeauna pentru regimul
normal de funcţionare. În cazul instalaţiilor de legare la pământ folosite în comun pentru respectarea
limitelor maxime admise ale tensiunilor de atingere, sistemul de legare la pământ trebuie să fie dimensionat
pentru timpii de întrerupere corespunzător schemei de abatere, dacă acest timp este mai mare decât cel din
schema normală.
În cazul unei linii dintr-o reţea cu schema T2T pentru cazul în care această LEA trebuie să fie alimentată
într-o schemă de abatere dintr-o reţea cu schema IT (cu neutru izolat sau tratat cu bobină de compensare
BC), respectiv dintr-o staţie de alimentare a unei reţele cu schema IT, pe liniile PRn pregătite pentru schema
T2T (cu rezistor Rn) trebuie să se monteze un bloc (de protecţie şi automatizare) tip PHTC-LR cu protecţie
prin care se întrerupe automat într-un timp tb 0,8 s, linia protejată, în cazul sesizării unui defect cu punere la
pământ în reţea. În cazul în care defectul nu se află pe liniile PRn alimentate prin linia declanşată (la acţionarea
PHT) blocul cu protecţia tip PHTC-LR va reanclanşa automat linia protejată după o pauză ph = 0,5 … 1,2 s.
În cazul în care curentul capacitiv rezidual necompensat în staţia BC (schema IT) este mai mare de 10 A,
blocul cu protecţia tip PHTC-LR va fi prevăzut şi cu o protecţie de rezervă care să funcţioneze, pentru
declanşarea întreruptorului sursei (transformatorului), în cazul unui refuz de declanşare a întreruptorului
liniei în cauză.
În cazul unei linii PBC dintr-o reţea cu schema IT şi deci pregătită pentru această schemă, este alimentată pe
o durată de abatere dintr-o staţie cu reţeaua PRn pregătită pentru schema T2T în toate cazurile, pe durata de
abatere, se anulează RART atât pe liniile PBC în cauză, cât şi pe linia PRn prin care se alimentează liniile PBC. Se
admite ca în staţia PRn, pe linia PRn prin care se alimentează liniile PBC pe durata de abatere temporară, să se
mărească timpul de întrerupere prin protecţia PHCL (de la linia PRn) până la cel mult 0,4 s. Astfel se are în
vedere selectivitatea pentru protecţiile împotriva punerilor simple la pământ de pe liniile PBC (în presupunerea
că pe aceste linii PBC s-au prevăzut protecţii automate împotriva punerilor simple la pământ).
De regulă, pe liniile PBC care pot funcţiona în schema de abatere pe durată mare dintr-o staţie PRn (în
schema T2T), trebuie să se prevadă protecţii PHCL cu timpi determinaţi pentru a se asigura o selectivitate
corespunzătoare faţă de PHCL de pe linia PRn prin care se alimentează liniile PBC.
2.4.14. Pentru funcţionarea reţelelor de MT cu neutru legat la pământ prin rezistor Rn, valorile
tensiunilor de atingere Ua şi de pas Upas maxim admise sunt cele din tabelul 2.8. Rezultă că în cazul
posturilor de transformare cu instalaţia de legare la pământ folosită în comun se consideră valorile de la pct.1.1
din tabelul 2.8, şi anume valorile din tabelul 2.9.
Când trebuie realizată separarea prizelor de pământ, respectiv la posturile de transformare la care prizele
de pământ de pe partea de înaltă tensiune sunt separate faţă de cele de pe partea de medie tensiune,
tensiunile de atingere şi de pas maxime admise pentru partea de medie tensiune sunt cele de la pct.1 din
tabelul 2.8 în funcţie de timpul de întrerupere a curentului de punere la pământ şi de categoria zonei în care
se află echipamentul de înaltă tensiune, şi anume valorile din tabelul 2.10.
0.RE-ITI 228 / 2014
73
Tabelul 2.8 - Valorile maxime admise ale tensiunilor de atingere şi de pas pentru reţelele
de MT legate la pământ prin rezistor Rn (schema T2T).
Nr.
crt.
Echipamentul
electric
Zona de amplasare a
instalaţiilor (echipamen-
telor) electrice
Timpul de întrerupere la protecţia de bază în s
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 …1,2 1,2…3
1.
Orice
echipament
electric cu
excepţia
stâlpilor
LEA
1.1.Circulaţie frecventă
1.2. Circulaţie redusă, fără
mijloace individuale de
protecţie izolante
1.3. Circulaţie redusă, cu
folosirea mijloace
individuale de protecţie
izolante
250
500
1100
200
400
795
165
330
600
150
300
500
140
280
500
130
260
500
125
250
500
50
125
250
2.
Stâlpi LEA
fără
aparataj
2.1. Circulaţie frecventă din
localităţi
2.2. Incinte industriale sau
agricole, plaje, terenuri de
camping
1100 795 600 500 500 500 500
250
2.3. Circulaţie frecventă din
afara localităţilor şi în
general, cu circulaţie redusă
Nu sunt standardizate (nu se reglementează)
2.4. Incinte industriale sau
agricole, plaje, terenuri de
camping
250
250
250
250
250
250
250
125
3. Stâlpi LEA
cu aparataj
3.1. În general, indiferent de
zonă
3.2. Incinte industriale sau
agricole, plaje, terenuri de
camping
500
250
500
250
500
250
500
250
500
250
500
250
500
250
250
125
Tabelul 2.9 - Valorile maxime admise ale tensiunilor de atingere şi de pas în reţelele în schema T2T
pentru cazurile când în care se foloseşte în comun instalaţia de legare la pământ (partea de MT
şi partea de JT), iar pe partea de joasă tensiune se aplică protecţia prin legare la neutrul
reţelei (cazul stâlpilor LEA folosiţi în comun şi al posturilor de transformare).
Valoarea maximă
admisă a tensiunii de
atingere şi de pas
Timpul de întrerupere a curentului maxim de
punere la pământ prin priză, în s
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8…1,2 s 1,2…3 s
Ua şi Upas 250 200 165 150 140 130 125 50
Tabelul 2.10 - Valorile tensiunilor de atingere şi de pas maxime admise pe partea de MT
în cazul separării prizelor de pământ la posturile de transformare
(cazul reţelelor de MT în schema T2T).
Nr.
crt. Categoria zonei
Timpul de întreruperi a curentului de punere
la pământ prin priză, în s
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8…1,2 s
1. Zonă cu circulaţie
frecventă 250 200 165 150 140 130 125
2.
Zonă cu circulaţie
redusă, fără mijloace
de protecţie izolante
500 400 330 300 280 260 250
3.
Zonă cu circulaţie
redusă, cu folosirea
mijloacelor izolante
1100 795 600 500 500 500 500
La posturile de transformare din schema T2T în care se foloseşte în comun instalaţia de legare la pământ
pentru partea de medie tensiune şi de joasă tensiune, când pe partea de joasă tensiune se aplică protecţia prin
legare la neutrul reţelei, tensiunea Upn a întregului sistem constituit din conductoarele de neutru ale reţelei
0.RE-ITI 228 / 2014
74
de joasă tensiune (de protecţie) PE sau PEN şi toate prizele de pământ legate la acestea, inclusiv priza de
pământ a postului de transformare, va fi astfel determinată, încât tensiunile de atingere Ua să fie cel mult
egale cu valorile din rândul întâi al tabelului 2.10 (respectiv din tabelul 2.9) pentru schema T2T, în funcţie
de timpul de întrerupere a curentului de punere simplă la pământ în reţeaua de MT .
În cazul schemei T2T, rezistenţa de dispersie rezultantă la post va fi de cel mult 1 (Rpn 1 ). În cazul
în care această valoare a rezistenţei de dispersie rezultantă (a întregului sistem folosit în comun) nu poate fi
obţinută în condiţii justificate tehnic şi economic, instalaţiile de legare la pământ de pe partea de joasă
tensiune trebuie separate de cele de pe partea de medie tensiune.
La o instalaţie de legare la pământ folosită în comun condiţia de dimensionare este:
pc
apn
Ir
UR
,
unde: Rpn este rezistenţa de dispersie rezultantă a întregului sistem de legare la pământ constituit din:
- priza de pământ locală a postului de transformare de rezistenţă Rpt (valoarea acestei
rezistenţe trebuie să aibă o valoare de cel mult 10 Ω);
- sistemul constituit din conductoarele de neutru PEN (reţeaua conductoarelor de neutru care
pleacă din postul respectiv) şi toate prizele de pământ de pe partea de JT legate la acestea
de rezistenţă R’pn;
- sistemul constituit dintr-un conductor de compensare şi prizele de pământ legate la acesta
Rpc (numai în cazul în care un astfel de conductor de compensare este prevăzut); rezultă:
pcpt'pn
pn 111
1
RRR
R
; în toate cazurile trebuie îndeplinită condiţia Rpn ≤ 1 Ω;
Ua - tensiunea de atingere maximă admisă în funcţie de timpul de declanşare la protecţia de bază tb
din tabelului 2.9; se consideră totdeauna ka = kpas = 1 deoarece se au în vedere echipamentele
electrice din reteaua de joasă tensiune;
Ip - curentul maxim de punere la pământ din linia de MT din circuitul care alimentează defectul care
se determină ţinând seama de curentul capacitiv total al reţelei, de impedanţa conductorului
fazei defecte (de la locul defectului respectiv până la postul de transformare) şi de rezistorul
din staţia de alimentare;
rc - reprezintă un coeficient de reducere în cazul prevederii unui conductor de compensare pe
stâlpii LEA de la staţia de alimentare până la postul de transformare în cauză; rc= 0,8, dacă
Rp 1 şi rc= 0,7 dacă Rp 1 (rezistenţa de dispersie rezultantă); dacă conductorul de
compensare este legat la prizele stâlpilor LEA, se poate considera:
cpspc rrR
unde rps este rezistenţa medie a prizelor de pământ de la stâlpi, iar rc este impedanţa
conductorului de compensare în deschiderea medie dintre doi stâlpi.
2.4.15. La un post de transformare din cadrul unei reţele de MT în schema T2T cu cabluri subterane
(LES), totdeauna se realizează o instalaţie de legare la pământ folosită în comun atât pentru partea de MT
cât şi pentru partea de JT; în acest caz condiţia de dimensionare este:
appneikc UIRrrrr
unde: rc este coeficientul de reducere, care ţine seama de prezenţa conductorului de compensare (dacă este cazul)
între staţia de alimentare şi postul de transformare respectiv:
rc = 0,8 pentru Rpn 1 ;
rc = 0,7 pentru Rpn 1 ;
rc = 1,0 dacă nu este prevăzut un conductor de compensare;
rk - este coeficientul de reducere numit şi factorul de aşteptare, care ţine seama de simultaneitatea
factorilor nefavorabili; rk = 0,85 dacă reţeaua de JT este în cabluri subterane şi rk = 1 dacă
reţeaua de joasă tensiune este preponderent aeriană;
ri - este coeficientul de reducere datorită învelişurilor metalice ale cablurilor de MT.
ri = 0,40 în cazul cablurilor de MT armate şi cu învelişuri metalice din plumb sau
aluminiu; reţeaua de MT buclată sau radială;
0.RE-ITI 228 / 2014
75
ri = 0,85 în cazul cablurilor care conţin numai ecrane din benzi sau sârme de cupru
şi dacă reţeaua de MT cu cabluri este buclată;
ri = 1,0 dacă reţeaua de MT cu cabluri este radială;
re - este coeficientul de echipotenţiere al localităţii (a platformei); dacă nu se dispune de valori
determinate prin măsurări, se vor considera următoarele:
re = 0,8 dacă reţeaua conductoarelor de neutru de pe partea de JT este buclată;
re = 1 dacă reţeaua conductoarelor de neutru de pe partea de JT este ramificată;
Ua - este tensiunea de atingere maximă admisă din tabelul 2.8 pct.1.1 (respectiv tabelul 2.9) şi se
consideră ka =kpas =1.
Coeficientul de echipotenţiere al localităţii re, sau al unei incinte, respectiv al unei platforme, se obţine
din raportul:
pn
pe
eU
Ur sau
pn
pe
eR
Rr
unde : Upn este tensiunea totală a reţelei generale de legare la pământ;
Upe - tensiunea reţelei generale de legare la pământ faţă de un punct de zona de influenţă a acestei
reţele, folosit şi pentru determinarea rezistenţei de referinţă Rpe;
Rpn - rezistenţa de dispersie rezultantă a reţelei generale de legare la pământ faţă de un punct de
potenţial nul (din afara zonei de influenţă a acestei reţele);
Rpe - rezistenţa de dispersie rezultantă a reţelei generale de legare la pământ faţă de un punct din
zona de influenţă a acestei reţele, dar îndepărtat pe cât posibil de elementele care au legătură
voită sau întâmplătoare cu conductoare ale reţelei de legare la pământ, cum sunt conductele şi
fundaţiile clădirilor, considerat punct de referinţă pentru determinarea tensiunilor de atingere.
2.4.16. La posturile de transformare din reţelele T2T cu instalaţiile de legare la pământ separate, în cazul
unui defect (scurtcircuit monofazat) pe partea de MT, condiţiile de dimensionare a instalaţiei de legare la
pământ sunt următoarele:
aa
capptU
rkIR
şi pas
pas
cpaspptU
rkIR
unde: Rpt este rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ a postului de transformare; totdeauna
trebuie îndeplinită condiţia: Rpn ≤ 10 Ω;
Ip - curentul de punere la pământ, ţinând seama de curentul capacitiv total al reţelei, de impedanţa
conductorului fazei defecte până la post, de rezistorul din staţia de alimentare şi de rezistenţa de
dispersie a prizei postului Rpt;
rc - coeficientul de reducere prezentat de conductorul de compensare (dacă este cazul) care însoţeşte
LEA; dacă nu se dispune de valori determinate, se poate considera rc = 0,8; în cazul în care nu se
prevede un astfel de conductor, se ia rc = 1;
ka şi kpas - coeficientul maxim de atingere, respectiv de pas al instalaţiei de legare la pământ;
a şi pas - coeficienţii de amplasament;
Ua şi Upas - este tensiunea de atingere, respectiv de pas maxim admisă, conform tabelului 2.8 pct.1,
respectiv tabelul 2.10, în funcţie de categoria zonei şi timpul de declanşare la protecţia de bază tb.
Ca timp de întrerupere se consideră timpul corespunzător protecţiei de bază tb:
tb = tp1+ td1,
unde: tp1 - timpul protecţiei celei mai rapide care este prevăzută să acţioneze împotriva curentului de
punere la pământ;
td1 - timpul propriu al întrerupătorului respectiv.
2.4.17. La stâlpii LEA folosiţi în comun pentru linii LEA de MT dintr-o reţea T2T + LEA de joasă
tensiune (JT) şi linii de telecomunicaţii de LTc, când în reţeaua de joasă tensiune se aplică protecţia prin
legarea la neutrul reţelei, tensiunea de atingere se consideră Ua= Upn, Upn fiind tensiunea întregului sistem
constituit din conductorul neutrul (de protecţie) al LEA şi toate prizele de pământ legate la acesta, inclusiv
prizele de pământ (naturale şi artificiale) ale stâlpilor LEA. Tensiunea Upn trebuie să fie mai mică sau cel
mult egală cu valoarea rezultată din tabelul 2.9 pentru schema T2T, în funcţie de timpul de întrerupere a
curentului de punere simplă la pământ în reţeaua de înaltă tensiune. Indiferent de rezultatul calculelor în
cazul schemei T2T, totdeauna rezistenţa de dispersie rezultantă a întregului sistem trebuie să fie Rpn 1.
0.RE-ITI 228 / 2014
76
În cazurile în care la posturile de transformare se foloseşte în comun instalaţia de legare la pământ pentru
partea de MT şi pentru partea de JT, iar pe partea de JT se aplică protecţia prin legare la neutrul reţelei,
tensiunea Upn a întregului sistem constituit din conductoarele de neutru ale reţelei de JT (de regulă PEN) şi
toate prizele de pământ legate la acestea, inclusiv priza de pământ a postului de transformare, va fi astfel
determinată, încât tensiunile de atingere Ua să fie cel mult egale cu valorile din tabelul 2.9 pentru schema
T2T; în funcţie de timpul de întrerupere a curentului de punere simplă la pământ în reţeaua de MT. În cazul
schemei T2T, totdeauna rezistenţa rezultantă (determinată la post) trebuie să fie Rpn 1 .
Pentru dimensionarea instalaţiei de legare la pământ folosite în comun, relaţia de determinare a
rezistenţei de dispersie rezultante a acesteia Rpn este următoarea:
apn UUr , respectiv appn UIRr
unde: Upn este tensiunea sistemului, constituit din reţeaua conductoarelor de neutru (de protecţie) şi toate
prizele de pământ legate la conductoarele de neutru, inclusiv priza de pământ a postului de
transformare;
Ua - tensiunea de atingere maximă admisă în funcţie de timpul de întrerupere a curentului maxim prin priza
de pământ Ip la un defect cu punere la pământ pe partea de medie tensiune;
r - factorul de reducere considerat ţinându-se seama de simultaneitatea factorilor nefavorabili rk,
care determină valoarea curentului Ip, de căile de circulaţie a acestuia (eventuale conductoare
de compensare) rc şi de factorul de echipotenţiere re; r = rk · rc · re .
După cum s-a arătat mai sus, în cazul reţelelor de MT în schema T2T, de regulă, se folosesc în comun
instalaţiile de legare la pământ, atât pentru partea de MT, cât şi pentru partea de JT (la stâlpii folosiţi în
comun, la posturile de transformare etc.). Se admite separarea instalaţiilor de legare la pământ numai dacă
dintr-un calcul tehnico-economic justificativ rezultă investiţii mai mici în cazul separării prizelor de pământ
de pe partea de MT faţă de cele de pe partea de JT.
Când trebuie realizată separarea prizelor de pământ la posturile de transformare (la care prizele de pământ de
pe partea de înaltă tensiune sunt separate faţă de cele de pe partea de medie tensiune), tensiunile de atingere şi de
pas maxime admise pentru partea de medie tensiune sunt cele din tabelul 2.10 în funcţie de timpul de întrerupere a
curentului de punere la pământ şi de categoria zonei în care se află echipamentul de înaltă tensiune.
Ca timp de întrerupere se consideră timpul corespunzător protecţiei de bază tb:
tb = tp1+ td1,
unde: tp1 - timpul protecţiei celei mai rapide care este prevăzută să acţioneze împotriva curentului de
punere la pământ;
td1 - timpul propriu al întrerupătorului respectiv.
Condiţiile de dimensionare a instalaţiilor de legare la pământ de la stâlpul LEA folosit în comun rezultă
din următoarele relaţii generale de calcul:
aa
appU
kIR
şi pas
pas
pasppU
kIR
unde: Rp este rezistenţa de dispersie a prizei de pământ de la stâlpul LEA; în cazul mai multor prize de
pământ legate în paralel, Rp este rezistenţa de dispersie rezultantă, în ; acesta este cazul general
al stâlpilor LEA folosiţi în comun;
Ip - curentul de punere la pământ maxim prin priza de pământ respectivă, în A;
Ua şi Upas - este tensiunea de atingere, respectiv de pas maxim admisă, în V;.
ka - coeficientul maxim de atingere şi reprezintă raportul: Ua/Up;
0.RE-ITI 228 / 2014
77
kpas - coeficientul maxim de pas şi reprezintă raportul: Upas/Up;
a - coeficientul de atingere de amplasament în jurul obiectului protejat pe o distanţă de la aceasta de
cel puţin 0,8 m (la măsurări 1 m), pentru determinarea tensiunilor de atingere;
pas - coeficientul de pas de amplasament în jurul obiectului protejat pe o distanţă de la aceasta de cel
puţin 1 m (la măsurări 1,25 m), pentru determinarea tensiunilor de pas.
2.4.18. În cazul reţelelor electrice care funcţionează în schema T2T (legate la pământ prin rezistor Rn), în
calculele privind dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ, respectiv pentru determinarea valorilor
maxime admise ale rezistenţei de dispersie Rp şi ale tensiunilor de atingere şi de pas, se consideră totdeauna
valoarea curentului de punere simplă la pământ la locul defectului. Este necesar astfel să se determine
valoarea curentului de punere la pământ Ip prin instalaţia de legare la pământ prin care trece curentul de defect.
Curentul de punere la pământ Ip se determină ţinând seama de următorii parametri (impedanţe înseriate şi
curentul capacitiv Ic de care depinde valoarea curentului Ip):
- rezistenţa electrică a rezistorului Rn (prin care se leagă neutrul reţelei la pământ), în ;
- rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ, evaluată la locul defectului, în ;
- impedanţa conductorului fazei cu punerea la pământ, de la sursă (de la staţia de MT) până la
instalaţia de legare la pământ considerată, în ;
- curentul total capacitiv Ic al reţelei de MT, în A;
- impedanţa elementului cu ajutorul căruia s-a realizat neutrul reţelei (înfăşurările bobinei BPN sau a
transformatorului TSP), în .
Ţinând seama de aceşti parametri, în îndrumarul 1 RE - Ip 35/2 - 2007 s-au stabilit curbele pentru
determinarea valorii de calcul a curentului Ip în funcţie de valoarea estimată a curentului capacitiv Ic, a
rezistenţei de dispersie evaluată Rp, distanţa l, în km, de la sursă până la locul defectului (instalaţia de legare
la pământ considerată) şi modul de realizare constructivă a neutrului reţelei de MT, şi anume prin TSP
(transformator de servicii proprii) sau prin BPN (bobină de punct neutru). Curbele permit stabilirea valorilor
de calcul a curenţilor Ip cu o aproximaţie acceptabilă pentru dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ.
Reglajul protecţiilor se determină ţinând seama de condiţia de funcţionare a acestora la apariţia
defectului. Se recomandă respectarea condiţiei (orientative) şi anume:
rp 2 II , respectiv 2
p
r
II
în care Ir este curentul de reglaj al protecţiei, iar Ip este valoarea de calcul a curentului prin instalaţia de
legare la pământ.
2.4.19. La stâlpii LEA fără aparataj, prizele de pământ se dimensionează ţinând seama de valorile
normate ale tensiunilor de atingere şi de pas, numai în zonele cu circulaţie frecventă din localităţi şi la stâlpii
LEA din incintele industriale şi agricole cu circulaţie frecventă.
Pentru stâlpii LEA fără aparataj din afara localităţilor sau din zonele cu circulaţie redusă din localităţi,
prizele de pământ nu se dimensionează, din considerente de protecţie împotriva tensiunilor de atingere şi de
pas. Pentru aceste zone valorile limită ale tensiunilor de atingere şi de pas nu sunt normate (a se vedea
tabelul 2.8). Această prevedere este valabilă şi pentru zonele (incintele) agricole cu circulaţie redusă, cum
sunt grădinile cu legume, livezile cu pomi, viile etc. Zonă (incintă) agricolă cu circulaţie redusă se consideră
zona neîngrădită care nu intră în categoria incintelor cu circulaţie frecventă cum sunt incintele agricole
îngrădite în care se desfăşoară procese tehnologice de prelucrare şi depozitare.
La stâlpii LEA fără aparataj din zonele cu circulaţie frecventă din localităţi, condiţiile de determinare a
rezistenţei de dispersie a prizei de pământ Rps, la care se leagă un stâlp sau mai mulţi stâlpi este:
a
a
p
aps
1
kI
UR
şi
pas
pas
p
pas
pskI
UR
unde: Ua este tensiunea de atingere maximă admisă, în V, (tabelul 2.9);
Upas - tensiunea de pas maximă admisă, în V, (tabelul 2.9);
Ip - curentul de punere la pământ prin priza de pământ respectivă, în A; în cazul prevederii unui
conductor de compensare pe stâlpii LEA cu un coeficient de atenuare rc = 0,8, în condiţia de
determinare a rezistenţei de dispersie Rps se va lua Ip = 0,8Id , Id fiind valoarea curentului de
punere la pământ la locul defectului în reţeaua respectivă;
0.RE-ITI 228 / 2014
78
a şi pas - coeficienţii de izolare a amplasamentului faţă de pământ în jurul stâlpului pe o distanţă de
cel puţin 1,0 m pentru micşorarea tensiunii de atingere şi 1,25 m pentru micşorarea tensiunii de
pas de la stâlp; se poate considera valorile de calcul:
a = 2 şi pas = 5 pentru balast (piatră spartă) de 15 cm grosime;
a = 3 şi pas = 9 pentru dale (strat) de beton;
a = 5 şi pas = 17 pentru asfalt într-o grosime minimă de 2 cm ;
- coeficientul de izolare a betonului la stâlpii de beton armat, prin asimilare cu coeficientul
pentru dale (strat) de beton; dacă nu se dispune de valori determinate, se consideră = 3;
coeficientul se consideră în calcule numai pentru cazul stâlpilor de beton armat fără aparataj
şi numai în cazul tensiunii de atingere.
Exemplul 1: Reţea T2T, LEA în zone cu circulaţie frecventă din localităţi, tb 0,2 s; Ip = 250 A la locul
defectului, Ua = Upas = 1100 V; fără strat izolant de adaos; fără prize de dirijare, caz în care se poate
considera în calcule ka = 0,8 şi kpas = 0,3; = 100 m, rezultă:
77,16
200
05,31100
2508,0
1305,11100psR
şi
6,1775
2,11100
2503,0
2,11100psR
Este necesară, deci o priză de pământ cu 77,16psR
Exemplul 2: Aceleaşi date iniţiale ca la exemplul 1 cu excepţia timpului protecţiei de bază care este tb 0,5 s
pentru care valorile maxime admise Ua = Upas = 500 V;
63,7200
05,3500psR şi 8
75
2,1500psR
Este necesară deci o priză de pământ cu 63,7psR
Exemplul 3: Aceleaşi date iniţiale ca la exemplul 2, însă = 1000 m
75,8200
5,3500
200
135,1500psR şi 20
75
3500psR
Exemplul 4: Aceleaşi date iniţiale ca la exemplul 1, însă = 1000 m, respectiv, iar tb 0,2 s (ca la
exemplul 3).
25,19200
5,31100psR şi 44
75
31100psR
2.4.20. La stâlpii cu aparataj se are în vedere condiţia specială privind aceşti stâlpii care impune ca
întotdeauna şi la orice lucrare, când LEA se află sub tensiune (controale, manevre), să se folosească
mijloace individuale de protecţie izolante (mănuşi şi cizme electroizolante).
În localităţi, dacă se prevede un conductor de compensare, stâlpii cu aparataj se vor racorda împreună cu
ceilalţi stâlpi (fără aparataj) la acest conductor în vederea reducerii curentului Ip prin prizele de pământ
considerând rc = 0,8 şi pentru obţinerea unei rezistenţe de dispersie echivalente reduse Rps pentru toţi stâlpii.
În incintele îngrădite, de regulă, se vor racorda la reţeaua generală de legare la pământ a incintei şi
stâlpii cu aparate, după cum se procedează, de altfel, şi în cazul stâlpilor fără aparataj.
La stâlpii cu aparataj din afara localităţilor (indiferent de zonă), inclusiv zona (incintele) agricole cu
circulaţie redusă, tensiunile de atingere şi de pas maxime admise sunt cele din tabelul1.4, în funcţie de
timpul de declanşare la intensitatea maximă a curentului de punere la pământ la stâlpul respectiv şi la
categoria reţelei. Este necesar ca la fiecare stâlp cu aparataj să se realizeze o priză de pământ care să
îndeplinească condiţiile:
aa
apps U
kIR
şi pas
pas
pas
pps Uk
IR
Posibilitatea de a se micşora costul prizelor de pământ constă în reducerea timpului de acţionare al
protecţiei de bază, astfel încât să se declanşeze linia respectivă într-un timp cât mai scurt posibil. Astfel,
dacă acest timp este tb 1,2 s, în cazul reţelelor IT tensiunea de atingere şi de pas maximă admisă este
Ua = 125 V, în cazul reţelelor T1T este 250 V, iar în cazul reţelelor T2T este 500 V.
0.RE-ITI 228 / 2014
79
În acest mod se cade pe condiţia de realizare a prizelor de pământ la stâlpii din localităţi, cu observaţia,
din nou, că nu se poate aplica soluţia indicată pentru acele cazuri de legare între ele a două sau mai multe
prize de la stâlpii învecinaţi, decât doar dacă pe toţi stâlpii se montează un conductor de compensare pentru
reducerea rezistenţei de dispersie rezultante la postul de transformare alimentat pe linia respectivă. În acest
caz, în condiţiile de mai sus se ia Ip = 0,8 Id.
În conformitate cu reglementările în vigoare, la stâlpii cu aparataj din afara localităţilor, condiţiile de
dimensionare a rezistenţei de dispersie Rps se poate reduce la condiţia ca rezistenţa de dispersie Rps 4 ,
fără a mai fi necesară verificarea tensiunilor de atingere şi de pas, dacă la manevrarea dispozitivelor de
acţionare de pe stâlpii respectivi, manetele acestora se acoperă cu un material izolant corespunzător unei
tensiuni de lucru cel puţin egală cu valoarea:
Ul = Rps Ip ka,
însă nu mai puţin de 1000 V, respectiv cu o tensiune de încercare de 2500 V.
La astfel de stâlpi, oricare alte lucrări decât executarea manevrelor trebuie efectuate cu scoaterea de sub
tensiune. Curentul Ip se determină în funcţie de lungimea reţelei până la locul defectului şi rezistenţa prizei
de pământ Rp evaluată la locul defectului.
La stâlpii cu aparataj din localităţi şi din incintele industriale şi agricole cu circulaţie frecventă, plaje şi
terenuri de camping sunt valabile toate raţionamentele şi soluţiile indicate pentru stâlpii fără aparataj din
zonele cu o circulaţie frecventă din localităţi, condiţia generală de dimensionare fiind:
aa
apps U
kIR
şi pas
pas
pas
pps Uk
IR
unde Ua şi Upas se determină din tabelul 1.4, cu observaţia că la aceşti stâlpi nu se consideră coeficientul ,
deoarece există pe stâlpi elemente metalice legate la pământ care pot fi atinse de persoane ( = 1).
2.5. Reţele legate la pământ care funcţionează în schema TT (respectiv T1T) cu neutrul legat direct la
pământ
2.5.1. Reţelele cu tensiune înaltă de lucru (t.î. - conform definiţiei de la pct.1.3.1.6) care funcţionează cu
neutrul legat direct la pământ sunt în general cele care au tensiunea nominală de 110 kV, 220 kV şi de 400 kV
(reţeaua este cu neutrul legat la pământ simbol T, iar sistemul de protecţie împotriva electrocutărilor prin
atingere indirectă constă în legarea la pământ simbol T). Se consideră că, de regulă, la aceste reţele se dispune
de un singur sistem de protecţie, încadrându-se astfel în schema T1T (figura 1.2.b). Sunt rare cazurile în care o
reţea electrică de MT funcţionează în schema T1T, (respectiv legată direct la pământ şi se dispune de un singur
sistem de protecţie).
2.5.2. Conform reglementărilor din legislaţia tehnică în vigoare, pentru schemele care funcţionează în
schema T1T, la defecte cu punere la pământ (la masă), pentru evitarea avariilor şi accidentelor prin
electrocutare acţionează protecţile automate la scurtcircuit.
