Тт tn s tn c s: Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» — комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное — жизнь человека.


Смотрите также:

Смотрите также:

TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT

Для работы электроприборов достаточно присоединить к ним ноль и фазу. Однако такое подключение может привести к аварии и опасно для людей, проживающих в доме. Для предотвращения подобных ситуаций необходимо выбрать, устанавливать и подключить системы заземления и зануления.

Питание бытовых потребителей осуществляется от понижающего трёхфазного трансформатора, имеющего напряжение на выводах вторичной обмотки 0,4кВ или 380В. Катушки этого аппарата соединены звездой, средняя точка которой подключается к контуру заземления, находящемуся в земле возле трансформаторной будки. Такой аппарат называется «трансформатор с глухозаземлённой нейтралью».

В квартиру или частный дом от трансформатора приходят как минимум два провода — ноль и фаза, соединённых с фазным выводом и средней точкой звезды соответственно. Такое подключение обеспечивает напряжение в розетках 220В.

Кроме нулевого и фазного проводов в квартирах прокладывается заземляющий проводник, защищающий людей от поражения электрическим током при нарушении изоляции между корпусом электроприбора и частями электросхемы, находящимися под напряжением. Этот провод соединяется с системой заземления.

Такая система состоит из двух основных элементов — трансформатор и электроустановка. В простейшем случае это однофазная нагрузка, однополюсный автомат и одна фаза трёхфазного трансформатора.

Справка! Само понятие «система» происходит от др. греч. σύστημα «целое, состоящее из отдельных частей» — несколько элементов, работающих вместе и объединённых в одну конструкцию.

В этой статье рассказывается о классификации систем заземления, различии между чаще всего применяющимися видами — ТТ, TN-C и TN-C-S и про опасность применения зануления вместо заземления, а также о системах заземления TN-S и IT.

Классификация систем заземления по ПУЭ

Электроустановки (в частности трансформаторы) напряжением до 1000В по наличию систем заземления делятся на две категории, каждая из которых имеет свои сферы применения:

  1. С глухозаземлённой нейтралью. Самый распространённый тип электротрансформаторов. Вторичные обмотки соединены в «звезду», средняя точка которых имеет постоянное подключение к контуру заземления. Жилые дома питаются только от трансформаторов с таким способом заземления нейтрали.
  2. С изолированной нейтралью. Вторичные обмотки трансформаторов не заземляются. Являются разделительными и используются только в промышленности в специальных установках, таких, как нагревательные печи и некоторые другие, в которых важно отсутствие электрического соединения токоведущих частей и контура заземления.

Глухозаземлённая нейтраль в электротрансформаторах обозначается «TN». Самое распространённое защитное применение такой нейтрали — соединение с ней токопроводящих корпусов электроприборов отдельными проводами, однако они могут соединяться и другими способами.

При проектировании систем электроснабжения проектная организация выбирает тип заземления согласно полученному техническому заданию и описанию систем заземления. Этот выбор определяется ПУЭ и другими нормативными документами и от него зависит безопасность людей и приёмка здания в эксплуатацию.

Важно! Неправильный выбор вида системы заземления или некачественный монтаж приведут к требованию контролирующей организации исправить допущенные ошибки.

Виды систем заземления

Основным способом защиты от поражения электрическим током является применение одной из систем заземления. В главе 1.7 ПУЭ перечисляются пять типов таких устройств:

  • TN-C;
  • TN-C-S;
  • TN-S;
  • TT;
  • IT.

Любая из этих систем надёжно защищает людей в условиях городской квартиры или частного дома, но имеет свои конструктивные и защитные отличия.

Применение конкретного вида защиты в особых условиях регламентируется ПУЭ и связано с особенностями помещений и электроустановок.

Информация! Установка заземления обязательна во всех новых зданиях и желательна при ремонте старых сооружений.

Выбор системы заземления производится на стадии проектирования здания и электропроводки до начала монтажных работ.

Система TN-C

Самый старый вид системы заземления — это система TN-C. В ней отсутствует отдельный провод для заземления и оно (заземление) осуществляется общим проводом PEN. Начиная от подстанции (трансформатора) PEN провод совмещает в себе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (PEN = PE + N). В старых жилых домах применяется именно такое заземление.

По системе TN-C заземляются только вводные щитки в подъездах и столбы уличного освещения. В квартирах таких домов заземление в розетках отсутствует, а электропроводка выполнена двухпроводной – фаза и ноль.

Такое защитное заземление морально устарело и не обеспечивает надёжной защиты от поражения электрическим током. При необходимости заземлить электроприборы, а также во время реконструкции электропроводки заземление тип TN-C заменяется на TN-C-S.

Система TN-C-S

Защитное заземление этого типа устроено аналогично системе TN-C. Питающий трансформатор имеет глухозаземлённую нейтраль, а заземляющие провода соединяются с ней нулевым проводом PEN, который на входе в дом разделяется на нулевой проводник — N и заземляющий — PE.

Такое разделение производится только на вводе кабеля в многоквартирный дом, как правило в ВРУ (вводном распределительном устройстве). В вводном щитке эти кабеля присоединяются к общей шине или клемме. Допускается применение такой системы в частных домах, питание которых осуществляется воздушными линиями при подключении к трёхфазной сети.

Согласно ПУЭ пункт 1.7.132 разделение нулевого и заземляющего проводов в однофазной сети 220В не выполняется. При необходимости выполнить такое разделение оно производится там, где это разрешено правилами, а к дому прокладывается дополнительный провод.

То есть, если у Вас в квартире нет заземления, и вы хотите из системы TN-C сделать TN-C-S, такой способ разделения PEN проводника на просто ноли и заземление не прокатит в квартирном щитке.


Важно! Согласно ПУЭ 1.7.135 после разделения в вводном щитке провода PE и N НЕ ДОЛЖНЫ соединяться между собой.

Система TN-S

Самые дорогостоящие в реализации, но самые удобные и надёжные системы заземления — это системы TN-S, которые монтируются вместе с трансформаторами с глухозаземлённой нейтралью.

Для системы TN-S заземляющий и нулевой провода соединяются в трансформаторной подстанции. На всем протяжении больше эти проводники не связаны между собой.

К потребителю, будь то квартира или дом, приходит два независимых друг от друга проводника нулевой рабочий N и нулевой защитный PE.

Для бОльшей надёжности заземляющий провод РЕ может соединяться с контуром заземления на вводе в здание.

Это самый простой в эксплуатации тип защиты. При его монтаже отсутствуют высокие требования к контуру заземления здания.

Недостаток этой системы в необходимости вместо четырёх проводов (L1,L2,L3,РЕN) использовать пять, где пятым проводом является заземляющий PE, однако это перекрывается повышенной безопасностью эксплуатации. Поэтому новые воздушные и кабельные линии электропередач прокладываются пятижильными кабелями и проектируются по системе TN-S.

Система TT

Это такая система защитного заземления, которая выполняется при невозможности смонтировать заземление другого типа. В этом случае нейтраль трансформатора не имеет связи с заземляющими проводами электропроводки, и они подключаются к собственному контуру заземления дома.

То есть в системе TT нулевой провод сети никак не связан с заземляющим контуром потребителя.

Случаи применения системы ТТ указаны в ПУЭ п1.7.59.

Важно! Ток, возникающий при замыкании токоведущих частей с заземлённым корпусом может быть недостаточным для срабатывания автоматического выключателя. Поэтому, согласно ПУЭ п1.7.59, применять систему ТТ без УЗО или дифференциального автомата запрещается.

Система IT

Применяется с трансформаторами с изолированной нейтралью. Обычно она соединяется с заземлением через разрядник, обладающий высоким сопротивлением при низком напряжении и низким при повышении напряжения выше допустимого предела. Это защищает потребителей от попадания первичного напряжения во вторичную обмотку.

В этой питающей сети отсутствует нулевой провод N, заземляющий РЕ и однофазное напряжение как таковое. Потребители подключаются на линейное напряжение 380 Вольт.

Данная система используется только с двух- и трёхфазными установками. Металлический корпус электрооборудования и другие токопроводящие элементы соединяются с контуром заземления здания.

Токи короткого замыкания на землю в такой системе незначительные, поэтому использование УЗО или дифференциальных автоматов является обязательным.

Система уравнивания потенциалов

В особоопасных сырых помещениях, таких, как бассейны или сауны, кроме непосредственного заземления корпусов электроприборов, используется система уравнивания потенциалов.

Она заключается в соединении между собой всех металлических частей в помещении — стальных дверей, нержавеющих раковин, водопроводных и канализационных труб и других элементов. Все эти соединённые между собой части подключаются к применяемой системе заземления.

В чём опасность применения зануления вместо заземления

Некоторые электромонтёры предлагают использовать зануление вместо заземления. Это нельзя делать по нескольким причинам:

  • Жилые дома подключаются к трёхфазной сети и по нулевому проводу течёт уравнительный ток. Так как этот провод имеет сопротивление, то между занулённым корпусом электроприбора и заземлёнными конструкциями, например водопроводным краном, имеется разность потенциалов. В обычных условиях это неопасно, но при прикосновении к воде или мокрой земле можно получить электрическим током.
  • При обрыве нулевого провода и неравномерной нагрузке между нулём и фазой может быть не 220В, а больше, вплоть до 380В. В этом случае между занулённым корпусом электрооборудования и заземлёнными конструкциями появится опасное для жизни напряжение 220В.
  • Нулевой и фазный провода подключаются к квартире через двухполюсный автоматический выключатель. При его срабатывании нулевой провод N, используемый в качестве заземляющего проводника, отключается от контура заземления. Это недопустимо по требованиям ПУЭ п1.7.145

К отдельно стоящему зданию может быть подведено не однофазное напряжение 220В, а трёхфазное с тремя фазными и одним нулевым проводами. В этом случае есть возможность переделки защитного зануления в систему заземления TN-C-S.

Вывод

Системы TT и IT также являются системами с заземлением. В них заземляющий провод РЕ не имеет электрической связи с нейтралью трансформатора.

Системы заземления TN всех видов считаются системами с занулением. В них заземляющий провод РЕ связан каким-либо способом с нейтралью питающего трансформатора и проводником N:

  1. В системе TN-C-S заземляющие жёлтые или жёлто-зелёные провода подключены к проводнику PEN. Он проложен от нейтрали трансформатора к вводному щитку в здании.
  2. В системе TN-C заземляющий проводник РЕ совмещён с нейтральным проводом N, поэтому к нему корпуса электроприборов не подключаются. Для их заземления защитное заземление типа TN-C необходимо переделать в TN-C-S.
  3. Система TN-S является самой надёжной. В ней провода РЕ и N разделены на всём протяжении от электроприбора до нейтрали питающего трансформатора.

Нет системы заземления, идеально подходящей для всех ситуаций. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками, но у всех одна задача — обеспечение максимальной безопасности людей. Для выбора типа защиты необходимо знать, какие бывают системы заземления и зануления.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, IT

Системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, IT показаны на рис.1-5 соответственно.

