Capitolul 3. Integrarea sistemului de alimentare la consumator în sistemul electroenergetic 3.1. Încadrarea sistemului de alimentare la consumator… [600684]

Capitolul 3. Integrarea sistemului de alimentare la consumator în sistemul
electroenergetic

3.1. Încadrarea sistemului de alimentare la consumator
Dintre formele sub care se utilizează energia , un loc prioritar îl ocupă energia electrică,
fapt dovedit și de creșterea continuă a ponderii energiei primare transformate în energie electrică .
Energia electrică în raport cu alte forme de energie are avantaje nete, care au determinat
extinderea con tinuă a domeniilor de utilizare și implicit creșterea număru lui și a puterii
instalațiilor care utilizează și produc energie electrică.
Această energie electrică este o resursă indispensabilă pentru viață, fiind produsă în
centrale le electrice și distribuită prin rețelele electrice în orice punct geografic al lumii.
Analizele statistice arată o inevitabilă explozie demografică și o creștere a necesarului de
energie electrică. Asfel că odată cu cr eșterea componentei cantitative , au apărut noi probleme
legate de fiabilitat ea siste melor de producere , transport , distribuție și de calitatea energiei
electrice.
Structura actuală a sistemului energetic a rămas aproape neschimbată, comparativ cu cea
construită acum un secol. Îmbunătățiri semnificative s -au realizat prin utilizarea de noi materiale
în construcția de t ransformatoare , stâlpi, izolatori, linii electrice de transport. În primii ani de
utilizare a energiei electrice , elementele implicate în producerea , transportul și consumul de
energie, situate în zone limitate geografic , erau conecta te între ele după scheme simple , care
formau la nivel național mai multe sisteme regionale.
Structura tradiț ională a unui sistem energetic , prezentată în Fig.3.1. Locul sistemului de
alimentare la consumator în sistemul electroenergetic , constă în producerea de enegie electrică
în centrale (CE) la o tensiune de 6 sau 10 k V, creșterea tensiunii în stații de transformare
ridicătoare de tensiune (STR) la valori de 110, 220, 400 kV. Cu ajutorul liniilor electrice aeriene
de transport (LEA), energia electrică este transportată în apropierea marilor centre de consum
unde tensiunea este redusă în stațiile de transformare coborâtoare (STC). Valorile tensiunilor de
alimentare a marilor consumatori în punctul de racordare sunt de 6, 10 și 20 kV. De la s tațiile
de trans formare coborâtoare de tensiune , energia e lectrică este transportată , de obicei prin LEC
(linii electrice prin cablu) denumite distribuitoare (D), la stațiile de conexiuni care reprezintă
puncte de alimentare la consumator (PA). De la punctele de alimentare cu ajuto rul liniilor
electrice în cablu , denumite fideri (F), se alimentează consumatorii de medie tensiune (CMT)
prin intermediul tablourilor de medie tensiune (TMT).
Posturile de transformare (PT) cu rolul de reducere a tensiunii , constituie ultima treaptă
de transformare pentru alimentarea consumatorilor de joasă tensiune (CJT). Prin intermediul
tabloului general (TG) sunt alimentate tablourile principale.

Fig 3.1. Locul sistemului de alimentare la consumator în sistemul electroenergetic

Legătura dintre TG și TP se face prin intermediul coloanelor principale (CP). Din
tablourile principale cu ajutorul coloanelor secundare (CS) energia electrică se distribuie la
tablourile secundare (TS) , din tablourile secundare cu ajutorul circuitelor (C) se alimentează
consumatori de joasă tensiune.
Astfel, s istemul de alimentare la consumator (SAC), este plasat la finalul lanț ului de
instalații de producere , de transport și de distribuție a energiei electrice (Fig.3.1). Sistemul de
alimentare la consumator include instalația de distribuție la furniz or, instalația de distribuție la
consumator și consumatorul unde se găsesc instalațiile de utilizare/conversie a energiei electrice.
Odată cu creșterea puterii, numărul consumatorilor și diversifi carea amplasării lor
geografice , funcționarea izolată de tipul schemei din fig.3.1. a devenit irațională din punct de
vedere economic și tehnic .Acest fapt a determinat interconectarea acestor sisteme energetice și
formarea astfel a sistemului electroenergetic național (SEE). Orice sistem energetic regional car e
se racordează la sistemul existent contribuie la dezvoltarea calitativă și cantitativă a SEE.
În Fig 3.2. Elemente de bază ale unui sistem electroenergetic este reprezentată structura
unui sistem electroenergetic (SEE) care include totalitatea instalaț iilor ce concură la producerea ,
transportul, distribuția și consum ul de energie electrică. Legătura dintre generatoare (sursele de
energie electrică) și consumatori este asigurată de instalațiile de transport și distribuție a
energiei electrice care for mează rețeaua electrică (RE) constituită din elemente diverse :linii
electrice aeriene (LEA) și în cabluri (LEC), stații și posturi de transformare , la care se adaugă :
baterii d e compensare a puterii reactive , bobine de reactanță, rezistoare de limitare, elemente
secundare etc.
Necesitatea cercetării în domeniu arată cum energia electrică furnizată con sumatorilor
prin intermediul RE , este caracterizată printr -o serie de parametri cantitativi ( furnizarea
consumatorilor, curenți, puteri și energii) și calitativi (tensiunea de servicii pe barele PA PT TG TP TS MP
GS
CE 6 kV
10 kV STR LEA
STC
D
F
CJT C CS CP CMT TMT
F D PA 6 kV
10 kV
20 kV
RE
Instalatii de
Producere Instalatii de
Transport Instalatii de
Distributie la
Furnizor Instalatii de
Distributie la
Consumator Instalatii
de utilizare
Sistem de alimantare
la consumator