Pentru dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ, avându-se în vedere defectele cu puneri la pământ, se
consideră:
- curentul de scurtcircuit monofazat metalic Isc m pentru determinarea secţiunii conductoarelor de
legare la pământ (conductoarele de ramificaţie, conductoarele principale, conductoarele de legare la
prizele de pământ);
- curentul de punere la pământ prin prizele de pământ Ip pentru dimensionarea acestora, obţinut din relaţia:
)( cpNmscp IIII
în care: Isc m este curentul total de scurtcircuit monofazat;
IN - curentul care se închide prin neutrele transformatoarelor legate direct la pământ;
Icp - curentul care se închide prin conductoarele de protecţie ale LEA sau prin ecranele
(învelişurile) cablurilor electrice legate la capetele acestora la prizele de pământ ale
staţiilor electrice (de la capetele liniilor electrice LEA sau LES).
2.5.3. În cazul reţelelor cu neutrul legat direct la pământ care funcţionează în schema TT (respectiv în
schema de funcţionare T1T), dimensionarea instalaţilor de legare la pământ va fi astfel efectuată, încât
tensiunile de atingere Ua şi de pas Upas să fie mai mici sau cel mult egale cu valorile maxime admise de
0.RE-ITI 228 / 2014
80
reglementările în vigoare, respectiv cele date în tabelul 2.11, în funcţie de timpul de declanşare la acţionarea
protecţiei de bază tb şi de categoria reţelei.
Tabelul 2.11 - Valorile maxime admise ale tensiunilor de atingere Ua şi de pas Upas
în reţelele care funcţonează în schema TT (respectiv în schema T1T).
Nr.
crt.
Categoria instalaţiei electrice şi
zonele de acces
Timpul de întreruperi prin protecţia de bază tb în cazul
unui defect cu punere la pământ, în s
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8..3 3
1. Staţii
electrice
1.1. În zonele cu circulaţie
frecventă 125 100 85 80 75 70 65 50
1.2. În zonele cu circulaţie redusă
fără folosirea mijloacelor
individuale de protecţie izolante
250 200 165 150 140 130 125 125
1.3. În zonele cu circulaţie redusă
cu folosirea mijloacelor individuale
de protecţie izolante
500 400 330 300 280 260 250 250
2.
Linii
electrice
aeriene
2.1.
Stâlpi
LEA fără
aparataj
2.1.1. În zone cu
circulaţie frecventă
din localităţi
250 250 250 250 250 250 250 250
2.1.2. În zone cu
circulaţie redusă şi cele
cu circulaţie frecventă
din afara localităţilor
Nu se standardizează (nu sunt normate)
2.1.3. Incinte, plaje şi
tensiuni de camping 125 125 125 125 125 125 125 125
2.2. Stâlpi LEA cu aparataj cu acces
folosindu-se mijloace individuale de
protecţie izolante
250 250 250 250 250 250 250 250
La stabilirea protecţiei de bază, se are în vedere situaţia de ansamblu a protecţiilor din reţea şi se
consideră acea protecţie care trebuie să acţioneze în mod normal cel mai rapid (prima) la o punere la pământ
(scurtcircuit monofazat).
Cu titlul de exemplificare la staţiile cu tensiunea nominală de 110 kV se poate considera timpul treptei a II-a a
protecţiei de distanţă de pe linia (liniile) care alimentează staţia respectivă; de regulă, acest timp este de 0,5 - 1 s.
În cazul liniilor de transport se poate considera timpul primei trepte a protecţiei de distanţă sau în cazul
liniilor scurte, protecţia diferenţială a linie; de regulă, timpul este de 0,15 - 0,2 s.
În cazul liniilor de distribuţie (de regulă) se poate considera timpul primei trepte a protecţiei de distanţă (sau a
celei maximale); de regulă, timpul este 0,5 - 1 s. Considerarea timpilor de calcul trebuie totdeauana justificată.
Instalaţia de legare la pământ trebuie să îndeplinească şi condiţiile de stabilitate termică, pentru care se
consideră timpul protecţiei de rezervă; se acceptă justificat să se ia timpul treptei a II-a a protecţiei de bază.
În general, se consideră ca protecţie de rezervă, protecţia care acţionează în cazul refuzului de funcţionare a
protecţiei de bază la o punere la pământ (un scurtcircuit monofazat).
Cu titlul de exemplificare, la staţiile cu tensiunea nominală de 110 kV, se poate considera timpul
protecţiei maximale de pe liniile care alimentează staţia respectivă; de regulă este de 0,8 - 3 s.
În cazul liniilor de transport se consideră treapta a II-a a protecţiei de distanţă de pe elementele din amonte;
de regulă, timpul este de 0,4 - 1 s, iar în cazul liniilor de distribuţie se poate considera timpul treptei a II-a a
protecţiei de distanţă (sau a celei maximale); de regulă, timpul este de 0,8 - 3 s.
Considerarea timpilor de calcul pentru verificarea condiţiilor de stabilire termică trebuie totdeauna
justificată.
În calculele de dimensionare a instalaţiei de legare la pământ, se iau în considerare curenţii efectivi care
trec prin elementele care compun instalaţia de legare la pământ (conductoarele de ramificaţie, conductoarele
principale, priza de pământ şi conductoarele de legare la acesta) în cazul unui scurtcircuit monofazat în
instalaţia respectivă sau în afara acesteia.
Se consideră curentul maxim corespunzător etapei finale pentru care este proiectată instalaţia respectivă.
Se are totdeauna în vedere ca prin instalaţia de legare la pământ să se realizeze pe cât posibil egalizarea
0.RE-ITI 228 / 2014
81
potenţialelor (o protecţie prin echipotenţiere) pentru masele metalice din incinta staţiei electrice sau de pe o
platformă îngrădită.
În vederea egalizării potenţialelor în incintele staţiilor electrice respectiv pe platforme îngrădite se leagă
între ele toate instalaţiile de legare la pământ din spaţiul considerat. La instalaţia de legare la pământ
comună se vor racorda de asemenea conductoarele de protecţie ale liniilor electrice aeriene, toate conductele
metalice, cum sunt conductele de apă şi canalizare, învelişurile metalice ale cablurilor electrice sau de
telecomunicaţii, ţevile cu fluide (chiar cele combustibile), şinele de cale ferată, armăturile metalice ale
construcţiilor de beton armat şi alte construcţii metalice, realizându-se astfel o reţea generală de legare la
pământ în incintă (sau pe platforma cu mai multe instalaţii electrice).
2.5.4. Staţiile electrice exterioare îngrădite se încadrează în categoria instalaţiilor electrice cu circulaţie
redusă (pentru toate zonele din incinta îngrădită). Zonele din exteriorul staţiilor, vor fi încadrate fie în categoria
instalaţiilor electrice cu circulaţie redusă, fie în categoria celor cu circulaţie frecventă, în funcţie de distanţa faţă
de marginea drumurilor, a şoselelor sau a îngrădirilor locuinţelor. Astfel, pentru incintele staţiilor de conexiuni
şi transformare exterioare, tensiunile de atingere şi de pas maxime vor fi cele din tabelul 2.11 pentru zonele
cu circulaţie redusă, corespunzătoare unuia din cele două cazuri şi anume cu sau fără organizarea folosirii de
către toate persoanele care au acces în incinta staţiei a mijloacelor individuale de protecţie izolante (în
timpul accesului, respectiv a efectuării lucrărilor).
Pentru respectarea limitelor admise ale tensiunilor de atingere şi de pas, se aplică întotdeauna următoarele
măsuri:
a) se realizează o instalaţie de legare la pământ folosind prizele de pământ naturale, în special armăturile
tuturor fundaţiilor de beton armat şi alte construcţii metalice îngropate, precum şi o priză de pământ
artificială pentru completarea prizelor de pământ naturale, dacă rezultă necesar pentru obţinerea
valorii determinate a rezistenţei de dispersie Rp (valoarea de calcul) (se justifică în proiectul
instalaţiei respective utilizarea şi a prizei de pământ artificiale);
b) se realizează o instalaţie de dirijare a distribuţiei potenţialelor în apropierea echipamentelor electrice şi la
extremităţile incintei;
c) se realizează izolarea amplasamentelor în zonele de acces din apropierea echipamentelor electrice în
cazul în care cu mijloacele a) şi b) de mai sus nu se pot obţine valorile admise ale tensiunilor de
atingere şi de pas.
Trebuie avut în vedere şi protecţia împotriva transmiterii de tensiuni periculoase în afara incintei staţiei
prin: şine de cale ferată, cabluri, conducte metalice lungi (de exemplu, conductele de apă etc.).
Dirijarea distribuţiei potenţialelor (pct.b)) şi/sau izolarea amplasamentelor (pct.c)) se aplică în situaţia în
care nu este posibil să se obţină cu mijloace justificate economic o tensiune a instalaţiei de legare la pământ
Up mai mică sau cel mult egală cu valoarea maximă admisă pentru tensiunea de atingere Ua şi de pas Upas.
Stabilirea eficacităţii unei instalaţii de dirijare a distribuţiei potenţialelor se face prin determinarea
coeficienţilor de atingere ka şi de pas kpas definiţi prin rapoartele:
p
aa
U
Uk şi
p
pas
pasU
Uk .
Tensiunile de atingere şi de pas obţinute vor fi astfel:
paa UkU şi ppaspas UkU
Dacă Ua şi Upas sunt mai mici sau cel mult egale cu valorile maxime admise, instalaţia de dirijare a
distribuţiei potenţialelor se consideră corespunzătoare.
Izolarea amplasamentelor se va aplica în cazul în care Ua şi Upas rezultate în urma dirijării distribuţiei
potenţialelor depăşesc valorile tensiunilor de atingere şi de pas admise.
Izolarea amplasamentelor se va realiza prin acoperirea zonelor de circulaţie şi de deservire a
echipamentelor cu straturi din materiale cu rezistivităţi mai mari decât cea a solului de exemplu cu piatră
spartă, cu plăci din beton sau cu asfalt. Eficacitatea izolării amplasamentelor se exprimă prin coeficienţii de
amplasament corespunzători parametrilor Ua şi Upas; astfel, pentru determinarea tensiunii de atingere
corespunde coeficientul a, iar pentru tensiunea de pas corespunde coeficientul pas.
Faţă de cele de mai sus, condiţiile pentru asigurarea unor tensiuni de atingere şi de pas sub limitele
admise, devin:
aa
ppaU
IRk
şi pas
pas
pppasU
IRk
, respectiv ,
0.RE-ITI 228 / 2014
82
aa
paU
Uk
şi pas
pas
ppasU
Uk
în care: Ua (Upas) este tensiunea de atingere (de pas) maximă admisă, conform tabelului 2.11, în V;
Rp - rezistenţa instalaţiei de legare la pământ de protecţie, în ;
Ip - curentul de punere la pământ care trece efectiv prin priza de pământ, în A;
ka (kpas) - coeficientul de atingere (respectiv de pas) corespunzător prizelor de dirijare a distribuţiei
potenţialelor;
a - coeficientul de izolare a amplasamentului, considerat pentru determinarea tensiunilor de atingere;
dacă nu sunt determinări pentru cazul respectiv se vor considera în calcule următoarele valori:
a = 2, pentru balast (piatră spartă) de 15 cm grosime;
a = 3, pentru dale de beton;
a = 5, pentru asfalt de 2 cm grosime pe strat de pietriş;
pas - coeficientul de izolare a amplasamentului considerat pentru determinarea tensiunilor de pas;
dacă nu sunt determinări pentru cazul respectiv se vor considera în calcule următoarele valori;
pas = 5, pentru balast (piatră spartă) de 15 cm grosime;
pas = 9, pentru dale de beton;
pas = 17, pentru asfalt de 2 cm grosime pe strat de pietriş;
aceste valori sunt determinate din relaţia de corespondenţă:
pas = 4·a - 3 .
2.5.5. În toate situaţiile când nu se adaugă un strat izolant (piatră, dale de beton sau asfalt) se poate
considera în calcul rezistenţa electrică pe care o prezintă solul la trecerea curentului prin tălpile omului Rd.
Se consideră suprafaţa unei plăci echivalentă cu suprafaţa considerată convenţional a tălpii rezultând
rezistenţa de dispersie Rd. La un singur picior Rd 3· unde este rezistivitatea solului din punctul considerat.
În cazul tensiunilor de atingere, rezistenţa de dispersie prin tălpile omului este:
2
dda
RR , respectiv Rd 1,5·
fiind două rezistenţe Rd în paralel (a se vedea figura 2.9).
În cazul tensiunilor de pas se consideră că rezistenţa de dispersie prin tălpile omului este Rd pas = 2Rd ,
respectiv Rd 6· , fiind două rezistenţe Rd în serie.
Coeficienţii de amplasament a şi pas, sunt exprimaţi convenţional prin relaţiile:
1
h
da
h
hdaa
R
R
R
RR 1
5,1
ha
R
1
h
dpas
h
hdpas
pasR
R
R
RR 1
6
hpas
R
,
respectându-se relaţia de corespondenţa: pas = 4·a - 3 ; Rh este rezistenţa de calcul a corpului omului.
2.5.6. În cazuri speciale, când se doreşte, ca la stabilirea protecţiei împotriva electrocutărilor, să se considere
curentul maxim admis prin corpul omului Ih, determinarea rezistenţei instalaţiei de legare la pământ Rp
rezultă din următoarele relaţii de calcul :
pa
ahhp
Ik
RIR
şi
ppas
pas
hhpIk
RIR
unde Ih de calcul se determină din tabelul 2.12. (în conformitate cu standardul STAS 2612-87) şi se limitează
numai la timpul de întrerupere la protecţia de bază tb 0,4 s.
Tabelul 2.12 - Limite maxime admise de calcul ale curenţilor prin corpul omului Ih ,
în A în funcţie de timpul protecţiei de bază tb, în s.
Limite maxime admise de calcul ale curenţilor prin
corpul omului Ih , în mA.
0,1 s 0,2 s 0,3 s 0,4 s
115 60 50 35
0.RE-ITI 228 / 2014
83
Pentru exemplificare, prevederile de mai sus au aplicare în cazul verificării instalaţiilor de legare la
pământ prin măsuri la curenţi de punere la pământ de valori mai mari de 1000 A (măsurări pe viu).
Considerând: 15,1
h
aR
şi 1
6
hpas
R
,
rezultă pentru valoarea de calcul Rh = 3000 Ω:
pa
hp
Ik
IR
30005,1 şi
ppas
hp
Ik
IR
30006
sau pa
hpIk
IR
20005,1
şi
ppashp
IkIR
5006
unde este rezistivitatea solului în m.
Dacă se consideră condiţia: Rh·Ih ≤ Ua, respectiv Rh·Ih ≤ Upas rezultă pentru determinarea rezistenţei
instalaţiei de legare la pământ relaţiile:
paap
IkUR
12000
şi ppas
paspIk
UR
1500
.
2.5.7. Conform celor arătate la pct.2.5.4, pentru respectarea limitelor admise pentru tensiunile de
atingere şi de pas, se vor realiza următoarele:
- o instalaţie de legare la pământ folosind prizele de pământ naturale, în special armăturile tuturor
fundaţiilor de beton armat şi alte construcţii metalice îngropate;
- o priză de pământ artificială numai pentru completarea prizelor de pământ naturale şi numai dacă
este necesar pe baza unor justificări tehnice şi economice;
- o instalaţie de dirijare a distribuţiei potenţialelor în jurul echipamentelor electrice.
În cazul în care cu aceste mijloace nu se pot obţine valorile admise ale tensiunilor de atingere şi de pas,
se va realiza şi izolarea amplasamentelor în zonele de acces din apropierea echipamentelor electrice.
De asemenea trebuie avute în vedere măsurile de protecţie împotriva transmiterii de tensiuni periculoase
în afara incintei staţiei prin obiecte lungi cum sunt şinele de cale ferată, cabluri, conducte metalice lungi (de
exemplu, conductele de apă etc.).
Fig. 2.9 - Schemele echivalente pentru determinarea tensiunilor de atingere şi de pas
în funcţie de rezistenta Rd
a) tensiunea de atingere; b) tensiunea de pas
0.RE-ITI 228 / 2014
84
Dirijarea distribuţiei potenţialelor se aplică în situaţia în care nu va fi posibil să se obţină cu mijloace
justificate economic o tensiune a instalaţiei de legare la pământ Up mai mică sau cel mult egală cu valoarea
maximă admisă pentru tensiunea de atingere Ua şi de pas Upas.
Stabilirea eficacităţii unei instalaţii de dirijare a distribuţiei potenţialelor se va face prin determinarea
coeficienţilor de atingere ka şi de pas kpas , tensiunile de atingere şi de pas fiind obţinute din relaţiile:
U’a = ka · Up , respectiv U’pas = kpas · Up .
Dacă U’a şi U’pas sunt mai mici sau cel mult egale cu valorile maxime admise, instalaţia de dirijare a
distribuţiei potenţialelor se consideră corespunzătoare.
Exemplul 1: Incinta unei staţii electrice cu folosirea permanentă de mijloace individuale de protecţie
= 100 m; tb = 0,2 s; schema T1T.
Ip = 12000 A, ka = 0,06 şi kpas = 0,2 (în urma unor determinări prin calcul) în funcţie de priza de dirijare a
distribuţiei potenţialelor.
Din tabelului 2.11 rezultă necesar ca Ua = Upas = 500 V
73,01200006,0
12000
100
500pR şi
25,0120002,0
1500
100
500pR
Exemplul 2: Idem ca la exemplul 1, însă = 1000 m.
04,11200006,0
12000
1000
500pR şi
625,0120002,0
1500
1000
500pR
Exemplul 3: Idem ca la exemplul 1, însă = 2000 m.
39,11200006,0
12000
2000
500pR şi
04,1120002,0
1500
2000
500pR
Exemplul 4: cazul în care nu se prevede folosirea permanentă a mijloacelor individuale de protecţie
izolante, restul datelor fiind ca în exemplele 1 ... 3 de mai sus.
Schema T1T; tb = 0,2 s; Ua = Upas = 250 V
Pentru = 100 m 365,0720
05,1250pR şi 225,0
2400
2,1250pR ;
Pentru = 1000 m 521,0720
5,1250pR şi 313,0
2400
3250pR ;
Pentru = 2000 m 695,0720
2250pR şi 521,0
2400
5250pR .
Indiferent de rezultatele calculelor trebuie îndeplinită condiţia Rp 1 pentru a se putea folosi în
comun instalaţia de legare la pământ şi pentru instalaţiile de protecţie împotriva descărcărilor atmosferice.
Deci, în cazurile în care din calcule rezultă Rp > 1 este necesar să se corecteze schema prizei de
pământ în ansamblu şi respectiv de dirijare a distribuţiei potenţialelor, astfel încât Rp 1 . Aceasta
înseamnă că se pot mări coeficienţi de atingere sau de pas din cazurile respective, cu reducerea
corespunzătoare a prizelor de dirijare (micşorarea numărului de electrozi paraleli prin creşterea distanţelor
dintre aceştia).
Principalele elemente componente ale instalaţiei de legare la pământ a staţiei electrice sunt următoarele:
- prizele de pământ naturale şi artificiale (dacă este cazul);
- conductoarele de legare la pământ (principale, de ramificaţie şi de legare la prizele de pământ).
De regulă, priza de pământ artificială se realizează în modul următor:
În incinta staţiei, pe un contur situat la cel puţin 1 m de îngrădire, se prevede o centură alcătuită din
electrozi verticali (de lungime “l”), distribuiţi uniform pe contur (legaţi între ei prin electrozi orizontali)
deoarece au un rol important în micşorarea tensiunilor de pas la marginea prizei de pământ a staţiei.
Adâncimea de îngropare a electrozilor verticali trebuie să fie h 0,8 m, considerată de la capătul
superior al electrodului până la suprafaţa solului. La aceeaşi rezistivitate, cu cât adâncimea de îngropare va
fi mai mare, cu atât coeficienţii de pas de la marginea prizei vor fi mai mici, iar rezistenţa de dispersie de
trecere la pământ în general va scădea.
0.RE-ITI 228 / 2014
85
De regulă, distanţa între electrozi a 2·l. În condiţii speciale această distanţă se poate micşora dar ea nu
poate fi mai mică decât a = l. Cu cât distanţa “a” dintre electrozii prizei de pământ este mai mare cu atât
coeficienţii de ecranare vor fi mai mari, ceea ce determină la acelaşi număr de electrozi, o rezistenţa de
dispersie rezultantă mai mică.
Adâncimea de îngropare a electrozilor orizontali va fi de preferinţă de 0,8 - 1,0 m, avându-se în vedere
faptul că prin mărirea adâncimii de îngropare rezistenţa prizei de pământ se micşorează şi este mai puţin
influenţată de condiţiile atmosferice; de asemenea, se micşorează şi coeficienţii de pas la marginea prizei.
Drept prize de pământ naturale şi legături la aceste prize, se folosesc:
- armăturile metalice ale construcţiilor de beton armat, stâlpii, fundaţiile cadrelor şi ale aparatelor etc.;
- construcţiile metalice permanente;
- conductele metalice de apă;
- învelişurile metalice ale cablurilor îngropate;
- ţevile pentru forare.
Se interzice luarea în considerare la dimensionarea instalaţiei de legare la pământ, a următoarelor
elemente:
- conductele prin care trec fluide combustibile;
- elementele care nu prezintă o secţiune suficient de mare;
- elementele care prin demontarea lor în timpul operaţiilor de exploatare şi întreţinere, ar putea
întrerupe circuitul de protecţie.
Aceste elemente se vor racorda însă la instalaţia de legare la pământ, în vederea egalizării potenţialelor.
În cazul conductelor prin care trec fluide combustibile, locurile de întrerupere vor fi în prealabil şuntate.
Conductele metalice pentru apă îngropate în pământ, mantalele şi armăturile metalice ale cablurilor,
ţevile metalice de tubaje etc., vor fi folosite, de regulă, ca prize de pământ ajutătoare, în special pentru a
contribui la dirijarea potenţialelor.
Pentru folosirea construcţiilor de beton armat drept prize de pământ naturale, trebuie îndeplinite
următoarele condiţii:
- realizarea unor legături electrice (de preferinţa prin sudură) între barele verticale de armare din
construcţia stâlpilor; aceste legături se pot executa cu o bară orizontală (etrier);
- realizarea unor legături electrice între barele verticale de armare ale stâlpilor (pilonilor) şi
armăturile metalice ale fundaţiilor (îngropate;
- prevederea unor piese metalice aparente de racordare, legate la barele verticale, pentru executarea
legăturilor cu conductoarele principale de legare la pământ.
Dacă barele verticale ale stâlpilor de susţinere sunt în contact cu armăturile metalice ale elementelor pe care le
susţin (grinzi, stelaje etc.), realizându-se astfel o priză multiplă, conductoarele principale de legare la pământ nu
trebuie să se lege la toţi stâlpii. Se vor lega însă la cel puţin doi stâlpi care fac parte din priza multiplă realizată.
Pentru folosirea armăturilor unei construcţii de beton armat drept priză de pământ naturală, se va
prevedea încă din faza de proiectare şi se va asigura prin execuţie, continuitatea electrică a acestor armături,
până la piesa de racordare menţionată mai sus, fixată aparent în construcţia respectivă şi accesibilă pentru
racordarea conductoarelor de legare la pământ.
Această piesă de racordare va fi din profil bandă sau cornier având grosimea de cel puţin 3 mm şi
lăţimea de cel puţin 40 mm.
Piesa de legătură (de racordare) va fi marcată prin vopsire cu semnul de legare la pământ.
Secţiunea echivalentă minimă a armăturilor fiecărui element de beton armat sau metalic folosit drept
priză naturală de pământ sau conductor de legare la pământ, trebuie să fie de 100 mm2 oţel.
Toate elementele care constituie prize de pământ naturale se vor lega la reţeaua conductoarelor
principale de legare la pământ.
În staţiile electrice exterioare, aceste conductoare sunt alcătuite de regulă din electrozii orizontali
destinaţi dirijării distribuţiei potenţialelor.
Pentru micşorarea tensiunilor de atingere şi de pas în incinta staţiei, instalaţia de dirijare a distribuţiei
potenţialelor se realizează în interiorul conturului prizei de pământ artificiale (dispusă la extremităţile
staţiei) şi va cuprinde următoarele elemente (a se vedea figura 2.10):
- reţeaua electrozilor pentru dirijarea distribuţiei potenţialelor, care are şi rolul reţelei conductoarelor
principale de legare la pământ;
- prizele de pământ naturale şi celelalte elemente legate pentru egalizarea potenţialelor în staţie;
- conductoarele de ramificaţie pentru racordarea la conductoarele principale de legare la pământ.
0.RE-ITI 228 / 2014
86
Fig. 2.10 - Exemple de realizare a instalaţiei de legare la pământ pentru staţii electrice exterioare:
a)- clădirea staţiei la interiorul incintei;
b)- clădirea staţiei la marginea incintei;
c)- clădirea staţiei la marginea incintei.
b)
c)
a)
0.RE-ITI 228 / 2014
87
În staţia exterioară, electrozii orizontali pentru dirijarea potenţialelor pot fi consideraţi că au o dispunere
sub forma unor benzi paralele la o distanţă de circa 0,6 m de echipamente care trec prin zonele de deservire
ale acestora şi sunt îngropaţi în stratul superficial al solului.
Aceşti electrozi fac parte din instalaţia de legare la pământ, participând la micşorarea rezistenţei de
dispersie Rp şi constituind, totodată, reţeaua conductoarelor principale de legare la pământ la care sunt
racordate conductoarele de ramificaţie pentru legarea la pământ a maselor.
Reţeaua acestor electrozi se va lega deci la priza de pământ artificială şi va avea legături cu toate
obiectele prin intermediul conductoarelor de ramificaţie (figura 2.10).
Electrozii destinaţi micşorării tensiunilor de atingere trebuie să aibă o adâncime de îngropare de cel mult
0,6 m. Se menţionează în mod expres în documentaţia instalaţiei să nu se depăşească această adâncime,
deoarece ar conduce la creşterea coeficienţilor de atingere.
O micşorare mai accentuată a coeficienţilor de atingere în apropierea unor anumite obiecte se va putea
obţine prin îngroparea unor electrozi orizontali suplimentari la adâncimi variind între 0,1 m şi 0,4 m pe o
distanţă de 0,8 m (cel mult 1m) faţă de obiect. Electrozii se vor dispune după un contur în formă de inel,
pătrat, dreptunghi sau sub forma unor benzi paralele.
O micşorare mai accentuată a tensiunilor de pas la marginea prizei artificiale, se va obţine prin electrozi
suplimentari cu o adâncime de îngropare crescătoare până la cel mult 1,2 m. Electrozii suplimentari se vor
racorda, de asemenea, la priza de pământ complexă a staţiei.
În jurul clădirilor aflate în incinta staţiei exterioare va fi prevăzută, la o distanţă de circa 0,8 m de fundaţie, un
contur de electrozi legaţi cu restul instalaţiei. La acest contur se vor racorda conductoarele principale de legare la
pământ din interiorul clădirii, precum şi armăturile metalice din stâlpii şi fundaţiile de beton armat ale clădirii.
De regulă, îngrădirile care delimitează incinta unei staţii nu trebuie să fie racordate la instalaţia de legare
la pământ, deoarece se consideră o probabilitate foarte mică ca îngrădirile care nu au montate pe acestea
echipamente electrice (nu sunt în contact cu echipamente electrice) să intre accidental sub tensiune (a se
vedea 1 RE - Ip 30 - 2004, pct.1.1.7.b).
În cazul în care se constată, în afara incintei, tensiuni de atingere care depăşesc valorile maxime admise,
se vor executa prize suplimentare de dirijare a distribuţiei potenţialelor în afara staţiei, care vor fi legate
numai cu îngrădirea (nu vor fi racordate cu instalaţia de legare la pământ din incintă).
Pentru legarea carcaselor echipamentelor electrice şi a elementelor de sustinere la conductoarele
principale de legare la pământ, se vor folosi, de regulă, două conductoare de ramificaţie pentru fiecare aparat
sau cadru ale căror secţiuni însumate să corespundă condiţiilor de stabilitate termică. Aceste conductoare de
ramificaţie se vor racorda la doi electrozi (două benzi) de dirijare în vederea reducerii coeficientului de
atingere şi de pas prin realizarea unor caroiaje (plasă de disipare).
Drept conductoare de ramificaţie (de coborâre de la aparate sau cadre) se pot folosi armăturile metalice
sau corpul metalic al elementelor respective de susţinere, asigurându-se continuitatea electrică necesară.
Se admite prevederea unor conductoare suplimentare de coborâre, numai pentru completarea secţiunii în
vederea asigurării stabilităţii termice la scurtcircuit.
Dacă un aparat sau cadru are doi sau mai mulţi stâlpi de susţinere, pentru legarea la conductorul
principal, sunt suficiente, numai două legături de ramificaţie dispuse la doi dintre stâlpii respectivi cu
condiţia ca armăturile metalice ale acestora să aibă o legătură electrică între ele.
În cazul în care în apropierea staţiei se află clădirea pentru locuinţa personalului de deservire, este
necesar să se ia măsuri pentru evitarea transmiterii unor tensiuni periculoase în cazul unei puneri la pământ
în staţie, astfel:
a) cazul în care locuinţa se află în imediata apropiere; se realizează o priză de dirijare cu trei contururi în
jurul clădirii racordate la priza de dirijare (respectiv, instalaţia de legare la pământ) a staţiei prin cel puţin
două legături;
b) cazul în care locuinţa se află la o distanţă mai mare de 5 m de gardul staţiei; este necesar ca
alimentarea cu energie electrică a locuinţei (la joasă tensiune) să se separe de instalaţiile din staţie fie
folosind o altă sursă (reţea) de racordare, fie folosind un transformator de separare galvanică; în aceste
cazuri se realizează la locuinţa personalului o priză de pământ pentru instalaţiile electrice de joasă tensiune
din clădirea respectivă.
Din cele de mai sus rezultă că în incinta staţiei electrice, prizele de pământ artificiale legate în paralel cu
prizele de pământ naturale şi cu prizele de pământ orizontale destinate dirijării distribuţiei potenţialelor,
formează o priză de pământ complexă. Astfel, la determinarea rezistenţei de dispersie a prizei de pământ complexe
rp se vor avea în vedere rezistenţele de dispersie ale prizelor de pământ legate electric între ele cum sunt:
0.RE-ITI 228 / 2014
88
- rpv - rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ artificiale verticale;
- rpo - rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ artificiale orizontale;
- rpd - rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ pentru dirijarea distribuţiei potenţialelor;
- rpn - rezistenţa de dispersie a prizelor naturale;
- rpcp - rezistenţa de dispersie a sistemelor constituite din conductoarele de protecţie ale liniilor
electrice aeriene (care trebuie legate în toate cazurile la priza de pământ complexă a staţiei
electrice) şi prizele de pământ ale stâlpilor legaţi la acestea; se are în vedere prevederea ca, la
reţeaua electrozilor şi conductoarelor principale de legare la pământ, să se racordeze
totdeauna conductoarele de protecţie ale liniilor electrice aeriene, care vin sau pleacă din
staţie. Aceste legături se realizează fie prin prelungirea conductoarelor de protecţie până la
cadrele staţiei, fie prin prevederea unor conductoare îngropate la o adâncime de cel puţin
1,2 m care realizează legăturile electrice între stâlpii din imediata vecinătate (legaţi la
conductoarele de protecţie) şi reţeaua conductoarelor principale de legare la pământ a staţiei.
Conductoarele îngropate vor avea o secţiune echivalentă cu secţiunea conductorului de
protecţie, însă nu mai puţin de cea impusă conductoarelor de legare la pământ îngropate.
Rezistenţele de dispersie rpv, rpo, rpd şi rpn se vor determina, luându-se în calcul coeficienţii respectivi de
utilizare (a se vedea cap.3 din prezentele instrucţiuni).