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

  • Т — непосредственное соединение нейтрали источника питания с землей;
  • I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

  • Т — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землей, независимо от характера связи источника питания с землей;
  • N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через черточку за N, определяют характер этой связи -функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

  • S — функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;
  • С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются одним общим проводником PEN.

Рис. 1. Система заземления, подобная TN-C, которая применяется в России.

Рис. 2. Система заземления TN-S.

В России до настоящего времени применяется система, подобная TN-C (рис.1), в которой открытые проводящие части электроустановки (корпуса, кожухи электрооборудования) соединены с заземленной нейтралью источника совмещенным нулевым защитным и рабочим проводником PEN, т.е. «занулены». Эта система относительно простая и дешевая, однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.

Рис. 3. Система заземления TN-C-S.

Системы TN-S (рис.2) и TN-C-S (рис.3) широко применяются в Германии, Австрии, Франции и других европейских странах. В системе TN-S все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником PE непосредственно с заземляющим устройством источника питания.

Рис. 4. Система заземления ТТ.

При монтаже электроустановок правила предписывают применять для нулевого защитного проводника PE провод с желто-зеленой маркировкой изоляции.

В системе TN-C-S (рис.3) во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник PEN разделен на нулевой защитный PE и нулевой рабочий N проводники.

В системе TN-C-S нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми проводящими частями и может быть многократно заземлен, в то время как нулевой рабочий проводник N не должен иметь соединения с землей.

Наиболее перспективной для нашей страны является система TN-C-S, позволяющая в комплексе с широким внедрением УЗО (устройств защитного отключения) обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции. Важное примечание!

В электроустановках с системами заземления TN-S и TN-C-S электробезопасность потребителя обеспечивается не собственно системами, а устройствами защитного отключения (УЗО), действующими более эффективно в комплексе с этими системами заземления и системой уравнивания потенциалов.

Собственно сами системы заземления (без УЗО) не обеспечивают необходимой безопасности. Например, в случае пробоя изоляции на корпус электроприбора или какого-либо аппарата при отсутствии УЗО отключение этого потребителя от сети осуществляется устройствами защиты от сверхтоков — автоматическими выключателями или плавкими вставками.

Быстродействие устройств защиты от сверхтоков, во-первых, уступает быстродействию УЗО, во-вторых, зависит от многих факторов: кратности тока короткого замыкания, которая, в свою очередь, зависит от сопротивления проводников, переходного сопротивления в месте повреждения изоляции, длины линий, точности калибровки автоматических выключателей и др.

Наличие на объекте металлических корпусов, арматуры и пр., соединенных с PE-проводником, повышает опасность электропоражения, поскольку в этом случае вероятность образования цепи «токоведущий проводник — тело человека — земля» гораздо выше. Только УЗО осуществляет защиту от прямого прикосновения.

Внедрение систем TN-S и TN-C-S в европейских странах, к опыту которых мы вынуждены постоянно обращаться, поскольку там рассматриваемые проблемы решались на два десятилетия раньше, также проходило с большими трудностями.

Например, в литературе описан случай, когда электромонтер при подключении одного объекта ошибочно подключил фазу на защитный проводник, что повлекло за собой смертельное поражение нескольких человек.

В плане обеспечения условий электробезопасности при эксплуатации электроустановки серьезной альтернативой вышерассмотренным системам заземления является сравнительно новое, но все более широко применяемое эффективное электрозащитное средство — двойная изоляция.

Достижения химической промышленности в области производства пластиков и керамик, имеющих великолепные механические и электроизоляционные характеристики, позволили значительно расширить ассортимент электробезопасных электроприборов и электроинструментов в исполнении «двойная изоляция», при применении которых тип системы заземления в плане обеспечения условий электробезопасности не имеет значения.

Рис. 5. Система заземления IT.

Системы заземления для чайников: TN-S, TN-C, TN-C-S и ТТ. Чем они отличаются и какую лучше выбрать? | Электрика для всех

Заземление, то есть специальное присоединение нулевого провода к земле, это основная защитная мера, призванная оградить нас от опасного действия тока.

Вкратце, она работает так: как только на заземлённой железке появляется опасное напряжение, оно мгновенно превращается в ток, текущий через землю обратно к источнику тока — трансформатору на подстанции. В итоге, каким бы опасным не было повреждение, мы в любом случае окажемся защищены.

Но даже такая простая система может быть выполнена по-разному. Чем отличаются системы заземления и какую лучше применять, мы расскажем в нашей важной для каждого статье. Знание сила — так давайте станем сильнее!

TN-S: британская система с «запасом прочности»

Примем, что от трансформатора идёт только одна фаза — это упростит понимание и не нанесёт ущерба точности. Минимальное число проводов для питания приборов — два: приходящий и уходящий. Но если рассматривать не только работу устройств, но и нашу защиту, нужно будет прибавить ещё один провод, который, как канализация будет утилизировать токи утечки. То есть получается 2 + 1 = 3 провода.

В системе TN-S, принятой в Великобритании, третий провод идёт прямо от подстанции, где он, вместе с нулём заземляется. Что это даёт? Вспомните, куда присоединяется третья жила — к корпусам бытовой техники и металлическим предметам. Полностью отдельная жила гарантирует, что на этих железках никогда не появится напряжения, так как ток, порождающий напряжение, течёт через две другие жилы.

Ну а в случае неисправности весь ток утечки беспрепятственно вернётся обратно в трансформатор. Просто, надёжно и с полной «защитой от дурака». Теперь, от реалий Туманного Альбиона перейдём к российским — рассмотрим системы, где экономия порождает риски.

TN-C: советская экономия и в каких случаях она работает правильно

В данной системе и защита и питание производятся по двум проводам. Нулевой провод, который именуется «совмещённым нулевым и защитным», обеспечивает защиту потому, что соединён с землёй. Очевидный минус такого решения — необходимость тщательно и многократно заземлять ноль — начиная с подстанции и заканчивая ближайшим к розеткам щитком и следить, чтобы это заземление было выполнено правильно и надёжно.

Если где-то ноль «отвалится» от заземления, на нём сразу же появится напряжение, равное произведению силы тока на сопротивление жилы до ближайшего соединения с землёй. Оно может достигать 100 Вольт и больше, что нередко можно встретить в старых домах, где «ноль» бьётся током почти так же сильно, как и «фаза». Последствия могут быть весьма неприятными.

В наше время эта система, как потенциально ненадёжная, полностью запрещена, а вместо неё применяется компромиссное между TN-S и TN-C решение, о котором мы расскажем дальше.

TN-C-S: российская система заземления «по умолчанию»

Чтобы и волки были сыты, и овцы не померли раньше времени, придумали «компромисс». В линиях электропередачи напряжение подаётся с совмещённым нулём-землёй (TN-C), при этом ноль на каждом столбе и, конечно, каждой подстанции, тщательно заземляется. А при вводе в дом, до общего выключателя (автомата), ноль разделяется на рабочий и защитный и дальше вся проводка тянется трёхжильным кабелем, с отдельной заземляющей жилой.

Эта система делает интересный «финт ушами». Та часть проводки, которая находится вне доступности электриков-профессионалов — в наших домах, имеет «защиту от дурака» в виде отдельной жилы заземления. А там, где работают профессионалы — на столбах, подстанциях и линиях ЛЭП, ноль объединён с землёй, что даёт серьёзную экономию с минимальным риском.

Главное, что нужно понять об этой системе — в вашем доме и квартире должна быть трёхжильная проводка, с качественно заземлённой третьей жилой — не на корпус щитка, не на ведро под окном, а на главную заземляющую шину (ГЗШ) — прямо там, где вводной кабель переходит в проводку здания.

Система ТТ: там, где «нулю веры нет»

В местах, где ноль не способен выполнять защитные функции — в старых деревенских линиях, в местах, сильно удалённых от подстанции, особенно если подстанция маломощная, приходится полностью отказываться от использования нуля для защиты. Система ТТ использует отдельное и никак не соединенное с нулем заземление. При этом третья жила в проводке, через шину в щитке, соединяется с контуром заземления и больше ни с чем.

От того, что сопротивление местного заземления достаточно большое, ток утечки может порождать высокое напряжение прикосновения на корпусах приборов, поэтому данная система в обязательном порядке применяется совместно с УЗОглавное УЗО на ток 100 или 300 мА ставится на вводе в здание, на отдельные линии защищаются УЗО с утечкой 30 мА. Только такая двухступенчатая и довольно дорогая система позволяет полностью отказаться от соединения нуля и земли, поэтому применять систему ТТ нужно лишь в крайних случаях.

Краткое содержание: выводы

Статья получилась достаточно объёмной, поэтому перечислим главное по пунктам:

TN-S: система с полностью отделённым от землю нулём — в России не применяется;

TN-C: система, где отдельной земли нет (зануление) — защиту выполняет рабочий ноль — в настоящее время запрещена из-за опасности появления напряжения;

TN-C-S: система, в которой линии электропередачи используют зануление, а в домах и других зданиях, ноль разделяется на рабочий и защитный что даёт и экономию и достаточную безопасность — основная система в России;

TT: система для старых и далёких от подстанций сетей — земля полностью отделяется от нуля, а безопасность обеспечивается двухступенчатой системой УЗО.

Теперь вы знаете весь «ассортимент» защитных систем в электросетях и сможете осознанно, учитывая их плюсы и минусы, спроектировать собственную проводку и своё заземление.

Спасибо за просмотр и удачного монтажа!

Система заземления TN-C-S | Заметки электрика

Дорогие гости, сайта заметки электрика.

Продолжаю серию статей про системы заземления.

В прошлой статье мы рассмотрели систему заземления TN-C.

Наша сегодняшняя тема статьи — это система заземления TN-C-S.

Чем же эта система заземления отличается от предыдущей?

Принцип системы TN-C-S основан на том, что PEN проводник разделяется в определенном месте и  приходит к потребителю двумя отдельными проводниками:

  • нулевой рабочий проводник N
  • защитный проводник PE

В качестве примера приведу схему электрического подъездного щита жилого дома.

Электроснабжение квартиры с системой заземления TN-C-S

В данном случае электроснабжение квартиры осуществляется либо 3-жильным кабелем (фаза, N, PE) при однофазном питании (см. рисунок выше), либо 5-жильным кабелем (А,В,С, N, PE) при трехфазном питании.

В отличии от рассмотренной ранее системы TN-C, в этой системе допускается устанавливать розетки с наличием клеммы для заземления — евророзетки.

Защитный проводник РЕ необходимо соединить с корпусом электрооборудования (СВЧ-печь, электроплита, стиральная машина и другие электрические приборы). Нулевой рабочий проводник N служит только для передачи электроэнергии потребителю.

Где произвести разделение PEN-проводника?

Разделение PEN проводника в системе TN-C-S

Сначала давайте определимся с местом разделения PEN-проводника в системе TN-C-S.

Чаще всего разделение PEN-проводника осуществляется на вводе в жилой дом, т.е. в вводно-распределительном устройстве (ВРУ) Вашего дома.