consumatorilor sau la bornele consumatorilor, frecvența, simetria sistemelor de tensiune și
curenți, forma undelor de tensiune și curent). Acești parametri au în general valori diferite faț a de
cele nominale, datorită numeroaselor pertur bații ce pot apărea în procesul de furnizare -utilizare a
energiei electrice.

Fig.3.2.Elementele de bază ale unui sistem electroenergetic

Principiul de conectare a utilizatorilor și a surselor distribuite/rețelei active (GD) în
sistemul de alimentare la consumator este prezentat in Fig . 3.3.

Receptoare, Utilaje G
3+ G
3+ 400 kV STE 24 kV
Linie de interconectare (LEA)
SI
Linie de transport (LEA)
Linie de distributie (LEA) 220 kV
110 kV ST 220 kV
110 kV
Linie de alimentare (LEA, LES) STE
6, 10, 20 kV 6, 10, 20 kV 6, 10 kV
6, 10 kV
Bare colectoare ST
PT
0,4 kV PA 6, 10, 20 kV
10 kV
PT PT
0,4 kV 0,4 kV 6, 10, 20 kV
Consumatori
Rezidentiali Consumatori
Industriali SRA 220 kV Racord
de MT
Bransament
de JT
M

Racord
de IT
Utilizare
EE
Consumator
Distributie
Transport
Furnizor
Punct de
delimitare G
3+

Fig.3.3. Conectarea utilizatorilor și a surselor distribuite de generare a energiei electrice în
SAC :PA-Punct de alimentare, PCC -punct comun de cuplare , PC-Punctul de conectare,
GD-generare distribuită.

3.2.Structura sistemului de alimentare la consumator
3.2.1.Structura rețelelor electrice nord –americane
În America de Nord consumatorii de joasă tensiune (JT) sunt alimentați printr -un sistem
cu trei conductoare (două conductoare active și un conductor neutru ) . Rețelele electrice de
medie tensiune au neutrul distribuit , deci sunt rețele cu patru conductoare (trei faze active și un
conductor de nul). Conductorul de nul este legat la pamânt în diferite puncte ale rețelei electrice.
În Fig 3.4. Alimentarea unui cons umator într -o rețea de distribuție nord –americană, este
prezentat modul de racordare al consumatorilor de joasă tensiune în această structură.

Fig.3.4. Alimentarea unui consumator într -o rețea de distribuție nord –americană. PA
PCC
PC
GD Sarcina
Sarcina 120 V 120 V
240 V Transformator
MT/JT L1
L2
L3 L3 L2 L1
N Transformator
IT/M T

Pentru majorita tea consumatorilor rezidențiali , transforma toarele de distribuție sunt
mono fazate conectate intre o fază și un neutru al alimentării de medie tensiune (MT). Pentru
alimentarea cu tensiune alternativă de 120 V consumatorul se conectează între u na din fazele
active și neutru , iar pentru alimentarea de 2 40 V se conectează consumatorul la cele două faze
active. Primarul transformatorului de alimentare a consumatorilor este alimentat monofazat iar
secundarul este alimentat bifazat având un punct neutru median pentru cele două faze active. În
Fig 3.5. Structura sis temului nord -american , este detaliată structura unui astfel de sistem.
Rețeaua primară constă din toate liniile de medie tensiune (MT) care vin de la stația de
alimentare. Rețeaua de joasă tensiune este descentralizată și se bazează pe transformatoare mici
instalate la centrale de consum sau foarte aproape de acestea cu un sistem de distribuție de joasă
tensiun e restrâns sau chiar inexistent , fiecare transformator alimetând 1 -15 consumatori în
funcție de densitatea de sarcini .