Pentru simplificarea calculelor, cu aproximarea admisibilă în cazul staţiilor exterioare, prizele de pământ
orizontale destinate dirijării distribuţiei potenţialelor, împreună cu diferitele prize naturale cu care sunt în
contact electric (construcţii de beton armat, conducte, învelişurile metalice ale cablurilor aflate în incinta
respectivă), vor fi considerate o priză complexă, care se va asimila (pentru calculul rezistenţei de dispersie)
cu o priză constituită dintr-o placă aşezată pe suprafaţa solului şi având dimensiunile suprafeţei cuprinse în
conturul exterior al electrozilor pentru dirijarea distribuţiei potenţialelor.
Rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ complexe se va verifica prin măsurări, înainte de
darea în funcţiune, considerându-se componenta din circuitul de scurtcircuit monofazat care se închide
efectiv prin prizele de pământ.
La dimensionarea prizelor de dirijare a distribuţiei potentialelor, se va avea în vedere că micşorarea
coeficienţilor de atingere şi de pas depinde de următorii factori:
- numărul prizelor orizontale “n” şi distanţa dintre acestea “a”; pe aceeaşi suprafaţă, cu cât “n” este
mai mare (şi deci, “a” devine mai mic) cu atât coeficienţii de atingere şi de pas vor fi mai mici;
- adâncimea de îngropare “h” a electrozilor orizontali; cu cât “h” va fi mai mic, cu atât coeficienţii
de atingere vor fi mai mici; la marginea prizei, cu cât “h” este mai mare cu atât coeficienţii de pas
în afara prizei vor fi mai mici;
- rezistivitatea a stratului superficial al solului în care se află electrozii prizei de dirijare a
distribuţiei potenţialelor; cu cât această rezistivitate este mai mică în raport cu cea a straturilor mai
adânci, cu atât coeficienţii de atingere şi de pas sunt mai mici şi invers (într-un sol omogen,
coeficienţii nu depind de rezistivitatea acestuia);
- întinderea prizelor de pământ; cu cât aceasta este mai mare, cu atât coeficienţii de pas în afara
zonei ocupate de priză sunt mai mici.
Pe suprafaţa ocupată de instalaţia de dirijare a distribuţiei potenţialelor, coeficienţii de pas kpas sunt mai
mici decât coeficienţii de atingere ka; coeficienţii de pas pot fi mai mari decât coeficientul maxim de
atingere de pe această suprafaţă la marginea acesteia, respectiv în afara instalaţiei de dirijare; micşorarea
coeficienţilor de pas sub limitele admise în această zonă se va obţine prin prevederea unor electrozi
suplimentari în acest scop.
Se vor verifica întotdeauna coeficienţii de atingere ka şi de pas kpas prin măsurări, înainte de darea în
funcţiune a instalaţiei de legare la pământ exterioare. Dacă la măsurări se constată valori care le depăşesc pe
cele propuse, atunci se vor îmbunătăţii instalaţiile de protecţie prin adăugarea unor prize orizontale
suplimentare sau se va executa o izolare a amplasamentelor prin acoperiri cu materiale de rezistivitate mare.
În cazul staţiilor şi posturilor electrice (de transformare sau de conexiuni) interioare, pentru respectarea
limitelor maxime admise privind tensiunile de atingere şi de pas, se vor avea în vedere următoarele:
- folosirea prizelor de pământ naturale;
- realizarea unei prize de pământ artificială;
- realizarea egalizării potenţialelor în interiorul clădirii;
0.RE-ITI 228 / 2014
89
- realizarea unei instalaţii de dirijare a distribuţiei potenţialelor în exteriorul clădirii;
- aplicarea izolării amplasamentelor atât în interior, cât şi în exterior.
Priza de pământ artificială şi instalaţia de dirijare a distribuţiei potenţialelor în exteriorul clădiri se vor
realiza în modul următor (figura 2.11):
- în exteriorul clădirii, la o distanţă de 0,3 m de fundaţie şi la adâncimea de 0,2 - 0,3 m faţă de
suprafaţa solului se va realiza un contur constituit din electrozi orizontali, în jurul clădirii, destinat
micşorării tensiunii de atingere;
- un al doilea contur, destinat aceluiaşi scop, se va realiza în jurul clădirii la o distanţă de 0,8 m de
fundaţie şi la o adâncime de 0,4 - 0,6 m;
- la o distanţă de 1,5 - 2,0 m de fundaţia clădirii, se va realiza o priză verticală respectiv un contur
din electrozii orizontali care leagă între ei electrozi verticali distribuiţi uniform pe contur, astfel
electrozii verticali vor fi legaţi între ei prin electrozi orizontali; electrozii verticali se vor îngropa la
o adâncime h = 0,8 - 1,0 m, considerată de la suprafaţa solului (distanţă dintre electrozii verticali,
trebuie să fie de regulă a 2·l; în condiţii speciale se poate micşora această distanţă, însă ea nu
poate fi mai mică decât a = l);
- la o distanţă de 1,5 m de conturul prizelor verticale şi la o adâncime de 1 m se va realiza un ultim
contur din oţel lat sau rotund, destinat micşorării tensiunii de pas.
Toate contururile indicate mai sus se vor lega între ele pe direcţia diagonalelor şi pe patru direcţii
perpendiculare pe laturile acestor contururi.
În interiorul clădirii, de-a lungul pereţilor, se vor monta conductoarele principale de legare la pământ,
care, de regulă, constituie circuite închise. La aceste conductoare, prin ramificaţii separate, se vor lega toate
masele (carcasele şi elementele de susţinere), prizele de pământ naturale, precum şi diferitele elemente
metalice existente în vederea egalizării potenţialelor.
Conductoarele principale se vor racorda la priza artificială de pământ prin cel puţin două legături separate.
Pentru micşorarea tensiunilor de atingere şi de pas în exteriorul clădirii respectiv pentru creşterea
coeficienţilor de amplasament a şi pas, este indicat să se realizeze în jurul acesteia un trotuar din dale de
beton sau din asfalt, având lăţimea de cel puţin 1 m.
Pentru micşorarea tensiunii de atingere în interiorul clădirii în zonele de circulaţie şi de deservire pot fi
prevăzute eventual covoraşe electroizolante din cauciuc.
2.5.8. Staţiile electrice, respectiv instalaţiile electrice, interioare din incintele (platformele) centralelor
electrice, întreprinderilor industriale sau agricole cu circulaţie frecventă şi din localităţi se vor distinge două
categorii de zone din punct de vedere al frecventei circulaţiei:
- zonele cu circulaţie frecventă, categorie în care intră teritoriul pe care este situată centrala electrică
sau întreprinderea industrială sau agricolă (cu excepţia spaţiilor din incintele instalaţiilor electrice
îngrădite, ca de exemplu ale staţiilor de transformare şi conexiuni); pentru zonele cu circulaţie
frecventă, tensiunile de atingere şi de pas maxime admise vor fi cele din tabelul 2.11 pentru zonele
Fig.2.11 - Exemplu de realizare a instalaţiei de legare la pământ pentru o staţie electrică interioară.
0.RE-ITI 228 / 2014
90
cu circulaţie frecventă; prin incintă agricolă cu circulaţie frecventă se înţelege incinta îngrădită şi
supravegheată în care se desfăşoară procesele tehnologice de prelucrare şi depozitare în amenajări
speciale a produselor agricole, fermele zootehnice şi staţiile de maşini agricole;
- zonele cu circulaţie redusă, categorie care cuprind incintele staţiilor, respectiv ale instalaţiile
electrice interioare; pentru aceste zone, tensiunile de atingere şi de pas maxime vor fi cele din
tabelul 2.11 pentru zonele cu circulaţie redusă fără, respectiv cu, folosirea mijloacelor individuale de
protecţie izolante.
Pentru staţiile (respectiv instalaţiile) electrice interioare arătate mai sus se va folosi în comun instalaţia
de legare la pământ a acesteia, dată fiind prezenţa a numeroase conducte, cabluri, construcţii metalice şi din
beton armat şi alte elemente metalice din incinta (platforma) centralei electrice sau al întreprinderii
industriale (agricole), care fac practic imposibilă realizarea unor instalaţii de legare la pământ separate.
Regula generală este să se realizeze totdeauna o reţea generală de legare la pământ în incinta sau platforma
respectivă. Astfel toate elementele metalice vor fi legate între ele şi cu prizele de pământ, în vederea
obţinerii unei echipotenţializări (egalizarea potenţialelor).
Pentru conductele, cablurilor, şinele de cale ferată etc, care ies de pe incinta (platforma) centralei
electrice sau a întreprinderi industriale (agricole), se vor lua măsuri de protecţie împotriva transmiterii
tensiunilor periculoase în afara incintei (platformei).
Dacă în incinta centralei electrice, a întreprinderi agricole sau industriale, respectiv pe teritoriul oricărei
platforme se realizează o reţea generală de legare la pământ de protecţie (prin legarea între ele a tuturor
instalaţiilor de legare la pământ din incinta sau de pe platforma respectivă), pentru defectele de pe partea de
înaltă tensiune, atât pentru echipamentele de joasă tensiune, cât şi pentru cele de înaltă tensiune, vor fi
respectate valorile tensiunilor de atingere şi de pas pentru zonele cu circulaţie frecventă din tabelul 2.11, în
funcţie de timpul de deconectare a curentului de punere la pământ şi de categoria reţelei. Fac excepţie
zonele cu circulaţie redusă din incintele îngrădite ale instalaţiilor electrice unde are acces numai personalul
de specialitate şi pentru care vor fi respectate valorile indicate în tabelul 2.11 pentru zonele cu circulaţie
redusă fără, respectiv cu folosirea mijloacelor individuale de protecţie.
În cazul în care o reţea de joasă tensiune alimentează consumatorii aflaţi în afara limitelor instalaţiei de
legare la pământ de protecţie destinată echipementelor de înaltă tensiune, la folosirea în comun a prizei de
pământ şi pentru reţeaua de joasă tensiune în care se aplică protecţia prin legare la neutru, trebuie să se
respecte condiţiile arătate în subcap.2.1 din această reglementare pentru instalaţiile de joasă tensiune. Dacă
nu se pot respecta aceste condiţii, este necesar ca instalaţia de legare la pământ pentru partea de înaltă
tensiune să fie separată de instalaţia de legare la pământ de protecţie pentru partea de joasă tensiune.
2.5.9. În cazul realizării unei reţele generale de legare la pământ într-o incintă sau platformă, pentru
obţinerea tensiunilor de atingere, rezistenţa de dispersie rezultantă rp trebuie să fie cel mult egală cu valoarea
determinată din condiţia:
dciek
ap
Irrrr
Ur
unde: Ua este tensiunea de atingere maximă admisă în funcţie de timpul protecţiei de bază din tabelul 2.11
pentru zonele cu circulaţie frecventă: se consideră totdeauna ka = kpas = 1 dacă nu se prevăd
prize speciale de dirijare a distribuţiei potenţialelor;
rk - factorul de aşteptare care are valorile:
- rk = 0,85 dacă reţeaua electrică este în cabluri subterane;
- rk = 1 dacă reţeaua electrică este aeriană;
re - coeficientul de echipotenţiere al incintei (platformei); dacă nu se dispune de valori determinate
prin măsurări se vor considera următoarele valori de calcul:
- re = 0,6 dacă instalaţia de legare la pământ constituie o reţea buclată (circuite închise), iar
distanţa între prizele de pământ ale obiectelor din incintă (de pe platformă) este
mai mică de 300 m;
- re = 0,8 idem, dar distanţa dintre prizele de pământ din incintă (de pe platformă) este mai
mare de 300 m;
- re = 0,8 dacă instalaţia de legare la pământ constituie o reţea ramificată, iar distanţa dintre
prizele de pământ ale obiectelor din incintă (de pe platformă) este mai mică de 300 m;
- re = 1 idem, dar distanţa dintre prizele de pământ din incintă (de pe platformă) este mai
mare de 300 m;
0.RE-ITI 228 / 2014
91
ri - factorul de reducere datorită învelişurilor metalice ale cablurilor de î.t.; în calcule se vor
considera următoarele valori, dacă nu se dispune de alte valori indicate de furnizorii cablurilor:
- ri = 0,4 în cazul cablurilor de î.t. armate şi cu învelişuri metalice (plumb, aluminiu);
- ri = 0,85 în cazul cablurilor de î.t. cu învelişuri exterioare din mase plastice cu ecrane din
benzi sau sârme de cupru, iar reţeaua cablurilor de î.t. este buclată;
- ri = 1 în cazul cablurilor cu învelişuri exterioare din mase plastice şi numai cu ecrane
din benzi sau sârme din cupru, iar reţeaua cablurilor de î.t. este ramificată;
rc - coeficientul de reducere a conductoarelor de compensare care însoţesc cablurile de î.t.:
- rc = 0,7 dacă Rp > 1 ;
- rc = 0,8 dacă Rp 1 ;
- rc = 1 dacă nu se prevăd conductoare de compensare;
- coeficientul de amplasament; se determină în funcţie de materialul folosit pentru izolare; dacă
izolarea amplasamentului nu se poate aplica la toate receptoarele de î.t. şi la toate
echipamentele de j.t., se consideră = 1;
Id - curentul de scurtcircuit monofazat de calcul.
2.5.10. Pentru determinarea tensiunilor de atingere şi de pas la obiectele racordate la o instalaţie de
legare la pământ de rezistenţă Rpm care are legătură conductivă cu priza de pământ de rezistenţă Rp a
instalaţiei (staţiei) electrice cu defect, relaţia de calcul este:
ama
mpmpmaU
RIk
şi pas
mpas
mpmpmpasU
RIk
unde indicele “m” marchează parametrii instalaţiei de legare la pământ de rezistenţă Rpm cu care priza staţiei
(instalaţiei) electrice de rezistenţă Rp are legătură conductivă, Ipm este curentul care trece prin instalaţia de
legare la pământ de rezistenţa Rpm , deci şi prin legătura conductivă cu instalaţia de legare la pământ de
rezistenţa Rp.
Astfel, curentul Ipm se determină cu următoarea relaţie:
ommpp
p
pmpZRR
RII
unde: Ip este curentul total de punere la pământ şi reprezintă suma curenţilor de punere la pământ prin priza
instalaţiei de rezistenţă Rp şi prin legătura conductivă cu priza de rezistenţă Rpm; curentul Ip se
obţine din curentul total de scurtcircuit monofazat care trece prin reţeaua generală de legare la
pământ, şi reprezintă curentul efectiv prin priza de pământ complexă.
Zmo - impedanţa homopolară de calcul a legăturii conductive cu priza de rezistenţă Rpm.
Condiţiile de calcul devin astfel:
aompmp
p
pmpma
maU
ZRR
RIR
k
şi pas
ompmp
p
pmpmpas
mpasU
ZRR
RIR
k
sau:
a
mp
omp
pp
ma
ma
1
U
R
ZR
IRk
şi pas
mp
omp
pp
mpas
mpas
1
U
R
ZR
IRk
2.5.11. În cazul în care priza de pământ a unei instalaţii electrice de înaltă tensiune, de exemplu a unei
staţii electrice, are legături conductive cu alte prize de pământ ale unor instalaţii electrice de la consumatorii
de joasă tensiune, este necesar să se determine tensiunile de atingere la aceşti consumatori în cazul unui
defect în instalaţia de înaltă tensiune.
Relaţia de calcul este:
pnpnkea IRrrU
unde: Rpn este rezistenţa de dispersie a sistemului constituit din reţeaua de nul de la consumatorii de j.t. şi
toate prizele de pământ cu care această reţea are legături conductive permanente;
Ipn - componenta din curentul total de punere la pământ Ip care se închide prin sistemul de rezistenţă Rpn:
0npsp
sp
pnpZRR
RII
0.RE-ITI 228 / 2014
92
în care: Rps este rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ din instalaţia electrică de
înaltă tensiune (de exemplu, o staţie electrică “s”);
Z0 - impedanţa homopolară echivalentă de calcul a legăturilor dintre sistemul de rezistenţă
Rpn şi instalaţia de legare la pământ de rezistenţă Rps.
Dacă reţeaua de joasă tensiune este în cablu, iar reţeaua conductoarelor de neutru este buclată, de
exemplu cazul general al reţelelor de joasă tensiune din localităţi, rezultă rk = 0,85 şi re = 0,8 şi, deci:
npnpa 68,0 IRU
unde, conform celor arătate mai sus:
0npsp
sp
pnpZRR
RII
Ip fiind suma curenţilor de punere la pământ prin priza staţiei de rezistenţă Rps şi prin legăturile conductive
cu sistemul de rezistenţă Rpn.
Acest curent Ip se obţine din curentul total de punere la pământ prin reţeaua generală de rezistenţă Rp din
care se scad toţi ceilalţi curenţi care se închid prin legăturile constructive cu alte prize de rezistenţă Rp1 ... m.
Expresia tensiunii de atingere devine:
0pnps
ps
ppna 68,0ZRR
RIRU
Exemplul 1: Rpn = 0,1 Ω; Rps = 0,2 Ω (a unei staţii de 110 kV); Ip = 5000 A şi Z0 = 1,2 Ω.
În acest exemplu rezultă:
V465,1
68
2,12,01,0
2,050001,068,0a
U
sub valoarea maxim admisă de 50 V dacă timpul de declanşare la defectul pe partea de 110 kV din staţie
este de 0,8 ... 3 s.
Dacă se consideră o legătură conductivă echivalentă având o impedanţă homopolară Z0 = 0,75 de
exemplu prin adăugarea unor conductoare scurtcircuitate la capete în cazul unui cablu scos de sub tensiune,
curentul prin sistemul de rezistenţă Rpn va fi:
A100005,1
2,05000pn I , iar Ua ≈ 68 V
Exemplul 2: Datele din exemplul 1, cu deosebirea că timpul protecţiei este de 0,2 s, iar pentru care
tensiunea de atingere admisibilă este 125 V.
În acest caz rezultă posibilă reducerea impedanţei Z0 la valoarea rezultată din următoarea relaţie:
1252,01,0
2,050001,068,0
0
ZV,
de unde rezultă necesar obţinerea unei valori Z0 = 0,24 , de exemplu prin adăugarea unor conductoare
suplimentare de compensare, pentru a nu se depăşi tensiunea admisă de 125 V.
Pentru determinarea valorii lui Z0 minimă admisă (ţinând seama şi de scurtcircuitarea şi legarea la
pământ a conductoarelor unui cablu scos de sub tensiune) se poate folosi relaţia:
aapnps
ps
ppn68,0 UZRR
RIR
sau condiţia:
pspnpspna
p
0
68,0RRRR
U
IZ
2.5.12. La stâlpii LEA prizele de pământ se dimensionează ţinând seama de valori normate ale
tensiunilor de atingere şi de pas (a se vedea valorile maxime admise din tabelul 2.11).
Coeficienţii de atingere şi de pas ka şi kpas corespunzători prizei de pământ locale de la stâlp şi cei de
amplasament a şi pas , precum şi coeficientul în cazul stâlpilor din beton armat, constituie practic
parametrii principali care trebuie folosiţi pentru atenuarea valorilor Ua şi Upas sub limitele maxime admise.
Coeficienţii de atingere şi de pas (ka şi kpas) ai unui anumit tip de priză de pământ depind numai de
dimensiunile şi forma prizei respective.
După determinarea rezistenţei de dispersie maximă admisă din considerentele arătate mai sus trebuie să
se verifice şi condiţia de declanşare a sistemului de protecţie prevăzut:
0.RE-ITI 228 / 2014
93
Id 2 Ir
unde: Ir este curentul minim de funcţionare a protecţiei împotriva curenţilor de defect, respectiv de punere la
pământ Ip prin prizastâlpului.
Pentru stâlpi, priza de pământ cu care se pot obţine coeficienţii de atingere şi de pas doriţi cu costuri cât
mai mici, este cea orizontală, cu electrozi inelari sau în formă de pătrat, cu patru raze şi, eventual, cu
electrozi verticali la extremităţi. Se impune o astfel de priză cu electrozi de dirijare datorită simetriei ei,
necesară pentru asigurarea coeficienţilor de atingere şi de pas doriţi în toate punctele din jurul stâlpului.
Alegerea unui anumit tip de priză se va face în funcţie de condiţiile specifice care sunt în principal
determinate de următorii factori:
a) rezistivitatea solului , de care depinde rezistenţa de dispersie a prizei de la stâlp, Rps;
b) valoarile limită a tensiunilor de atingere şi de pas care trebuie respectată, rezultată din tabelul 2.11;
c) curentul efectiv de calcul de punere la pământ Ip prin priza de pământ respectivă;
d) posibilitatea de realizare a unui anumit tip de priză de dirijare pe terenul disponibil pentru aceasta;
e) posibilitate realizării unei izolări a amplasamentului în jurul stâlpului pe o distanţă de cel puţin 0,8
m, prin acoperire cu piatră spartă, dale de beton sau asfalt etc.
Adăugarea la priza naturală a stâlpului a unei prize de pământ artificiale cu electrozi orizontali şi
verticali, are în vedere micşorarea rezistenţei de dispersie şi obţinere a unor tensiuni de atingere şi de pas
sub limitele admise la stâlpul respectiv; rezistenţa de dispersie rezultantă Rps se determină cu relaţia:
papn
papn
psRR
RRR
unde Rpn este cea a prizei naturale, iar Rpa este rezistenţa prizei adăugate, considerându-se coeficientul de
utilizare corespunzător fiecărie prize în parte.
În unele cazuri se poate prevedea legarea între ele a două sau a mai multor prize de la doi sau mai mulţi
stâlpi învecinaţi cu un conductor neizolat îngropat în pământ; acest conductor constituie şi o priză de pământ
orizontală de o rezistenţă de dispersie rpo care poate să contribuie apreciabil la reducerea rezistenţei de
dispersie rezultante Rps; adâncimea de îngropare a conductorului de legătură va fi totdeauna mai mare de
0,5 m. Prevederea unui astfel de conductor pentru a lega între ele toate prizele de la stâlpii LEA, inclusiv la
prizele de pământ ale staţiilor de capete, conduce practic la realizarea unui conductor de compensare cu rc = 0,7.
Legarea între ele a două sau mai multor prize de la doi sau mai mulţi stâlpi învecinaţi se poate realiza cu
un conductor montat pe stâlpi, de regulă neizolat, racordat la prizele de pământ ale stâlpilor (naturale şi
artificiale) prin intermediul armăturilor metalice din stâlpi folosite drept conductoare de coborăre. Un astfel
de conductor se va aplica în cazuri justificate, când nu se poate aplica practic o altă soluţie de obţinere a
tensiunilor de atingere şi de pas sub limitele admise.
2.5.13. În cazul stâlpilor liniilor electrice aeriene (LEA) de înaltă tensiune (reţelele de 110 kV),
conductoarele de protecţie realizează legăturile între toate prizele de pământ ale stâlpilor.
Priza de pământ trebuie să fie stabilă termic, respectiv trebuie să satisfacă condiţia:
tIS p ;
unde S reprezintă suprafaţa de dispersie (de trecere) a curentului în pământ. Astfel în valoarea suprafeţei S
se include şi suprafaţa electrodului constituit din armătură metalică a fundaţiei, considerată drept priză de
pământ naturală.
În cazul stâlpilor fără aparataj, dacă nu este satisfăcută condiţiia de stabilitate termică a prizei de pământ
este necesar să se verifice buna stare a prizei de pământ şi a legăturilor la acestea după fiecare defect cu
punere la pământ. La stâlpii LEA din zone cu circulaţie frecventă, dacă tensiunile de atingere şi de pas
depăşesc valorile limită admise, este necesar să se prevadă izolatoare cu nivelul de izolaţie cu 10 % mai
mare decât în restul liniei.
În acest caz, tensiunile de atingere şi de pas nu se normează, iar prizele de pământ ale acestor stâlpi vor
trebui să corespundă condiţiilor impuse de protecţia împotriva supratensiunilor atmosferice, conform NTE
001/03/00 privind alegerea izolaţiei, coordonarea izolaţiei şi protecţia instalaţiilor electroenergetice
împotriva supratensiunilor.
Condiţia pe care trebuie să o îndeplinească prizele de pământ din punctul de vedere al protecţiei liniei
împotriva supratensiunilor atmosferice se exprimă astfel:
ti
tp
I
Ur
0.RE-ITI 228 / 2014
94
în care: rp este rezistenţa de dispersie a prizei de pământ (în );
Ut - tensiunea de ţinere la implus a instalaţiei de pe stâlpul la care se verifică priza (în kV);
It - curentul de calcul la supratensiuni atmosferice, (în kA);
i - coeficientul de impuls al prizei.
În zonele cu circulaţie frecventă, indiferent de rezultatele calculeloe, în vederea asigurării unei cât mai
favorabile dirijări a distribuţiei potenţialelor în jurul stâlpului, priza de pământ a stâlpului se va executa ca
tip şi formă potrivit indicaţiilor din îndrumarul 1 RE - Ip - 30.
Pentru a se putea pune în valoare prizele naturale ale stâlpilor (fixaţi în teren prin fundaţii de beton
armat), barele principale (verticale) ale armăturii fundaţiei vor fi legate galvanic în partea superioară atât
între ele, cât şi la piciorul metalic al stâlpului încadrat în fundaţie.
La toţi stâlpii metalici şi de beton armat ai liniilor sau ai porţiunilor de linii echipate cu conductoare de
protecţie, se va realiza legarea conductoarelor de protecţie la prizele de pământ ale stâlpilor respectivi.
Conductoarele de legare la priza de pământ a stâlpilor trebuie să fie dimensionate pentru a fi stabile din
punct de vedere termic; condiţia de verificare este:
j
tis
p
unde: s este secţiunea conductorului de ramificaţie;
ip - partea din curentul total de punere la pământ Ip, care trece prin priza stâlpului respectiv;
t - timpul protecţiei de rezervă prevăzută pentru deconectarea punerilor la pământ monofazate;
j - densitatea de curent admisibilă prin conductorul respectiv; la oţel se consideră j = 70 A/mm2.
În incintele (teritoriile) îngrădite ale întreprinderilor industriale şi agricole cu circulaţie frecventă,
precum şi în cazul plajelor şi terenurilor de campament (camping), stâlpii liniilor electrice aeriene vor fi
prevăzuţi întotdeauna cu prize de pământ, cu ajutorul cărora să se obţină valori ale tensiunilor de atingere şi
de pas sub limitele maxime admise; în cazul acestor incinte, instalaţiile de legare la pământ vor fi astfel
dimensionate încât tensiunile de atingere şi de pas să fie mai mici sau cel mult egale cu 125 V.
2.5.14. În cazul liniilor electrice aeriene (LEA) cu conductoarele de protecţie legate la prizele de
pământ ale stâlpilor, din curentul total de scurtcircuit (de defect) monofazat Id care apare la unul din stâlpii
liniei, componenta ip care trece prin stâlpul respectiv la pământ (prin priza de pământ de rezistenţă Rps a
stâlpului la pământ), va fi:
ppp Ii
în care: ip este curentul care trece prin priza de pământ a stâlpului, în A;
p - coeficientul de repartiţie pentru curentul care trece prin priza de pământ;
Ip - curentul de punere simplă la pământ de calcul care este în acest caz egal cu valoarea curentului
de scurtcircuit monofazat al liniei, în punctul considerat (Ip = Id), în A.
În cazul alimentării defectului de la ambele capete ale liniei, curentul Id este:
Id = IdA + IdB
unde IdA şi IdB sunt valorile curenţilor de scurtcircuit monofazat în punctul considerat, proveniţi din staţiile
de la capătul A, respectiv, capătul B al liniei.
Coeficientul p se exprimă prin relaţia:
ps
Fp
r
Rr , respectiv produsul pspF rRr
în care: r este factorul de reducere a conductorului (conductoarelor) de protecţie ai liniei cu defect;
RF - impedanţa totală la locul de scurtcircuit;
rps - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ de la stâlpul considerat.
Mărimile enumerate se determină prin următoarele relaţii:
υ
υμ
Z
Zr ;
psr
psr
F2 rW
rWR
unde: Z reprezintă impedanţa mutuală echivalentă a sistemului de conductoare active şi de protecţie ale LEA;
Z - impedanţa proprie echivalentă a conductorului de protecţie pentru sistemul de conductoare etc.;
Wr - impedanţa căilor de întoarecere a curentului de scurtcircuit de la locul defectului la sursele de
alimentare a acestuia care se determină în funcţie de sistemul conductoarelor active şi de
protecţie ale liniei şi în funcţie de locul unde se consideră scurtcircuitul.
0.RE-ITI 228 / 2014
95
Aceste calcule fiind relativ laborioase, ele se efectuiază numai când se impune o mare precizie a
rezultatelor. În practica curentă, pentru calculele cu o aproximaţie acceptabilă se pot lua în considerare
valorile coeficienţilor de repartiţie p din tabelul 2.12, pentru determinările curenţilor ip care trec prin prizele
de pământ ale stâlpilor, se pot folosi diagramele din figura 2.11, care indică p
p
FI
URr , în funcţie de rezistenţa
medie a prizelor de pământ de la stâlpii liniei electrice aeriene respective rps, de tipul conductorului de protecţie
şi de deschiderea medie între stâlpi, considerând un sol cu rezistivitatea = 100 m.
Up este tensiunea prizei de pământ la locul defectului, iar Ip este curentul total de punere simplă la
pământ la locul defectului.
Curbele 3a, 3b se referă la tensiunea de 400 kV. Curba superioară este pentru tensiunea de 220 kV, iar
cea inferioară pentru 110 kV.
Curentul prin priza de pământ a stâlpului rezultă din relaţia:
ps
p
Fpr
IRri
unde rps este rezistenţa de dispersie a prizei de pământ de la stâlpul considerat.
Pentru determinarea tensiunilor de atingere şi de pas este necesar să se cunoască tensiunea totală la
stâlp. Ea se obţine din relaţia:
Up = r RF Ip
În figura 2.12 este prezentat produsul rRF în funcţie de rezistenţa medie a prizelor de pământ de la
stâlpii liniei respective, de tipul conductorului de protecţie al liniei şi de deschiderea medie între stâlpi,
pentru o rezistivitate medie a solului = 100 m.
1 reprezintă conductorul de protecţie OL 70 mm2; deschiderea între stâlpi: a - 400 m; b - 300 m; c - 200 m;
2 - conductorul de protecţie OLS 95 AL/50, OL; deschiderea între stâlpi: a - 400 m; b - 300 m; c - 200 m;
3 - conductorul de protecţie OL AL S 150/AL/95 OL; deschiderea între stâlpi: a - 400 m; b - 300 m; c - 200 m;
(pentru 110 kV se consideră curba inferioară).
Fig.2.12- Produsul r·RF în funcţie de rezistenţa medie a prizelor de pământ rps de la stâlpii liniei
respective, de tipul conductorului de protecţie al liniei şi de deschidere medie între stâlpi,
pentru o rezistivitate a solului = 100 m: 1 - conductor de protecţie OL 70 mm
2; deschiderea între stâlpi a=400 m; b=300 m; c=200 m;
2 - conductor de protecţie OL S 95 AL /50 OL, deschiderea între stâlpi a=400 m; b=300 m; c=200 m;
3 - conductor de protecţie OL AL S 150 AL /95 OL, deschiderea între stâlpi a=400 m; b=300 m; c=200 m;
(curba superioară este pentru tensiunea de 220 şi 400 kV, iar cea inferioară pentru 110 kV).
r·RF
rps 0,7
0.RE-ITI 228 / 2014
96
Tabelul 2.13 - Coeficienţii de repartiţie p de calcul pentru LEA cu conductoare de protecţie
legate la prizele de pământ ale stâlpilor LEA.