Наглядное представление системы заземления TN-C-S

Как правильно произвести электромонтаж по разделению проводника PEN?

Пример разделения PEN-проводника в ВРУ жилого дома

В ВРУ жилого дома должны быть установлены:

  • нулевая шина N
  • шина заземления PE

PEN проводник с вводного кабеля соединяем с шиной заземления РЕ. А между шиной заземления РЕ и нулевой шиной N устанавливаем перемычку.

Шину заземления PE необходимо заземлить (повторное заземление), т.е. соединить с контуром заземления жилого дома.

Очень важно!!! PEN проводник от источника питания до места разделения должен иметь сечение: не меньше 10 кв.мм. по меди, и не меньше 16 кв.мм. по алюминию.

Дополнение: я написал подробную статью о том как правильно и в каком месте разрешено разделять PEN проводник — переходите и читайте.

Достоинства системы заземления TN-C-S

Система TN-C-S — это самая перспективная система заземления для нашего государства. С помощью нее обеспечивается высокий уровень безопасности от поражения электрическим током, в связи с использованием устройств защитного отключения (УЗО).

Также рекомендую прочитать статью про систему уравнивания потенциалов (СУП).

Недостатки системы TN-C-S

Самый главный недостаток системы TN-C-S возникает в случае обрыва PEN проводника. При нарушении изоляции, корпус электрических приборов может оказаться под напряжением относительно земли, что приведет к электрической травме человека.

Вывод

В завершение статьи я хочу дать Вам совет-рекомендацию. Если в Ваших домах (квартирах) до сих пор эксплуатируется электропроводка с системой заземления TN-C, то Вам необходимо задуматься о переходе на систему TN-C-S (а еще лучше на систему TN-S), т.к. от этого зависит Ваша личная электробезопасность.

В следующей моей статье читайте материал про систему заземления TT.

P.S. Для проведения электромонтажных работ по переходу от системы TN-C на систему TN-C-S обратитесь к специалистам электротехнической лаборатории.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Система заземления tn и ее подвиды, схема заземления tn c s, tt, система зануления tn s

Люди каждый день в быту пользуются различными электрическими приборами, начиная от кофеварки и фена, заканчивая холодильником и стиральной машиной. Они живут в многоэтажных домах, ездят на работу в метро и даже не подозревают, сколько усилий сделано разработчиками этих приборов и устройств, чтобы они могли без страха за свою жизнь пользоваться этими дарами цивилизации. Сейчас любое устройство, здание, сооружение проверяется на электробезопасность. При проектировании любых электроустановок независимо от их назначения, главным условием является их безопасная и нормальная работа, что обеспечивается безупречным проектом и безошибочным устройством заземления. Существуют системы заземления tn, tt и другие. Основным документом, определяющим работу разработчиков систем заземления, являются Правила устройства электроустановок.

Категории

Наша земля является колоссальным поглотителем электроэнергии любого происхождения, и это ее качество используется человеком для обеспечения безопасности при использовании электрических приборов.

Все заземлители делятся на две категории: естественные и искусственные. К первым относятся все металлические изделия, находящиеся в соприкосновении с землей. Это арматура в железобетонных конструкциях, в буронабивных сваях, канализационные, водопроводные трубы и прочие электропроводные предметы.

Но проводимость земли в разных местах сильно различается, зависит от типа почвы, места расположения, поэтому нормировать ее проводимость в местах растекания электрических зарядов от этих предметов не представляется возможным. Кроме этого, использование арматуры, труб, металлических ферм приводит к ускоренной коррозии и ухудшению их прочностных характеристик. В связи с этим, запрещается использовать естественное заземление при эксплуатации электроприборов и оборудования.

Государственными и международными стандартами разрешено применение только искусственного заземления. В этом случае оборудование через специальную шину присоединяется к заземлителю с допустимой нормированной проводимостью.

Виды искусственного заземления

Если рассматривать по функциональности, то существует защитное и рабочее заземления. Первое обеспечивает безопасность людей при использовании электроприборов, а второе – нормальную работу электроустановок. По типу заземления нулевого провода делятся на системы с изолированной (IT) и глухозаземленной (TN) нейтралью. На рисунке показаны все типы заземления.

В системе IT нулевой провод генератора электроэнергии не имеет гальванической связи с заземлением, а токопроводящие части намеренно заземляются. Допускается между заземлителем и нейтралью установка дугообразующего устройства или приборов с большим внутренним сопротивлением.

Система заземления TN самая распространенная. В ней нулевой провод генератора электроэнергии глухо заземлен, а токопроводящие части с помощью специальных шин присоединяются к нему.

Она подразделяется еще на четыре подвида:

  • систему заземления TN-С, в ней рабочий и защитный нулевые провода представляют собой один проводник от источника до потребителя энергии;
  • систему TN-S, в ней рабочий и защитный нулевые провода представляют собой два проводника от источника до потребителя энергии;
  • систему заземления TN C S, в ней рабочий и защитный нулевые проводники представляют собой один проводник, начиная от генератора электроэнергии, затем на каком-то участке разделяются на два;
  • систему ТТ, в ней нулевой провод генератора электроэнергии глухо заземлен, а открытые токопроводящие части потребителя электроэнергии заземлены через собственное заземление, которое никак не связано с нулевым проводом генератора электроэнергии.

Первый символ аббревиатуры сообщает, в каком состоянии относительно земляного слоя находится нулевой провод производителя электроэнергии (генератора, трансформатора).

Т – заземленный нулевой проводник.

I — изолированный нулевой проводник.

Второй символ информирует о состоянии токопроводящих частей относительно заземления.

Т — токопроводящие части заземлены, состояние нулевого провода генератора электроэнергии значения не имеет;

N — токопроводящие части присоединены к глухозаземленному нулевому проводнику источника электропитания.

Символ после N показывают, как соотносятся рабочий и защитный нулевые проводники.

S (separated)— разделены рабочий (N) и защитный (PE) нулевые проводники.
С (combined)— объединены в (PEN) проводе N и PE проводники.

Системы с глухозаземлённым нулевым проводом

Система зануления TN C впервые была применена компанией AEG в начале ХХ века. Классическим ее видом является обычная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Он одновременно является функциональным (N) и защитным (PE) «нолем», наглухо заземленным. С ним соединяют все корпуса и доступные токопроводящие части устройств. Самая большая проблема у системы возникает при обрыве нулевого провода, на токоведущих частях корпусов устройств появляется линейное напряжение в 1,73 раза больше фазного. При нормальной работе, попадание фазного провода на корпус приведет к короткому замыканию, но, благодаря специальным устройствам, произойдет мгновенное отключение, что оградит людей от удара током. В странах СНГ схема заземления TN C используется в наружном освещении и в зданиях, построенных до девяностых годов ХХ века.

Система TN-S

Самая надежная и безопасная система заземления TN-S была создана перед Второй мировой войной. Главная ее особенность заключается в раздельном использовании рабочего и защитного нулевого проводников, начиная от генератора электроэнергии. При трехфазном электроснабжении используются пять проводов, однофазном — три. Электробезопасность обеспечивается за счет практического дублирования защитного проводника. Независимо от места обрыва N проводника, система оставалась относительно безопасной. Позже, благодаря этому способу заземления были разработаны дифференциальные автоматы.

ГОСТ Р50571 и новая редакция ПУЭ предписывает при электроснабжении новых объектов, при капитальном ремонте зданий использовать систему зануления TN-S. Но ее распространению мешает высокая стоимость и то, что вся российская энергетика работает по четырехпроводной системе электроснабжения.

Система TN-C-S

Компромиссной стала система заземления TN-C-S, которая использовала преимущества TN-S, но по стоимости стала значительно дешевле. Все дело в том, что с трансформатора подача электроэнергии происходит с применением объединенного нуля «PEN», наглухо заземленного. При входе на объект PEN провод разделяется на защитный и рабочий нуль, но расщепление возможно и раньше ввода в сооружение. При обрыве провода PEN на участке генерирующая станция — здание, на корпусах электроустановок, появится опасное напряжение. Поэтому в системе заземления TN C S нормами предусмотрены особые меры защиты проводника PEN.

Система TT

Самый экономичный способ доставки электроэнергии на селе по воздушным линиям. Использование системы TN-S, как наиболее безопасной, обходится дорого, у систем заземления TN-C и TN-C-S сложно обеспечить надежную защиту нулевого проводника PEN. Поэтому часто используется система TT, с заземленным нулевым проводом у источника электропитания. При трехфазном электроснабжении система работает по четырехпроводной схеме с одним нулевым проводником.

Около приемника электроэнергии делается местное заземление, к которому присоединяют токоведущие части и корпуса устройств. В случае обрыва нулевого провода, а вне города это нередкое явление, на корпусе устройства не возникает опасного напряжения благодаря местному заземлению. В городской черте система заземления TT используется при электроснабжении временных сооружений, при этом обязательно должны быть установлены устройства защитного отключения и проведена грозозащита.

Система IT

Это система, в которой имеется полностью изолированный от земли нулевой провод или соединенный с ней через высокоомное сопротивление, а также наличие у потребителя электроэнергии собственного защитного заземления. Все токопроводящие части оборудования при этом надежно заземляются. Система IT применяется в электроустановках зданий с повышенными требованиями безопасности, например, в больницах для медицинского оборудования, в шахтах, карьерах. Мобильные электростанции тоже используют изолированную нейтраль, что позволяет использовать подключенные к ним электроприборы без заземления. Раньше система IT широко использовалась и в энергоснабжении деревянных домов. В Советском Союзе сети напряжения 127/220 В долгое время использовались с изолированным нулевым проводом, это было связано с отсутствием заземления в домах. С началом панельного строительства от нее отказались.

Сами заземляющие устройства прежде выглядели как набор трехметровых стальных стержней вкопанных в землю на расстоянии нескольких метров, вершины которых соединялись стальной полосой. Получившийся огромный контактный элемент проверялся на сопротивление, если превышал нормированную величину, то вкапывались дополнительные стержни, пока не получали необходимый результат. Недостатком его были большие занимаемые площади и недостаточная стойкость к коррозии. Современные заземляющие устройства лишены этих недостатков. Они строятся на основе омедненных стальных стержней, которые могут соединяться между собой при помощи латунных муфт и забиваться на глубину до 50 м. По верху соединяются медной полосой. За счет такой конструкции могут устанавливаться на любых грунтах, не требуют земляных работ и занимают мало площади.

Вот такими заземляющими устройствами и системами заземления обеспечивается электробезопасность людей.

Системы заземления TN-C-S, TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT

Классификация систем заземления по ПУЭ

Электроустановки (в частности трансформаторы) напряжением до 1000В по наличию систем заземления делятся на две категории, каждая из которых имеет свои сферы применения:

  1. С глухозаземлённой нейтралью. Самый распространённый тип электротрансформаторов. Вторичные обмотки соединены в “звезду”, средняя точка которых имеет постоянное подключение к контуру заземления. Жилые дома питаются только от трансформаторов с таким способом заземления нейтрали.
  2. С изолированной нейтралью. Вторичные обмотки трансформаторов не заземляются. Являются разделительными и используются только в промышленности в специальных установках, таких, как нагревательные печи и некоторые другие, в которых важно отсутствие электрического соединения токоведущих частей и контура заземления.