Fig.3.5.Structura sistemului nord -american
3.2.2.Structura rețelelor electrice europene
În structura europeană , rețelele electrice de medie ten siune nu au neutrul distribuit, deci
sunt rețele cu trei conductoare : trei faze active. În asceastă structură consumatorii de joasă
tensiune sunt alimentați printr -un sistem cu patru conductoare ( trei conductoare și unu de nul)
așa cum se observă în fig.3.6.

L3
L2
L1
L1 L2 L3
N Transformator
IT/M T
Sarcina
Sarcina
Sarcina
Sarcina
Sarcina
Sarcina
Derivatii monofazate
Derivatii monofazate
Derivatii monofazate Retea electrica de MT
N N N L3 L2 L1

Fig.3.6.Alimentarea unui consumator într -o rețea de distribuție europeană .
Pentru majorita tea consumatorilor rezidențiali, transformato arele de distribuție sunt
trasformatoare trifazate având conexiunea ∆/Y. Primarul t ransformatorului este alimentat cu trei
conductoare active făra conductor de nul, iar secundarul alimentează consumatori prin trei
conductoare active și unul de neutru. Consumatorii pot fi alimentați monofazat (230 V) atunci
când sunt conectați i ntre o fază activă și nul sau trifazați (400) prin conectarea celor trei faze
active. În Fig 3.7.este reprezentată structura unui sistem de distribuție european.

Fig.3.7.Structura sitemului european
L1
L2
L3
L1
L2
L3 L1
L2
L3
PEN
Sarcina 400 V
400 V 400 V Transformator
MT/JT L1
L2
L3 Transformator
IT/MT
L3
L2
L1
N
Sarcina
Sarcina
Sarcina
Sarcina
Sarcina
L3 L2 L1 N PE L2 L1 N PE L3 L2 L1 L3
Transformator
MT/JT
Transformator
MT/JT
Transformator
MT/JT Transformator
IT/MT Retea electrica de MT
L3
L2
L1

Rețeaua primară este formată din toate liniile de medie tensiune care vin de la stația de
alimentare. În Europa rețeaua de joasă tensiune este centralizată și se bazează pe un numar mare
de posturi de transformare de putere ridicată și o rețea extinsă de joasă tensiune deservind
10-200 consumatori.

3.2.3. Analiza comparativă între cele două structuri de rețele
Ambele sisteme de alimentare cu energie electrică a consumatorilor au configuraț ii
radiale. Transformatoarele din reț elele europene sunt trifazate cu puteri nominale cuprins e între
300 ș i 1000 kVA , iar cele din reț elele nord -americane sunt monofazate de puteri mai mici între
25 și 50 kVA.
În reț elele nord -americane tensiunile nominale monofaza te sunt standardizate la valorile
de 120/ 240 V. Datorită că derilor de tensiu ne ce nu trebuie să fie mai mari de 10%, se impune ca
dista nta maximă de la consum ator la postul de tansformare să fie de maxim 75 m.
Rețelele europene sunt trifazate, tensiunile nominale sunt s tandardizat e la valorile
230/400V. Datorită valorilor ridicate ale tensi unilor nominale, distanta maximă a consumatorilor
față de posturi le de transformare nu trebuie să depasească 1600m.
În reț elele europene pu terea este distribuită consumat orilor prin linii de joasă tensiune , în
timp ce în reț elele nord -americane puterea este practic distribuită î n centralele de consum la
medie tensiune pentru care sunt necesa re investitii mai mari, datorită lungimii liniilo r de medie
tensiune si a utilizării unui numă r mai mare de transf ormatoare cu putere unitara mică .
Astfel se creează o serie de avantaje și dezavantaje ale acestor două tipuri de sisteme de
alimentare a consumatorilor.
Costuri : sistemul european este mai costisitor, dar este com patibil cu tipurile de sarcini și
configuraț ii specifice Europei.
Siguranța în funcț ioanare : este asigurată în reț eaua de medie tensiune nord -americană prin
legarea multiplă la pămâ nt a neutrului distribuit. Protecția reț elei poate elimina mai sigur
defectele iar neutrul acționează ca o barieră fizică ajutâ nd la prevenirea tensiunuilor de atingere
periculoase pe perioada defectelor.
Calitatea energ iei electrice : în rețelele de distribuție europene se produc mai puține goluri de
tensiune și intreruperi de scurtă durată . Unul din motive î l constituie exp unearea mai redusă a
rețelelor de medie tensiune din sistemele europene , decât cele din sistemele americane. De
asemenea sistemu l european trifazat de distribuție permite protecția î mpotriva golurilor de
tensiune pro duse la punearea unei faze la pământ. Dacă punearea la pămâ nt se face printr -o cale
de curent d e impedanță mare se produc golur i de tensiu ne mult mai puțin pronunțate decâ t
intr-un sistem la care neutrul este distribut și multiplu împămâ ntat.
Poluarea vizuala : sistemele de distribuție europene au rețelele de medie tenisune mai puț in
extinse , iar reț elele de joasa tensiune pot fi constru ite subterean. Realizarea unei reț ele de