Tipul liniei
Valorile coeficienţilor de repartiţie.
Materialul conductoarelor de protecţie
Oţel Oţel - Aluminiu
LEA 110 kV simplu şi dublu circuit cu un
conductor de protecţie 0,20 - 0,24 0,08 - 0,12
Cunoscând produsul r·RF din diagramele din figura 2.12 şi apreciind coeficientul p din tabelul 2.13, se
determină tensiunea Up a prizei de pământ de la stâlpul considerat cu relaţia:
Up = r RF Ip , respectiv p
p
Fp
iRrU
în care: Ip - este curentul total de punere la pământ la locul defectului, în A;
ip - curentul care trece prin priza de pământ a stâlpului considerat, în A.
2.5.15. În cazul descărcărilor atmosferice, proprietăţile/caracteristicile prizelor de pământ diferă substanţial
faţă de cele din regim permanent/stabilizat, aceste diferenţe fiind determinate, în principal, de:
• apariţia unor curenţi de valori ridicate, până la câteva zeci şi chiar sute de kA;
• pante foarte mari de creştere a curentului care ating, în mod curent, câteva sute de kA/µs.
În cazul descărcărilor atmosferice, potenţialului Up al prizei de pământ, este dat de următoarea relaţie:
2ip
2
p
pd
dRi
t
iLU
în care L este inductivitatea prizei de pământ şi a conductoarelor principale de legare la pământ, iar Ri este
rezistenţa de impuls a prizei de pământ.
Inductivitatea părţilor metalice ale prizei de pământ, care poate fi estimată la valoarea de 1 µH/m, poate
fi neglijată când se consideră impedanţa prizei la frecvenţa reţelei. Totuşi, inductivitatea devine un
parametru important dacă viteza de creştere a curentului este ridicată, în domeniul câtorva sute de kA/µs sau
mai mult. Pe durata loviturilor de trăsnet, căderea de tensiune inductivă (L·di/dt) atinge valori foarte ridicate.
Ca urmare, electrozii mai îndepărtaţi joacă un rol redus în conducerea spre pământ a curentului.
Impedanţa prizei de pământ în cazul curenţilor de
impuls creşte în comparaţie cu rezistenţa acesteia în
condiţii statice. Astfel, prin creşterea lungimii
electrozilor prizei peste aşa numita lungime critică
(figura 2.13), nu se obţine nici un efect de reducere
a impedanţei prizei la curenţi de impuls de trăsnet.
Valorile extrem de ridicate ale densităţii de
curent în sol măresc intensitatea câmpului electric
până la valori ce determină descărcări electrice în
micile spaţii gazoase din pământ, cauzând scăderea
rezistivităţii solului şi a rezistenţei prizei (rezistenţă
de impuls Ri). Acest fenomen apare în special în
apropierea electrozilor unde densitatea de curent este
maximă, iar influenţa mai importantă. Intensitatea
acestui fenomen este deosebit de mare atunci când
solul este uscat sau de rezistivitate ridicată.
Pe durata unei lovituri de trăsnet, intervin ambele
fenomene, descrise mai sus, dar ele acţionează în
sensuri contrare. Valoarea ridicată a curentului de
trăsnet conduce la reducerea rezistenţei prizei de
pământ, în timp ce viteza/rata mare de creştere a curentului conduce la creşterea impedanţei prizei de pământ şi a
conductoarelor de legătură la priza de pământ. Impedanţa totală poate fi mai mare sau mai mică în funcţie de
efectul care este dominant.
Deci, la dimensionarea prizelor de pământ pentru instalaţiile de protecţie împotriva supratensiunilor
atmosferice trebuie să se considere rezistenţă de impuls a prizei de pământ, care se obţine din relaţia:
Fig.2.13 - Lungimea maximă lmax a
electrozilor prizei de pământ pentru o
instalaţie de paratrăsnet în funcţie de
rezistivitatea solului ρ.
0.RE-ITI 228 / 2014
97
Ri = i Rp
unde: i - reprezintă coeficientul de impuls al prizei (indicaţi în tabelele 2.14, 2.15 şi 2.16);
Rp - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ pentru regim staţionar (stabilizat).
Tabelul 2.14 - Valorile aproximative ale coeficienţilor de impuls i pentru priza orizontală inelară,
în cazul intrării curentului prin 3 sau 5 electrozi orizontali.
Nr.
crt.
Rezistivitatea
solului, m
Lungimea
inelului, m
Curentul de trăsnet, kA
20 40 80
1 102
4
8
12
0,60
0,70
0,80
0,45
0,65
0,70
0,35
0,50
0,60
2 5102
4
8
12
-
0,55
0,60
-
0,45
0,50
-
0,30
0,35
3 103
4
8
12
-
0,40
0,45
-
0,30
0,40
-
0,25
0,30
4 2103
20
40
50
80
100
0,60
0,70
0,90
1,05
1,20
0,50
0,65
0,80
0,93
1,10
0,40
0,55
0,75
0,90
1,05
Tabelul 2.15 - Valoarea aproximativă a coeficientului de impuls i pentru o priză simplă cu electrod
vertical de lungime l, în cazul undei curentului de impuls cu frontul de 3 - 6 s
Nr.
crt.
Rezistivitatea
solului, m
Curentul de trăsnet, kA
5 10 20 40
l = 2 m l = 3 m l = 2 m l = 3m l = 2 m l = 3 m l = 2 m l = 3 m
1
2
3
102
5102
103
0,85
0,60
0,45
0,80
0,70
0,55
0,75
0,50
0,35
0,85
0,60
0,45
0,60
0,35
0,23
0,75
0,45
0,30
0,30
0,25
-
0,60
0,30
-
Tabelul 2.16 - Valoarea aproximativă a coeficientului de impuls i pentru o priză simplă cu electrod
orizontal de lungime l, în cazul undei curentului de impuls cu frontul de 3 - 6 s
Nr.
crt.
Rezistivitatea
solului, m
Lungimea
electrodului, m
Curentul de trăsnet, kA
10 20 40
1 102
5
10
20
0,75
1,00
1,15
0,65
0,10
1,05
0,50
0,80
0,95
2 5102
5
10
20
30
0,55
0,75
0,90
1,00
0,45
0,60
0,75
0,90
0,30
0,45
0,60
0,80
3 103
10
20
40
60
0,55
0,75
0,95
1,15
0,45
0,60
0,85
1,10
0,35
0,50
0,75
0,95
În cazul prizelor de pământ multiple sau complexe, rezistenţa de impuls Ri se determină cu relaţia:
nk
kR
uR
1 kpki
k
i
1
în care: uk - este coeficientul de utilizare al prizei de rang k;
ik - coeficientul de impuls al prizei de rang k;
Rpk - rezistenţa de trecere la pământ a prizei de rang k, în regim staţionar (stabilizat).
0.RE-ITI 228 / 2014
98
În situaţia în care se consideră coeficienţii de utilizare medii pentru priza de pământ complexă, construită din
“m” prize verticale şi “n” prize orizontale simple, relaţia devine:
oivi
oivi
iRR
RRR
mu
rR
v
vp
vivi şi nu
rR
o
op
oiio
În vederea limitării influenţelor electromagnetice datorită trecerii curentului de trăsnet prin conductoarele
instalaţiei de legare la pământ, se iau următoarele măsuri:
- utilizarea, de preferinţă, de prize de pământ cât mai concentrate (grupate);
- micşorarea, pe cât posibil, a distanţei pe orizontală între conductorul de coborâre la priza de
pământ şi electrozii principali ai prizei de pământ, respectiv a distanţei între conductoarele de
legătură de la obiectele ce se racordează la priza de pământ şi electrozii acesteia din urmă.
Orice priză de pământ trebuie astfel amplasată, încât locul de conectare al coborârii la priza de pământ
să ocupe, pe cât posibil, o poziţie centrală faţă de ansamblul prizei respective.
Adâncimea de pozare a electrozilor prizelor de pământ se va alege în funcţie de adâncimea probabilă de
îngheţ. În condiţii normale, se consideră suficientă o adâncime de 50 - 100 cm de la suprafaţa solului până la
marginea superioară a prizei de pământ.
Prizele de pământ artificiale executate din electrozi de oţel zincat trebuie să aibă o secţiune de cel puţin
150 mm2 şi o grosimea de cel puţin 4 mm, respectiv 3,5 mm la ţeavă. Dacă se folosesc electrozi nezincaţi,
aceştea trebuie să aibă o secţiune de cel puţin 150 mm2 şi o grosime de cel puţin 6 mm, respectiv 4,5 mm la
ţeavă. Se interzice desigur vopsirea electrozilor îngropaţi în pământ.
Ca electrozi verticali se pot folosi, ţevi din oţel profilat, în acest caz, lungimea este de 1,5... 3 m, iar
electrozii orizontali se utilizează benzi de oţel rotund sau alte profiluri de oţel.
Toate îmbinările în partea subterană a prizelor de pământ se fac cu sudură prin suprapunere.
Din punct de vedere al protecţiei împotriva supratensiunilor atmosferice, liniile electrice pe stâlpi de
beton armat sunt considerate ca şi liniile pe stâlpi metalici. În afară de determinările privind protecţia
împotriva tensiunilor de atingere şi de pas, trebuie avut în vedere şi condiţia ca rezistenţa de dispersie a
prizei de pământ rps a fiecărui stâlp să nu depăşească valorile din tabelul 2.17, în funcţie de rezistivitatea
solului din zonă.
Tabelul 2.17 - Rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ a stâlpilor LEA în funcţie de
rezistivitatea solului din zonă.
Nr.
crt.
Rezistivitatea solului,
[m]
Rezistenţa maximă a prizei de pământ []
U 110 kV U > 110 kV
1
2
3
4
100
100 < 500
500 < 1000
> 1000
10
15
20
30
10*)
10
15
20**)
*) Se recomandă adoptarea unei rezistenţe de până la 5 dacă aceasta nu impune greutăţi
deosebite de realizare.
**) În cazuri excepţionale, când condiţiile impun prize costisitoare, se admite valoarea maximă de 30 .
De regulă, este interzisă depăşirea valorii de 30 , deoarece nivelul protecţiei împotriva descărcărilor
atmosferice ar coborî atât de mult, încât existenţa conductorului de protecţie n-ar fi eficientă.
În cazul liniilor prevăzute cu conductoare de protecţie, valorile de mai sus sunt valabile în situaţia când
priza de pământ locală a stâlpului, nu este încă conectată electric la conductorul de protecţie.
Legătura la pământ a descărcătoarelor montate pe stâlpi metalici, se realizează prin corpul stâlpului
respectiv, la instalarea lor în apropiere de o staţie electrică, se leagă la priza de pământ a acesteia.
La stâlpii de beton armat pentru legătura la priza de pământ se va folosi armătura metalică a stâlpului,
respectiv respectarea condiţiilor de continuitate şi de secţiune minimă admisă.
În cazurile în care curentul de scurtcircuit depăşeşte limita superioară de rupere a descărcătorului,
legătura la pământ se va face pe fiecare fază în parte, iar distanţa între faze trebuie să fie de cel puţin 3 m.
0.RE-ITI 228 / 2014
99
Din considerentele de protecţie împotriva descărcărilor atmosferice, valoarea rezistenţei de legare la
pământ a descărcătoarelor va fi:
- pentru descărcătoarele cu coarne montate pe stâlpii liniilor Rp = 10 ... 20 ;
- pentru descărcătoarele de pe intrările în staţiile de transformare Rp 10 ;
- pentru intrările în staţiile mai apropiate de centrale sau în centralele care au linii de distribuţie la
tensiunea generatoarelor Rp 3 … 5 .
La legăturile la pământ ale descărcătoarelor cu bare de oţel, secţiunea minimă este de 50 mm2.
Se recomandă ca racordarea paratrăsnetelor la instalaţia de legare la pământ a unei staţii electrice să se execute
prin mai multe căi, dispuse radial, cu prevederea unor electrozi suplimentari locali, care să realizeze o rezistenţă de
maxim 25 la frecvenţă industrială.
Din punct de vedere electric, coborârea de la vârful paratrăsnetului la prizele de pământ se realizează în
felul următor:
- la stâlpii de beton armat, prin una din armături, căreia i se asigură continuitatea pe toată înălţimea
stâlpului;
- la stâlpii metalici nu este necesară prevederea unei coborâri separate.
La locul de montare a descărcătoarelor trebuie să se prevadă suplimentar o priză de pământ individuală,
care se va lega în paralel cu instalaţia de legare la pământ a staţiei; priza individuală legată în paralel trebuie
să aibă o rezistenţă de cel mult 25 .
Legătura la pământ se va realiza cu un conductor de coborâre din oţel, care să aibă o secţiune minimă de
50 mm2. În afara legăturilor la descărcător şi la contor care necesită deconectarea pentru revizie, toate
celelalte îmbinări trebuie să fie sudate.
0.RE-ITI 228 / 2014
100
Cap.3. DIMENSIONAREA PRIZELOR DE PĂMÂNT. RELAŢII DE CALCUL PENTRU
DETERMINAREA REZISTENŢEI DE DISPERSIE
3.1. Componentele unei instalaţii de legare la pământ şi categori/tipuri de prize de pământ
3.1.1. O instalaţie de legare la pământ cu funcţii de protecţie împotriva electrocutărilor prin atingere
indirectă, se compune din următoarele cinci elemente (a se vedea figurile 3.1 şi 3.2):
- conductoare de ramificaţie, prin care se racordează masele echipamentelor/aparatelor electrice la
conductorul principal de legare la pământ;
- conductorul principal de legare la pământ, la care se racordează toate conductoarele de ramificaţie;
- conductoarele de legare a conductorului principal la priza de pământ a instalaţiei;
- electrozii prizei de pământ aflate în contact cu solul prin care se disipează curentul electric (trecerea
curentului în solul folosit drept conductor electric);
- conductoarele de legătură între electrozii prizei de pământ; aceste conductoare, dacă sunt îngropate
în sol, pot fi considerate electrozi ai prizei de pământ (în acest caz constituie elemente componente
ale prizei de pământ).
În figura 3.1 se prezintă schema electrică de principiu a unei instalaţii de legare la pământ. În figura 3.2
se prezintă schema electrică de principiu a unei instalaţii de legare la pământ care deserveşte un obiect
singular, de exemplu un stâlp al unei linii electrice aeriene (LEA), la care conductorul de legare a stâlpului
la electrodul prizei de pământ îndeplineşte, cumulativ, funcţiile de:
- conductor de ramificaţie;
- conductor principal de legare la pământ;
- conductor de legare la electrodul prizei de pământ.
3.1.2. Prizele de pământ folosite pentru realizarea unei instalaţii de legare la pământ se împart în două
mari categorii, şi anume:
- prize de pământ artificiale, special construite pentru realizarea instalaţiilor de legare la pământ;
- prize de pământ naturale.
În cele mai multe cazuri, se folosesc cu prioritate prizele de pământ naturale, în special cele constituite
de fundaţiile de beton armat ale construcţiilor.
Fig.3.1 - Schema electrică de principiu a unei instalaţii de legare la pământ.
Conductoare
de ramificaţie Conductor principal
de legare la pământ
Eloctrozii prizei de pământ
Conductor
de legare la
priza de
pământ
Conductor de legătură între
electrozii prizei de pământ
Conductor de
legare la priza
de pământ
Nivelul solului
Echipamente
electrice
Echipamente
electrice
Priză de
pământ
0.RE-ITI 228 / 2014
101
3.1.3. Prizele de pământ artificiale sunt constituite din electrozi
metalici introduşi în pământ, special destinaţi pentru trecerea curenţilor
electrici şi care nu permit folosirea lor în alte scopuri. Prizele de
pământ artificiale se folosesc în următoarele cazuri:
- nu există la dispoziţie o priză de pământ naturală;
- există o priză de pământ naturală, dar aceasta nu are o
rezistenţă de dispersie suficient de mică şi necesită completarea
ei cu o priză de pământ artificială;
- utilizarea prizei de pământ naturale este dificilă din punct de
vedere tehnic şi economic;
- folosirea prizei de pământ artificiale este impusă expres de
legislaţia tehnică.
3.1.4. Prizele de pământ naturale sunt constituite din elemente
bune conducătoare de electricitate, în contact electric permanent cu
solul, care sunt destinate diferitor scopuri dar pot fi folosite, în acelaşi
timp, şi pentru trecerea curenţilor electrici prin pământ. Ca prize de
pământ naturale pot fi utilizate:
- elementele metalice ale construcţiilor îngropate în pământ, direct sau cuprinse în fundaţii de beton şi
beton armat sau sprijinite pe pământ (tălpi de fundaţii, estacade, elevatoare etc.);
- conductele metalice pentru apă sau alte fluide, îngropate în pământ, cu excepţia celor care transportă
fluide care prezintă pericole de încendiu sau de explozie;
- fundaţiile stâlpilor sau ale altor construcţii de beton armat, în contact electric cu pământ;
- învelişurile metalice ale cablurilor electrice armate îngropate în sol;
- şinele de cale ferată.
3.1.5. Prizele de pământ folosite pentru realizarea unei instalaţii de legare la pământ, atât cele naturale
cât şi cele artificiale; se pot încadra în următoarele categorii constructive:
- priză de pământ simplă (numită uneori singulară), constuite dintr-un singur electrod:
- priză de pământ cu electrod orizontal (rotund, platbandă, placă sau alte profile, învelişurile
metalice (mantale, armături) neizolate electric ale cablurilor electrice);
- priză de pământ cu electrod vertical (tijă, placă sau alte profile);
- priză de pământ cu electrod inelar orizontal (în formă de inel);
- priză de pământ multiplă, constuită din mai multe prize de pământ simple de acelaşi fel legate între ele:
- priză de pământ multiplă orizontală, constituită din mai multe prize de pământ simple
orizontale de acelaşi fel (priză de pământ cu electrozi orizontali, inclusiv priză de pământ
realizată ca o plasă/reţea);
- priză de pământ multiplă verticală, constituită din mai multe prize de pământ simple cu
electrozi verticali de acelaşi fel (priză de pământ cu electrozi verticali);
- priză de pământ complexă, constuită din mai multe prize de pământ simple şi/sau multiple de tipuri
diferite, legate electric între ele.
Sunt foarte rare cazurile când cu un singur electrod se poate realiza rezistenţa de trecere la pământ
(rezistenţa de dispersie) dorită. În general, trebuie să se execute o priză de o priză de pământ multiplă sau
complexă.
3.1.6. După modul de îngropare a electrozilor, prizele de pământ se împart în prize de pământ de
suprafaţă şi prize de pământ de adâncime.
3.1.7. Prizele de pământ de suprafaţă sunt acelea la care electrozii sunt îngropaţi la o adâncime de 0,5-1 m.
Aceste prize de pământ se folosesc, în special, în cazul când stratul de suprafaţă al solului are, pe o grosime
de 0,4-0,8 m, o rezistivitate mai mică decât la adâncime (de exemplu, cazul solurilor stâncoase sau cu
pietriş, cu un strat superficial de sol arabil).
Prizele de pământ de suprafaţă pot fi executate practic din diferite profiluri (bandă, rotund, bare
profilate, ţevi etc.). Electrozii sunt aşezaţi în pământ în poziţie orizontală, astfel încât prizele de pământ de
suprafaţă poartă şi denumirea de prize de pământ orizontale.
Fig.3.2 - Schema electrică de
principiu a unei instalaţii de
legare la pământ al unui obiect
singular (un stâlp al LEA).
Conductor de
legare la
priza de pământ
Electrod al
prizei de pământ
0.RE-ITI 228 / 2014
102
Prizele de pământ de suprafaţă prezintă dezavantajul că rezistenţa lor de dispersie poate avea variaţii
mari datorită influenţei agenţilor atmosferici. În timpul verii solul se usucă, iar în timpul iernii există pericol
de îngheţ. O priză orizontală poate fi însă ferită de astfel de influenţe dacă electrozii ei sunt îngropaţi la o
adâncime mai mare de 0,6 m.
Prizele de pământ orizontale au următoarele avantaje:
- necesită un volum relativ redus de lucrări,
- pot fi executate cu o varietate mare de electrozi,
ceea ce le fac indicate deseori şi pentru instalaţiile electrice care au o durată scurtă de funcţionare sau în
locuri cu strat superficial de pământ arabil peste straturi de rezistivitate mai mare.
3.1.8. Prizele de pământ de adâncime sunt acelea ale căror electrozi sunt îngropaţi vertical la o adâncime
mai mare de 0,5 m până la câţiva metri, considerată de la capătul superior al electrozilor până la suprafaţa
sodului. Deoarece electrozii sunt îngropaţi în pământ în poziţie verticală, astfel de prize de pământ poartă şi
denumirea de prize de pământ verticale. Prizele de pământ verticale îngropate la adâncimi mai mari de 4 m
se numesc prize verticale de mare adâncime.
Prizele de pământ de adâncime se execută uzual din ţevi, bare profilate, oţel rotund, plăci metalice etc.
Executarea prizelor de pământ artificiale verticale din plăci s-a dovedit neraţională din punct de vedere
tehnic şi economic, în comparaţie cu prizele de pâmânt executate din alte tipuri de electrozi. În prezent,
electrodul cel mai des utilizat pentru realizarea prizelor de pământ verticale este electrodul din ţeavă sau din
profile, în comparaţie cu care electrozii constituiţi din plăci prezintă numeroase dezavantaje, cum sunt:
- pentru realizarea, într-un anumit sol, a aceleiaşi rezistenţe de dispersie, priza de pământ din plăci
necesită de 1,7 ori mai mult material decât o priză de pământ din ţevi sau profile (cornier, rotund etc.);
- montarea plăcilor necesită un volum mai mare de lucru decât montarea ţevilor, deoarece acestea din
urmă se întroduc în pământ prin batere, în timp ce pentru îngroparea electrozilor din plăci este
necesar să se execute un volum mare de săpături;
- prizele de pământ din plăci se corodează mult mai repede decât prizele de pământ din ţevi, deoarece
ambele suprafeţe ale plăcilor sunt în contact cu solul, în special în cazul solurilor agresive;
- la prizele de pământ din plăci se realizează mai greu un contact electric bun între electrozi şi sol, în
timp ce ţevile se introduc în pământ prin batere, realizându-se în modul acesta un contact foarte bun.
Prizele de pământ verticale se folosesc în cazul în care straturile de la adâncime au rezistivităţi mai mici
decât cele de la suprafaţă. Prizele de pământ verticale prezintă avantajul că pot veni în contact cu straturile
menţinute umede de apele subterane şi că sunt supuse înfluenţei agenţilor atmosferici într-o măsură mult mai
mică decât prizele de suprafaţă.
3.2. Parametrii electrici principali ai unei instalaţii de legare la pământ
3.2.1. Parametrii electrici principali ai unei instalaţii de legare la pământ sunt următorii:
- rezistenţa electrică a instalaţiei de legare la pământ, care are simbolul generic Rp;
- tensiunea instalaţiei de legare la pământ Up (a se vedea definiţia de la pct.1.3.1.58);
- tensiunea de atingere Ua (a se vedea definiţia de la pct.1.3.1.60);
- tensiunea de pas Upas (a se vedea definiţia de la pct.1.3.1.61).
3.2.2. Rezistenţa electrică a unei instalaţii de legare la pământ Rp are două componente, şi anume:
- rezistenţa de dispersie rp a prizei de pământ care reprezintă rezistenţa electrică a solului între
electrozii prizei de pământ şi zona de potenţial nul, denumită zona de referinţă;
- rezistenţa rc a conductoarelor de legare la pământ, respectiv a conductoarelor de legătură dintre
elementele care trebuie racordate la priza de pământ şi aceasta din urmă.
Tensiunea instalaţiei de legare la pământ Up este determinată de căderea de tensiune pe conductoarele de
legare la pământ simbol uc şi tensiunea totală a prizei de pământ up faţă de un punct din zona de potenţial
nul (zona de referinţă).
Rezistenţa rc este uneori mult mai mică decât rezistenţa de dispersie rp astfel încât în aceste cazuri se
obişnuieşte să se considere rezistenţa instalaţiei de legare la pământ Rp că este egală cu rezistenţa de
dispersie rp a prizei de pământ. Rezistenţa electrică a prizei de pământ este denumită, de regulă, rezistenţa
de dispersie a acesteia, cu referire directă la dispersia curentului în pământ prin electrozii prizei.
0.RE-ITI 228 / 2014
103
În circuitele de curent alternativ ar trebui să se considere impedanţa de legare la pământ Zp, care este
impedanţa dintre instalaţia de legare la pământ şi zona de referinţă, la frecvenţa de lucru dată. Reactanţa
instalaţiei de legare la pământ este dată de reactanţa conductorului de legare la pământ şi a părţilor metalice ale
prizei de pământ. La frecvenţe mici (frecvenţa reţelei şi armonicile asociate) reactanţa este, de obicei,
neglijabilă în comparaţie cu rezistenţa prizei de pământ, dar ea trebuie luată în considerare la frecvenţe ridicate,
aşa cum este cazul regimului tranzitoriu determinat de o lovitură de trăsnet. Pentru frecvenţe mici (cum este
frecvenţa industrială, de 50 Hz), se consideră, cu aproximaţie acceptabilă, că impedanţa de legare la pământ Zp
este egală cu rezistenţa de dispersie a prizei de pământ, rp:
pp rZ
3.2.3. Rezistenţa de dispersie rp a unei prize de pământ depinde determinant de rezistivitatea solului ,
precum şi de dimensiunile şi configuraţia electrozilor prizei de pământ. Pentru a obţine valori cât mai scăzute
ale rezistenţei de dispersie rp, este necesar ca densitatea j a curentului Ip care trece spre pământ prin electrozii
metalici ai prizei de pământ metalici să fie cât mai redusă, respectiv secţiunea (suprafaţa) S prin care trece acest
curent în pământ să fie cât mai mare posibil, considerând relaţia cunoscută pentru densitatea de curent:
S
Ij
p .
Pe măsura îndepărtării de electrozii prizei de pământ densitatea de curent j devine din ce în ce mai mică
datorită creşterii valorii suprafeţelor S de trecere a curentului Ip. Zona în care densitatea curentului j este practic
nulă este considerată zonă de potenţial nul, respectiv zonă de referinţă. În apropierea electrozilor, scăderea
densităţii de curent depinde determinant de dimensiunile şi configuraţia acestora.
3.2.4. Calculul rezistenţei de dispersie rp a unei prize de pământ, uzual, are la bază presupunerea că
pământul are forma unei semisfere infinite cu o structură uniformă, având o valoare dată a rezistivităţii solului
, fiind astfel posibilă stabilirea unor relaţii riguroase pentru rezistenţa de dispersie a prizei de pământ cu
electrozi de anumite forme.
Inexactitatea în determinarea valorii rezistivităţii solului are o influenţă semnificativă asupra valorii reale a
rezistenţei prizelor de pământ. Relaţiile teoretice exacte ale rezistenţei prizei de pământ sunt utilizate în special
pentru structuri simple ale acesteia în scopul ilustrării dependenţei dintre tensiunea prizei de pământ up, repartiţia
potenţialului la suprafaţa solului şi curentul de punere la pământ Ip. Pentru prize de suprafaţă mare, de exemplu
cele în categoria care intră şi cel de tip plasă (reţea), se utilizează relaţii cu aproximaţii acceptabile pentru
determinarea rezistenţei prizei de pământ.
3.2.5. Un model de bază utilizat în scopul
punerii în evidenţă a proprietăţilor electrice
fundamentale ale unei prize de pământ, îl
reprezintă o semisferă metalică îngropată la
suprafaţa solului (figura 3.3). Căile curentului
de punere la pământ care trece printr-un astfel
de electrod spre zonele înconjurătoare se
presupune a fi radiale. Suprafaţa semisferei,
ca şi o secţiune transversală semisferică dx
prin pământ, se presupun a fi echipotenţiale şi
prin urmare, liniile de curent sunt
perpendiculare pe aceste suprafeţe. În aceste
condiţii, rezistenţa elementului semisferic de
grosime dx se exprimă prin relaţia (în ipoteza
că este constant, respectiv în ipoteza unui
sol omogen):
xx
rp d2
d2
Rezistenţa prizei cu electrod cu semisferic
fiind dată astfel de relaţia:
rr
px
dxr
222
Fig. 3.3.- Ilustrarea noţiunilor de distribuţie a
potenţialului electric la suprafaţa solului, tensiune
de atingere şi de tensiune de pas în cazul unui
electrod de pământ semisferic. r - raza electrodului;
x - distanţa de la centrul electrodului;
U - valoarea relativă a repartiţiei de potenţial;
Ua şi Upas - tensiunea de atingere şi respectiv de pas.
U
Ua
Upas
0.RE-ITI 228 / 2014
104
3.2.6. Rezistenţa de dispersie rp a unei prize de pământ depinde în mod semnificativ de adâncimea de
îngropare a electrodului, dat fiind diferenţele mari ale valorilor rezistivităţii solului la diferite adâncini datorită,
în special, gradului de umiditate şi a stabilităţii în timp. Conţinutul de umiditate este mai mare şi mai stabil pentru
straturile mai adânci decât pentru cele superficiale. Straturile din apropierea suprafeţei solului sunt influenţate mai
puternic de variaţiile meteorologice sezoniere şi pe termen scurt şi pot fi supuse îngheţului. Această problemă
poate fi evidenţiată semnificativ, în special, pentru electrozi verticali, la care se observă o reducere apreciabilă a
rezistenţei prizei pe măsură ce adâncimea de îngropare creşte. Totuşi, din considerente geologice, nu este
întotdeauna posibil să se amplaseze electrozii la adâncimea dorită, de exemplu acolo unde există piatră sau alte
obstrucţii în apropierea suprafeţei solului sau acolo unde priza de pământ acoperă o suprafaţă mare.
3.3. Factori care influenţează rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ
3.3.1. Rezistenţa de trecere (de dispersie) a
curentului în pământ, respectiv rezistenţa de dispersie rp
a unei prize de pământ depind de rezistivitatea solului
, elementul determinant în comportarea în exploatare a
acesteia, care poate varia în limite largi, diferite în
funcţie de starea straturilor din sol.
Rezistivitatea solului este un parametru sintetic,
definit teoretic ca fiind rezistenţa unităţii de volum
[cm3] sau [m
3] din solul considerat la trecerea
curentului între două feţe paralele ale acestuia (a se
vedea figura 3.4) şi se exprimă în cm respectiv m.
3.3.2. În general rezistivitatea solului este de ordinul a 109÷10
12 ori mai mare decât cea a metalelor din
care se realizează electrozii prizelor de pământ, astfel încât rezistenţa electrică a acestora din urmă prezintă
valori neglijabile în calculul rezistenţei electrice a prizei de pământ. În afară de rezistivitatea solului ,
elementele determinate în stabilirea rezistenţei electrice a unei prize de pământ sunt dimensiunile şi
dispunerea electrozilor, respectiv secţiunile oferite de acestea pentru disiparea curentului în pământ.
3.3.3. Rezistivitatea solului este determinată de natura şi compoziţia acestuia, în special de conţinutul de
minerale şi săruri, de gradul de umiditate, porozitate, compactitate şi de temperatura straturilor de sol. În
tabelul 3.1 se prezintă câteva tipuri de soluri întâlnite mai frecvent, cu calificative generale asupra
proprietăţilor asestora privind conductivitatea electrică şi termică (comportarea la trecerea curentului Ip),
care determină calitatea prizei de pământ având electrozii în solul respectiv.