Глухозаземлённая нейтраль в электротрансформаторах обозначается “TN”. Самое распространённое защитное применение такой нейтрали – соединение с ней токопроводящих корпусов электроприборов отдельными проводами, однако они могут соединяться и другими способами.

При проектировании систем электроснабжения проектная организация выбирает тип заземления согласно полученному техническому заданию и описанию систем заземления. Этот выбор определяется ПУЭ и другими нормативными документами и от него зависит безопасность людей и приёмка здания в эксплуатацию.

Важно! Неправильный выбор вида системы заземления или некачественный монтаж приведут к требованию контролирующей организации исправить допущенные ошибки.

Классификация систем заземления

В зависимости от схем электрических сетей и других условий эксплуатации, применяются системы заземления TN-S, TNC-S, TN-C, TT, IT, обозначаемые в соответствии с международной классификацией. Первый символ указывает на параметры заземления источника питания, а второй буквенный символ соответствует параметрам заземления открытых частей электроустановок.

Буквенные обозначения расшифровываются следующим образом:

  • Т (terre – земля) – означает заземление,
  • N (neuter – нейтраль) – соединение с нейтралью источника или зануление,
  • I (isole) соответствует изоляции.

Нулевые проводники в ГОСТе имеют такие обозначения:

  • N – является нулевым рабочим проводом,
  • РЕ – нулевым защитным проводником,
  • PEN – совмещенным нулевым рабочим и защитным проводом заземления.

Системы заземления TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT

Важнейшей частью проектирования, монтажа и дальнейшей эксплуатации оборудования и электроустановок является правильно выполненная система заземления. В зависимости от используемых заземляющих конструкций, заземление может быть естественным и искусственным. Естественные заземлители представлены всевозможными металлическими предметами, постоянно находящимися в земле. К ним относится арматура, трубы, сваи и прочие конструкции, способные проводить ток.

Но электрическое сопротивление и другие параметры, присущие этим предметам, невозможно точно проконтролировать, и спрогнозировать. Поэтому с таким заземлением нельзя нормально эксплуатировать любое электрооборудование. Нормативными документами предусматривается только искусственное заземление с использованием специальных заземляющих устройств.

Читайте также:

  • Система заземления «TN-C-S»

    Для тех, у кого есть хотя бы поверхностные знания об электрических сетях, и имеется минимальный опыт работы с прежними системами заземления «TN-C», не составит особого труда разобраться с более безопасным …

  • Система заземления «ТТ»

    Система заземления «ТТ», прежде всего, предназначена для защиты человека от поражения электрическим током через токопроводящие поверхности зданий, временных строений или мобильных сооружений. Особенно это актуально для стихийно созданных торговых мест, где …

  • Можно ли выполнить электромонтаж заземление лампы освещения от провода заземления розеток?

    ЛюбовьЗдравствуйте! Скажите, пожалуйста, можно ли выполнить электромонтаж заземления лампы освещения от провода заземления розеток? Мы меняем алюминиевую электропроводку на медную. При этом стараемся по максимуму использовать имеющиеся каналы в стенах …

  • Система заземления «IT»

    Система заземления «IT», больше известная в России как «электроустановка с изолированной нейтралью», предназначена для защиты человека, электрооборудования и линий электропередач от воздействия межфазного замыкания во время работы с большими токами. …

  • Электромонтажные работы по заземлению электрооборудования

    Заземление электрооборудованияНе так давно мы и не мечтали, что в нашу жизнь стремительно ворвутся новые технологии, а вместе с ними и современное электрооборудование. Мы могли только во сне представить, что …

Принцип работы заземления по системе TN-C

   (Рис. 1) Принцип работы заземления по системе TN-C

На (Рис. 1) показано, что заземление PEN проводника (цвет желто-зеленый) выполнено контуром, расположенным на трансформаторной подстанции, и только. Больше нигде никаких подключений к земле не применяется.

В каждую квартиру поступают только ноль, который фактически является тем же самым PEN проводником и фаза. То есть в квартиру приходят всего два провода из распределительного щитка, расположенного на этаже для нескольких квартир.

Между распределительными щитами этажа и дома проложены четырехжильные силовые кабели, передающие три фазы по жилам и один общий ноль  «Совмещённый PEN». Такой же силовой кабель, только большей мощности, соединяет электрооборудование трансформаторной подстанции с распределительным щитом здания.

Система TT

В системе TT – все то же самое, но нулевой провод, идущий от глухозаземленной нейтрали подстанции, не берет на себя функцию защитного, а исполняет только роль нулевого рабочего провода N. Провод (шина) PE организуется отдельно, с помощью автономного заземлителя и с N нигде не соединяется.

Особенности схемы системы заземления TN-C-S

Устаревшая система TN-C не может быть модифицирована под более современную систему TN-S, в настоящее время не представляется возможным поменять существующие системы старого типа по причине высокой стоимости необходимых работ и материалов. Безопасность сети электричества напрямую зависит от существующей системы, для модификации устаревшей сети электричества можно использовать новую систему TN-C-S, которая совмещает в себе обе системы TN-C и TN-S.

Работа новой системы состоит в том, что подстанции с распределительным устройством ВРУ идут с одним проводником PEN, подводимым к жилым зданиям. Распределительные устройства ВРУ, которые подключаются к частным или многоквартирным домам, оборудуются повторным заземлением, в этом случае получается разделение PEN на ноль PN и проводник с защитой РЕ.

На ниже представленной схеме мы можем наблюдать заземление TN-C-S с клеммами нагрузки по трем фазам подводимых к четырем проводникам, из них получаются три фазы в виде провода А, В, С, и последний провод с нейтральным проводом PN.

РЕ выполняет функцию перемычки между корпусом из металла электрического прибора и контуром заземления. Сеть подключается к дому в виде одной фазы при наличии одного провода с нейтральным PN, который заземляется от металлического корпуса.

Чем отличается ТТН от транспортной накладной

ТН или транспортная накладная составляется согласно требованиям постановления Правительства России № 272 от 15.04.11 г. по унифицированной форме. Заполнение этого документа производится для всех сторон-участников перевозки груза, то есть для отправителя, перевозчика и непосредственно получателя продукции (п. 9 Постановления). При этом на каждый груз, перевозимый на одном виде транспорта, составляется одна ТН независимо от количества партий.

ТТН или товарно-транспортная накладная формируется в соответствии с Правилами о перевозке грузов автотранспортом (утверждены 30.07.71 г. Минавтотрансом РСФСР). Типовой бланк введен в действие в постановлении Госкомстата РФ № 78 от 28.11.97 г. и включает 2 раздела. Форма Т-1, как и ТН, предназначена для оформления взаимоотношений между отправителем груза, перевозчиком и получателем. Но поскольку Постановление № 272 имеет более позднюю редакцию, заполнение ТН освобождает грузоотправителя от обязанности составлять еще и ТТН при перевозках автомобилями.

Важно! Обратное правило не действует, то есть выдача ТТН вместо ТН не правомерно, т.к. только транспортная накладная по законодательным требованиям признается первичным документом, подтверждающим факт перевозки товаров по договорам транспортировки.

Схема заземления TN-S, TN-C-S

Более оптимальной, но дорогостоящей схемой считается заземляющая система TN-S. Для снижения ее стоимости были разработаны практические меры, позволяющие использовать все преимущества данной схемы.

Суть этого способа заключается в том, что при подаче электроэнергии с подстанции, применяется комбинированный нулевой проводник PEN, соединяемый с глухозаземленной нейтралью. На вводе в здание он разделяется на два проводника: нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N.

Система tn-c-s обладает одним существенным недостатком. При отгорании или каком-либо другом повреждении проводника PEN на участке от подстанции до здания, на проводе РЕ и деталях корпуса приборов, связанных с ним, возникает опасное напряжение. Поэтому одним из требований нормативных документов по обеспечению безопасного использования системы TN-S, являются специальные мероприятия по защите провода PEN от повреждений.

Правила заземления электродвигателя

Согласно действующим нормативам электродвигатели также подлежат обязательному защитному заземлению.

Обратите внимание: Исключением из этого требования является ситуация, когда корпус электродвигателя располагается на металлическом пьедестале, непосредственно связанном с грунтом.

Во всех остальных случаях его обязательно нужно будет соединить специальной медной жилой с заземляющим контуром (фото ниже).

Схема заземления электродвигателя

В ПУЭ особо отмечается, что такое соединение должен иметь каждый электродвигатель, независимо от их количества в данном электрохозяйстве.

Последовательное подключение нескольких агрегатов в заземляющую цепочку категорически запрещено (в этом случае при обрыве линии в одном месте заземления лишаются все двигатели).

Болт заземления на корпусе электродвигателя

Болт заземления в клеммной коробке электродвигателя

Для грамотного обустройства ЗУ в подводящем силовом кабеле 380 Вольт должна быть предусмотрена отдельная (дополнительная) шина. Один ее конец подключается к «земляной» клемме распредкоробки электродвигателя, а второй – непосредственно к корпусу силового шкафа.

Важно! В этом случае должна соблюдаться последовательность установки заземления, согласно которой перед подсоединением кабеля сначала к ЗУ подключается сам электрический щиток.

Сечение проводников, используемых при обустройстве заземления для электродвигателей должно соответствовать нормам, приведенным в ПУЭ (смотрите таблицу).

Таблица выбора сечения заземляющих проводников

Контуры заземления и как их правильно сделать?

Система заземления TN-C-S часто применяется в многоэтажных домах, так как старые системы небезопасны для человека и очень пожароопасные. Большинство пожаров случается именно из-за устаревших небезопасных систем электроснабжения многоэтажных домов. Для обновления электроснабжения необходима команда высокопрофессиональных электриков. Данным видом работ занимаются исключительно профессионалы и специализирующиеся на данном вопросе компании.

Профессиональные рабочие сделают все необходимые переключения в ВРУ многоэтажного дома, затем устанавливают дополнительное заземление.

Многие не совсем грамотные и разбирающиеся в электрике индивидуумы, проживающие в многоквартирном доме, часто пытаются подключить свою отдельно взятую квартиру по принципу новой системы заземления TN-C-S.

Для осуществления данной цели некоторые люди используют канализационные стояки или трубы отопления и водопровода в качестве заземления. Такие манипуляции категорически запрещены законом Российской Федерации и караются в соответствии с действующим законодательством. Подобные действия могут привести к поражению электрическим током рядовых граждан проживающих в одном подъезде с совместной линией коммуникаций. Вдобавок ко всему перечисленному, такие действия приводят к быстрому износу коммуникационных металлических труб и счетчиков контроля воды и тепла.