distribuț ie subtereane este eficineta , în cazul în care avem mai puține transformatoare și dacă
liniile de joasă tensiune din componenț a lor sunt lungi.
Această analiză comparat iva subliniază necesitatea unor noi ce rcetări și investiț ii privind
sistemele electroenergetice. Una din soluții în cazul reț elelor electrice de joasa tensiune
descentralizate ar putea fi instalarea de transformatoare de pu teri mici la consumatori. Această
soluț ie ar duce la reducerea lungimii li niilor elctrice de joasă tensiune ceea ce ar reduce
pierderile de energie electrică , ce ar duce în final la utilizarea eficientă a energiei electrice.

3.3. Asigurarea securitatii sistemuli de alimantare la consumator
3.3.1. Scheme de legare la pamant
Tratarea neutrului surselor (transformator/generator) in cadrul retelelor electrice de joasa
tensiune se analizeaza simultan cu modul de legare la pamant a partilor conductoare care pot fi
puse accidental sub tensiune.
Alegerea schemelor de protectie in retelele de joasa tensiune depinde de tipul sarcinii si
de necesitatea asiguararii continuitatii in alimentarea consumatorilor.
Principalele scheme de legare la pamant intalnite in instalatiile electrice sunt TT, TN si
IT. Acesta scheme sunt sim bolizate prin 2, 3 sau 4 litere avand semnificatiile:
 Prima litera semnifica situatia alimentarii in raport cu pamantul:
T – legare directa la pamant (neutrul distribuit).
I – niciun conductor activ nu este legat la pamant sau un pu nct (punctul neutru) al retelei
este legat la pamant printr -o impedanta.
 A doua liter a semnifica situatia maselor instalatiei alimentate in raport cu pamantul:
T – masele sunt legate direct la pamant, independent de eventuala legare la pamant a
alimentarii .
N – masele instalatiei alimentate sunt legate direct la punctul neutru al sursei de
alimentare care este legat la pamant.
 Celelalte litere semnifica dispunerea conductorului neutru (N) si al conductorului de
protectie (PE):
C – conductorul PEN, functiile conductorului neutru (N) si conductorului de protectie
(PE) sunt indeplinite de acelasi conductor(PEN).
S- functiile conductorului neutru (N) si al conductorului de protectie (PE) sunt indepliite
ce conductoare separate.

Sche ma TT

 Punctul neutru al alimentarii este legat direct la pamant
 Masele instalatiei electrice sunt legate la prize de pamant distincte.
 Curentul de defect Id dintre faza si masa are o valoare inferioara curentului de
scurtcircuit dar poate fi suficient d e mare pentru a provoca aparitia unei tensiuni de atingere
periculoase.
 Rezistenta de dispersie Rm a prizei de pamant a maselor trebuie sa aiba o valoare astfel

aleasa incat in cazul unui defect , tesiunea de atingere sa nu depaseasca valoarea limita admi sa de
50Vcc si 120Vca.
 – Curentul de defect:
Id < UL/Rm=50/Rm in care:
Id – curentul de defect [A]
Rm – rezistenta de dispersie a prizei de pamant a maselor instalatiei electrice [Ω]
UL -tensiunea limita admisa [V]
 Se pot folosi pentru protectia impotriva defectelor de izolatie dispozitive diferentiale
reziduale al caror curent diferential rezidual trebuie sa fie mai mic sau egal cu curentul de defect.
 In cazul in care curentul de defect depaseste curentul de rupere al intrerupatorului asociat
dispozitivului diferential rezidual utilizat, acesta trebuie insotit obligatoriu de sigurante fuzibile
sau intrerupatoare automate.
 Toate masele protejate de acelesi dispozitiv trebuie legate la acee asi priza de pamant.
 Toate masele simultan accesibile trebuie legate la aceeasi priza de pamant.