Tabelul 3.1- Proprietăţile electrice şi termice ale diferitor tipuri de soluri.
Denumirea Tipul solului Proprietăţi generale
Electrice Termice
CERNOZIOM - pământ negru
(argilă cu caracter nisipos, cu
conţinut de materii organice)
Grup de soluri de culoare închisă (neagră, castanie),
formate sub o vegetaţie ierboasă (în condiţiile de
climă continentală).
Foarte bune Bune
PODZOL, PODZOLIT - sol brun
Brun roşcat de pădure (argilă
prăfoasă nisipoasă)
Soluri nisipoase şi lutoase, de culoare cenuşie,
sărace în calciu, formate sub vegetaţia pădurilor în
climat rece.
Mediocre Bune
TURBĂ - cărbune în stare umedă
(cu umiditate ridicată)
Varietate de cărbune inferior rezultat prin carbonizarea
parţială a unor resturi de plante de mlaştină. Excelente Foarte bune
ARGILA, LUT- galben cenuşie Rocă sedimentară galbenă sau cafenie amestec de
silicaţi şi fragmente de cuarţ, mică. Bune Mediocre
MARNE - cenuşii Rocă sedimentară, alcătuită din carbonat de calciu şi
argilă. Slabe Slabe
LOESS - galben-cenuşiu Rocă sedimentară neconsolidată, porosă din praf
silicios şi argilă Mediocre Slabe
ALUVIUNI - nisipuri,
pietrişuri, mâl
Soluri de amestec rezultate din transportul nisipului
cu caracter mâlos sau pietros. Slabe Slabe
STÂNCI, ROCI Roci compacte, alcătuite din calcar, cuarţ, feltspat. Foarte slabe Foarte slabe
Fig. 3.4.- Schemă ilustrând sensul fizic
al rezistivităţii solului .
Ip
Ip
Ip
0.RE-ITI 228 / 2014
105
3.3.4. Proprietăţile electrice ale solului sunt caracterizate prin rezistivitatea a acestuia. Faţa de
definiţia relativ simplă a rezistivităţii , prezentată mai sus, determinarea valorii acesteia este adesea dificilă
din două motive:
- solul nu are o structură omogenă ci este format din straturi de materiale diferite;
- rezistivitatea unui anumit sol variază în limite largi şi este puternic dependentă de gradul de
umiditate şi temperatură.
Calcularea rezistenţei solului presupune o bună cunoaştere a proprietăţilor acestuia, în particular a
rezistivităţii . Ca urmare, variaţia în limite largi a rezistivităţii constituie o problemă căruia trebuie să I se
acorde o atenţie deosebită.
De regula, pentru calculele privind determinarea rezistenţei de dispersie rp a prizei de pământ (în cele
multe situaţii practice) se acceptă considerarea unei structuri omogene a solului, cu o valoare medie a
rezistivităţii , aceasta fiind estimată pe baza unor analize ale solului sau a unor măsurări. Un aspect
important este ca distribuţia curentului în straturi de sol, existentă în timpul măsurărilor, să o simuleze cât
mai fidel pe cea a instalaţiei finale. În consecinţă, rezultatele măsurărilor trebuie întotdeauna interpretate cu
precauţie. În calculele preliminare, dacă nu se dispune de informaţii reale asupra valorii de calcul a
rezistivităţii , se consideră valoarea prezumtivă = 100 m, urmând să se efectuieze corecţiile ulterioare
necesare ţinând seama că valoarea rezistenţei de dispersie rp a prizei de pământ este direct proporţională cu
valoarea rezistivităţii solului :
masuratcorectatp
prezumatp
r
r
100 sau
100
masuratprezumatpcorectatp rr
Valorile reale pot fi foarte diferite, astfel încât trebuie avute în vedere totdeauna verificări prin
măsurători efective în instalaţia finală, împreună cu o estimare a variaţiilor posibile determinate de condiţiile
climatice şi de stabilizare în timp. În tabelele 3.2 şi 3.3 se prezintă valori ale rezistivităţii solului în funcţie
de structura şi starea straturilor din solul în care se află electrozii prizei de pământ.
Tabelul 3.2 - Rezistivitatea solului în funcţie de elementele minerale şi organice conţinute.
Denumirea solului Rezistivitatea [m]
Interval de variaţie Valori medii
Argile, lut, lut greu, lut nisipos greu, soluri cu turbă şi materiale organice,
soluri mlăştinoase, soluri cu humus-cernoziom, sol negru 20 - 200 40
Lut nisipos, lut pulverulent, pulberi, soluri podzolice şi brune (argilă
morenică şi nisipuri lutoase şi argiloase) 30 - 260 100
Nisip lutos şi făinos, nisip pietros, sol podzolic din nisipuri slab luto-argiloase 50 - 600 200
Nisipuri, nisipuri pietroase, soluri podzilice din pietriş şi nisip necoerent 50 - 3000 400
Nisipuri cu pietriş uscate (apa freatică mai jos de 3 m adâncime) 50 - 15000 1000
Soluri pietroase 200 -15000 2000
Tabelul 3.3 - Rezistivităţi de calcul preliminar (valori medii) ale diferitelor tipuri de soluri şi ape
conform recomandărilor din prescripţiile tehnice.
Natura solului
Rezistivitatea [m]
Limita de variaţie în
funcţie de umiditate şi
conţinutul de săruri
Valori recomandate pentru
calculele preliminare
Soluţie de sare şi ape acide 0,01 0,01
Apă de mare 1 - 5 3
Apă de pârâu şi râu 10 - 50 20
Apă de iaz sau izvor 40 - 50 40
Apă subterană 20 - 70 50
Apă de munte (pârâuri, râuri, lacuri) 100 - 1200 1000
Pământ, humă, turbă (foarte umede) 15 - 20 20
Cernoziom 10 - 70 50
Humă vânătă cu conţinut de sulfură de fier 10 - 20 10
Pământ arabil 40 - 60 50
Pământ argilos, argilă 40 - 150 80
0.RE-ITI 228 / 2014
106
Pământ cu pietriş 100 - 500 200
Loess, pământ de pădure 100 - 300 250
Pământ nisipos 150 - 400 300
Nisip, foarte umed 100 - 500 400
Balast cu pământ 500 - 6000 1000
Nisip, nisip cu pietriş 1000 - 2000 1000
Roci, bazalt 10000 10000
Stâncă compactă 100000 100000
Granit, marmură 106 - 10
9 10
8
Sare gemă 1011
1011
Mică 1012
- 1015
1015
Trebuie menţionat că datele din aceste tabele au caracter informativ, iar valorile medii indicate sunt
pentru calcule prealabile, urmărind ca la proiectare să se utilizeze cu prioritate date obţinute prin măsurări
efective în teren.
3.3.5. Conductivitatea electrică a solului se datoreşte în special umidităţii sale şi prezenţei sărurilor şi
acizilor dizolvaţi în apa aflată în sol. Cele două componente principale ale solului – silicea şi argila – sunt
corpuri rele conducătoare de electricitate. De asemenea, apa perfect curată (distilată), precum şi cele mai
multe săruri sunt rele conducătoare de electricitate. O soluţie de apă şi sare este însă foarte bună
conducătoare de electricitate. Un sol complet uscat poate fi considerat izolant, chiar dacă el are un conţinut
mare de săruri. În figura 3.5 este reprezentată variaţia rezistivităţii unui sol argilos în funcţie de gradul de
umiditate, iar în figura 3.6 este reprezentată variaţia rezistivităţii apei în funcţie de conţinutul de săruri.
După cum se observă, rezistivitatea
solului scade cu creşterea umidităţii şi
a conţinutului de săruri.
Având în vedere importanţa
deosebită a umidităţii, este indicat ca
electrozii de pământ să fie amplasaţi
în straturile cu conţinut mare de apă şi
chiar în ape curgătoare sau stătătoare.
Trebuie avut în vedere însă că apele
cu un conţinut sărac de săruri au o
rezistivitate mare cum sunt de
exemplu apele de munte care au o
rezistivitate şi până la 1000 Ωm.
Trebuie analizate apele înainte de
executarea prizei de pământ deoarece
acestea prezintă de multe ori o
agresivitate pronunţată, care
determină corodarea rapidă a
electrozilor. Când se folosesc apele
pentru executarea prizelor de pământ,
este necesar deci să li se determine
rezistivitatea şi gradul de agresivitate
(indicele pH). În cazul unui pH ≤ 6 se
consideră că este un mediu agresiv (acid). În cazul unui pH ≥ 8 se consideră că este un mediu neagresiv
(neutru). În general solurile cu indicele pH > 6 sunt considerate mai puţin agresive.
3.3.6. Conductivitatea electrică a solurilor creşte în măsura creşterii temperaturii fără pierderea
umidităţii. Se consideră că în cazul în care temperatura creşte peste 95oC, există pericolul pierderii umidităţii
din straturile aflate în apropierea electrozilor prizei de pământ. Această proprietate electrică a solului se
explică prin aceea că, odată cu creşterea temperaturii, sărurile din sol devin mai solubile, ceea ce duce la o
creştere a conductivităţii electrice a solului. În figura 3.7 este reprezentată variaţia rezistivităţii unui sol
argilos în funcţie de temperatură, umiditatea menţinându-se constantă.
Fig.3.5 - Variaţia rezistivităţii solului în funcţie de umiditate.
2000
2500
5 10 15 20 25
250
500
1000
1500
Umiditate [%]
ρ[Ωm]
0 0
0.RE-ITI 228 / 2014
107
Se observă creşterea accentuată a rezistivităţii în zona temperaturilor la care solul este îngheţat. Cu cât
conţinutul de săruri este mai mare cu atât temperatura de îngheţare a solului este mai scăzută, ceea ce
determină micşorarea riscului de creştere a rezistivităţii datorită îngheţului. De aceea, în cazurile când există
posibilitatea îngheţării solului din imediata apropiere a prizei de pământ, este indicat să se îmbunătăţească
solul prin adăugarea unui conţinut de săruri. Pentru evitarea efectului nefavorabil al îngheţării şi uscării
solului din imediata apropiere a electrozilor prizei de pământ, aceştia trebuie îngropaţi la o adâncime cât mai
mare. Trebuie menţionat că prin uscarea şi îngheţarea solului rezistenţa prizei poate creşte de peste 10 ori.
Se consideră, în general, că în ţara noastră grosimea stratului uscat al solului, datorită evaporării complete a
apei în timpul verii, este de aproximativ 20-50 cm, iar îngheţul poate pătrunde până la o adâncime de 70 cm.
3.3.7. Dacă datorită creşterii temperaturii, solul pierde din umiditate, rezistivitatea solului poate atinge
valori foarte mari, deoarece micşorarea umidităţii are o influenţă predominantă asupra valorii rezistivităţii.
Trebuie avut în vedere că de cele mai multe ori, creşterea temperaturii din mediul înconjurător are o
influenţă nedorită asupra rezistivităţii. Pierderea umidităţii se poate datora următoarelor cauze:
- căldura din timpul verii, care produce evaporarea apei din sol;
- trecerea îndelungată prin priza de pământ a unor curenţi mari care produc o încălzire a solului din
apropierea prizei; în acest caz, rezistivitatea scade la început, apoi rămâne constantă datorită unui
fenomen de echilibru între căldura dezvoltată de trecerea curentului şi căldura primită de solul
înconjurător, după care, dacă trecerea curentului continuă, rezistivitatea creşte foarte repede,
datorită evaporării intense a apei din sol (în jurul prizei se formează un strat de pământ izolant). La
aceasta se adaugă pericolul topirii conductoarelor de legătură îngropate datorită arcurilor electrice
care se produc între conductoare şi pământ, înlesnite de spaţiile goale formate în jurul electrozilor,
în urma uscării solului.
Fig.3.6 - Variaţia rezistivităţii apei în funcţie de conţinutul de săruri.
ρ [Ωm]
Conţinutul
de săruri [%]
40
30
20
10
2 4 6 8 10 12 14 16 18
Fig.3.7 - Variaţia rezistivităţii solului argilos în funcţie de temperatură.
ρ [Ωm]
4000
0
3000
2000
1000
500
t [oC]
-15 -10 -5 10 0 5 15 20
0.RE-ITI 228 / 2014
108
Pentru evitarea evaporării apei din sol în timpul verii, electrozii prizelor de pământ trebuie îngropaţi la
adâncime cât mai mare, iar pentru a se menţine starea de echilibru între căldura dezvoltată şi cea cedată
stratului înconjurător, astfel încât să nu se ajungă la creşterea accentuată a rezistivităţii solului din
apropierea electrozilor prizei de pământ, este necesar să fie indeplinite condiţiile de mai jos în funcţie de
regimul termic de funcţionare a acesteia din urmă. Se are în vedere verificarea la stabilitate termică a prizei
de pământ (a se vedea pct.3.3.8, 3.3.9 şi 3.3.10) în funcţie de regimul termic considerat.
3.3.8. În calculele de verificare la stabilitatea termică a prizelor de pământ, se are în vedere ca
densitatea de curent j maximă admisă la suprafaţa electrozilor să fie astfel determinată, încât temperatura
pe această suprafaţă să nu depăşească valoarea maximă max = 950C, considerându-se convenţional
temperatura iniţială a solului 0= 350C. Se urmăreşte astfel să nu apară o creştere de temperatură
= max - 0 mai mare de 600C.
În cazul unui regim termic de scurtă durată, de ordinul secundelor, se va îndeplini următoarea condiţie
de stabilitate termică:
t
j
θ
unde: j reprezintă densitatea de curent la suprafaţa S a electrozilor prizei de pământ (A/m2);
S
Ij
p , Ip fiind valoarea , în A, a curentului care trece prin priza de pământ;
- căldura specifică medie a pământului
3o mC
sW; dacă nu se dispune de valori măsurate se
poate considera în calcule valoare: 3o
6
mC
sW107,1
- creşterea de temperatură (oC); uzual se consideră: = max - 0 = 60
0C
- valoarea de calcul a rezistivităţii solului (m);
t - durata regimului termic (s).
Rezultă relaţia de verificare la stabilitate termică în regimul de scurtă durată:
θ
p
tIS
Criteriul de verificare la regimul termic de scurtă durată îl va putea constitui şi tensiunea totală a prizei
de pământ Up = Rp Ip (în V). În acest caz, tensiunea de verificare devine:
t
SRU
θpp
în care S este suprafaţa în contact cu solul, pe care trebuie să o prezinte electrozii prizei de pământ pentru
trecerea curentului de punere la pământ (m2).
În cazul prizelor de pământ complexe, pentru un calcul acoperitor la determinarea suprafeţelor efectiv
necesare se vor considera coeficienţii respectivi de utilizare. De exemplu, pentru prizele complexe din
electrozi verticali şi orizontali va rezulta:
θ
oovv
tISuSuS p
unde: Sv şi So reprezintă suma suprafeţelor laterale ale electrozilor verticali şi ale celor orizontali;
uv şi uo - coeficienţii de utilizare a prizelor verticale şi a celor orizontale.
Dacă în relaţiile de mai sus se iau în considerare valorile uzuale pentru căldură specifică şi pentru
creşterea de temperatură , rezultă următoarele relaţii de calcul:
2
4
m
A10
tj
, respectiv
tS
I
4p 10
;
)m(10 24 tIS p şi )V(104
ppt
SRU
0.RE-ITI 228 / 2014
109
3.3.9. În cazul unui regim termic cu timp limitat, de ordinul minutelor, se pot considera valorile din
tabelul 3.4 în funcţie de rezistivitatea solului, pentru o tensiune totală a prizei de pământ Up = 125 V.
Tabelul 3.4 - Duratele maxime admise pentru o tensiune totală a prizei de pământ Up = 125 V.
Rezistivitatea
solului,
m
Durata maximă admisă în minute, t
Priză verticală cu lungimea
l =1,5...3m şi un diametru
de calcul d = 60 mm
Priză orizontală din
oţel lat sau rotund
50 100 30
100 200 60
200 400 120
300 600 180
Pentru o valoare a tensiunii Up diferită de valoarea Up = 125 V se poate admite funcţionarea pentru o
durată de timp t`, diferită faţă de cea indicată în tabelul 3.4, care rezultă din următoarea relaţie:
`p 125
t
tU , respectiv )minute(
1252
p
' tU
t
3.3.10. În cazul unui regim termic de lungă durată cu un timp nelimitat, trebuie să fie îndeplinită
următoarea condiţie de stabilitate termică:
θ2p U
unde: Up este tensiunea totală a prizei (V): Up = Rp Ip;
- rezistivitatea solului (m);
- conductivitatea medie a solului (W/0Cm); dacă nu se dispune de valori măsurate, se poate
considera în calcule: = 1,2 W/oC
- creşterea de temperatură (oC), se consideră uzual: = 60
oC
Cu aceste valori ale conductivităţii solului şi a creşterii admise uzual a temperaturii , rezultă relaţia:
12pU .
În cazul în care satisfacerea condiţiilor de stabilitate termică a prizelor de pământ duce la cheltuieli mari,
se acceptă depăşirea densităţilor de curent maxime admise numai dacă se iau măsurile necesare de verificare
a bunei stări a prizelor de pământ după fiecare defect cu punere la pământ.
3.3.11. Secţiunile conductoarelor de legătură dintre electrozii prizei de pământ se determină astfel încât
să se satisfacă condiţiile de stabilitate termică la trecerea curentului şi durata acestuia.
Dacă aceste conductoare nu sunt folosite şi drept electrozi ai prizei de pământ, se va avea în vedere ca
densitatea de curent maximă prin conductoare să fie astfel determinată, încât temperatura lor să nu
depăşească valoarea de 200oC în medii cu pericol de incendiu şi 300
oC, dacă nu există un asemenea pericol.
Dacă electrozii sunt dispuşi pe un contur închis, în calculele privind verificarea la stabilitate termică se
poate considera curentul:
2
dII
unde Id este intensitatea curentului de defect care trece prin conductoarele instalaţiei de legare la pământ
respective.
Conductoarele de legătură dintre electrozii prizei de pământ sunt considerate şi electrozi ai prizei de
pământ dacă sunt îngropaţi în pământ şi dacă îndeplinesc condiţiile menţionate pentru astfel de electrozi şi
dacă nu sunt acoperiţi cu vopsea sau alte materiale izolante.
Secţiunile conductoarelor de legătură dintre electrozii prizei de pământ, fie că sunt sau nu considerate
electrozi ai prizei, vor fi cel puţin egale cu ale conductoarelor de legătură la priza de pământ.
Indiferent de rezultatul calculelor privind verificarea la stabilitate termică, secţiunile conductoarelor de
legătură dintre electrozii prizei de pământ trebuie să fie cel putin egale cu valorile minime impuse din
considerente de rezistenţă mecanică şi la coroziune.
0.RE-ITI 228 / 2014
110
3.3.12. În general, solurile cu straturi de argile au rezistivităţi relativ mai mici faţă de alte soluri cu
straturi de altă natură, cum sunt cele nisipoase sau cu pietriş. Înlocuirea straturilor din jurul electrozilor cu
alte straturi cu rezistivităţi mai mici, nu dă rezultatele scontate pe timp lung deoarece, în majoritatea
cazurilor, se produce o omogenizare cu straturile înconjurătoare, îndeosebi datorită acţiunii apelor (freatice
sau din precipitaţii). Într-un timp relativ scurt, straturile de adaos sunt antrenate şi încadrate în mare măsură
în solul înconjurător.
De la acest fenomen, până în prezent, se cunoaşte o singură excepţie şi anume argilele numite bentonite.
3.3.13. Bentonitele sunt argilele cu cele mai mici valori ale rezistivităţii datorită conţinutului bogat în
săruri şi metale, având rezistivităţi de ordinul a 5 m. Bentonitele sunt roci argiloase care s-au format prin
alterarea cenuşilor vulcanice şi conţin un procentaj mare de părţi argiloase mineralifere, din grupa
montmorilonitului. Acesta este un hidrosilicat de aluminiu cu urme de oxizi de fier, calciu, magneziu şi alte
metale. Montmorilonitul curat are o granulaţie foarte fină, de 60 microni.
În stare naturală, bentonitele se prezintă ca roci uşoare, de duritate mică, moi, friabile, poroase, de culoare
albă cu nuanţe galbene, brune, verzui sau roze şi conţin 65 ... 85 % părţi argiloase (montmorilonit). Cele cu
conţinut mai mic de 65 % părţi argiloase sunt considerate bentonite inferioare, iar cele cu conţinut mai mare
de 85 % părţi argiloase sunt considerate bentonite superioare. Datorită proprietăţilor deosebite de benefice,
bentonitele sunt prelucrate în vederea separării părţilor argiloase de părţile nisipoase şi alte impurităţi.
În modul acesta se obţine aşa numita “bentonită - liant”, conţinând un procentaj de 90-95 % şi chiar mai
mare de părţi argiloase (montmorilonit), care are proprietăţi deosebite, şi anume:
- se prezintă ca o pulbere foarte fină (ca o făină) cu granulaţia de 60 microni şi mai mică, până la 20
microni; se obţine după trecerea printr-o sită de 0,063 mm( 63 microni);
- în amestec cu apa formează un gel coloidal în care apa este legată fizic şi chimic, păstrându-se
astfel foarte mult timp; amestecul cu apa prezintă o rezistivitate de 1 … 5 m;
- are o mare capacitate de absorbţie a apei; astfel, pentru obţinerea amestecului (gelului) sunt
necesare 25 % bentonită - liant şi 75 % apă (în greutate); pentru obţinerea unei tone de amestec
sunt necesare practic 250 kg bentonită şi 750 kg apă;
- are un grad foarte mare de umflare;
- are greutatea specifică mică 800 kg/m3 şi chiar mai mică de la cele cu un conţinut mic de impurităţi
(poate ajunge chiar la 600 kg/m3);
- amestecul are o mare stabilitate în timp şi nu este antrenat de apele din pământ datorită tensiunii
superficiale deosebit de mari a moleculelor amestecului; se obţine astfel o inerţie de lungă durată
privind pierderea apei din amestec şi privind amestecul cu straturile din jur;
- are pH mare, minim 8 (neutru din punct de vedere chimic); la bentonitele sodice se ajunge la
pH=9-10 (uşor bazic), ceea ce face ca electrozii prizelor să fie foarte bine conservaţi (protejate
împotriva corodării); putându-se folosi în acest caz şi electrozi din oţel negalvanizat.
Proprietăţile deosebit de favorabile prezentate mai sus fac ca bentonita-liant să fie indicată pentru
îmbunătăţirea prizelor de pământ (reducerea accentuată a rezistenţei de dispersie a prizelor de pământ).
Reducerea rezistenţelor de dispersie este cu atât mai mare cu cât rezistivitatea solului înconjurător este mai
mare faţă de cea a bentonitei (1 - 5 m). Astfel, la rezistivităţi ale solului înconjurător de 150 … 200 m şi
mai mari se poate chiar neglija rezistenţa rb pe care ar prezenta-o amestecul de bentonită în raport cu
rezistenţa rs a solului înconjurător.
În aplicaţiile practice, bentonita - liant în stare uscată este amestecată deseori cu 1 … 5 % sodă (raportat
la greutatea în stare uscată) pentru a se obţine o rezistivitate mai mică, o omogenizare mai bună a
amestecului bentonită - apă şi pentru a se proteja mai bine electrozii împotriva coroziunii, deoarece se
măreşte valoarea pH-ului. O astfel de bentonită este indicată pentru protejarea electrozilor în cazul prezenţei
unor ape agresive, care ar putea să determine o coroziune rapidă a electrozilor neprotejaţi.
Pentru obţinerea bentonitei - liant, bentonita brută este măcinată şi trecută prin mai multe site, ultima
sită având dimensiunile de 0,063 mm. Sterilul (deşeul), rezultat din prepararea bentonitei - liant, poate
conţine părţi argiloase (levigabile) în procentaje chiar mai mici de 10 %; acest procentaj poate fi mai mare -
până la 50 %, în funcţie de cât de bogată a fost roca brută cu părţi argiloase.
Acest steril (deşeu), îmbogăţit astfel încât să conţină peste 50 % părţi argiloase (şi în amestec cu sodă
pentru creşterea valorii pH-ului şi pentru scăderea rezistivităţii amestecului cu apă sub 5 m), a fost
denumit “bentopriză”, pentru utilizarea lui la îmbunătăţirea prizelor de pământ.
Bentopriza are un conţinut foarte mare de părţi nisipoase şi alte impurităţi care fac să aibă greutatea
specifică mai mare decât bentonita - liant (uneori chiar peste 1000 kg/m3). Greutatea specifică este cu atât
0.RE-ITI 228 / 2014
111
mai mare, cu cât conţinutul în părţi argiloase este mai mic şi invers. Astfel, la un conţinut de 55 % părţi
argiloase greutatea specifică este 900 kg/m3, iar la un conţinut de 30 % părţi argiloase greutatea specifică
depăşeşte 1000 kg/m3.
Bentopriza are un grad de umflare mai mic decât bentonita - liant. Se prezintă cu o granulaţie mare,
deoarece sterilul se obţine la site cu dimensiuni de 1 mm. Faţă de bentonita - liant, “bentopriza” prezintă
următoarele dezavantaje:
a) are un conţinut mai mic de părţi argiloase, fiind astfel necesară o cantitate mult mai mare pentru
acelaşi volum de amestec. Procentul de bentopriză în amestec este cu atât mai mare, cu cât conţinutul
de părţi argiloase este mai mic; în cazul unei bentoprize cu 50-60 % părţi argiloase, pentru un amestec
de 1 m3 ar fi necesare 400 kg bentopriză şi 600 kg apă; cu un cost comparabil cu costul în situaţia în
care se foloseşte bentonita - liant;
b) amestecul cu bentonită având un conţinut de apă mai mic şi stabilitatea în timp a rezistivităţii este mai
mică decât în cazul bentonitei - liant; există riscul ca în perioada de secetă să se piardă mai rapid apa
şi din solul din imediata vecinătate a prizei, crescând astfel rezistivitatea acestuia şi, deci, rezistenţa
de dispersie a prizei de pământ;
c) în cazul bentoprizei cu conţinut mic de părţi argiloase şi, deci, cu o cantitate mare de părţi nisipoase,
există riscul ca într-un timp scurt să fie antrenată şi să fie integrată în masa mare a solului înconjurător.
Ţinându-se seama de cele precizate mai sus, este necesar ca la folosirea bentoprizei pentru îmbunătăţirea
prizelor de pământ să se aibă în vedere ca aceasta să conţină cel puţin 50 % părţi argiloase (levigabile) de
granulaţie fină; se recomandă ca acest procentaj de părţi argiloase să fie cât mai mare şi cu o granulaţie
corespunzătoare; de asemenea, trebuie ca pH 8,5 şi 5 m.
În cazul staţiilor electrice unde se impune o stabilitate mare pentru prizele de pământ şi la care durata de
funcţionare a acestora este mare, este de preferat să se folosească bentonita-liant cu un conţinut de cel puţin
90 % părţi argiloase de granulaţie fină (rezultată la sita de 0,063 mm). Această bentonită-liant urmează să fie
amestecată cu 1-5% sodă, pe şantier sau la unitatea de prepararea bentonitei-liant în vederea obţinerii unui
pH 9 pentru o protecţie a electrozilor împotriva corodării, precum şi a unei rezistivităţi de 2 … 5 m.
În situaţia în care nu se poate procura bentonita-liant, se admite folosirea bentoprizei, însă numai dacă
îndeplineşte condiţiile de mai sus privind conţinutul de părţi argiloase (levigabile). Este necesar ca înainte
de folosire să se verifice calitatea bentoprizei. Concentraţia maximă de bentopriză în amestec cu apa trebuie
să fie 0,7 la 1 l de apă pentru formarea gelului. Astfel, la 1000 l de apă trebuie să se consume cel mult
700 kg de bentopriză; dacă este necesară o cantitate mai mare de bentopriză, înseamnă că sortul respectiv
este necorespunzător.
De asemenea, sortul se consideră necorespunzător dacă nu se poate obţine un amestec sub formă de gel.
Datorită rezistivităţii reduse a amestecului de bentonită cu apă (2 - 5 m), mult mai mică decât a solului
înconjurător care depăşeşte 100 m, prevederea de bentonită în imediata apropiere a electrodului are practic
efectul măririi artificiale a dimensiunilor acestuia.
De exemplu, dacă în jurul unui electrod din ţeavă de 2” (diametrul de 60 mm) se prevede un amestec cu
bentonită sau bentopriză într-o groapă cu diametrul de 600 mm, se poate considera că se obţine rezistenţa de
dispersie unui electrod constituit dintr-un cilindru având un diametru de 600 mm, ceea ce înseamnă:
ppb2
1rr
Se tinde ca prin prevederea amestecului de bentonită cu apă să se obţină creşterea diametrului
electrodului de 10 ori, în cazul electrozilor cu secţiune circulară.
În cazul electrozilor din bandă sau alte profiluri similare, este indicat să se obţină o creştere a lăţimii de
cel puţin 10 ori. De exemplu, în cazul benzilor de 40 4 mm, secţiunea stratului de amestec de bentonită cu
apă trebuie să fie de 400 300 mm. În cazul benzilor de 50 8 mm sau 60 6 mm, secţiunea stratului de
bentonită va fi în medie de 500 300 mm.
Din experimentări a rezultat că prin prevederea amestecului de bentonită cu apă, într-o groapă, în jurul
electrodului, rezistenţa rpb a scăzut sub 0,5·rp, rp fiind rezistenţa de dispersie a prizei fără adaos de amestec
cu bentonită.
Se observă că rezistenţa de dispersie reală este mai mică decât cea rezultată din calculul folosind
formulele cunoscute ale prizelor de tipuri echivalente. Aceasta se explică prin faptul că prin considerarea
creşterii diametrului d (la electrozii cu secţiune circulară) sau a lăţimii b (la electrozii cu secţiune
dreptunghiulară) de ordinul a 10 ori, nu se mai respectă condiţia formulelor cunoscute d l şi b l, unde l
0.RE-ITI 228 / 2014
112
este lungimea electrodului. La electrozii din bandă, trebuie să se considere d b, datorită grosimii
apreciabile a stratului de amestec (300 - 400 mm).
Reducerea rezistenţei prin prevederea bentonitei este Δrp = rp - rpb. Raportată la valoarea rp se obţine
pentru cazurile obişnuite:
4,0p
p
r
r
unde rp este rezistenţa de dispersie în cazul îngropării electrozilor în solul existent, iar rpb este rezistenţa de
dispersie obţinută după adăugarea amestecului de bentonită cu apă în jurul electrozilor prizei de pământ
În realitate, datorită infiltraţiilor amestecului de bentonită cu apă în solul din jur care depăşesc volumul
considerat în calcule , reducerea este mai mare, şi anume:
5,0p
p
r
r (confirmată de practică).
În cazul prizelor verticale, dacă diametrul gropii umplute cu amestec de bentonită cu apă este de acelaşi
ordin de mărime cu lungimea electrodului, ca de exemplu D - 0,6 m faţă de l =1,5-2,0 m este necesar să se
asimileze priza cu una semisferică, având diametrul corespunzător unui volum echivalent V, pentru care se
obţine:
45,0p
p
r
r.
În realitate, datorită infiltraţiilor amestecului de bentonită cu apă în solul din jur care depăşesc diametrul
D considerat, reducerea este mai mare. Se poate considera Δrp/rp = 0,5 (confirmat şi de rezultatele obţinute
la experimentări).