В собственном частном доме сделать дополнительное заземление не составит особой сложности. Наиболее распространенным и простым способом является замкнутая схема, которая создается в виде треугольника.

Для осуществления подобной схемы необходим металлический проводник, закопанный в землю на глубину около метра, в виде электрода можно использовать обычный металлопрокатный уголок из стали, в виде перемычки можно использовать металлическую платину, арматуру можно использовать как заземляющий проводник. Конструкция должна иметь поперечное сечение в пределах 50мм 2.

Система защитного заземления TN-S

В системе TN-S нейтраль источника питания глухо заземлена. Безусловно, как и во всех системах защитного заземления типа TN. Корпуса оборудования соединяются с нейтралью источника питания (зануляются). Соединение производится с помощью отдельного проводника PE. То есть нуль рабочий N и нуль защитный PE разделяются уже на трансформаторной подстанции. Проводник PE дополнительно заземляется на вводе к потребителю. Причем при вводе с ВЛ обязательно. В остальных случаях рекомендательно.

Это наиболее дорогая в устройстве система, так как требует ещё один дополнительный проводник. В масштабах страны только одно количество меди на этот проводник будет выглядеть внушительно. Не считая затрат на труд, производство и различные дополнительные изменения. Однако все новые электросети должны строиться уже с системой TN-S.

Для потребителя – это самая удобная и безопасная система защитного заземления. Особенно в бытовых однофазных сетях. Не требует частого осмотра и обслуживания как другие системы TN. А также менее требовательна к качеству выполнения повторного заземления на вводе к потребителю.

Виды систем искусственного заземления

В классификации систем заземления есть естественные и искусственные типы заземления.

Системы заземления искусственного типа:

  • TN-S;
  • TN-C;
  • TNC-S;
  • TT;
  • IT.

Виды заземления — расшифровка названия:

  • T — заземление;
  • N — подсоединение проводника к нейтрали;
  • I -изолирование;
  • C — объединение опций функционального и нулевого провода защитного типа;
  • S — раздельное использование проводов.

Многих людей интересует вопрос о том, что называют рабочим заземлением. По-другому его называют функциональным. Ответ на данный вопрос даёт пункт 1.7.30 ПУЭ. Это заземлерие точек токоведущих частей электрической установки. Применяется для обеспечения функционирования электрических приборов или установок, а не в защитных целях.

Также многих волнует вопрос о том, а что такое защитное заземление. Это процесс заземления устройств с целью обеспечения электробезопасности.

Правила расчета

Заземление электроустановок должно осуществляться после предварительных расчетов. Планирование позволяет установить характеристики контура, в том числе его разновидность, геометрическую форму, площадь, размеры, количество электродов и дистанцию между ними. Все указанные данные, в совокупности с показателем токопроводимости земли, имеют непосредственное влияние на общее сопротивление системы.

Особое значение при проведении расчетов имеет удельное сопротивление грунта. Также при осуществлении расчетов учитывают сезонный фактор, делая на это соответствующие поправки.

к содержанию ↑

Система заземления TN-C

Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников.

Категорически нет. Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме: Вот мы и предоставили описание системы заземления TN-C-S.

Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем для отвода аварийных токов в грунт и защитные автоматические устройства , за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.

При системе заземления TN открытые проводящие части соединяются с нейтралью, а нейтраль соединяется с землей. Я хочу коснуться другого — если возникают споры с энергетиками о приемке вашего ВРУ, скорее всего это будет не беседа специалистов о технических нюансах, а тупое бодание с бюрократической машиной. Система ТТ предусматривает отдельный монтаж контура заземления. В таком варианте питания проводка в доме в случае однофазного исполнения выполняется тремя проводами, а если проводка трехфазная, то пятью.

Рекомендуем: Смета электромонтажных работ

Я написал запрос про реализацию TN-C-S и получил такой странный ответ. Фишка в том, что в этом перечне нет не только узла разделения PEN, но и вводного автомата. Сечение РЕN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Но есть у нее и один недостаток, который сводится к тому, что в случае повреждения PEN-проводника, проводка полностью лишается заземления, что может привести к поражению электрическим током, поскольку корпусы электроприборов могут оказаться под напряжением. Самонесущий изолированный провод — скрученные в жгут изолированные жилы, причем несущая жила может быть как изолированной, так и неизолированной. Другая ситуация в аварийной ситуации при которой по корпусу бытового прибора начинает течь ток. Заземление в составе электросети В. Заземление TN и его подвиды О заземляющих системах уже многое казано, однако мало кто уделяет внимание расшифровке.

Система заземления TN-S

Заземляющий электрод имеет непосредственный контакт с землей. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Относитесь к электрике с почтением! Зато мы обязаны подключить его к шине PE. Почему заземление защищает человека?

Энергоснабжающая организация должна пломбировать: клеммники трансформаторов тока; крышки переходных коробок, где имеются цепи к электросчетчикам; токовые цепи расчетных счетчиков в случаях, когда к трансформаторам тока совместно со счетчиками присоединены электроизмерительные приборы и устройства защиты; испытательные коробки с зажимами для шунтирования вторичных обмоток трансформаторов тока и места соединения цепей напряжения при отключении расчетных счетчиков для их замены или поверки; решетки и дверцы камер, где установлены трансформаторы тока; решетки или дверцы камер, где установлены предохранители на стороне высокого и низкого напряжения трансформаторов напряжения, к которым присоединены расчетные счетчики; приспособления на рукоятках приводов разъединителей трансформаторов напряжения, к которым присоединены расчетные счетчики. Заземляющая конструкция IT IT заземление используется значительно реже, в отличие от предыдущих систем.
Ноль в счётчик нельзя! Подключение PEN строго по ПУЭ.

Технические параметры

К каждой системе выдвигаются определенные требования, они описываются в соответствующих ГОСТах, поэтому мы отдельно расскажем только про общие особенности:

  1. Для любого заземления требуется УЗО;
  2. Нельзя подключать землю к коммуникациям или другим выводам общего пользования;
  3. Для установки стационарных систем можно использовать заземляющий контур, отдельный колышек (как в стержневой) – запрещено;
  4. Перед началом электротехнических работ обязательно проконсультируйтесь со специалистом. Более того, возможно понадобится взять разрешение на их проведение.

Правила для переносных установок

В некоторых ситуациях допускается отказ от местного заземлителя для электрооборудования, оснащенного автономными источниками питания с нейтралью, не вступающей в контакт с грунтом. Обычно переносное заземление используется для защиты установок, не питающих другое оборудование. При этом источники питания должны иметь собственные заземлители, а все элементы установки — стыковаться с корпусом источника электропитания.

Работы по заземлению мобильных электрических установок выполняют в соответствии с требованиями к напряжению или сопротивлению. Показатель сопротивления не должен превышать 25 Ом. Устройства с автономными источниками электропитания и изолированными нейтралями всегда контролируются по уровню сопротивления изоляции. Кроме того, нужно обеспечить постоянный доступ для проведения проверок работоспособности изоляции.

Переносные заземлительные установки монтируются во время перерывов в работе электрооборудования. Установка защиты начинается только после отключения напряжения в электросети. Заземление устанавливается на все отключенные фазы. Причем установка осуществляется со всех сторон, откуда подается напряжение.

К монтажу переносных систем в электрических установках с напряжением свыше 1000 вольт допускаются исключительно специалисты, обладающими группой электробезопасности не меньше четвертой. Для установок с напряжением менее 1000 вольт необходима третья или выше группа электробезопасности.

Обратите внимание! Нельзя задействовать в качестве заземляющих устройств элементы, непредназначенные для этой цели. Также недопустимы скрутки.

к содержанию ↑

Система заземления TT

Система TT представляет собой систему заземления. В этой системе нейтраль источника питания и корпуса приборов потребителя заземляются отдельно. То есть независимо друг от друга. Так что зануление в этой системе не применяется.

В быту такая система может использоваться, если по условиям электробезопасности систему TN применить нельзя (ПУЭ 1.7.59.).

При однофазном замыкании на заземленный корпус в системе TT токи короткого замыкания слишком малы. То есть автоматический выключатель может не сработать. Потому применять эту систему без УЗО или диффавтоматов запрещено ПУЭ в пункте 1.7.59. Однако это не отменяет обязательного применения автоматического выключателя. Он отключает подачу питания при замыкании фазы с нулем. А также в случае замыкания между разными фазами.

Достоинства и минусы TN-C-S

Каждая система имеет сильные и слабые стороны, но найти оптимальный вариант, который бы устраивал все за и против нелегко. Система заземления TN-C-S обладает множеством положительных качеств. Простота в использовании и ее экономичность дает множество позитивных отзывов в эксплуатационных характеристиках. Безопасность, которую несет данная система можно отнести к наиболее эффективным средствам по защите от поражения электрическим током.

Среди минусов данной системы можно наблюдать следующие нюансы, когда происходит разрыв проводника PEN, то металлический корпус и проводник РЕ будут находиться под напряжением и могут нанести вред. При создании данного заземления своими руками, необходимо делать все точно по инструкции и соблюдать все нормы техники безопасности.

Данная статья должна помочь каждому, кто хочет обезопасить свое жилище и сделать комфортное и безопасное проживание себе и своей семье. Благодаря вышеизложенным схемам вы сможете полностью сделать данное заземление своими руками, не прибегая к услугам высокооплачиваемых специалистов.

Если же вы сомневаетесь в своих силах и знаниях, или попросту не хотите рисковать, то вам стоит обратиться за помощью к профессиональным электрикам, или в специализированные компании, которые смогут поменять вашу старую систему на более современную и безопасную во всех отношениях. Мы искренне надеемся, что наша помощь была вам полезной, и вы по достоинству оцените наши усилия, чтобы сделать ваши дома более безопасными.

Заземляющая схема IT

Система используется исключительно на горных выработках, например, шахтах или карьерах. Особенности использования электрического оборудования на подобных предприятиях таковы, что обеспечить качественный защитный контур там попросту невозможно.

Заземляется только нейтраль трансформатора с помощью контрольно-измерительных приборов, которые выполняют функции защиты от утечки электроэнергии. Если приборы улавливают избыточное энергопотребление, происходит аварийное отключение приборов.

Основное назначение заземления – сделать использование электрических приборов безопасным, а также продлить их эксплуатационный срок. Не стоит пренебрегать проектированием и сооружением заземления, это неоправданный риск.

Видео про заземление

Пожалуй,  самое адекватное и понятное видео про заземление, которое я видел. Посмотрите, если кому показалось, что я пишу слишком скучно:

На этом заканчиваю тему, спасибо за терпение, жду мнений и вопросов в комментариях.

P.S. Схемы взял из статьи Плакаты по технике безопасности.

Понравилось? Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!

(

8

оценок, среднее:

4,00

из 5)

Загрузка…

Внимание! Автор блога не гарантирует, что всё написанное на этой странице – истина.
За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!

Технологии устройства заземления

Контур заземления устанавливается по одной из двух технологий:

  • Традиционная.
  • Модульно-штыревая.