Fig. 1 Schema de legare la pamant TT
Schema IT
 Punctul neutru al alimentarii este fie izolat fata de paman t, fie legat de pămant printr -o
impedanta Z.
 Masele instalatiei electrice alimentate sunt legate la pamant separa t fata de neutrul
alimentarii.
 Este specifica in cazul alimentarii consum atorilor din p osturi de transformare proprii,
prevazute cu personal calificat de intretinere.
 Curentul Idf care apare la primul defect intre o faza și masa are o valoare prea mica
pentru a putea provoca aparitia unei tensiuni periculoase, dar permite conti nuarea alimentarii.
 Curentul primului defect se poate inchide prin im pedanta Z de legare la pamant a
neutrului si in acest fel se poate semnaliza aparitia defectului.
 Trebuie prevazut un echipament de control permanent al izolatiei (CPI) care la trecerea
curentului de defect Idf, semnalizeaza aparitia primului defect de izolare.
 Limitarea intensitatii curentului primului defect poate fi obti nută fie prin absenta legaturii
la pamant a punctului neutru, fie prin folosirea unei valori mari prin impedanta Z ins erate intre
neutru si pamant. IT JT
L1
L2
L3
N
PE

 Este necesara prevederea unor dispozitive de protectie impot riva curentilor de scurtcircuit
(sigurante fuzibile sau relee electromagnetice) .
 La aparitia unui al doilea defect, protectia impotriva socurilor electrice se asigura:
– in aceleasi conditii ca si in cazul schemei TN, daca toate masele sunt conectate intre ele;
– in aceleasi conditii ca si in cazul schemei TT, daca masele nu sunt legate intre ele.

Fig. 2 Schema de legare la pamant tip IT
Schema TN-S
In cazul schemelor TN -S, conductoarele de protectie PE sunt separate de conductoarele
de neutru N, si sunt dimensionate la cel mai mare curent de defect care poate surveni. Datorita
curentilor de defect si tensiunii de atingere mari, deconectarea automata este obligatorie in caz
de avarie a izolatiei.
Aceasta deconectare trebuie facuta prin intreruptoare de putere, sigurante fuzibile sau
dispozitive sensibile la curenti reziduali, deoarece protectia impotriva atingerilor indirecte poate
fi separata de pro tectia impotriva scurtcircuitului intre faze sau intre faza si neutru.
 -Punctul de neutru al alimentarii este legat direct la pamant;
 -Masele instalatiilor electrice sunt legate la punctul neutru prin conductoare de protectie;
 -Conductorul de protectie (P E) este diferit de conductorul neutru (N) si este utilizat in
intreaga instalatie.

Fig. 3 Schema de legare la pamant tip TN -S IT JT
L1
L2
L3
N
PE Z
IT JT
L1
L2
L3
N
PE

Schema TN-C
 -Punctul de neutru al alimentarii este legat direct la pamant;
 -Masele instalatiilor electrice sunt legate la punctul neutru prin conductoare de protectie;
 -Functiile de neutru (N) si de protectie (PE) sunt indeplinite de de acelesi conductor
(PEN) in intreaga schema.

Schema TN -C este interzisa pentru toate circuitele, care au sectiunea conductorului de
cupru mai mica de 10 mm2 (sau 16 mm2 pentru aluminiu) si in cazul utilizarii conductelor
flexibile pentru alimentarea echipamentelor mobile.
Datorita valorilor mari al e curentilor de defect este obligatorie deconectarea automata, in
caz de defect de izolatie , folosind in acest scop intreruptoare de putere sau sigurante fuzibile. Nu
pot fi folosite dispozitive de curent rezidual, deoarece un defect de izolatie la pamant inseamna
scurtcircuit intre faza si nul.

Fig. 3 Schema de legare la pamant tip TN -C
Schemele TN-S si TN -C pot fi utilizate in aceeasi instalatie cu conditia ca schema TN -S
sa fie executata intotdeauna in aval si niciodata in amonte de schema TN -C.

3.4. Instalatia de legare la pamant
3.4.1 Scopul legarii la pamant

Scopul initial al legarii la pamant este de a asigura securitatea persoanelor si
bunurilor in zona desevita de instalatia de legare la pamant. Aceasta necesita exstenta unei cai de
curent cu o sectiune mare si cu o impedanta relativ scazuta la frecventa fundamentala, astfel incat
tensiunile aparute in conditiile unui curent de defect sa nu fie periculoase.
Este foarte usor sa se realizeze o legatura la pamant sigura si cu impedanta redusa, este
necesar doar un conductor avand conductivitate ridicata si rezistenta la coroziune, acesta t rebuie
ingropat in sol la o adancime suficienta pentru a nu ingheta sau functiona intr -un mediu uscat,
trebuie sa acopere o suprafata suficient de mare si sa aiba o pozitie astfel incat sa nu fie influentat
de alte instalatii de legare la pamant.
Un volum mare de pamant reduce densitateaa curentului electric in sol si prin aceasta, se
reduce si rezisten ta de dispersie. O suprafata mare a legarii la p amant permite realizarea unei IT JT
L1
L2
L3
PEN