Bentonita activată cu sodă trebuie să fie amestecată cu apă înainte de turnare, după o anumită
tehnologie, în vederea obţinerii unui amestec foarte omogen. Amestecul se va prepara cu deosebită atenţie,
întrucât neobţinerea omogenizării necesare conduce la rămânerea în amestec a unor părţi de pulbere
(cocoloaşe) care măresc rezistenţa rezultantă. Se interzice vărsarea bentonitei uscate direct în gropi sau în
şanţuri şi turnarea simplă a apei deasupra ei, deoarece în acest caz rezultă o rezistenţă de dispersie foarte
mare. De asemenea, rezultă o rezistenţă de dispersie mai mare decât cea preconizată, dacă praful de
bentonită se amestecă cu o cantitate insuficientă de apă.
Amestecarea trebuie să se facă într-un recipient suficient de mare (peste 200 l). De asemenea, este
indicat ca operaţia de omogenizare să fie mecanizată.
După obţinerea amestecului perfect omogenizat sub formă de gel, acesta se va turna în gropile sau
şanţurile executate în prealabil. Pentru prizele verticale se execută o groapă cu diametrul D stabilit, în care
se va introduce electrodul vertical (în centrul gropii), după care se va introduce amestecul omogenizat de
bentonită cu apă (sub formă de gel).
În cazul prizelor orizontale se execută şanţurile cu lăţimile şi adâncimile stabilite, se introduc electrozii
orizontali sprijiniţi pe pietre sau pe bucăţi de cărămidă pentru a fi distanţaţi de fundul şanţului la
aproximativ jumătate din grosimea stabilită a stratului de amestec de bentonită cu apă, după care se toarnă
amestecul bine omogenizat şi obţinut în forma unui gel.
Acoperirea gropii sau a şanţului se va face după cel puţin 6 ore, deoarece la un timp mai scurt nu se va
obţine rezistenţa superficial necesară să suporte pământul de acoperire. Primul strat de acoperire de 12-20 cm
trebuie să fie fără pietre (bolovani).
În solurile pietroase (stâncoase), executarea gropilor se poate face prin puşcare (explozie). La un astfel
de procedeu rezultă ramificaţii (fisuri) în solul înconjurător în care pătrunde amestecul de bentonită cu apă,
ceea ce conduce la micşorarea accentuată a rezistenţei de dispersie.
3.3.14. La dimensionarea prizelor de pământ se consideră cea mai mare valoare pe care o poate avea
rezistivitatea în cursul anului, rezistivitatea straturilor solului, chiar şi a celor care nu se află la suprafaţă, nu
rămâne constantă în decursul anului. Ea variază, de asemenea, în funcţie de umiditatea şi de temperatura solului.
Pe lângă factorii atmosferici (precipitaţiile şi temperatura), variaţia rezistivităţii solului din imediata
apropiere a electrozilor prizei de pământ mai este influenţată şi de condiţiile locale. Astfel, în straturile de la
adâncimi mai mari, umiditatea se păstrează mult mai uşor datorită pânzelor de apă subterane, iar la adâncimi
mai mari evaporarea apei se produce mai greu decât în straturile de la suprafaţă. Mai trebuie avut în vedere
că diferite soluri au permeabilităţi diferite; unele soluri păstrează umiditatea un timp mai îndelungat (de
exemplu argila), altele lasă să treacă repede apa (de exemplu solurile nisipoase). Pe de altă parte, diferitele
0.RE-ITI 228 / 2014
113
soluri sunt umezite de apele subterane în mod diferit, în funcţie de capilaritatea şi porozitatea solului
respectiv. Ţinând seama de cele prezentate, rezistivitatea ρc considerată în calculul rezistenţei de dispersie rp
a unei prizei de pământ este totdeauna mai mare decât cea determinată prin măsurători directe ρmăs:
ρc = ψ · ρmăs ,
unde ψ este un coeficient de majorare a rezistivităţii determinate prin măsurări efective.
În tabelul 3.5 sunt indicate valorile coeficienţilor ψ în funcţie de umiditatea solului în momentul măsurării
rezistivităţii şi de adâncimea de îngropare a electrozilor prizei de pământ. Pentru dimensionarea prizei de
pământ poate fi folosită, cu aproximaţie acceptabilă, mărimea ψ din tabelul 3.5, urmând ca în exploatare, să
fie verificată periodic valoarea rezistenţei prizei de pământ, prin măsurători directe atunci când solul este
foarte uscat sau când este ger.
Tabelul 3.5 - Valori ale coeficientului ψ de variaţie pentru determinarea valorii de calcul ρc
pentru rezistivitatea solului.
Nr.
crt. Tipul prizei de pământ
Coeficientul ψ de variaţie a rezistivităţii solului
Sol foarte
umed
Sol cu umiditate
mijlocie Sol uscat
1 Prize de suprafaţă cu electrozi îngropaţi la o
adâncime de 0,3-0,5 m 6,5 5,0 3,5
2 Idem, 0,5-0,8 m 3,0 2,0 1,5
3 Prize de adâncime cu electrozi îngropaţi la o
adâncime de 0,8-4,0 m 1,5 1,3 1,1
4 Prize de mare adâncime, cu electrozi
îngropaţi la o adâncime h mai mare de 4,0 m 1,2 1,1 1,0
Exemplu de folosire a tabelului 3.5: se consideră că măsurarea rezistivităţii solului ρ a fost precedată de un timp
ploios, solul fiind bine umezit; rezultatul măsurării este ρmăs = 50 m. Dacă priza de pământ va fi construită din
ţevi îngropate la o adâncime de peste 0,8 m, în calcule se consideră, conform relaţiei date, o rezistivitate a solului
ρc = 50·1,5 = 75 m. A se vedea şi cele arătate la pct.3.4.2.
3.3.15. La alegerea materialului din care se confecţionează electrozii prizelor de pământ artificiale
trebuie să se ţină seama de doi factori principali: rezistenţa la coroziune şi rezistenţa la solicitări mecanice.
Rezistivitatea materialului din care se confecţionează electrozii prizelor de pământ nu are importanţă
practică deoarece se consideră că este total neglijabilă faţă de rezistivitatea solului.
Durata de funcţionare a unei prize de pământ depinde, în primul rând, de rezistenţa de coroziune a
materialului. Cel mai corespunzător din acest punct de vedere este cuprul. În numeroase cazuri însă,
materialul folosit pentru realizarea prizelor de pământ este oţelul, deoarece folosirea acestuia este, deseori,
mai justificată din punct de vedere economic, decât folosirea cuprului. De multe ori, este mai raţional să se
execute o priză de pământ cu electrozi din oţel protejat împotriva corodării, care să fie înlocuită când se
constată că s-a accentuat corodarea acesteia, decât să se folosească cuprul.
Factorii cei mai importanţi care influenţează corodarea materialului din sol din care este constituită priza
de pământ sunt:
- compoziţia solului;
- compoziţia apelor subterane şi a substanţelor dizolvate şi aflate în suspensie în ele;
- accesul aerului la suprafaţa electrozilor.
3.3.16. În mediu acid sau în prezenţa aerului, fierul se transformă în Fe2O3 şi Fe(OH)3. Aceste combinaţii
formează un strat de rugină care nu aderă la suprafaţa electrodului (se poate coji), iar datorită canalelor
capilare care absorb umiditatea din vecinătatea electrodului, se distrug în continuare părţile sănătoase.
Formarea stratului de rugină nu împiedică deci continuarea oxidării. Aceleaşi capilarităţi prin care se
continuă procesul de corodare permit şi trecerea curentului electric (conductivitate electrică). Deci prezenţa
ruginei pe electrodul din oţel îngropat în pământ nu împiedică trecerea curentului electric. Datorită corodării
însă se distrug electrozii şi legăturile dintre aceştia. Un pericol deosebit îl prezintă corodarea conductoarelor
şi a punctelor de legătură, care scoate din funcţiune priza de pământ.
Corodarea electrozilor din sol se mai datorează şi “efectului de pilă electrică” care are loc în special la
prizele de pământ de dimensiuni mari sau când în apropierea prizei de pământ sunt îngropate şi alte corpuri
metalice (conducte, armături etc.). Electrozii de mari dimensiuni, cum sunt, de exemplu, cei ai prizelor de
pământ de mare adâncime care străbat medii de rezistivităţi diferite se pot coroda într-un timp mai scurt.
0.RE-ITI 228 / 2014
114
Un proces asemănător de coroziune poate avea loc şi la prizele de pământ de suprafaţa întinse care
străbat două sau mai multe soluri de compoziţii şi structură diferite. Partea de electrod aflată într-un sol mai
uşor accesibil pentru pătrunderea oxigenului devine catod, iar partea de electrod dintr-un sol cu o
rezistivitate mai mare devine anod.
Prizele de pământ al căror timp de funcţionare nu este prevăzut să fie mai mare de patru ani pot fi
executate, în general, cu electrozi de oţel fără strat de protecţie.
Electrozii de oţel pot fi protejaţi contra coroziunii printr-un strat de protecţie care trebuie să satisfacă
următoarele condiţii:
- să fie bun conducător de electricitate;
- să ofere protecţia electrochimică necesară (protecţia împotriva oxidării);
- să aibă o anumită grosime minimă şi să adere bine, pentru a nu se desprinde la îngroparea sau la
baterea electrodului.
Ţinând seama de condiţiile de mai sus, materialele care pot forma stratul superficial de protecţie necesar
sunt cuprul şi zincul. Straturi suficient de groase şi continue se pot realiza prin arămirea electrodului. Acest
procedeu necesită însă cantităţi mari de cupru, ceea ce face ca metoda să fie folosită pe baza unei justificări
tehnico economice. Protecţia uzual folosită constă în acoperirea electrozilor din oţel cu straturi de zinc.
Durata de protecţie a oţelului prin acoperirea cu zinc depinde de natura solului şi este aproximativ
proporţională cu grosimea stratului de zinc.
După cum s-a arătat la pct.3.3.13, îngroparea electrozilor din oţel în straturi de bentonită oferă o
protecţie bună împotriva corodării acestora.
Desigur că pentru executarea unei prize de pământ nu pot fi folosiţi electrozi din materiale diferite
deoarece aceştia se pot coroda datorită “efectului de pilă electrică”. De asemenea, este indicat ca legăturile
dintre electrozi, precum şi cele de racordare la priza de pământ să fie executate din acelaşi material.
Electrozii de cupru nu prezintă probleme de corodare deoarece oxidul de cupru protejează suprafaţa
electrozilor împotriva corodării. Pe de altă parte, oxidul de cupru permite conductivitatea electrică.
Este interzisă folosirea electrozilor din aluminiu din următoarele considerente:
- oxidul de aluminiu se comportă ca un izolant electric (nu este conductiv);
- aluminiu nu prezintă rezistenţa la solicitări mecanice impusă pentru electrozii unei prize de pământ.
3.3.17. Pentru executarea unei prize de pământ de o anumită rezistenţă de dispersie, este necesar să se
efectueze un calcul prealabil, urmănd ca după executarea prizei de pământ să se verifice prin măsurători directe
concordanţa dintre valoarea reală şi cea rezultată din calcul. Dacă datele de intrare au fost corect determinate,
prin folosirea relaţiilor cunoscute pentru calculul rezistenţei de dispersie a prizelor de pământ, rareori se
întâmplă ca valorile determinate prin măsurători să fie mai mari decât cele rezultate din calcule.
Dacă însă este necesar să se determine valorile definitive, înainte de executarea efectivă a prizei de
pământ, este necesară determinarea prin măsurări a rezistivităţii solului ρmăs în vederea determinării
rezistivităţii de calcul ρc (în cele ce urmează, aceasta va fi notată simplu ρ). Efectiv, de această operaţie
depinde, în cea mai mare măsură, determinarea unei valori acoperitoare a rezistenţei de dispersie rezultate.
În funcţie de natura şi aşezarea staturilor solului, se alege tipul de priză corespunzător (de suprafaţă sau
de adâncime). Apoi se alege materialul din care se execută electrozii prizei de pământ (ţevi, platbandă, bare
profilate etc.).
La executarea prizei de pământ, în special la instalaţiile electrice de înaltă tensiune, interesează foarte
mult modul de distribuţie a potenţialelor la suprafaţa solului, în vederea aprecierii tensiunilor de atingere şi
de pas. Dacă tensiunea totală a prizei de pământ are valori mai mari decât cele admise pentru tensiunile de
atingere şi de pas, este necesar ca configuraţia electrozilor să fie astfel aleasă încât variaţiile potenţialelor la
suprafaţa solului să fie cât mai mici (să se realizeze pe cât posibil o egalizare a potenţialelor). Reducerea
tensiunilor de atingere şi de pas prin dirijarea repartiţiei potenţialelor şi nu prin micşorarea valorii rezistenţei
de dispersie a prizei de pământ, după cum s-a arătat, are o importanţa deosebită în cazul instalaţiilor de
intindere mare. Pentru alegerea tipului de priză de pământ cel mai corespunzător, precum şi a modului de
dispunere a electrozilor prizei, trebuie să se ia în considerare şi cele expuse în cap.1 şi cap.2 din prezenta
reglementare privind valorile limitelor admise ale parametrilor electrici ai instalaţiilor de legare la pământ
determinaţi în funcţie de categoria în care se încadrează instalaţia electrică aferentă.
0.RE-ITI 228 / 2014
115
3.4. Relaţii de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de dispersie a prizelor de
pământ artificiale simple
3.4.1. Relaţiile de calcul pentru determinarea rezistenţei de dispersie rp a prizelor de pământ simple
uzual folosite sunt următoarele:
a) - Priza de pământ verticală cu electrod din ţeavă sau profil cu secţiune circulară cu partea
superioară la nivelul suprafeţei solului (figura 3.8.a):
d
l
lr
4lg366,0p
în care: este rezistivitatea solului (în m);
l - lungimea electrodului (în m);
d - diametrul exterior al electrodului (în m).
Dacă lungimea l a electrodului nu depăşeşte valoarea de 6 m, ceea ce în cazurile obişnuite nu are loc, se
poate folosi, cu suficientă aproximaţie, următoarea relaţie simplificată:
lr
9,0p
b) - Priza de pământ verticală cu electrod din ţeavă sau profil cu secţiune circulară cu partea
superioară la o adâncime q faţă de suprafaţa solului (figura 3.8.b) :
lt
lt
d
l
lrp
4
4lg
2
12lg366,0
în care t este adâncimea de la suprafaţa solului până la
mijlocul electrodului (în m).
În figura 3.8 este reprezentată priza simplă verticală având
partea superioară a elecrorului la nivelul suprafeţei solului
(a), respectiv, partea superioară la adâncimea q faţă de
suprafaţa solului (b).
În mod obişnuit se folosesc prizele care au partea
superioară la o adâncime suficientă faţă de suprafaţa solului,
pentru ca rezistenţa rp să fie influenţată cât mai puţin posibil
de variaţiile agenţilor atmosferici. Din acest punct de vedere,
adâncimea q trebuie să fie de cel puţin 0,6 m. Dacă
adâncimea q este mai mică de 0,5 m, porţiunea de electrod
de la partea superioară până la această adâncime nu va fi
considerată în calcule. De exemplu, dacă electrodul are o
lungime de 3 m şi capătul superior este la o adâncime de 0,2
m faţă de suprafaţa solului, în relaţia rezistenţei rp se
consideră numai lungimea de l = 2,7 m.
Se va avea în vedere şi faptul că tensiunile de pas scad
foarte mult prin creşterea adâncimii q. Această adâncime se
măreşte până la 1 m şi chiar la 1,2 m, dacă se intenţionează
obţinerea unor coeficienţi de pas reduşi.
În figura 3.9 este reprezentată diagrama de variaţie a
rezistenţei de dispersie rp în funcţie de lungimea
electrodului l, pentru următoarea situaţie: rezistivitatea
solului = 100 m, diametrul ţevii uzuale d = 0,06 m şi
adâncimea q = 0,8 m.
Dacă rezistivitatea a solului este diferită de valoarea de
100 m, pentru aceeaşi situaţie, rezistenţa rp a prizei
singulare se poate obţine înmulţind valoarea r’p rezultată
din figura 3.9 cu raportul /100:
100
'pp
rr
Fig.3.8.- Priză simplă verticală:
a)- având partea superioară la nivelul solului;
b)- având partea superioară la adâncimea q
faţă de suprafaţă solului
a).
b).
q
q
>0
,5 m
t =
q+
l/2
Fig.3.9- Valorile rezistenţei rp în funcţie de
lungimea electrodului din ţeavă îngropat
vertical pentru = 100 m şi q = 0,8.
q=0,8
q
0.RE-ITI 228 / 2014
116
De exemplu, pentru = 100 m, l = 3 m, d = 0,06 m şi q = 0,08m, din diagramă rezultă r’p = 25 .
Pentru acelaşi electrod, dacă rezistivitatea solului este = 200 m, rezistenţa de dispersie a prizei va fi:
50100
200'pp rr
Relaţia rezistenţei de dispersie rp se poate scrie şi sub
forma:
k
r
p ,
în care, în acest caz:
lt
lt
d
l
lk
4
42lg366,0
În figura 3.10 este reprezentată diagrama de variaţie
a valorii k în funcţie de lungimea l, pentru d = 0,06 m şi
q = 0,8 m.
Dacă se cunoaşte k, se poate obţine cu mai multă
uşurinţă valoarea rp în funcţie de rezistivitatea solului.
De exemplu, dacă l = 2,5 m, rezultă din diagramă k = 3,4.
Pentru o rezistivitate = 200 m din relaţia de mai sus,
se obţine:
8,584,3
200pr
În tabelul 3.6 se dau valorile rezistenţelor de dispersie rp pentru prizele verticale cu electrodul din ţeavă
cu diametrul exterior d = 0,06 m, în funcţie de rezistivitatea a solului şi de lungimea electrodului pentru
două valori q.
Tabelul 3.6 - Rezistenţa de dispersie rp a prizelor de pământ simple, verticale, din ţeavă
cu diametrul exterior d = 0,06 m
Rezistivitatea
solului
[m]
Rezistenţa de dispersie rp a prizei de pământ []
Lungimea l a electrodului [m]
1,5 2 2,5 3 3,5 4 5 6 8 10 20 30
a) q = 0 m
50 23,9 19,5 16,2 14,0 12,4 11,0 9,38 7,95 6,25 5,17 2,875 2,0
100 47,8 39 32,4 28 24,8 22 18,7 15,9 12,5 10,35 5,75 4
150 71,7 58,5 48,6 42 37,2 33 28 23,85 18,75 15,5 8,63 6
200 95,6 78 64,8 56 49,6 44 37,5 31,8 25 20,7 11,5 8
300 143,4 117 97,2 84 74,4 66 56 47,7 37,5 31,05 17,25 12
500 239 195 162 140 124 110 93,8 79,5 62,5 51,7 28,75 20
1000 478 390 324 280 248 220 187 159 125 103,5 57,5 40
b) q = 0,8 m
50 22,8 17,8 14,7 12,3 11,6 10,4 8,75 7,55 5,96 5 2,69 1,97
100 45,6 35,6 29,4 24,6 23,2 20,8 17,50 15,10 11,92 10 5,37 3,94
150 68,4 53,4 44,1 36,9 34,8 31,2 26,25 22,65 17,8 15 8,05 5,9
200 91,2 71,2 58,8 49,2 46,4 41,6 35 30,20 23,84 20 10,74 7,88
300 136,8 106,8 88,2 73,8 69,6 62,4 35,50 45,3 35,76 30 16,1 11,82
500 228 178 147 123 116 104 87,5 75,5 59,60 50 26,9 19,70
1000 456 356 294 246 232 208 175 151 119 100 53,7 39,40
Fig.3.10 - Valorile k în funcţie de lungimea
electrodului din ţeavă, îngropat vertical.
0.RE-ITI 228 / 2014
117
c) Priza de pământ verticală cu electrod de diferite profiluri (cu secţiunea pătrată sau dreptunghiulară,
cornier, T, L, U) se folosesc aceleaşi relaţii ca şi pentru priza cu electrod din ţeavă, înlocuind diametrul d cu
următoarele mărimi:
- pentru secţiunea dreptunghiulară, având latura mare b (lăţimea electrodului): d = b/2;
- pentru cornierul cu latura cea mai mică b: d = b;
- pentru profil T cu lăţimea a: d = a;
- pentru profil L cu înălţimea h: d = h/2;
- pentru profil U cu înălţimea tălpii b: d = b.
d) Priza de pământ verticală cu electrod din placă (aceasta fiind
îngropată în poziţie verticală) cu partea superioară la o adâncime q faţă
de suprafaţa solului (figura 3.11):
S
r
25,0p ; (la placă pătrată: a
r 25,0p )
unde: este rezistivitatea solului (în m);
S - suprafaţa plăcii (în m2);
a - latura plăcii (în m).
Această relaţie constituie o formă simplificată a relaţiei riguroase
(mai dezvoltate) dar care este folosită uzual deoarece ea prezintă o
aproximaţie acceptabilă pentru practică.
În figura 3.11 este prezentată priza simplă cu electrod din placă,
având partea superioară la adâncimea q faţă de suprafaţa solului. Este
indicat ca în solurile obişnuite, argiloase, adâncimea de îngropare q să
fie de cel puţin 1 m.
e) Priza de pământ orizontală cu electrod din ţeavă sau profil rotund, aşezat orizontal la nivelul
solului (pe suprafaţa pământului) se poate folosi relaţia:
d
l
lr
2
p lg732,0
unde notaţiile au semnificaţiile din relaţiile anterioare.
f) Priza de pământ orizontală cu electrod din ţeavă sau profil rotund, îngropat orizontal la
adâncimea t faţă de suprafaţa solului se poate folosi relaţia:
dt
l
lr
2
p lg366,0
.
Dacă lungimea electrodului l este de aproximativ 10 … 25 m, iar diametrul de aproximativ d = 14 … 16 mm,
se poate folosi următoarea relaţie simplificată, care prezintă o aproximare acceptată pentru practică (pentru
calcule preliminare):
lr
2p .
Adâncimea de îngropare a prizelor orizontale trebuie să fie de 0,5…0,6 m, pentru a nu fi influenţate
simţitor de variaţiile condiţiilor atmosferice. Prizele orizontale de dirijare a distribuţiei potenţialelor, pozate
numai pentru micşorarea tensiunilor de atingere şi de pas, pot avea şi adâncimi mai mici.
În tabelul 3.7 se dau valorile rezistenţelor de disoersie rp ale prizelor de pământ orizontale cu electrod
rotund dispuse sub formă de bandă rectilinie, la adâncimea t = 0,6 m, în funcţie de rezistivitatea solului şi de
lungimea electrodului pentru două valori ale diametrului.
g) Priza de pământ orizontală cu electrod din diferite profiluri (bandă cu secţiunea dreptunghiulară,
cornier, T, I, U etc.) se folosesc relaţiile de mai sus pentru priza de pământ cu electrod din ţevi sau profil
rotund, înlocuind diametrul d cu mărimile indicate la punctul “c” de mai sus privind priza de pământ verticală.
În mod obişnuit priza orizontală este realizată cu bare cu secţiune dreptunghiulară, cu lăţimea (b) de
3050 mm şi grosimea (c) de 46 mm. În acest caz, valoarea efectivă a diametrului echivalent de fi:
bde
2
Fig.3.11- Priză simplă cu electrod
din placă, având partea superioară
la adâncimea q faţă de
suprafaţa solului.
0.RE-ITI 228 / 2014
118
care poate fi introdusă în relaţia de mai sus. Cu o aproximaţie acceptabilă se poate utiliza şi relaţia de = b/2.
Rezistenţa de dispersie a diferitelor configuraţii de prize de pământ cu electrozi simpli orizontali poate fi
determinată cu ajutorul următoarei relaţii
edt
lB
lr
2
p ln2
în care: B este un factor dependent de configuraţia prizei de pământ (dat în tabelul 3.8);
l - suma lungimilor tuturor electrozilor.
Tabelul 3.7.- Rezistenţa de dispersie rp a prizelor de pământ simple, orizontale, cu electrod rotund dispus
sub formă de bandă rectilinie, la o adâncime d = 0,6 m.
Rezistivitatea
solului
[m]
Rezistenţa de dispersie rp a prizei de pământ []
Lungimea l a electrodului [m]
1 2 5 8 10 15 20 30 40 50 75 100
a) Diametrul exterior al electrodului d = 0,014 m
50 38 18,5 12,7 8,85 7,45 5,4 4,27 3,06 2,39 1,9 1,42 1,11
100 76 37 25,4 17,70 14,90 10,8 8,55 6,15 4,78 3,8 2,84 2,22
150 114 55,5 38,1 26,55 22,4 16,2 12,8 9,2 7,16 5,7 4,26 3,33
200 152 74 50,8 35,40 29,80 21,6 17,1 12,26 9,56 7,6 5,68 4,44
300 228 111 76,2 53,1 44,8 32,4 25,6 18,4 14,3 11,5 8,5 6,66
500 380 185 127 88,5 74,5 54 42,7 30,6 23,9 19 14,2 11,10
1000 760 370 254 177 149 108 85,5 61,3 47,8 38 28,4 22,20
b) Diametrul exterior al electrodului d = 0,022 m
50 34,5 17,2 11,6 8,4 7,1 5,15 3,91 2,95 2,32 1,93 1,38 1,08
100 69,0 34,4 23,2 16,8 14,2 10,30 7,83 5,90 4,65 3,85 2,76 2,16
150 93,5 51,6 34,8 24,2 21,3 15,45 11,74 8,85 6,97 5,79 4,14 3,24
200 138 68,8 46,4 33,6 28,4 20,6 15,66 11,8 9,3 7,72 5,52 4,32
300 187 103,2 69,6 48,4 42,6 30,9 23,48 17,7 13,95 11,58 8,28 6,48
500 345 172 116 84 71 51,5 39,1 29,5 23,2 19,3 13,8 10,80
1000 690 344 232 169 142 103 78,3 59 46,5 38,6 27,6 21,60
h) Priza de pământ orizontală cu electrod inelar de secţiune circulară (ţeavă sau profil rotund),
aşezat orizontal la nivelul suprafeţei solului, relaţia uzitată este:
1055,0
2lg732,0
8lg732,0p
d
l
ld
l
lr
în care l este lungimea inelului (electrodului), iar d este diametrul electrodului.
Este de remarcat faptul că faţă de relaţia pentru electrozii liniari, în relaţia pentru electrozii inelari apare
şi termenul 0,1055 care exprimă ecranarea datorită faptului că electrodul este în contur închis (inel).
i) Priza de pământ orizontală cu electrod inelar de secţiune circulară (ţeavă sau oţel rotund),
îngropat orizontal la adâncimea t faţă de suprafaţa solului:
1055,0lg366,0
4lg366,0
22
pdt
l
ltd
l
lr
În tabelul 3.9 sunt prezentate valorile rezistenţelor de dispersie rp ale prizelor de pământ orizontale cu
electrod rotund, dispus sub formă de inel la adâncimea t = 0,6 m, în funcţie de rezistivitatea solului şi de
lungimea electrodului l = ·D, unde D este diametrul inelului pentru două valori ale diametrului.
0.RE-ITI 228 / 2014
119
Pentru prizele de pământ inelare cu electrozi din alte profiluri de oţel se folosesc relaţiile de mai sus, în
care se înlocuieşte diametrul d cu mărimile indicate la punctul “c” de mai sus. De exemplu, pentru electrozii
din banda de oţel cu secţiunea dreptunghiulară având lăţimea b, relaţiile devin:
1055,0
4lg732,0
16lg732,0p
b
l
lb
l
lr
şi
1055,0
2lg366,0
8lg366,0
22
ptb
l
ltb
l
lr
Tabel 3.8 - Valorile factorului B pentru diferite configuraţii geometrice ale prizelor
de pământ orizontale de suprafaţă
Priza de pământ cu electrozi orizontali Factorul B
Denumirea Proiecţia orizontală
Linie
1
Două bare, perpendiculare
1,46
Trei bare, simetrice
2,38
Patru bare, simetrice
8,445
Şase bare, simetrice
192
Două bare, paralele
2
2
4 a
l
Pătrat
5,523
Dreptunghi, cu diferite rapoarte l1 / l2
(1,5; 2; 3; 4)
1,5 5,81
2 6,42
3 8,17
4 10,4
j) Priza de pământ orizontală din plăcă aşezată orizontal pe suprafaţa solului:
Sr
444,0p
În cazul plăcilor pătrate cu latura a, această relaţie devine:
ar
444,0p ,
iar în cazul plăcilor circulare:
Dr
2p
,
unde D este diametrul plăcii.
Aceste relaţii de calcul se folosesc în special la prizele de pământ cu plăci aşezate la nivelul suprafeţei
solului, cum ar fi plăcile metalice îngropate la adâncime mică pentru dirijarea distribuţiei potenţialelor,
plăcile de beton armat etc.
l
l
l
a
l
l
l
l
l1
l2
0.RE-ITI 228 / 2014
120
Tabelul 3.9 - Rezistenţa de dispersie rp a prizelor depământ simple, orizontale, cu electrod rotund
dispus sub formă de inel, la o adâncime t = 0,6 m.
Rezistivitate
a
solului
[m]
Rezistenţa de dispersie rp a prizei de pământ []
Lungimea electrodului (inelului) = ·D [m]
1 2 5 8 10 15 20 30 40 50 75 100
a) Diametrul exterior al electrodului d = 0,014 m
50 40 19,1 12,85 9,15 7,66 5,5 4,38 3,12 2,47 2,04 1,45 1,13
100 80 38,2 25,6 18,3 15,3 11 8,70 6,25 4,92 4,08 2,9 2,26
150 120 57,3 38,6 27,4 23 16,5 13,1 9,4 7,4 6,12 4,35 3,4
200 160 76,4 51,4 36,6 30,6 22 17,5 12,5 9,84 8,16 5,8 4,52
300 240 114,6 77,2 54,8 46 33 26,2 18,8 14,8 12,24 8,7 6,8
500 400 191 128,5 91,5 76,6 55 43,8 31,2 24,6 20,4 14,5 11,3
1000 800 382 257 183 153 110 87,5 62,5 49,2 40,8 29,0 22,6
b) Diametrul exterior al electrodului d = 0,022 m
50 36,4 17,95 12 8,65 7,3 5,3 4 3,1 2,375 1,97 1,4 1,1
100 72,8 35,9 24 17,30 14,6 10,6 8 6,3 4,75 3,94 2,8 2,2
150 109 53,85 36 26 21,9 15,9 13 9,4 7 5,9 4,2 3,3
200 145,6 71,8 48 34,6 29,2 21,2 16 12,6 9,5 7,88 5,6 4,4
300 218 117,7 72 51,9 43,8 31,8 24 18,9 14 11,8 8,4 6,6
500 364 179 120 86,5 73 53 10 31 23,8 19,7 14 11
1000 728 359 240 173 146 106 80 63 47,5 39,4 28 22
k) Priza de pământ cu electrod semisferic având diametrul D:
Dr
p
Această relaţie de calcul se foloseşte, de asemenea, pentru determinarea unor prize de pământ, de cele
mai multe ori, naturale (de exemplu: fundaţii de beton armat) care se pot asimila cu un electrod semisferic.
În tabelele 3.10 şi 3.11 se prezintă relaţiile de calcul ale rezistenţelor de dispersie ale prizelor de pământ
cu electrozi de diferite forme constructive, în sol omogen cu rezistivitatea .
Tabelul 3.10 - Relaţiile pentru calculul rezistenţelor de dispersie ale prizelor simple verticale.