Традиционная технология

По правилам традиционной технологии заземление выполняется из черного металла. В этих целях могут быть использованы полоски, трубы, уголки. Для начала выбирается подходящее для оборудования заземляющего контура место в почве. Затем на расстоянии 5 м друг от друга вкапываются в грунт металлические электроды (на глубину около 3 м в зависимости от объекта). Далее они собираются в общий контур с помощью сварки и стальной полоски.

Из-за трудоемкой установки и коррозии, свойственной металлу, сейчас чаще применяется более современная модульная технология.

Модульная технология

Для обустройства модульно-штыревой заземляющей технологии применяются металлические стержни с медным покрытием. Они вбиваются в грунт вертикально на глубину до 1 м. По краям нарезается резьба, которую тоже покрывают медью. Металлические элементы конструкции соединяют латунными муфтами. Для соединения горизонтальных и вертикальных частей берут латунные зажимы. Все детали обрабатываются специальной защитной пастой от коррозии.

Модульно-штыревая технология не нуждается в трудоемком монтаже и сварке. Она подходит для любого типа грунта и имеет больший срок службы, чем традиционная.

Технически совершенная система заземления здания обеспечивает надежную и безопасную работу электроприборов для потребителя. Во многих случаях правильное заземление может спасти жизнь человека.

Что такое нейтраль

Чтобы понять, чем различные способы заземления отличаются один от другого – важно разобраться с тем, что представляет собой нейтраль, предусмотренная в любой электросети.

Нулевая точка трехфазных электрических сетей: а) заземленная наглухо, б) заземленная через высокоомное сопротивление, в) изолированная от земли

Ее наличие в составе комплекта проводов, обеспечивающих передачу электроэнергии от подстанции к потребителю, объясняется следующими обстоятельствами:

  1. при организации трехфазного энергоснабжения токовые составляющие в каждой из фаз теоретически должны быть равными по величине;
  2. при протекании по обратной ветви, называемой нейтралью, за счет векторного сложения (три фазы, сдвинутые одна относительно другой на 120 градусов) они, по сути, должны взаимно компенсироваться;
  3. в реальности из-за перекоса фаз, вызванного неравномерностью распределения нагрузки, обратная составляющая тока через этот провод постоянно не равна нулю.

Важно! Более того, величина перекоса может достигать значительных величин, что и приводит к необходимости уделять нейтральному проводнику особое внимание.

Его общая толщина в частности, согласно ПУЭ не должна быть менее половины сечения фазных шин. В противном случае из-за значительных по величине токовых нагрузок нередко проявляется такое неприятное явление, как «отгорание нуля». Именно поэтому в нейтральном проводнике не допускается устанавливать защитные приборы, приводящие к его обрыву при срабатывании в случае перегрузок.

Схемы систем заземления

Система TN-C

TN-C – старая, советская система, когда земля просто бралась из нуля непосредственно в самой электроустановке.

Схема системы заземления TN-C. Для однофазной системы L1, L2 отбросить.

Что мы видим на этой схеме? Первое и самое главное. Нейтральная точка генератора или трансформатора подключена к земле (глухо заземлена). Поэтому нейтральная точка трансформатора имеет потенциал земли. А поскольку человек имеет тоже потенциал земли, между телом и нейтральным проводником – нулевая разность потенциалов, и прикосновение к нему безопасно.

Однако, не всё так просто. Повторюсь, что вследствие перекоса фаз, а также падения напряжения на проводе PEN, на нём может присутствовать напряжение, отличное от нулевого. Поэтому провод PEN принудительно “притягивают” к земляному потенциалу через некоторые промежутки по ходу линии.

Земля (то, из чего состоит наша планета) – универсальный и абсолютный ноль по потенциалу. Но если человеку придать потенциал фазного провода, то прикосновение к земле будет смертельно. В то же время, прикосновение к проводу, на котором тот же потенциал, будет безопасным.

Видел документальный фильм, как человек спокойно спускается с вертолета на провод высоковольтной линии и работает там.

В общем всё относительно. Можно упасть с 5-этажного дома насмерть. А можно вообще не повредиться, упав с того же дома. С первой ступеньки первого этажа)

Система TN-C в настоящее время официально запрещена, и может использоваться только в трехфазных системах, где отсутствует перекос фаз, и ток по проводнику PEN (нулевой, он же защитный) в нормальном режиме не протекает. В результате, на этом проводе (а значит, и на корпусе прибора) будет потенциал нуля.

Однако, в старом жилом фонде используется повсеместно из-за своей дешевизны. Дешевизна системы TN-C – это её единственный плюс. Ведь сечение защитного провода PE в однофазной сети должно быть равно сечению фазного провода. А это – удорожание всей электропроводки минимум на треть.

Вообще говоря, в этой системе заземление напрочь отсутствует, и я не совсем понимаю, почему “это” называют системой заземления. Разве что, можно ноль кинуть на корпус, и прибор будет “типа” заземлён.

Да и раньше, когда всю проводку делали по этой системе, практически и не существовало домашних приборов, требующих заземления.

Первыми “ласточками” были стиральные машины, которые бились током. В лучшем случае к ним тянули провод от корпуса подъездного щитка, в худшем – цепляли корпус машины на трубу водопровода или к нулевому проводу.

Нужный эффект, конечно, достигается, но шансы попасть под фазное напряжение значительно возрастают. Основная опасность приходит от того, что возможен обрыв нулевого провода, и тогда все “зануленные” приборы, и также приборы, имеющие импульсные блоки питания, получат на корпусах потенциал фазы.

Как же защититься от поражения электрическим током в системе TN-C? Тут вспоминается УЗО (Устройство Защитного Отключения). Представим – человек коснулся фазного провода. Ток раздваивается – часть (надеюсь, бОльшая) уходит в нулевой проводник, а часть – через тело человека на корпус. Налицо дифференциальная разница (сорри, тавтология) в токах по фазе и нулю, на которую должно сработать УЗО.

Однако, ПУЭ прямо говорит – в системе TN-C применение УЗО запрещено. Почему?

Причина в том, что в данном случае может произойти то, о чем я писал выше. УЗО – это коммутационный аппарат, в котором может по какой-то причине нарушиться контакт PEN – проводника, и под фазное напряжение попадёт весь потребитель. В том числе и корпуса, если они занулены, а именно так и делается “заземление” в системе TN-C.

ПУЭ также говорит, что защитный проводник (в данном случае – PEN) ни при каких условиях не должен разрываться, и должен быть всегда подключен к заземляемому устройству.

Поэтому УЗО можно (и нужно!) применять во всех системах, кроме TN-C.

Вот хороший рисунок, иллюстрирующий ситуацию:

УЗО – применение в различных системах заземления

Я вас так напугал, что по любому возникнет вопрос – как теперь с этим жить?

Отвечаю. Для ухода от этой “нехорошей” системы применяют разделение проводника PEN на N и PE. Причем, это нужно делать как можно дальше от потребителя, и как можно ближе к источнику напряжения.

Таким образом, мы перейдём на гораздо более безопасную систему – TN-C-S, о которой я расскажу чуть ниже.

На практике совмещенный проводник PEN заземляют (повторное заземление) на вводе в здание, и там же разделяют на нейтральный N и защитный PE, которые далее НИГДЕ не должны соединяться.

Другой вариант – переход к системе ТТ, в которой защитный проводник PE делается на основе контура заземления, и нигде не подключен к приходящему PEN. В данном случае PEN превращается в N, поскольку защитный ток ни к коем случает по нему течь не будет.

Заземление в квартире с проводкой TN-C

В квартирах ноль и землю разделять сложнее. По этому поводу постоянно ведутся жаркие споры среди электриков.

Я думаю, что тут есть два приемлемых варианта.

1. Ноль оставить как есть, а провод PE взять с магистрального PEN проводника. Пусть не с самого проводника, а с места, куда он подсоединяется к корпусу этажного щитка. Главное, чтобы наши N и PE были подключены в разных точках. PE – на корпусе, N – на изолированной от корпуса шине, на которую ноли приходит после вводного рубильника или автомата (если они есть) и счетчика. Кстати, так и делали в советские времена при подключении в квартирах электропечей.

2. Провести трехпроводную систему (L, N, PE), но PE никуда не подключать. В результате мы не вносим изменения в этажный щиток (кстати, это запрещено!), а все нетоковедущие части электроприборов, металлических конструкций, труб и т.д. мы подключаем к этому проводнику. И в пределах квартиры у нас благодать! Только важное замечание – на группы розеток должны стоять УЗО на случай попадания фазы на корпус в пределах квартиры.

Всё, теперь по-быстрому пробежимся по другим системам, там всё проще.

Система TN-S

В названии буква третья S. Это значит, что проводники N и PE разделены (Separated) на всём протяжении от подстанции до потребителя.

Схема и описание системы заземления TN-S

Эта система заземления наиболее безопасна и предпочтительна, однако применяется только в самых новых электроустановках. Ну а в основном в реалити сейчас применяют систему TN-C-S. То есть старую систему стараются приблизить к новой, отдаляя точку подключения N и PE от потребителя и приближая к источнику питания.

Система TN-С-S

Последние буквы в названии означают, что проводники N и PE после подстанции соединены (Connected) в один провод PEN, а потом, на вводе в здание, разделены.

Схема и описание системы заземления TN-C-S

При попадании фазы на корпус должен сработать защитный автомат по КЗ. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.

Система TT

Terra – Terra. Я уже писал в статье про эту систему, в ней заземляющий провод PE подключается к контуру заземления, и больше никуда. Применяется в основном в частных домах и временных постройках и электроустановках.

Схема и описание системы заземления TT

Всё замечательно, если также применяются УЗО от прикосновения к токонесущим частям и защитные автоматы от КЗ.

Но есть один минус. Если в других системах своё заземление делать не обязательно, понадеявшись на заземление на подстанции или на столбах, то в данном случае его придётся делать. И делать очень качественно, чтобы в случае замыкания КЗ на землю ток короткого замыкания был достаточен для срабатывания автомата защиты.

То есть возможен вариант, когда при КЗ на корпус потенциал корпуса останется близким к нулю, всё замечательно. Но при этом автомат защиты не выбьет, хотя через него (и через проводку дома) будет идти ток, близкий к максимальному! И проблема может подкрасться с другой стороны…

Система IT

Напоследок расскажу про специфическую систему заземления IT. Во всех других системах используются источники питания (трансформаторы) с глухозаземленной нейтралью. Иначе говоря, нулевой проводник на стороне источника заземлён.

Однако, в системе IT источник питания полностью изолирован от земли – и ноль, и (естественно)) фаза.

В результате по отношению к земле потенциал отсутствует. И при замыкании на землю ничего не произойдёт, ведь ток не потечёт, либо будет пренебрежимо мал.

Я встречал такие системы для питания управляющих цепей в серьезном промышленном оборудовании. Ещё эта система применяется в переносных генераторах и других источниках питания, а также в медицинских учреждениях. Если один из выводов такого источника не заземлить и подключить к нагрузке, он будет работать по системе IT.