configuratii corespunzatoare a campului electric, reducand tensiunile de ating ere si de pas.
Problemele apar in momentul in care la acesta legatura se racordeaza diferite echipamante. In
practica, calitatea legarii la pamant este afectata de sistemele invecinate de legare la pamant.
Utilizarea unui conductor de protectie si nul de lucru (protective earth and neutral –
PEN), asa cum se intampla intr -un sistem TN -C nu poate fi corelata cu principiile unei corecte
proiectari. In sistemul TN -C, curentii prin nul si curentii de punere la pamant se insumeaza in
conductoarele de nul. Sche mele trebuie sa fie intodeauna de tip TN -S, chiar daca ele deriva din
scheme TN -C, pe partea furnizorului, in punctul comun de cuplare (PCC).
De asemenea, conductorul de nul de protectie trebuie sa asigure un pamant functional
pentru echipamantele care op ereaza in sistem, adica sa prezinte o cale de trecere pentru curentii
de scurgere (curenti de frecventa fundamentala determinati de prezenta condensatoarelor din
filtre capacitive, conectate intre conductor si pamant) si curentii perturbatori de inalta fre cventa.
Valorile curentilor de scurgere variaza in diferitele puncte ale instalatilei. Deoarece
curentul de scurgere la pamant provine in principal de la echipamantele monofazate racordate la
fiecare dintre cele trei faze, componentele simetrice pe frecventa fundamentala de pe fiecare faza
tind sa se anuleze, curentul in conductorul de nul de protectie poate creste sau descreste in
functie de modul de conectare a circuitelor in sistemul de distributie. Situatia cea mai
defavorabila apare la un circui t monofazat, final, care alimenteaza un echipamant informatic,
curentii de scurgere sunt inofensivi daca se disipa in pamant dar pot usor determina valori
mortale daca legatura la pamant se intrerupe.
In practica atunci cand numarul de echipamente insta late era mic, se presupunea
montarea unui conductor separat de sectiune mare pana la conductorul principal de legare la
pamant sau chiar conectarea acestuia la un electrod al prizei de pamant independent. Solutia esra
satisfacatoare in mare parte datorita faptului ca aceste sisteme si echipamante periferice erau
amplasate intr -o zona geografica re stransa si deci puteau fi mentinute la acelasi potential mai
degraba decat la pot entialul zero. Circuitul de int oarcere pentru perturbatii era de asemenea
apropiat de conductoarele active, reducand astfel perturbatiile radiate. Ca exemplu, proiecatrea
instalatiei de legare la pamant a unei cladiri, incluzand instalatia de paratrasnet, necesita o atentie
mare pentru satisfacerea tuturor obiectivelor. Uzual, instalati a este mai buna si mai ieftina daca
ea este proiectata corect de la inceput, comparativ cu o refacere dupa ce cladirea a fost data in
folosinta. Pe masura ce perturbatiile electrice cresc, rata erorilor creste si ea, si traficul descreste
pana cand comunic area utila inceteaza cu totul. Daca perturbatia electrica poate fi redusa la un
nivel suficient de mic, rata erorilor se v -a reduce si ea iar transmisisa datelor v-a fi din nou
posibila. Nivelurile ridicate ale perturbatiilor reduc traficul prin necesitate a transmiterii repetate a
datelor si reduc eficienta. Reducerea nivelului perturbatiilor in mediul procesarii este cruciala
pentru cresterea eficientei.
Retelele sunt realizate de obicei din platbanda pentru a reduce cat mai mult efec tul
pelicular. Daca el ementele d e structura (ale cladirii), precum suportii pentru dusumele aparente,
care au fost proiectate pe criterii mecanice si nu electrice, sunt utilizati ca reteea, este important
sa se asigure ca aceste elemente sa fie interconecate electric prin legat uri scurte din cupru la
fiecare intersectare.

3.4.2 Implementarea prizei de pamant.
Proiectarea prizei de pamant: dimensiuni, forma si amplasare este foarte importanta nu
numai pentru obtinerea unei impedante suficient de scazute dar si pentru controlul formei

campului electric la suprafata solului. Rezistenta prizei de pamat si curentul spre sol determina
diferenta de potentail dintre sistem si sol. Pentru curenti mari de defect, aceasta tensiune va fi
foarte ridicata in imediata apropiere a conductorului de legare la priza de pamant si va descreste
cu departarea de acesta, deoar ece volum ul de pamant prin care trece curentul se mareste.
Tensiunea de atingere U at este diferența de potențial la care poate fi supus omul când –
fiind în contact cu solul – atinge părțile metalice aflate accidental sub tensiune (fig. 3.12.b).
Pentru calcule, di stanța dintre partea metalică ajunsă sub tensiune și picior se ia egală cu 0,8 m,
iar pentru măsurări, se consideră de 1 m . Coeficientul de atingere se definește ca raportul dintre
tensiunea de atingere U at și tensiunea de priză U p.