Tipul electrodului prizei de pământ simple verticale Formula de calcul a rezistenţei de dispersie a prizelor de
pământ simple verticale
Ţeavă cu partea superioară la nivelul suprafeţei solului
şi diametrul ţevii mult mai mic decât lungimea ei, d << l d
l
lr
4lg366,0pv
,
lr
9,0pv
)
Ţeavă îngropată la adâncimea t: t = q + l/2
lt
lt
d
l
lr
4
4lg
2
12lg366,0pt
Bară cu secţiunea dreptunghiulară:
- la nivelul solului; b
l
lr
8lg366,0pv
Bară cu secţiunea dreptunghiulară:
- îngropată la adâncimea t: t = q + l/2
lt
lt
b
l
lr
4
4lg
2
14lg366,0pt
Placă de formă neregulată îngropată la adâncimea t:
t = q +b/2
St
S
arcS
r2
pt
4
sin2
1
8
0.RE-ITI 228 / 2014
121
Placă pătrată îngropată la adâncimea t: t = q +a/2
2pt
2
211
1sin637,01222,0
qarc
ar
ar
25,0pt
)
Placă circulară îngropată la adâncimea t: t = q + D/2
2pt
41
1sin637,0125,0
D
tarc
Dr
) relaţie simplificată, cu aproximaţie acceptabilă pentru l = 1 … 6 m
) relaţie simplificată cu aproximaţie acceptabilă.
în care: este rezistivitatea de calcul a solului, în m;
l - lungimea electrodului, în m;
b - lăţimea barei, în m;
d - diametrul exterior al ţevii, în m;
q - distanţa de la partea superioară a electrodului până la suprafaţa solului, în m;
S - aria unei feţe a plăcii, în m2;
a - latura plăcii pătrate, în m;
D - diametrul plăcii circulare, în m;
rpv - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ simple având partea superioară la nivelul suprafeţei solului;
rpt - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ simple având partea superioară la adâncimea q.
Tabelul 3.11 - Relaţiile pentru calculul rezistenţelor de dispersie ale prizelor de pământ simple orizontale.
Felul electrodului prizei de pământ simple
orizontale
Relaţia de calcul a rezistenţei de dispersie
a prizelor de pământ simple orizontale
Ţeavă (sau profil rotund) aşezată orizontal la
nivelul suprafeţei solului d
l
lr
2lg732,0po
Ţeavă (sau profil rotund) îngropată orizontal la
adâncimea q dq
l
lr
2
pq lg366,0
, l
r
2pq )
Bară cu secţiune dreptunghiulară aşezată la
suprafaţă b
l
lr
4lg732,0po
Bară cu secţiune dreptunghiulară aşezată la
adâncimea q qb
l
lr
2
pq
2lg366,0
Electrod inelar cu secţiune circulară aşezat
orizontal la suprafaţă d
l
lr
8lg732,0po
Electrod inelar cu secţiune circulară aşezat
orizontal la adâncimea q dq
l
lr
2
pq
4lg366,0
Electrod inelar cu secţiune dreptunghiulară
aşezat la suprafaţă b
l
lr
16lg732,0po
Electrod inelar cu secţiune dreptunghiulară
aşezat la adâncimea q qb
l
lr
2
pq
8lg366,0
Placă aşezată orizontal pe suprafaţa solului S
r
44,0po
Placă circulară aşezată orizontal pe suprafaţa
solului Dr
2po
Electrod semisferic îngropat, cu o suprafaţă
circulară (bază) la nivelul suprafeţei solului Dr
po
) formulă simplificată, cu aproximaţie acceptabilă pentru l = 10 … 25 m şi d 0,016 m.
0.RE-ITI 228 / 2014
122
în care: rpo este rezistenţa de dispersie a prizei de pământ simple la suprafaţa solului;
rpq - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ simple la adâncimea q;
- rezistivitatea de calcul a solului, în m;
d - diametrul electrodului, în m;
b - lăţimea barei, în m;
l - lungimea electrodului, în m;
S - suprafaţa plăcii, în m2;
D - diametrul plăcii, în m;
q - adâncimea de îngropare a prizei orizontale, în m.
3.4.2. În toate relaţiile de mai sus (pct.3.4.1), reprezintă rezistivitatea de calcul a solului, care este
diferită de rezistivitatea măsurată măs. Pentru obţinerea rezistivităţii de calcul , se înmulţeşte rezistivitatea
măs cu coeficientul de variaţie dat în tabelul 3.5, în funcţie de starea de umiditate a pământului în timpul
măsurărilor şi de adâncimea de îngropare a electrozilor. În prescripţia 1 RE - Ip30 - 2004, coeficientul de
variaţie se notează, de asemenea cu şi se indică utilizarea relaţiei:
mas
conform celor arătate la pct.3.3.14.
Dacă se iau în consideraţie coeficienţii menţionaţi, în tabelul 3.5, de variaţie a rezistivităţii solului în
funcţie de starea de umiditate a acestuia, pentru obţinerea valorii maxime a rezistivităţii solului nu este
necesar să se execute măsurarea rezistivităţii solului numai în perioada de vară secetoasă sau când este ger.
De exemplu, dacă se intenţionează să se execute o priză de pământ cu electrozi verticali la adâncimi de
îngropare ce depăşesc 0,8 m, iar măsurarea s-a făcut atunci când solul este foarte umed (măsurările au fost
precedate de ploi bogate), din tabelul 3.5 rezultă un coeficient = 1,5. Presupunând că la măsurare a
rezultat o rezistivitate măs = 75 m, în calcule se va considera:
mas = 75 · 1,5 = 112,5 m.
Dacă în acest exemplu, la dimensionarea prizei se consideră drept electrozi ai prizei de pământ benzile
orizontale pentru dirijarea distribuţiei potenţialelor, precum şi benzile de legătură dintre electrozii verticali,
la calculul rezistenţei de dispersie a acestei prize cu electrozi orizontali care au adâncimea de îngropare între
0,5 şi 0,8 m se va lua din tabelul 3.5 = 3, rezultând pentru benzile orizontale de legătură = 75 · 3 = 225 m.
Acelaşi lucru se poate spune şi în cazul verificării rezistenţei de dispersie a prizei de pământ. Chiar dacă
s-ar intenţiona să se măsoare vara, nu există siguranţa că în momentul măsurării priza prezintă rezistenţa cea
mai mare. Mai raţional este să se stabilească starea de umiditate a solului la măsurare, iar valoarea
determinată să se înmulţească cu coeficientul :
maspp rr
Se consideră valoarea corespunzătoare electrozilor care au contribuţia cea mai mare la determinarea
rezistenţei de dispersie rezultantă a prizei de pământ complexe.
Valoarea rp astfel obţinută trebuie să fie sub limita maximă admisă.
De exemplu, rezistenţa de dispersie a prizei de pământ trebuie să fie rp = 4 . La verificare, solul avea
umiditate medie, iar rezistenţa de dispersie a rezultat rp măs = 3,0 .
Dacă priza este construită cu electrozi verticali cu adâncimea de îngropare peste 0,8 m, din tabelul 3.5
rezultă = 1,3 şi deci, rezistenţa de dispersie corespunde, deoarece:
49,33,10,3maspp rr .
Dacă nu se dispune de rezultatele unor măsurări directe ale rezistivităţii solului, pentru calcule prealabile,
în relaţiile rezistenţelor de dispersie se pot folosi valorile recomandate în tabelul 3.2, în funcţie de natura
solului, precizată prin referatul geotehnic. Totdeauna este necesar să se măsoare rezistenţa de dispersie
obţinută după executarea prizei de pământ.
3.4.3. La dimensionarea instalaţiilor de legare la pământ de mare întindere pentru centrale, staţii, puncte
de alimentare şi posturi de transformare, se determină în prealabil rezistivităţile de calcul ale straturilor
solului din terenul în care se îngroapă electrozii prizelor. Valorile rezistivităţilor diferitelor straturi vor fi
predate proiectantului o dată cu studiul (referatul) geotehnic pentru obiectul respectiv. În acest studiu
(referat) vor fi cuprinse rezistivităţile de calcul pentru straturile până la o adâncime de 20 m, însă cel puţin 2
straturi (de la suprafaţa solului în adâncime) şi pentru cel puţin 40 puncte diferite de pe suprafaţa teritoriului
0.RE-ITI 228 / 2014
123
respectiv. De asemenea, se va indica rezistivitatea medie de calcul cel puţin a structurilor până la o adâncime de
5 m. Este necesar să se determine valoarea rezistivităţii de calcul pentru priza de pământ complexă. Este
indicat, desigur, să se determine rezistivitatea solului şi prin măsurări prealabile.
3.5. Relaţii de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de dispersie a prizelor de
pământ naturale
3.5.1. Utilizarea prizelor de pământ naturale, respectiv a diferitor elementele care pot fi considerate
electrozi ai unor prize de pământ (cum sunt îndeosebi fundaţiile de beton armat şi conductele de transport a
unor fluide necombustibile) este obligatorie pentru realizarea instalaţiilor de legare la pământ deoarece,
deseori, prezintă valori foarte mici ale rezistenţelor de trecere la pământ (de dispersie) a curenţilor electrici.
În general, valoarea rezistenţei de dispersie a acestor prize de pământ sunt mai mici decât cele obţinute cu
prizele de pământ artificiale asemănătoare (ca dimensiuni şi forme). Uneori, obţinerea unor rezultate
similare cu ajutorul prizelor de pământ artificiale ar necesita cheltuieli şi suprafeţe de teren mai mari. De
exemplu, fundaţiile construcţiilor metalice ale halelor, sprijinite pe stâlpi metalici sau de beton armat,
prezintă, în general, o rezistenţa de trecere a curenţilor electrici la pământ sub 1 . Este cu totul neraţional
ca lângă o astfel de priză de pâmănt naturală să se execute o priză de pământ artificială, de exemplu de 4 .
Construcţiile de beton armat în contact cu solul transmit curenţii electrici în pământ practic ca şi electrozii
metalici ai prizelor de pământ artificiale.
În cazul betonului armat, chiar după terminarea procesului fizico-chimic care are loc după turnarea
betonului, conductivitatea electrică prin beton între armăturile metalice din beton şi pământul înconjurător
are o valoare suficient de mare. Aceasta se explică prin faptul că betonul permite pătrunderea umidităţii din
straturile de pământ din imediată apropiere prin vasele capilare ramificate din spaţiul intergranular. În modul
acesta, betonul armat are o protecţie contra uscării complete şi în adâncime. Datorită acestui fapt, betonul
prezintă o conductivitate electrică cel puţin egală cu a pământului înconjurător şi deci, armătura de oţel
cuprinsă într-o fundaţie de beton se comportă ca o priză de pământ prin care, în marea majoritate a cazurilor,
se obţine o rezistenţă de trecere a curenţilor electrici la pământ mai mică chiar decât s-ar obţine printr-o
priză de pământ artificială din ţeavă sau placă, îngropată la acelaşi nivel faţă de suprafaţa solului.
Diferite elemente naturale pot fi folosite nu numai drept prize de pământ ci şi drept reţele de legătură de
protecţie, permiţând, în numeroase cazuri, trecerea curenţilor electrici de defect, chiar de valori mari,
deoarece, în general, prezintă secţiuni suficient de mari pentru trecerea curentului electric.
În construcţiile industriale, în numeroase cazuri, halele se execută cu stâlpi de beton armat sau metalici
încastraţi în fundaţii de beton armat pe care se sprijină partea superioară construită din ferme metalice, căile
de rulare a podurilor rulante etc. Stâlpii pot fi monoliţi sau prefabricaţi, iar pentru asigurarea stabilităţii lor,
este necesară o încastrare a fiecărui stâlp, separat, în fundaţii de beton armat. Un stâlp de beton armat şi
fundaţia lui conţin armături ale căror secţiuni însumate corespund unei secţiuni echivalente în toate cazurile
suficient de mare.
3.5.2. Secţiunea minimă a electrozilor prizelor de pământ şi secţiunea minimă pentru conductorul
principal (centura generală) de legare la pământ trebuie să fie de 150 mm2. Deci, în cazul construcţiilor de
beton armat, secţiunea unei bare de oţel cu diametrul echivalent de 16 mm fiind s ≥ 200 mm2, aceasta poate
fi folosită pentru executarea instalaţiilor de legare la pământ.
Timpul de funcţionare pentru prizele de pământ naturale este incomparabil mai mare decât în cazul
prizelor de pământ artificiale. Aceasta, în special la prizele de pământ naturale formate din fundaţiile de
beton armat şi la stâlpii metalici încastraţi în beton, deoarece oţelul este protejat împotriva corodării de
stratul de beton.
Ţinând seama de modificările rezistenţelor de trecere în pământ prin corodarea electrozilor din oţel ai
prizelor de pământ artificiale, instalaţiile de protecţie respective au un factor de nesiguranţa relativ mai
mare, în raport cu prizele de pământ naturale.
Chiar şi în cazul solurilor care prezintă rezistivităţi mari, cu ajutorul construcţiilor metalice şi de beton
armat se pot executa instalaţii de protecţie eficace cu cheltuieli mici, instalaţii care pot fi greu realizate din
punct de vedere economic cu prize de pământ artificiale.
3.5.3. Elementele de construcţii metalice şi din beton armat, pot fi folosite ca prize de pământ naturale
pentru că prezintă următoarele avantaje:
- au suficientă rezistenţă mecanică şi siguranţă în funcţionare;
0.RE-ITI 228 / 2014
124
- corespund scopului de protecţie şi cerinţelor de exploatare impuse de normele în vigoare şi au
durabilitate în timp; în cazul fundaţiilor de beton armat, durata de funcţionare este practic egală cu
cea a construcţiei respective, datorită rezistenţei mari la coroziune şi la solicitări mecanice;
- realizarea ansamblului instalaţiei de protecţie prin legare la pământ sau prin legare la neutru
necesită un consum de materiale mult mai mic decât în cazul folosirii prizelor de pământ artificiale
şi a conductoarelor speciale de legare la pământ sau la neutru;
- instalaţia de protecţie se poate executa şi controla cu uşurinţă într-un timp relativ redus;
- cere un volum de muncă mult mai redus pentru executarea instalaţiilor de protecţie;
- rezistenţa de trecere la pământ prin ansamblul instalaţiei de protecţie şi priza de pământ
corespunde în majoritatea cazurilor cerinţelor impuse de prescripţii şi deci asigură protecţia
impotriva electrocutătilor prin atingere indirectă.
3.5.4. În cazul construcţiilor de betor armat, condiţia principală ca acestea să poată fi folosite pentru
realizarea instalaţiei de protecţie constă în existenţa unor legături electrice între elementele din oţel ale
construcţiei respective. Aceste legături se realizează dacă sunt executate prin sudură sau sunt sigur într-un
contact strâns.
În cazul clădirilor cu unul sau mai multe etaje, legarea în paralel a stâlpilor se poate realiza prin
îmbinarea armăturilor metalice ale stâlpilor cu armăturile metalice ale planşeelor, grinzilor, fermelor
acoperişurilor etc.
3.5.5. În vederea legării pentru protecţie a carcaselor echipamentelor electrice se pot folosi toate
elementele metalice care sunt în contact electric cu armătura metalică a stâlpilor, ca de exemplu stâlpii
metalici, fermele metalice de la partea superioară a halei industriale, grinzile sau stâlpii de beton armat ale
căror armătură metalică este accesibilă etc. În acest caz, fermele metalice şi grinzile de beton armat pot avea
rolul de conductoare de legare la pământ. Dacă sunt legate şi la neutrul reţelei de alimentare cu energie
electrică pot avea şi rolul de conductoare de neutru de protecţie până la tabloul de distribuţie aflat în circuit
imediat înaintea utilajului electric. De la acest tablou, conductorul de neutru de protecţie însoţeşte
conductoarele de alimentare (de lucru).
Legarea la priza de pământ naturală se poate face şi printr-un conductor special de legare la pământ,
care, de asemenea, va fi racordat la armătura metalică a construcţiei de beton armat sau la stâlpii metalici.
3.5.6. Rezistenţa de dispersie a unei prize de pământ naturale poate fi apreciată, de cele mai multe ori,
prin asimilarea ei cu prizele de pământ artificiale, folosindu-se relaţiile de calcul corespunzătoare de la
pct.3.4.1. De exemplu, un stâlp metalic sau de beton armat îngropat în sol se poate asimila cu o priză de
pământ verticală cu secţiune circulară echivalentă.
Faptul că partea metalică a stâlpului nu are un contact direct cu solul, nu necesită vre-o corecţie; se poate
avea în vedere numai dimensiunile echivalente ale părţilor metalice, considerându-se că stratul superficial de
beton (stratul de beton până la armătură) are totdeauna o rezistivitate egală cu cea a solului înconjurător
datorită conductivităţii electrice prin capilarităţile betonului.
O fundaţie de beton armat, de exemplu, în formă de cub sau de paralepiped se poate asimila cu o priză
de pământ semisferică. Pentru determinarea valorii razei r a semisferei se poate folosi relaţia:
Vr
3
2 3
unde V este volumul fundaţiei respective din care s-a scăzut valumul stratului superficial de beton (până la
armătură) (a se vedea pct.3.5.9).
3.5.7. În toate cazurile este necesar să se verifice prin măsurări directe rezistenţa de dispersie (rezistenţa de
trecere la pământ) a prizei de pământ naturale. Dacă rezistenţa nu corespunde, este necesar să fie micşorată prin
adăugarea unei prize de pământ artificiale, care se leagă în paralel cu priza de pământ naturală.
3.5.8. Prizele de pământ constituie din conducte metalice de apă îngropate în pământ, deşi în
majoritatea cazurilor prezintă rezistenţe foarte mici, necesită totdeauna o analiză specială înainte de a se
decide folosirea lor pentru realizarea unei instalaţii de legare la pământ. Pericolele pe care poate să le
prezinte o astfel de priză de pământ naturală sunt următoarele:
0.RE-ITI 228 / 2014
125
a) o întrerupere sau intercalarea unor elemente izolante în conducta metalică de apă lasă echipamentele
electrice fără protecţie, iar în cazul unui defect în reţeaua electrică se pot pune sub tensiuni
periculoase toate elementele care vin în contact cu conducta pe partea întreruptă;
b) tensiunile de atingere la care sunt supuşi consumatorii de apă pot fi foarte apropiate de valoarea
tensiunii totale a prizei de pământ în timpul trecerii unor curenţi electrici de defect spre pământ;
pericolul ar apare, în special, în cazul când s-ar folosi conducta de apă ca priză de pământ în
instalaţii de medie şi înaltă tensiune cu curenţi mari de punere la pământ (peste 500 A), cum este
cazul reţelelor cu neutrul legat direct la pământ. În restul cazurilor, de cele mai multe ori, tensiunea
prizei de pământ este sub valorile limită ale tensiunii de atingere.
Pentru evitarea pericolului menţionat la pct. a) de mai sus, este necesar ca îmbinările sau alte locuri unde
s-au intercalat materiale izolante, să fie şuntate cu un conductor de cupru. În cazul unor reparaţii la conducta
de apă, trebuie să se prevadă, de asemenea, şuntări în locurile în care urmează să se întrerupă conducta de
apă pentru asigurarea continutăţii electrice, cât şi pentru protejarea muncitorilor care execută reparaţia, de
tensiuni de atingere periculoase.
3.5.9. Pentru determinarea valorii de calcul a rezistenţei de dispersie rp a prizelor de pământ naturale
simple, acestea se asimilează cu prize de pământ artificiale simple folosindu-se relaţiile de calcul prezentate
în subcap.3.4 privind tipurile constructive ale prizelor de pământ artificiale. În tabelul 3.12 se dau relaţiile
simplificate (cu aproximaţii acceptabile) de calcul pentru determinarea rezistenţelor de dispersie rp în cazul
fundaţiilor de beton armat, considerându-se dimensiunile fundaţiei în contact cu pământul.
Exemple:
- o fundaţie de beton armat, în forma unui paralelipiped, cu diferenţe relativ mici între dimensiunile
acestuia, se poate asimila cu un electrod semisferic având un diametru echivalent;
- un pilon de beton armat îngropat se poate asimila cu un electrod vertical având capătul superior la
suprafaţa solului (se consideră lungimea porţiunii îngropate a pilonului).
- mai multe prize naturale care ocupă o anumită suprafaţă (conducte metalice, fundaţii de beton
armat, învelişuri metalice ale unor cabluri, etc.) constituie o priză complexă care se poate asimila
cu o priză de pământ simplă cu un electrod în formă de placă aşezată pe suprafaţa solului.
3.5.10. Este interzisă luarea în considerare la dimensionarea instalaţiei de legare la pământ, a următoarelor
elemente:
- conductele prin care trec fluide combustibile;
- elementele care nu prezintă o secţiune suficient de mare;
- elementele care prin demontarea lor în timpul operaţiilor de exploatare şi întreţinere, ar putea
întrerupe circuitul de protecţie.
Aceste elemente se vor racorda însă la instalaţia de legare la pământ, în vederea egalizării potenţialelor.
În cazul conductelor prin care trec fluide combustibile, locurile de întrerupere trebuie să fie în prealabil
şuntate.
Conductele metalice pentru apă îngropate în pământ, mantalele şi armăturile metalice ale cablurilor,
ţevile metalice de tubaje etc., sunt de regulă utilizate ca prize de pământ ajutătoare, uneori pentru a contribui
la dirijarea potenţialelor la suprafaţa solului.
3.5.11. Pentru folosirea construcţiilor de beton armat drept prize de pământ naturale, trebuie îndeplinite
următoarele condiţii:
- realizarea unei legături electrice între barele verticale ale stâlpilor; această legătură se va executa
cu o bară orizontală (etrier);
- realizarea unei legături electrice între barele verticale ale stâlpilor (pilonilor) şi armăturile
metalice ale fundaţiilor;
- prevederea unei piese metalice aparentă de racordare legată la barele verticale, pentru executarea
legăturilor cu conductoarele principale de legare la pământ.
Dacă barele verticale ale stâlpilor de susţinere sunt în contact cu armăturile metalice ale elementelor pe
care le susţin (grinzi, stelaje etc.), realizându-se astfel o priză multiplă, conductoarele principale de legare la
pământ nu trebuie să se lege la toţi stâlpii. Se vor lega însă la cel puţin doi stâlpi care fac parte din priza
multiplă realizată.
0.RE-ITI 228 / 2014
126
Tabelul 3.12 - Relaţii pentru calculul rezistenţelor de dispersie ale fundaţiilor de beton armat.
Nr.
crt.
Forma fundaţiei de beton armat (partea
îngropată în pământ)
Tipul de priză cu care
se asimilează
Relaţia de calcul a rezistenţei de
dispersie rp simplificată
1 Paralelipiped, trunchi de piramidă sau
cilindru, având volumul V, în metru cub
Electrod semisferic având
volumul V, în metru cub 3p 25,0V
r
2
Placă a cărei grosime (g) îndeplineşte
condiţia: ,10
1
S
gSg în care S
este aria plăcii, în m2
Electrod din placă orizontală
la suprafaţa solului, având
aria S în m2 S
r
555,0p
3
Placă a cărei grosime (g) îndeplineşte
condiţia: ,Sg placa fiind îngropată la
o adâncime mai mare de 1 m
Electrod din placă orizontală
îngropată la o adâncime de
1 m şi având aria S, în m2 S
r
32,0p
4
Paralelipiped, trunchi de piramidă sau
cilindru vertical a cărui înălţime este mult
mai mare decât dimensiunile liniare ale
secţiunii orizontale: 1/d >10 în care
mSd 1,1 , fiind aria secţiuni
orizontale, în m2
Electrod vertical cu secţiune
circulară având diametrul d,
în metri d
l
lr
4lg46,0p
5
Fundaţie continuă sub ziduri a cărei
secţiune are un diametru echivalent
mSD 1,1 , în care S este secţiunea
fundaţiei în m2
Electrod orizontal cu
secţiunea circulară având
diametrul D şi lungimea l, în
metri D
l
lr
2lg92,0p
6
Fundaţie poligonală închisă a cărei
secţiune are un diametru echivalent
mSD 1,1 , iar lungimea liniei
poligonale este L, în metri
Electrod inelar de lungime L
şi un diametru al secţiunii
transversale D, în metri
1055,0
2lg92,0p
D
l
Lr
7
Fundaţia continuă la o adâncime mai mare
de 1 m , a cărei secţiune are un diametru
echivalent mSD 1,1 , iar care S este
aria secţiunii fundaţiei, în m2
Electrod orizontal îngropat
la o adâncime mai mare de 1
m cu secţiunea circulară
având diametrul D şi
lungimea L, în metri
D
L
Lr
2
p lg46,0
8
Fundaţia continuă la o adâncime mai mare
de 1 m, dar formând o linie poligonală de
lungime L
Electrod inelar de lungime L
şi un diametru al secţiunii
transversale D, în metri
1,0lg45,0
2
pD
L
Lr
3.5.12. Pentru folosirea armăturilor unei construcţii de beton armat drept priză de pământ naturală, se va
prevedea încă din faza de proiectare şi se va asigura prin execuţie, continuitatea electrică a acestor armături,
până la piesa de racordare menţionată mai sus, fixată aparent în construcţia respectivă şi accesibilă pentru
racordarea conductoarelor de legare la pământ. Această piesă de racordare va fi din profil bandă sau cornier
având grosimea de cel puţin 3 mm şi lăţimea de cel puţin 40 mm. Piesa de legătură (de racordare) va fi
marcată prin vopsire cu semnul de legare la pământ.
Toate elementele care constituie prize de pământ naturale se leagă electric la reţeaua conductoarelor
principale de legare la pământ.
3.5.13. Rezistenţa de trecere la pământ a unei prize de pământ constituită dintr-un obiect lung (orizontal
faţă de suprafaţa solului) în contact cu pământul (conducte, şine de cale ferată, învelişuri metalice ale unor
cabluri etc.), se poate determina cu relaţia:
l
r
rctghrrR
ppp
unde: r este rezistenţa longitudinală pe unitatea de lungime (/km);
rp - rezistenţa de trecere la pământ pe unitatea de lungime (/km), în cazul unui electrod lung,
orizontal, de secţiune circulară, având expresia:
0.RE-ITI 228 / 2014
127
dr
3
3p
102lg
10732,0
în care: d reprezintă diametrul electrodului (conductă, cablu etc.), în m;
l - lungimea electrodului (km).
Din relaţia de mai sus rezultă că începând de la o anumită lungime l, rezistenţa de dispersie tinde lent
către o anumită valoare limită şi anume:
pp rrR ,
deoarece al doilea termen tinde către 1.
În relaţiile de mai sus s-a folosit notaţia Rp pentru rezistenţa de dispersie a prizei de pământ naturale în
ansamblul ei, iar pentru rezistenţa de dispersie pe unitatea de lungime notaţia rp.
3.5.14. Cele menţionate la pct.3.5.13 au o aplicaţie frecventă şi în cazul conductoarelor de protecţie ale
LEA legate la pământ la toţi stâlpii LEA şi la prizele de pământ ale staţiilor electrice de la capetele LEA.
Rezistenţa de dispersie rpcp calculată, la punctul de racordare la priza de pământ a staţiei de capăt, a
sistemului constituit din conductoarele de protecţie ale unei LEA şi prizele de pământ de la stâlpii LEA, se
poate determina acoperitor cu relaţia:
pcpcp rrr
în care: rc este rezistenţa electrică longitudinală a conductorului de protecţie în deschiderea dintre doi stâlpi;
se consideră rezistenţa electrică pentru lungimea medie a deschiderilor dintre stâlpii LEA; dacă
LEA este echipată cu două conductoare de protecţie atunci rc este jumătate din rezistenţa
electrică longitudinală a unui conductor de protecţie;
rps - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ de la un stâlp LEA; se consideră valoarea medie a
rezistenţelor de dispersie ale prizelor de pământ de la stâlpii LEA.
Cu titlul de exemplificare, dacă se consideră cazul în care rc 0,4 (la deschideri de 200 m, uzual
folosite la LEA de 110 kV) şi rp 10 (caz des întâlnit la soluri având rezistivitatea 100 m), rezultă
pentru sistemul constituit din conductoarele de protecţie şi stâlpii ale LEA o rezistenţă de dispersie
2pcpcp rrr .
În cazul în care la o instalaţie electrică (de exemplu o staţie electrică de înaltă tensiune) sunt racordate
mai multe LEA echipate cu unul sau două conductoare de protecţie legate la priza de pământ a instalaţiei
electrice, rezistenţa de dispersie echivalentă a sistemul constituit din conductoarele de protecţie şi stâlpii
acestor LEA poate fi determinată cu relaţia:
n
k kpcp
pcp
r
r
1 )(
1
1
în care n este numărul de LEA echipate cu conductoare de protecţie racordate la instalaţia electrică, iar rpcp (k)
este rezistenţa de dispersie a sistemului constituit din conductoarele de protecţie şi stâlpii LEA de rang k.
În cazul în care cele n LEA sunt identice, relaţia de mai sus devine:
n
rr
pcp
pcp
)1(
în care rpcp (1) este rezistenţa de dispersie a sistemului constituit din conductoarele de protecţie şi stâlpii uneia
din cele n LEA racordate la instalaţia electrică respectivă.
3.6. Prize de pământ multiple şi prize de pământ complexe
3.6.1. Prevederi cu caracter general care trebuie avute în vedere la realizarea prizelor de pământ
multiple şi a prizelor de pământ complexe
3.6.1.1. În subcap.3.5 s-au prezentat relaţiile de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de
dispersie rp a prizelor de pământ simple constituite dintr-un electrod vertical sau dintr-un electrod orizontal.
Prizele de pământ simple se întâlnesc practic în cazuri cu totul particulare cum sunt de exemplu cele
aferente stâlpilor liniilor de energie electrică aeriene.
În marea majoritate a cazurilor este necesar să se realizeze prize de pământ multiple sau prize de pământ
complexe cu un număr determinat de prize de pământ simple orizontale şi/sau verticale interconectate
electric între ele pentru obţinerea valorilor maxime admise, pentru:
0.RE-ITI 228 / 2014
128
- rezistenţa de dispersie Rp a instalaţiei de legare la pământ;
- tensiunea Up a instalaţiei de legare la pământ;
- tensiunile de atingere Ua şi de pas Upas.
3.6.1.2. Ca şi în cazul prizelor de pământ simple, determinarea rezistenţelor de dispersie a prizelor de
pământ multiple sau a prizelor de pământ complexe, se bazează pe următoarele ipoteze:
- solul prezintă o aceeaşi rezistivitate în tot stratul de sol considerat; pentru prizele de pământ
multiple sau complexe, în care se pot pune în evidenţa mai multe straturi de sol distincte, se
consideră valoarea rezistivităţii echivalente de calcul, valoare care este considerată pentru toată
suprafaţa ocupată de electrozii prizei de pământ multiple, respectiv prizei de pământ complexe;
- pe toată suprafaţa electrozilor prin care se disipează în sol curentul de trecere în pământ Ip,
potenţialul electric este acelaşi; suprafaţa electrozilor este considerată electric echipotenţiată.
Practic prizele de pământ multiple şi cele complexe sunt aduse pentru calcule la forme idealizate
cu un nivel de aproximaţii acceptabile.
3.6.1.3. Un avantaj al relaţiilor de calcul pentru anumite configuraţii geometrice a electrozilor este acela
că permit o observare clară a relaţiei dintre rezistenţa de dispersie rp a prizei de pământ şi geometria
electrozilor. Relaţiile prezentate în cele ce urmează sunt cele mai exacte disponibile. Totuşi, în practică, deşi
se utilizează aceste relaţii de calcul în proiectarea instalaţiilor de legare la pământ, cele mai exacte
informaţii privind rezistenţa de dispersie a prizelor de pământ, precum şi tensiunile de atingere Ua şi de pas
Upas se obţin prin măsurări efective înainte de darea în exploatare a instalaţiei de legare la pământ. Trebuie
avut în vedere că în calcule relaţiile pleacă de la ipoteza că solul are o structură omogenă şi este nelimitat.