Подробнее я писал об этом в статье про подключение генератора Хутер.

Минус такой системы – при замыкании на землю она превратится в TN-C-S с плохим монтажом, и об этом даже можно не узнать, если не проконтролировать. И станет опасной.

Системы с изолированной нейтралью

В ходе передачи и распределения электрического тока на потребителей применяется трехфазная система. Это дает возможность обеспечить симметричность и равномерное распределение нагрузки по току.

Такое устройство создает режим, предусматривающий использование трансформаторной будки и генераторов. Их нейтральные точки не оснащены контуром заземления.

Изолированный тип нейтрали применяется в схеме питания при соединении вторичных обмоток трансформаторных установок по схеме треугольника и при отсутствии питания во время аварийный ситуаций. Такая сеть представляет собой замещающую цепь.

Изолированная нейтраль способствует пробиванию изоляционного покрытия при коротком замыкании и возникновению короткого замыкания на других фазах.

Система IT

Система IT с напряжением до 1000 В обеспечивает заземление через высокий уровень сопротивления и оснащена нейтралью источника питания.

Все внешние элементы электроустановки, которые выполнены из материалов, проводящих ток, заземляются. Среди преимуществ можно выделить невысокие показатели утечки тока во время однофазного КЗ электрической сети. Установка с таким механизмом может функционировать долгое время даже при аварийных ситуациях. Между потенциалами отсутствует разность.

Недостаток: защита от тока не срабатывает при замыкании на землю. Во время работы в режиме однофазного КЗ возрастает вероятность поражения током при прикосновении ко второй фазе установки.

Проверка заземляющих устройств

Чтобы поддерживать заземляющие устройства в надлежащем техническом состоянии, необходимы регулярные проверки оборудования. В перечень проверочных мероприятий входят следующие действия:

  1. Внешний осмотр наземной части оборудования.
  2. Тестирование наличия электроцепи между заземляющим устройствам и подзащитными компонентами.
  3. Замер сопротивления контура.
  4. Мониторинг пробивных трансформаторных предохранителей.
  5. Тестирование надежности соединений с естественными заземлительными устройствами.
  6. Замеры сопротивления петли фаза–ноль.
  7. Измерение удельного сопротивления земли для опор линий электропередачи, если напряжение превышает 1 кВт.
  8. Вскрытие почвы в отдельных местах для визуального контроля за элементами системы.

Проверка присутствия электроцепи между заземлением и защищаемым электрооборудованием осуществляется для подтверждения непрерывности и надежности системы. В ней недопустимы обрывы или некачественные контакты. В простых сетях (без больших разветвлений) сопротивление переходных контактов замеряют непосредственно между защитным и защищаемым элементом системы. Для сложных сетей используется другая тактика: вначале делается замер между заземлителем и отдельными частями магистрали, а уже затем — между участками и заземленными элементами.

Для измерений используют специальный аппарат — омметр (например, М-372). Также применяют измерительные мосты (типы приборов — УМВ, МMB, MBУ) или измерительное устройство типа МC-08. Непосредственно замеры сопротивления заземляющего контура выполняют измерителями М-416б ИСЗ-01, МС-08, М-1103.

Чтобы защитить электросети (до 1 кВт) с отведенной от земли нейтралью от перенапряжений, трансформаторы оснащают пробивными предохранителями. Надежность функционирования предохранителей зависит от правильности сборки и регулярного контроля за их техническим состоянием. В связи с этим проверка предохранителей проводится как при пусковых работах, так и при ремонте оборудования или перестановке данных устройств. Также предохранители проверяются при наличии предположения об их возможном срабатывании.

В случае повреждения участка и если показатель тока однофазного замыкания 1К соответствует следующему ниже условию, сеть отключается.

Чтобы определить ток однофазного замыкания, делают замер полного сопротивления электроцепи однофазного замыкания на корпус устройства или грунт. Самым простым способом измерения считается замер сопротивления петли ноль–фаза. Для этого используют вольтметр и амперметр.
Все устройства, используемые для измерений, должны иметь технический паспорт. В документе указывается схема заземления, результаты последних замеров и проверок состояния системы, данные о действиях, осуществленных при проведении ремонтных работ и внесенных изменениях.

Виды заземления нейтрали в электросетях выше 1кВ

В сетях напряжением выше 1000В используется изолированная (незаземленная) нейтраль, эффективно заземленная нейтраль и резонансно-заземленная нейтраль. Глухозаземленная нейтраль используется только в сетях до 1кВ.

Сети с незаземленной (изолированной) нейтралью

Исторически первая система заземления. Нейтральная точка источника питания не присоединена к заземляющему устройству. Обмотки соединены в треугольник и выходит, что нулевая точка отсутствует. Применяется на напряжение 3-35кВ.

Сети с эффективно-заземленной нейтралью

Этот вид заземления используется в сетях напряжением выше 110кВ. Достоинство заключается в том, что при однофазных замыканиях на неповрежденных фазах напряжение относительно земли будет равно 0,8 междуфазного в нормальном режиме работы. В этой системе сам контур заземления выполняется с учетом протекания больших токов КЗ, что делает его сложным и дорогим.

Типы распределительных систем для электроснабжения — Bender

Тип системы электроснабжения Ваши преимущества Недостатки
SELV или PELV (безопасное сверхнизкое напряжение или защитное сверхнизкое напряжение) • Отсутствие потенциальной опасности при контакте • Ограниченная мощность, если развертывание оборудования должно быть рентабельным • Особые требования к токовым цепям
Защитная изоляция • Максимальный уровень безопасности
• Можно комбинировать с другими типами систем
• Двойной изоляция оборудования
• Рентабельность только для малых нагрузок
• Изоляционный материал представляет опасность возгорания при тепловых нагрузках
IT-система • Обеспечивает ЭМС
• Повышенная доступность: о первой неисправности просто сообщается Отключение в случае второй неисправность
• Низкий ток утечки на землю в небольших системах
• Влияние на соседей сокращается количество установок, что, в свою очередь, упрощает заземление.
• Небольшие технические затраты на установку кабелей и проводов.
• Использование соответствующих устройств упрощает поиск неисправностей.
• Оборудование должно иметь универсальную изоляцию для измерения напряжения между внешними проводниками.
• Для проводов N требуется устройство защиты от перенапряжения.
• Потенциальные проблемы с отключением от сети при втором замыкании на землю.
Система TT • Обеспечивает ЭМС
• Защита зависит от мощности короткого замыкания системы
• Небольшие технические усилия для установка кабеля и проводника
• Напряжение прикосновения может варьироваться от одной области к другой
• Может быть объединено с системой TN
• Совместимо только с низкими номинальными мощностями из-за использования GFCI
• Требуются регулярные функциональные испытания
• Рабочее заземление комплекс (≤ 2 Ом).
• Эквипотенциальное соединение обязательно для каждого здания
Система TN-C • Простота установки
• Низкие материальные затраты
• Не благоприятствует ЭМС
• Строительные паразитные токи и низкочастотные магнитные поля делают систему несовместимой для использования в зданиях, в которых размещается информационное оборудование
• Риск для жизни и здоровья в случае поломки PEN
• Повышенный риск электрических пожаров
Система TN-CS • Экономичный компромисс для зданий, в которых нет информационных технологий оборудование. • Не благоприятствует ЭМС
• Возможны низкочастотные магнитные поля
Система TN-S • Дружественна к ЭМС
• Низкое повышение напряжения в исправных фазах
• Повышенные затраты на инженерные системы безопасности при удаленном множественном питании
• Риск многократного заземления остается незамеченным

Какие бывают системы питания переменного тока (заземление TN, TT и IT) и какую из них выбрать? — E-Mobility Simplified

Какие они? Чем они отличаются друг от друга? Почему у нас не может быть единой стандартной схемы заземления? Какие причины заставляют монтажников и производителей электрооборудования выбирать эти разные схемы?

Эта статья может дать быстрое (и, надеюсь, упрощенное) объяснение всего вышеперечисленного.

Электромонтажники по всему миру могут называть системы распределения по-разному: например, трехфазная трехпроводная система, трехфазная четырехпроводная система, однофазная — одна проводная, однофазная = двухпроводная система… и т. Д.

Но чтобы привести единообразное определение, Международная электротехническая комиссия (МЭК) в соответствии со стандартом МЭК 60364-3 классифицировала системы распределения питания переменного тока в соответствии с различными методами заземления как: системы TN, TT и IT; и система TN дополнительно разделяется на TN-C, TN-S, TN-C-S.

Характеристики различных систем питания / заземления

Заземление TN-C:

Система электропитания в режиме TN-C использует рабочую нейтральную линию в качестве линии защиты от перехода через нуль, которую можно назвать защитной нейтральной линией и обозначить как PEN.

Заземление TN-C-S:

Для временного источника питания системы TN-CS, если передняя часть питается по методу TN-C, а строительный кодекс указывает, что на строительной площадке должна использоваться система питания TN-S, общая распределительная коробка может быть разделен в задней части системы.

TN-S заземление

Система электропитания в режиме TN-S — это система электропитания, которая строго отделяет рабочую нейтраль N от выделенной защитной линии PE. Она называется системой питания TN-S.

Система питания ТТ

Метод TT относится к защитной системе, которая напрямую заземляет металлический корпус электрического устройства, которая называется системой защитного заземления, также называемой системой TT. Первый символ T указывает, что нейтральная точка энергосистемы напрямую заземлена; второй символ T указывает на то, что проводящая часть нагрузочного устройства, не контактирующая с токоведущим телом, напрямую связана с землей, независимо от того, как заземлена система.Все заземление нагрузки в системе ТТ называется защитным заземлением.

Характеристики данной системы питания следующие.

1) Когда металлический корпус электрического оборудования заряжен (фазовая линия касается корпуса или изоляция оборудования повреждена и протекает), защита от заземления может значительно снизить риск поражения электрическим током. Однако низковольтные автоматические выключатели (автоматические выключатели) не обязательно срабатывают, в результате чего напряжение утечки на землю устройства утечки превышает безопасное напряжение, которое является опасным.

2) При относительно небольшом токе утечки даже предохранитель может не перегореть. Следовательно, для защиты также требуется устройство защиты от утечки. Поэтому популяризировать систему TT сложно.

3) Заземляющее устройство системы TT потребляет много стали, и его трудно утилизировать, время и материалы.

В настоящее время некоторые строительные единицы используют систему ТТ. Когда строительная единица заимствует источник питания для временного использования электроэнергии, используется специальная линия защиты, чтобы уменьшить количество стали, используемой для заземляющего устройства.

Система питания TN

В системе TN, то есть трехфазной пятипроводной системе, линия N и линия PE прокладываются отдельно и изолированы друг от друга, а линия PE подключается к корпусу электрического устройства вместо N-линия.

Следовательно, самое важное, о чем мы заботимся, — это потенциал провода PE, а не потенциал провода N, поэтому повторное заземление в системе TN-S не является повторным заземлением провода N. Если линия PE и линия N заземлены вместе, поскольку линия PE и линия N соединены в повторяющейся точке заземления, линия между повторяющейся точкой заземления и рабочей точкой заземления распределительного трансформатора не имеет разницы между линией PE и линия N.