pat
atUUK
Tensiunea de pas Upas este tensiunea la care este supus omul când – stând pe sol – are
picioarele distanțate la 1 m, în direcția gradietului de potențial (fig. 3.12.a ).
Coeficientul de pas este raportul dintre tensiunea de pas și tensiunea maxim ă pe priză:

ppas
pasUUK

Fig. 3.12. Circuitul echivalent aferent tensiunii de pas si tensiunii de atingere

unde:
IA – curentul prin circuitul accidental
Rpas – rezistenta de dispersie proprie a fiecarui picior in contact cu pamantul
RMpas – rezistenta mutuala dintre cele doua picioare
dPas – distanta dintre cele doua picioare (1m)
RB – rezistenta corpului uman (1000Ω)

In partea stanga a imaginii se observa ca panta potenstialului solului este foarte abrupta,
adica tensiunile de pas si de atingere vor fi mari. Spre deosebire de partea stnaga, in partea
dreapta se observa diferenta adaugarii unui electrod ine lar de protectie de 1 metru in afara
perimetrului, electrodul fiind ingropat la o adancime de 0,5 metri. Acesta nu numai ca reduce
impedanta si prin aceasta cresterea potentialului in sol, dar asigura si controlul formei campului
in zona electrodului reduc andu -se astfel tesniunile de atingere si de pas.
Asa cum reiese din imaginea de mai jos, se poate observa ca tenisinile de pas si de atingere
sunt mult mai mici atunci cand se utilizeaza un electrod de prize inelar. Partea superioara a
Fig. 3.12.a Fig. 3.12.b

“varfului de potential” este largita si aplatizata prin caracteristicile de modelare ale campului,
corespunzatoare electrodului circular ingropat. Daca nu se utilizeaza electrodul orizontal, varful
de potensial este mai rid icat si mai abrupt, in special lan ga un ele ctrod vertical sau un stalp din
beton, putand conduce la situatii periculaose.
Electrodul inelar pozitionat in jurul cladirii trebuie amplasat la o distanta de cel putin 1
metru de la peretele e xterior. El trebuie ingropat su ficient de adanc pe ntru a fi siguri ca nu va fi
afactat de inghet pe timpul iernii sau de o vreme secetoasa pe timpul verii. Daca nu exista
indicatii locale care sa poata fi a plicate, adancimea trebuie sa fie de cel putin 0,5 metri.
Electrodul circular al prizei de pamant tr ebuie realizat din cupru cu o sectiune transversal de cel
putin 50 mm2.

Fig. 1 Tensiuni de pas si de atingere

Relații general valabile pentru determinarea tensiunilor maxim admise de atingere și de
pas sunt date în tabelul 3.1. ținând cont de circuitele echivalente din figuril e 3.1 2.a și 3.12.b

Tabelul 3.1
Tensiunea de atingere
maxima admisa Tensiunea de pas
maxima admisa
Masa corpului 50 kg
(folosit pentru zone
publice – circulatie
frecventa)

Ua=116+0.174*Cs*ρs
√ts

Upas=116+0.696*Cs*ρs
√ts
Masa corpului 70 kg
(folosit pentru zone
restrictionate – cu
circulatie redusa)

Ua=157+0.236*Cs*ρs
√ts

Upas=157+0.942*Cs*ρs
√ts
Tensiunea
de pas Tensiunea
de atingere
Tensiunea
de pas Tensiunea
de atingere

unde:
Cs=1 pentru cazul in care nu exista nici un strat de piatra sparta sau este determinat din
diagramele din ST 80 daca ex ista un strat de piatra sparta cu rezistivitate ridicata;
ρs= rezistivitatea solului in Ω m;
ts= durata socului de current in secunde.

Valorile tensiunilor de atingere si de pas maxime admise conform ST 80 si a ipotezelor
mentionate mai sus, sunt prezentate in tabelul 3.2 (Tensiuni de atingere si de pas ( in V) maxim
admise in cazul unui defect la instalatiile electrice de inalta tensiune: echipament electric,
exclusiv stalpii LEA)

Tabelul 3.2

Metoda
calcul
Zona de
amplasare Tensiunea maxima admisa de atingere si de pas
pentru timpul de intrerupere la protectia de baza de:
≤0,2s 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
V

Conform
ST 80
Ipoteze:
ρ=100Ωm
fara strat
de pietris Circulatie
frecventa
(coresp.
pentru 50
kg)
Independent
de tipul
retelei Upas 415 338 293 262 239 221 169 107 83

Ua

298

243

210

188

172

159

121

77

59
Circulatie
redusa fara
mijloace
individuale
de protectie
(coresp. 70
kg)
Independent
de tipul
retelei Upas 561 458 397 355 324 300 229 145 112