Este cunoscut însă că rezistivitatea a solului se modifică în funcţie de conţinutul de umiditate şi deci în
funcţie de sezonul din an. Din această cauză, rezistenţa de dispersie a prizei de pământ calculată trebuie
considerată având o valoare cu o oarecare aproximaţie. Pe de altă parte, în practică nu se cere un nivel ridicat
de rigurozitate atunci când se calculează sau când se măsoară rezistenţa de dispersie a prizei de pământ.
Se are în vedere, în special, variaţia în limite largi a valorii rezistivităţii solului în decursul exploatării
prizei de pământ. Astfel, rezistenţele prizelor de pământ calculate cu relaţiile indicate trebuie considerate
aproximative şi, în practică, o incertitudine 10 % poate fi considerată ca acceptabilă (în unele ţări se
acceptă chiar 30 %). Din această cauză, nu este justificată stabilirea de relaţii absolut riguroase în special
pentru prize sub formă de reţea sau pentru sisteme complexe constituite din prize simple.
3.6.1.4. Faţă de cele arătate la pct.3.6.1.3 de mai sus, rezultă că pentru executarea unei prize de pământ
de o anumită rezistenţă de dispersie, este necesar să se efectueze un calcul prealabil, urmând ca după
executarea prizei să se verifice prin măsurări directe pe teren concordanţa între valoarea reală şi cea
rezultată din calcul. În cazul în care la măsurări rezultă valori mai mari decât cele propuse, urmează să se
stabilească soluţii de remediere pentru încadrarea în legislaţia tehnică în vigoare.
3.6.1.5. În scopul respectării limitelor maxime admise pentru tensiunile de atingere şi de pas, se aplică
întotdeauna următoarele măsuri:
- se folosesc prizele de pământ naturale, în special armăturile tuturor fundaţiilor de beton armat şi
alte construcţii metalice îngropate;
- se realizează o priză de pământ artificială numai pentru completarea prizelor de pământ naturale şi
numai dacă rezultă necesară dintr-o justificare tehnică şi economică;
- se realizează o instalaţie de dirijare a distribuţiei potenţialelor, de regulă cu electrozi orizontali
dispuşi în jurul echipamentelor electrice;
- se realizează straturi izolante în zonele de acces (dacă rezultă necesar); se realizează astfel izolarea
amplasamentelor în zonele de acces din apropierea echipamentelor electrice.
Trebuie să se aibă în vedere şi protecţia împotriva transmiterii de tensiuni periculoase în afara incintei
prin şine de cale ferată, cabluri, conducte metalice lungi (de exemplu, conductele de apă) etc.
3.6.1.6. În general, dirijarea distribuţiei potenţialelor electrice se aplică în situaţia în care nu este posibil
să se obţină cu mijloace justificate economic o tensiune a instalaţiei de legare la pământ Up mai mică sau cel
mult egală cu valoarea maximă admisă pentru tensiunile de atingere Ua şi de pas Upas.
Stabilirea eficacităţii unei instalaţii de dirijare a distribuţiei potenţialelor se va face prin determinarea
coeficienţilor de atingere ka şi de pas kpas.
0.RE-ITI 228 / 2014
129
3.6.1.7. Elementele de construcţii care pot folosi prize de pământ naturale trebuie pregătite încă din faza
de construcţie. Trebuie asigurată accesibilitatea construcţiilor metalice, pentru utilizarea lor drept prize de
pământ naturale şi/sau conductoare de legătură. Unităţile de construcţii-montaj trebuie să respecte întocmai
proiectul şi să atestă execuţia prin procese verbale de lucrări ascunse, întocmite în timpul executării lucrărilor.
3.6.2. Relaţii de calcul uzual folosite pentru determinarea rezistenţei de dispersie a prizelor de
pământ multiple şi a prizelor de pământ complexe
3.6.2.1. Rezistenţa de dispersie rezultantă a unei prize de pământ complexe, trebuie determinată ţinând
seama de rezistenţele de dispersie ale prizelor de pământ care legate electric între ele constituie priza de
pământ complexă, cum sunt:
- rezistenţa de dispersie echivalentă a prizelor de pământ naturale, rpn;
- rezistenţa de dispersie echivalentă a prizelor de pământ artificiale, rpa;
- rezistenţa de dispersie echivalentă a prizelor de pământ pentru dirijarea distribuţie potenţialelor, rpd;
- rezistenţa de dispersie rpcp a sistemului constituit din conductoarele de protecţie şi la prizele de
pământ ale stâlpilor ale LEA racordate la instalaţia de legare la pământ (a se vedea pct.3.5.14);
- rezistenţa de dispersie, rezultantă a altor prize aflate în incinta (platforma), respectivă prize de
pământ din vecinătate, rv, (conductoarele de legătură având impedanţa Zo).
Relaţia de calcul pentru rezistenţa de dispersie a unei prize de pământ complexe este:
ovpcppdpnpa
p
Zrrrrr
r
11111
1
Rezistenţele rpa şi rpd se determină luându-se în considerare coeficienţii respectivi de utilizare.
3.6.2.2. Rezistenţa de dispersie echivalentă a prizelor de pământ artificiale, reprezintă rezistenţa
echivalentă a rezistenţelor de dispersie ale prizelor de pământ simple sau multiple din care se compune,
relaţia de calcul fiind:
nk
k pk
k
pa
r
ur
1
1
unde rpk este rezistenţa de dispersie prizei de pământ simple sau multiple de rang k, uk este coeficientul de
utilizare a prizei de pământ de rang k; în relaţiile prezentate, coeficienţii de utilizare uk sunt subunitari (uk ≤ 1).
La priza de pământ cu electrozi identici (priza de pământ multiplă), relaţia de mai sus devine:
un
rr
p
pa
unde: rp este rezistenţa de dispersie a unei prize de pământ simple (a unui electrod);
u - coeficientul de utilizare a prizelor de pământ simple;
n - numărul de electrozi folosiţi în priza de pământ multiplă.
3.6.3.2. O soluţie constructivă folosită deseori pentru o priză de pământ complexă artificială constă
dintr-o priză de pământ multiplă cu electrozi verticali şi o priză de pământ multiplă cu electrozi orizontali
constituită din conductoarele de legătură dintre electrozii verticali (de exemplu, priza de pământ de contur în
cazul unei staţii electrice). În acest caz, dacă se consideră coeficientul de utilizare a celor două categorii de
prize de pământ multiple egal cu 1, rezistenţa de dispersie echivalentă a acestei prize de pământ artificiale
complexe se determină cu relaţia:
pmopmv
pa 11
1
rr
r
în care rpmv este rezistenţa de dispersie a prize de pământ multiplă cu electrozi verticali, iar rpmo este rezistenţa
de dispersie a prize de pământ multiplă cu electrozi orizontali, ce pot fi dererminate cu relaţiile;
vv
pv
pmv
u
rr , respectiv
oo
po
pmo
u
rr
unde: rpv este rezistenţa de dispersie a unei prize de pământ simple verticale (a unui electrod vertical);
0.RE-ITI 228 / 2014
130
rpo - rezistenţa de dispersie a unei prize de pământ simple orizontale (a unui electrod orizintal);
uv - coeficientul de utilizare a prizelor de pământ simple verticale;
uo - coeficientul de utilizare a prizelor de pământ simple orizontale;
nv - numărul de electrozi verticali folosiţi în priza de pământ multiplă verticală;
no - numărul de electrozi orizontali folosiţi în priza de pământ multiplă orizontală.
În cazul prizelor de pământ complexe cu electrozi verticali şi orizontali dispuşi în linie sau pe un contur,
coeficienţii de utilizare sunt daţi în tabelul 3.13.
Tabelul 3.13 - Coeficienţii de utilizare pentru prize complexe cu electrozi verticali şi orizontali.
Nr.
crt.
Numărul
electrozilor
Distanţa a dintre
electrozii
verticali în raport
cu lungimea l
a electrozilor
Coeficientul de utilizare
Electrozi verticali aşezaţi
liniar
Electrozi verticali amplasaţi
pe un contur (circuit închis)
priza
verticală u1
priza
orizontală u2
priza
verticală u1
priza
orizontală u2
1
2
3
4
5
6
10
20
40
60
100
a = l
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,50
-
-
-
0,80
0,80
0,77
0,75
0,60
0,60
0,20
0,20
-
-
-
0,75
0,65
0,62
0,60
0,55
0,50
0,40
0,38
0,35
-
0,50
0,45
0,42
0,40
0,33
0,25
0,20
0,20
0,19
2
2
3
4
5
6
10
20
40
60
100
a = 2·l
0,90
0,85
0,82
0,80
0,78
0,75
0,70
-
-
-
0,90
0,90
0,88
0,85
0,80
0,75
0,56
0,40
-
-
-
0,80
0,75
0,72
0,70
0,66
0,61
0,55
0,52
0,50
-
0,60
0,55
0,52
0,50
0,44
0,30
0,29
0,27
0,24
3
2
3
4
5
6
10
20
40
60
100
a = 3·l
0,95
0,90
0,88
0,85
0,82
0,80
0,75
-
-
-
0,95
0,90
0,85
0,82
0,80
0,75
0,68
0,54
-
-
-
0,90
0,85
0,82
0,80
0,75
0,70
0,65
0,62
0,60
-
0,75
0,70
0,68
0,65
0,56
0,45
0,39
0,36
0,33
3.6.3.3. Prizele de pământ orizontale din incinta staţiilor electrice constituite din plasa conductoarelor
principale şi conductoarele de ramificaţie îngropate în pământ sunt destinate dirijării distribuţiei
potenţialelor şi, împreună cu diferitele prize naturale cu care sunt în contact electric (construcţii de beton
armat, conducte, învelişuri metalice ale cablurilor etc., aflate în incinta respectivă), constituie o priză de
pământ complexă în formă de reţea, care se poate asimila, pentru calculele acoperitoare privind rezistenţa de
trecere la pământ (rezistenţa de dispersie), cu o priză de pământ constituită dintr-o placă aşezată pe suprafaţa
solului şi având dimensiunile suprafeţei ocupate cu prizele de pământ pentru dirijarea distribuţiei
potenţialelor. În acest caz, rezistenţa de dispersie se poate determina folosind relaţia de calcul:
Sr
444,0pd
unde este rezistivitatea solului (m), iar S este suprafaţa (m2).
0.RE-ITI 228 / 2014
131
Pentru calcularea rezistenţei de trecere la pământ (rezistenţei de dispersie) a prizei de pământ complexe
în care se include şi o priză de pământ artificială pentru dirijarea distribuţiei potenţialelor descrisă mai sus,
se consideră pentru aceasta un coeficient de utilizare u = 0,8 şi, deci, relaţia de mai sus devine:
SSr
56,0
8,0
444,0pd
3.6.3. Determinarea coeficienţilor de atingere şi de pas la o priză de pământ complexă în structura
unei reţele (plasă)
3.6.3.1. Coeficienţii de atingere şi de pas sunt daţi de relaţiile:
p
ka
U
Uk 1 ;
p
kkpas
U
UUk 21
în care: Uk reprezintă potenţialul punctului k pentru care se determină coeficientul de atingere;
Up - tensiunea prizei de pământ;
Uk1 şi Uk2 - potenţialele punctelor k1 şi k2 pentru care se calculează coeficientul de pas.
Potenţialul într-un punct k este dat de relaţia:
m
q
kq
m
q
qkqk iUU1 1
unde: Ukq reprezintă potenţialul punctului k, dacă ar exista numai electrodul de rang q;
iq - curentul care trece în pământ prin electrodul de rang q;
kq - rezistenţa reciprocă între punctul k şi electrodul de rang q.
Curenţii iq se determină din relaţiile de mai jos ale potenţialelor electrozilor. Potenţialul unui electrod
reprezintă suma potenţialelor datorită curentului care trece în pământ prin electrodul respectiv, precum şi
datorită curenţilor care trec în pământ prin ceilalţi electrozi:
/ 112121111 ...... nnqq iiiiU
222221212 ...... nnqq iiiiU
nmnqmqmmm iiiiU ......2211
nnnqnqnnn iiiiU ......2211
Se consideră că toţi electrozii prizei se află la acelaşi potenţial şi, deci:
pppn IRUUUU ...21
unde: Rp este rezistenţa de dispersie a prizei, calculată conform celor de mai sus, în ;
Ip - curentul efectiv care trece prin priză, în A.
Între curentul care trece prin priză şi curenţii care trec în pământ prin fiecare electrod, există relaţia:
np iiiiI ...321
Calculul coeficienţilor de atingere şi de pas pentru instalaţiile de dirijare cu electrozi orizontali rectilinii
şi paraleli, folosite uzual în staţiile electrice se efectuează determinându-se în prealabil termenii nm şi pm ,
unde:
- mm este rezistenţa proprie a electrodului de rang m;
- pm - rezistenţa reciprocă între electrozii de rang p şi m.
Rezistenţa proprie a unui electrod orizontal, de lungime l şi diametru d, îngropat la adâncimea t, într-un
mediu semiinfinit de rezistivitate , se calculează cu relaţia:
td
l
lmm
2
ln2
Rezistenţa reciprocă a doi electrozi paraleli de lungime l, diametru d, îngropaţi la adâncimea t într-un
mediu semiinfinit de rezistivitate , la distanţa amp unul faţă de altul, se calculează cu relaţia:
11ln
2
2
2
2
l
a
l
a
a
l
a
l
l
mpmp
mpmpmp
0.RE-ITI 228 / 2014
132
Rezistenţa reciprocă a doi electrozi perpendiculari de lungime L1 şi, respectiv, L2 (vezi figura 3.12)
îngropaţi la adâncimea t în mediu semiinfinit de rezistivitate , se calculează cu relaţia:
3
43
3
23
2
32
2
12
1
21
212
2l
larcshl
l
larcshl
l
larcshl
l
larcshl
l
larcshl
LLm
În cazul în care o lungime l1 este 0, atunci termenii
care o conţin sunt nuli.
Rezistenţa reciprocă dintre un electrod “q” de lungime
“l” şi un punct “k” se calculează cu relaţia:
lrr
lrr
lkq
21
21ln2
unde r1 şi r2 sunt distanţele de la capetele electrodului la
punctul considerat.
Rezolvând sistemul de ecuaţii de mai sus se determină potenţialul prizei de dirijare a distribuţiei
potenţialelor Up şi curenţii ip ce se scurg în pământ prin electrozii prizei, precum şi potenţialele în diferite
puncte de pe suprafaţa solului, obţinând astfel distribuţia potenţialelor Uk şi apoi coeficienţii de atingere ka şi
de pas kpas cu relaţiile de mai sus.
Metodologia de calcul prezentată mai sus poate sta la baza unui program de calcul pentru dimensionarea
instalaţiilor complexe de legare la pământ cu electrozi verticali şi orizontali. Se pot obţine următoarele
rezultate:
a) matricea coeficienţilor sistemului de ecuaţii şi termenii liberi ai sistemului;
b) rezistenţa de dispersie a prizei de dirijare a distribuţiei potenţialelor rpd;
c) rezistenţa echivalentă a sistemelor formate din conductoarele de protecţie şi prizele stâlpilor LEA;
d) rezistenţa de dispersie a conturului metalic care înconjoară obiectivul în cazul în care coeficienţii de
atingere şi de pas maxim admişi sunt mai mari decât cei propuşi;
e) rezistenţa de dispersie a prizei cu electrozi verticali rpv şi a prizei cu electrozi orizontali rpo, asociată
prizei cu electrozi verticali;
f) rezistenţa de dispersie totală a instalaţiei de legare la pământ rp;
g) potenţialul instalaţiei de legare la pământ Up;
h) coeficienţii de atingere şi de pas;
i) curenţii care trec prin electrozii prizei de dirijare a distribuţiei potenţialelor.
3.6.3.2. Pentru calcule prealabile, cu o aproximaţie acceptabilă, în cele ce urmează se prezintă o metodă de
calcul simplificat, care permite determinarea coeficienţilor de atingere şi de pas pentru prizele de dirijare a
distribuţiei potenţialelor cu electrozi orizontali în structura unei reţele.
Pe suprafaţa prizei de dirijare, coeficienţii de pas nu depăşesc, în general, valorile coeficienţilor de atingere,
astfel încât se poate considera:
ka ≥ kpas
Valorile maxime ale coeficienţilor de atingere pe suprafaţa prizei de dirijare (în zone extreme ale
suprafeţei) se determină cu relaţia :
Atd
Lk
1
2a
ln2
1
7,0
Coeficientul maxim de pas, în afara prizei de dirijare şi în imediata apropiere a acesteia, se poate determina
cu o aproximaţie acceptată, folosind relaţia:
Atd
L
kkk is
pas
1
2
ln2
1
L1
l2 l1
l3
l4 L2
Fig. 3.12
1
41
4
14
4
34
l
larcshl
l
larcshl
l
larcshl
0.RE-ITI 228 / 2014
133
În relaţia de mai sus şi numai pentru n 3; ki = 0,65 +0,172· n, iar
anaatatks
1
1...
3
1
2
11
2
11
22
!1!12
ln2
232
12
nn
La
lA
n
n
În relaţiile de mai sus s-au utilizat următoarele notaţii:
a - distanta între doi electrozi paraleli (în m);
l - lungimea unui singur electrod (în m) (lungimea mare a dreptunghiului în care se înscrie reţeaua
de dirijare);
n - numărul de electrozi paraleli;
L - lungimea însumată a electrozilor paraleli care alcătuiesc priza orizontală (în m); L = n l;
t1 - adâncimea de îngropare a electrozilor paraleli (în m);
d - diametrul unui electrod (în m); în cazul electrozilor alcătuiţi din bandă d = b/2, unde b este
lăţimea benzii (în m);
t2 - adâncimea de îngropare a electrozilor orizontali de pe conturul extrem al prizei de pământ
artificiale (în m).
Notă. Dacă n este număr impar, în locul expresiei !12
n se va considera !1
2
1
n
Indiferent de modul real de distribuţie a electrozilor orizontali ai prizei de dirijarea distribuţiei
potenţialelor, pentru calcule, folosindu-se relaţiile de mai sus, se va considera o reţea cu electrozii orizontali
dispuşi pe latura mare a prizei de dirijarea distribuţiei potenţialelor. Astfel lungimea electrodului va fi “l”
egală cu latura mare a reţelei de dirijare, iar pentru distanţa “a” între electrozi paraleli se va considera
distanţa medie dintre electrozii din distribuirea reală. Se va ţine seama că relaţiile date sunt valabile pentru o
reţea de dirijare ideală cu electrozi orizontali paraleli cu latura mare, iar distanţa “a” dintre aceştia este egală
(o constantă). Calculele astfel efectuate dau rezultate cu o aproximaţie acceptată.
În cazul în care în afară de electrozii orizontali paraleli există şi alţi electrozi orizontali care dau prizei de
pământ forma unei plase (în cazurile reale se adaugă conductoarele de ramificaţie şi prizele naturale) existente
care determină configuraţia unei reţele buclate (unui caroiaj), devin:
Adt
Lka
2ln2
1
7,0
2
şi
Adt
L
kkk is
pas
2ln2
1 2
Pentru cazul staţiilor electrice de tip interior, se poate aplica următoarea metodă de calcul al
coeficienţilor de pas la periferia prizei de pământ artificiale.
Se asimilează priza de pământ artificială împreună cu clădirea în care se află staţia electrică, cu o priză
de pământ în formă de placă dreptunghiulară aşezată pe suprafaţa solului şi având dimensiunile egale cu ale
prizei de pământ artificiale.
Coeficientul de pas, în acest caz, poate fi calculat cu relaţia:
mpas lD
Sk
29
unde: S este suprafaţa ocupată de priza în formă de placă (în m2);
D - diagonala prizei în formă de placă (în m);
lm - lungimea pasului (în m).
Se consideră lm 0,8 m. Această relaţie corespunde unei adâncimi de îngropare a electrozilor de dirijare
t = 0,3 - 0,4 m. Pentru adâncimi de îngropare mai mari se va considera un coeficient de corecţie K. Astfel,
relaţia devine:
22,7
D
SKk pas
K = 1 pentru t = 0,30 ... 0,4 m;
0.RE-ITI 228 / 2014
134
K = 0,7 pentru t = 0,5 m;
K = 0,5 pentru t = 0,8 m;
K = 0,4 pentru t = 1 m.
Pentru determinarea potenţialelor Uk ale punctelor de pe suprafaţa solului, aflate la distanţa D faţă de
marginea prizei de pământ complexe (a staţiei exterioare sau interioare), se va asimila aceasta din urmă cu o
priză dintr-o placă; suprafaţa plăcii S se consideră egală cu aceea a terenului cuprins în conturul marginal
(exterior) al prizei respective. Potenţialele Uk se vor determina cu relaţia:
2
pk UU
unde: Up reprezintă tensiunea totală a instalaţiei de legare la pământ (Up = Ip Rp);
a - termenul care ţine seama de distanţa D în raport cu întinderea prizei;
RDD
Rarctg
22
R - raza plăcii circulare, care are o suprafaţă echivalentă S`:
`SR
De exemplu, dacă D = R, rezultă 3
1arctg şi deci:
6
2
p
k
UU ; pk UU
3
1
3.6.4. Prize pământ de dirijare a distribuţiei potenţialelot pentru stâlpii LEA
3.6.4.1. În cazul prizelor de dirijare a distribuţiei, pentru stâlpii liniilor electrice aeriene (figura 3.13 şi
figura 3.14) se pot considera în calcule următorii coeficienţi medii de atingere şi de pas:
a) Pentru priza de dirijare cu trei inele care conţin şi patru raze (figura 3.13):
ka = kpas = 0,1
În acest caz, la stâlpii din afara incintelor se consideră satisfăcută condiţia privind tensiunile limită de
atingere şi de pas, dacă tensiunea totală a prizei de pământ de la stâlp este:
V2500ppp irU
în care: rp reprezintă rezistenţa de dispersie a prizei stâlpului, înainte de a fi legată la conductorul de
protecţie al liniei respective (în );
ip - partea din curentul total de defect care trece prin priza stâlpului (în A).
b) Pentru priza de dirijare cu două inele care conţin şi patru raze (figura 3.14):
ka = kpas = 0,3
3.6.4.2. În situaţiile în care la verificările prin măsurări, efectuate înainte de punerea sub tensiune a liniei
respective, se constată coeficienţii de atingere şi de pas mai mari decât cei indicaţi mai sus, în vederea
micşorării tensiunilor de atingere şi de pas se aplică o izolare a amplasamentului prin acoperirea cu balast
sau asfalt a zonei în care s-a constatat depăşirea tensiunii maxime de atingere şi de pas .
3.6.4.3. Pentru micşorarea coeficienţilor de atingere şi de pas se va considera şi izolarea
amplasamentelor, conform celor prezentate la pct.2.5.4 şi pct.2.5.5.
0.RE-ITI 228 / 2014
135
3.6.5. Obiecte conductoare lungi care ies din zona de protecţie a instalaţiei de legare la pământ
3.6.5.1. Într-o incintă sau platformă în care există o instalaţie de legare la pământ cu prize de pământ
complexe, se are în vedere, în general, realizarea unei anumite dirijări a distribuţiei potenţialelor în vederea
obţinerii unor tensiuni de atingere şi de pas sub limitele maxime admise.
Se realizează astfel o bună protecţie, doar în imediata apropiere a instalaţiei de legare la pământ
respective. Obiectele lungi, care sunt în contact cu instalaţia de protecţie sau puncte ale solului cu potenţiale
ridicate în cazul unui defect, dar care ies din zona respectivă la distanţe mari pot prezenta tensiuni de
atingere periculoase de-a lungul obiectelor, datorită trecerii prin acestea a unor componente ale curenţilor de
defect. Se au în vedere, în special, următoarele obiecte şi instalaţii lungi:
- conductele de apă sau cu alte destinaţii;
- şinele de cale ferată;
- învelişurile metalice ale cablurilor.
În astfel de cazuri, la trecerea unei componente a curentului de defect prin instalaţia de legare la pământ
(cu prize de pământ complexe), potenţialul într-un punct al obiectului lung se poate determina cu relaţia:
lr
rsh
xr
rch
rrIU
p
p
ppx
în care: Ux reprezintă tensiunea faţă de un punct considerat de potenţial nul (punct de referinţă) (în V);
Ip - curentul care intră într-un capăt al obiectului lung (în punctul x = l) (în A);
x - distanţa de la capătul obiectului lung opus faţă de punctul de intrare a curentului Ip (în km);
l - lungimea obiectului lung (în km);
r - rezistenţa electrică longitudinală pe unitatea de lungime a obiectului lung (în /km);
rp - rezistenţa de trecere la pământ pe unitatea de lungime a obiectului lung (în /km).
Fig. 3.13 Fig. 3.14
0.RE-ITI 228 / 2014
136
Mărimea potenţialului Ux în funcţie de tensiunea totală a instalaţiei de legare la pământ Up, este:
lr
rch
xr
rch
UU
p
p
px
3.6.5.2. Dacă obiectul lung depăşeşte incinta sau zona de influenţă a instalaţiei de legare la pământ,
pentru micşorarea tensiunilor Ux pe obiectul lung, precum şi a tensiunilor de atingere şi de pas în apropierea
acestuia, se pot aplica una sau mai multe din următoarele măsuri, în funcţie de valorile Up, x şi l:
- mărirea rezistenţei longitudinale r prin intercalarea unor elemente izolante de o anumită rezistenţă
rz în lungul obiectului; de exemplu, şinele de cale ferată vor fi prevăzute cu trei joante izolate, la
ieşirea acestora chiar din incinta respectivă;
- micşorarea rezistenţei de trecere la pământ rp prin legarea pe traseu la prizele de pământ naturale
întâlnite; de exemplu, în cazul conductelor metalice instalate în tuneluri se vor realiza legături
electrice între conducte şi între acestea şi armătura metalică a tunelului de beton armat;
- legarea obiectelor la instalaţiile de legare la pământ din incinta în care pătrunde obiectul respectiv;
de exemplu, învelişurile metalice ale cablurilor şi ale conductelor care ies din incintă şi ajung în
incinta altei unităţi se vor racorda şi la instalaţia de legare la pământ a acestora din urmă;
- realizarea unor dirijări a distribuţiei potenţialelor în jurul obiectelor accesibile; de exemplu, în
jurul hidranţilor de apă racordaţi la o reţea de apă, care depăşeşte zona de influenţă a instalaţiei de
legare la pământ, în funcţie de valoarea tensiunii Ux.
3.6.5.3. La cablurile de telecomunicaţii, de comandă sau control, care intră în incinta de exemplu a
staţiilor şi centralelor electrice, se are în vedere pericolul străpungerii izolaţiei conductoarelor în cazul unei
puneri la pământ, respectiv datorită tensiunii induse prin cuplaj respectiv Ur, care trebuie să aibă o valoare
sub limita admisă determinată de valoarea tensiunii Uî de străpungere a izolaţiei cablului (de comandă
control sau de telecomunicaţii).
Tensiunea la care este solicitată izolaţia cablului Ur trebuie să satisfacă relaţia:
Ur 0,85 Uî
în care Uî reprezintă tensiunea de încercare a izolaţiei cablului respectiv.
Tensiunea la care este supusă izolaţia cablului se determină cu relaţia:
Ur = Up r = Ip Rp r
unde Up reprezintă tensiunea instalaţiei de legare la pământ, iar r este factorul de reducere (de ecranare) a
cablului respectiv.
Pentru micşorarea valorii tensiunii care solicită izolaţia cablului se vor folosi cablurile cu înveliş metalic şi
armate cu factori de reducere (de ecranare) cât mai mici, şi anume, cu conductibilitate cât mai mare şi
permeabilitate cât mai bună.
În cazul staţiilor cu tensiunea de 110 kV sau mai mult, de regulă se utilizează cabluri cu izolaţia încercată la
o tensiune cel puţin egală cu 4 kV, timp de 2 minute.
3.6.5.4. În cazul intercalării unor elemente izolante de rezistenţă rz din relaţiile de mai sus rezultă
următoarele:
z
p
p
ppc
rlr
lrctghrr
UI
1
şi
0.RE-ITI 228 / 2014
137
p
p
z
p
p
px
rlr
lr
lrsh
rlr
lrch
xr
lrch
UU
3.6.5.5. Dacă se consideră acoperitor în orice situaţie un coeficient de atingere de cel mult ka = 0,8,
Ua = 0,8·Ux şi rezultă condiţia:
a
p
p
z
p
p
p U
rlr
lr
lrsh
rlr
lrch
xr
lrch
U
8,0 ;
unde Ua este limita maximă admisă pentru tensiunea de atingere.
De aici reiese condiţia pentru elementele izolante care trebuie intercalate pentru limitarea tensiunii de
atingere sub valorile admise, respectiv determinarea rezistenţei de izolare rz a acestor elemente, şi anume:
lr
lrhctgrlr
lr
lrsh
xr
lrch
U
Urlrr
p
p
p
p
a
p
pz 8,0
Pentru siguranţă, totdeauna trebuie suplimentat numărul elementelor izolante rezultat din calculul de mai
sus cu cel puţin un element.
3.6.5.6. Dacă elementele lungi, de exemplu anumite conducte, sunt izolate faţă de pământ, rezultă
necesar să se determine tensiunea de atingere în incinta în care intră conducta, respectiv la instalaţia de
legare la pământ locală de rezistenţă de dispersie rp la care este racordat capătul conductei.
Se notează cu:
rpc - rezistenţa de dispersie a instalaţiei de legare la pământ la care se racordează capătul conductei
opus capătului racordat în incinta în care s-a produs curentul de defect;
Zco - impedanţa echivalentă de calcul a conductorului constituit de conducta în cauză;
rzc - rezistenţa de izolare a elementelor izolante intercalate pentru limitarea tensiunii de atingere;
ipc - componenta din curentul Ip care trece prin priza de pământ de rezistenţă rpc de la capătul opus al
conductei;
Upc - tensiunea prizei de pământ de rezistenţă rpc: Upc = rpc ipc
ka - coeficientul de atingere la instalaţia de legare la pământ de rezistenţă de dispersie rpc.
Curentul ipc se poate determina cu următoarea relaţie:
pczccop
p
ppcrrZr
rIi
în care: Ip este curentul de punere la pământ total;
rp - rezistenţa de dispersie a prizei de pământ prin care trece curentul de defect Id.
Rezultă următoarea condiţie:
apcpcapca UirkUk ,
unde Ua este tensiunea de atingere maxim admisă în funcţie de categoria zonei şi timpul de declanşare în
cazul unui defect în instalaţia electrică deservită de instalaţia de legare la pământ având rezistenţa de
dispersie rp.
Condiţia de mai sus se poate scrie astfel:
0.RE-ITI 228 / 2014
138
apcsccop
p
ppca UrrZr
rIrk
sau a
pc
zccop
paU
r
rZr
Uk
1
De aici rezultă condiţia pentru elementul izolant intercalat:
copa
p
apczc zrU
Ukrr
1
Pentru siguranţă, totdeauna trebuie suplimentat numărul elementelor izolante rezultate din calculul de mai
sus, cu cel puţin încă un element izolant.
![Gerard de Villiers - [SAS] - Execuţie La Rio K](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/55cf8566550346484b8d9eee/gerard-de-villiers-sas-executie-la-rio-k.jpg)