Ua

403

329

285

255

233

215

164

104

80

3.4.3 Rezistenta instalatiilor de legare la pamant
Avand in vedere relatiile din tabelul 3.1. rezistenta instalatiei de legare la pamant aferenta
incintelor restrictionate ( cu circulatie redusa) trebuie sa fie mai mica sau egala cu:

prizaa
prizaIUR si respectiv
prizapas
prizaIUR

4.3. Compatibilitatea electromagnetică (CEM)
Orice componentă a unui echipament electric sau electronic produce o anumită radiație
electromagnetică.În mod similar ,orice piesă a echipamentului este sensibilă ,într -o măsură mai
mare sau mai mică ,la radiația electromagnetică.Pentru ca totul să funcționeze corect ,nivelul
cumulat al radiației într -un mediu trebuie să fie ceva mai mic decât nivelul de la care
funcționarea unui echip ament în acel mediu va fi afectată, Pentru a atinge acest obiectiv
,echipamentele sunt proiectate ,realizate și testate conform unor standarde ce urmaresc reducerea
nivelului de radiație emis și creșterea nivelului ce poate fi admis.
CEM este definită p rin seria de standarde CEI 61000 ca : “Aptitudinea unui echipament
sau sistem de a funcționa satisfăcător în mediul său electromagnetic fără a produce el însuși
perturbații electromagnetice intolerabile pentru orice se găsește în acest mediu ”
Menținerea în practică a acestei compatibilități presupune o deosebită atemție în
proiectarea și implementarea sistemelor de alimentare și a instalațiilor de legare la pămănt .
În ingineria electrică clasică se utilizau instalații de utilizau instalații de legare l a pământ
separate ,de exemplu pentru transmisia semnalelor instalațiile de putere,sistemele de calcul
,instalațiile de paratrăsnet etc.În prezent ,în ingineria electrică au fost acceptate noi puncte de
vedere în privința legării la pământ și la masa și a corelării acestora cu protecția echipamentelor.
Conceptul existenței unor instalații separate de legare la pământ a fost abandonat ,iar
acum standardele internaționale prescriu o instalație general de legare la pământ ,Nu mai există
noțiumi precum pământ “murder” sau “curat”.
Conceptul legării unice la pământ înseamnă în practică ,realizarea interconectării
conductoarelor de nul de protecție (PE -protective earth),a conductoarelor de echipotențializare ,a
panourilor metalice ,a armăturilor și a ecranelor p entru cabluri de putere sau date.De asemenea
elementele metalice ale construcțiilor și conductele de gaz sau apă sunt părți ale acestui sistem.În
mod ideal ,toate cablurile care pătrund într -o zonă trebuie să intre printr -un singur punct la care
sunt cone ctate toate ecranele și alte conductoare de legare la pământ.
Pentru a reduce interferențele în echipamente ,bucla circuitului de pământ dintre ecranele
cablurilor și alte structuri legate la pământ trebuie să fie cât mai mică.Prin legarea cablurilor la
structurile metalice ,ultimile vor acționa drept conductoare în paralel (căi suplimentare)pentru
legare la pământ (parallel earthing conductors –PEC). Structurile PEC sunt utilizate atăt pentru
cablurile de putere cât și pentru cele de date. În ordine cres cătoare privind eficiența ,se pot oferi
următoarele exemple : conductoare de legare la pământ,canale pentru cabluri,suprafețe metalice
plate,paturi de cabluri și conducte metalice. PEC micșorează impedanța buclei formate de

cabluri și de rețeaua de legare la pământ.Rezistența prizei de pământ este de obicei mai puțin
importantă pentru protecția echipamentului.O formă eficientă a PEC o constituie un ecran de
cablu (țesut cu pas mic sau continuu) având o grosime mare a părții metalice ,interconectat cu
alte elemente ale sistemului la ambele capete ale cablului .
Pentru a asigura valori reduse ale impedanțelor conductoarelor de ramificație din
instalația de legare la pământ în cazul frecvențelor ridicate se vor utiliza conductoare lițate
(izolate individual) sau benzi metalice cu raport lungime/lățime mai mic decât 5.Pentru frecvențe
mai mari de 10 MHz nu trebuie utilizate conductoarele de secțiune circulară.
O podea aparentă poate servi ca un foarte bun plan echipotențial .Rețeaua de tip plasă din
cupru de sub aceasta trebuie să aibă un pas de cel mult 1,2 metri și să fie conectată la rețeaua
comună de interconectare prin mai multe conductoare echipotențiale.Plasa trebuie legată la
intervale de 6 metri ,la un inel din cupru cu secțiune de 50 mm2,pl asat în jurul suprafeței
podelei,în limitele pardoselii. Cablurile de putere și semnalizare trebuie plasate la o distanță de
cel puțin 20 cm ,iar în cazul traversării,ele trebuie plasate sub un unghi drept.