Исходная строка — это строка N. Предполагаемый ток нейтрали делится между линией N и линией PE, а часть тока шунтируется через повторяющуюся точку заземления. Поскольку можно считать, что на передней стороне повторяющейся точки заземления нет линии PE, только линия PEN, состоящая из исходной линии PE и линии N, включенных параллельно, преимущества исходной системы TN-S будут потеряны, поэтому линия PE и линия N не могут быть общим заземлением.

По вышеуказанным причинам в соответствующих правилах четко указано, что нейтральная линия (т.е.N line) не следует повторно заземлять, за исключением нейтральной точки источника питания.

IT-система

Система питания в режиме IT «I» указывает на то, что сторона источника питания не имеет рабочего заземления или заземлена с высоким сопротивлением. Вторая буква T означает, что электрическое оборудование на стороне нагрузки заземлено.

Система электропитания в режиме IT отличается высокой надежностью и хорошей безопасностью при небольшом расстоянии от источника питания. Обычно он используется в местах, где отключение электроэнергии запрещено, или в местах, где требуется строгое постоянное электроснабжение, например, в сталеплавильном производстве, в операционных в крупных больницах и в подземных шахтах.

Условия электроснабжения в подземных шахтах относительно плохие, а кабели подвержены воздействию влаги. При использовании системы с питанием от IT, даже если нейтральная точка источника питания не заземлена, после утечки в устройстве относительный ток утечки на землю остается небольшим и не нарушит баланс напряжения источника питания. Следовательно, это более безопасно, чем система заземления нейтрали источника питания. Однако, если источник питания используется на большом расстоянии, распределенную емкость линии электропитания относительно земли нельзя игнорировать.

Когда короткое замыкание или утечка нагрузки приводят к тому, что корпус устройства становится под напряжением, ток утечки образует путь через землю, и устройство защиты не обязательно срабатывает. Это опасно. Это безопаснее, только если расстояние от источника питания не слишком велико. На стройплощадке такой вид электроснабжения встречается редко.

Причины использования разных систем заземления

Почему у нас разные системы заземления, такие как TN, TN-C, TN-S, TT и IT? Почему у нас не может быть единой стандартной схемы заземления? Какие причины заставляют монтажников и производителей электрооборудования выбирать эти разные схемы?

Выбор схемы заземления не такой прямой; Все дело в экономии денег и обеспечении достаточной защиты от поражения электрическим током.

Например,

➤ TT- в основном предназначен для бытовых источников питания. Владелец должен установить защиту от заземления путем собственного подключения к земле. Преимущество — снижение шума высокой или низкой частоты, отсутствие риска отказа и пригодность для помещений, где все цепи питания переменного тока защищены устройством защитного отключения (УЗО).

➤ IT-Эта система аналогична системе TT, но отличается от источника заземления. Система распределителя имеет только соединение с высоким сопротивлением.Этот тип не идеален для электропитания потребителей и используется для распределителей энергии, таких как подстанция или зона генерации.

➤ Система TN-S Клемма заземления потребителя обычно подключается к металлической части кабеля распределителя. Он используется для подземного электроснабжения помещения или завода от распределительной подстанции до подстанции потребителя.

➤ Система TN-C-S — Эта система имеет нейтральный провод питания распределительной сети, соединенный с землей в источнике в качестве защитного множественного заземления.

➤ TN-C-Эта система представляет собой комбинированный PEN-проводник, который выполняет функции как PE (защитный провод), так и N (нейтральный) провод.

Выше отражены только общие сценарии; но нужно всегда придерживаться местных правил, если таковые имеются. Как уже упоминалось, стандартного решения не существует, необходимы разные типы заземления для удовлетворения конкретных потребителей, таких как бытовые, промышленные, HT / LT и т. Д.

Система электроснабжения с помощью устройств защиты от перенапряжения SPD

Базовая система электроснабжения, используемая в электроснабжении для строительных проектов, представляет собой трехфазную трехпроводную и трехфазную четырехпроводную систему и т. Д., Но смысл этих терминов не очень строгий.Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала единые положения для этого, и это называется системой TT, системой TN и системой IT. Какая система TN делится на систему TN-C, TN-S, TN-C-S. Ниже приводится краткое введение в различные системы электропитания.

система электропитания

Согласно различным методам защиты и терминологии, определенным IEC, низковольтные системы распределения электроэнергии делятся на три типа согласно различным методам заземления, а именно системы TT, TN и IT, и описываются как следует.



Система электропитания TN-C

Система электропитания в режиме TN-C использует линию рабочей нейтрали в качестве линии защиты от перехода через нуль, которую можно назвать линией защиты нейтрали и обозначить как PEN.

Система электропитания TN-CS

Для временного электропитания системы TN-CS, если передняя часть питается по методу TN-C, а строительный кодекс указывает, что строительная площадка должна использовать TN-S система электропитания, общая распределительная коробка может быть разделена в задней части системы.Помимо линии PE, система TN-CS имеет следующие особенности.

1) Рабочая нулевая линия N соединена со специальной защитной линией PE. Когда несимметричный ток линии велик, на нулевую защиту электрооборудования влияет нулевой потенциал линии. Система TN-C-S может снизить напряжение корпуса двигателя на землю, но не может полностью устранить это напряжение. Величина этого напряжения зависит от дисбаланса нагрузки проводки и длины этой линии.Чем больше несимметрична нагрузка и чем длиннее проводка, тем больше смещение напряжения корпуса устройства относительно земли. Следовательно, требуется, чтобы ток неуравновешенности нагрузки не был слишком большим и чтобы линия защитного заземления заземлялась повторно.

2) Линия PE не может войти в устройство защиты от утечки ни при каких обстоятельствах, поскольку устройство защиты от утечки на конце линии вызовет срабатывание передней защиты от утечки и вызовет крупномасштабный сбой питания.

3) В дополнение к линии PE необходимо подключать к линии N в общей коробке, линия N и линия PE не должны подключаться в других отсеках.На линии защитного заземления нельзя устанавливать переключатели и предохранители, и заземление не должно использоваться в качестве защитного заземления. линия.

Посредством приведенного выше анализа система электропитания TN-C-S была временно изменена в системе TN-C. Когда трехфазный силовой трансформатор находится в хорошем рабочем состоянии заземления и трехфазная нагрузка относительно сбалансирована, влияние системы TN-C-S на использование электроэнергии в строительстве все еще возможно. Однако в случае несимметричных трехфазных нагрузок и специального силового трансформатора на строительной площадке необходимо использовать систему электропитания TN-S.

Система электропитания TN-S

Система электропитания режима TN-S — это система электропитания, которая строго отделяет рабочую нейтраль N от выделенной защитной линии PE. Она называется системой питания TN-S. Характеристики системы питания TN-S следующие.

1) Когда система работает нормально, на выделенной линии защиты нет тока, но есть несимметричный ток на рабочей нулевой линии. На линии PE относительно земли нет напряжения, поэтому нулевая защита металлического корпуса электрооборудования подключена к специальной линии защиты PE, которая является безопасной и надежной.

2) Рабочая нейтральная линия используется только как цепь однофазной осветительной нагрузки.

3) Специальная защитная линия PE не может ни разрывать линию, ни входить в реле утечки.

4) Если устройство защиты от утечки на землю используется на линии L, рабочая нулевая линия не должна повторно заземляться, а линия PE имеет повторное заземление, но она не проходит через устройство защиты от утечки на землю, поэтому устройство защиты от утечки также может быть установлен на линии L источника питания системы TN-S.

5) Система электропитания TN-S безопасна и надежна, подходит для систем электропитания низкого напряжения, таких как промышленные и гражданские здания. Перед началом строительных работ необходимо использовать систему электроснабжения TN-S.

Система электропитания TT ​​

Метод TT относится к системе защиты, которая напрямую заземляет металлический корпус электрического устройства, которая называется системой защитного заземления, также называемой системой TT. Первый символ T указывает, что нейтральная точка энергосистемы напрямую заземлена; второй символ T указывает на то, что проводящая часть нагрузочного устройства, не контактирующая с токоведущим телом, напрямую связана с землей, независимо от того, как заземлена система.Все заземление нагрузки в системе ТТ называется защитным заземлением. Характеристики этой системы питания следующие.

1) Когда металлический корпус электрического оборудования заряжен (фазовая линия касается корпуса или изоляция оборудования повреждена и протекает), защита от заземления может значительно снизить риск поражения электрическим током. Однако низковольтные автоматические выключатели (автоматические выключатели) не обязательно срабатывают, в результате чего напряжение утечки на землю устройства утечки превышает безопасное напряжение, которое является опасным.

2) При относительно небольшом токе утечки даже предохранитель может не перегореть. Следовательно, для защиты также требуется устройство защиты от утечки. Поэтому популяризировать систему TT сложно.

3) Заземляющее устройство системы TT потребляет много стали, и его трудно утилизировать, время и материалы.

В настоящее время некоторые строительные единицы используют систему ТТ. Когда строительная единица заимствует источник питания для временного использования электроэнергии, используется специальная линия защиты, чтобы уменьшить количество стали, используемой для заземляющего устройства.

Отделите вновь добавленную линию PE специальной защиты от рабочей нулевой линии N, которая характеризуется:

1 Отсутствует электрическое соединение между общей линией заземления и рабочей нейтральной линией;

2 При нормальной работе рабочая нулевая линия может иметь ток, а линия специальной защиты не имеет тока;

3 Система TT подходит для мест с очень разрозненной защитой грунта.

Система электропитания TN

Система электропитания в режиме

TN Этот тип системы электропитания представляет собой систему защиты, которая соединяет металлический корпус электрооборудования с рабочим нулевым проводом.Она называется системой нулевой защиты и представлена ​​TN. Его особенности заключаются в следующем.

1) После подачи питания на устройство система защиты от перехода через ноль может увеличить ток утечки до тока короткого замыкания. Этот ток в 5,3 раза больше, чем у системы ТТ. На самом деле это однофазное короткое замыкание, и предохранитель предохранителя перегорел. Расцепитель низковольтного выключателя немедленно отключится и отключится, что сделает неисправное устройство более безопасным и отключенным.

2) Система TN экономит материалы и человеко-часы и широко используется во многих странах и странах Китая. Это показывает, что система TT имеет много преимуществ. В системе питания с режимом TN он делится на TN-C и TN-S в зависимости от того, отделена ли линия защитного нуля от рабочей нулевой линии.

Принцип работы:

В системе TN открытые проводящие части всего электрического оборудования подключены к защитной линии и подключены к точке заземления источника питания.Эта точка заземления обычно является нейтральной точкой системы распределения электроэнергии. Система питания системы TN имеет одну точку, которая напрямую заземлена. Открытая электропроводящая часть электрического устройства подключается к этой точке через защитный провод. Система TN обычно представляет собой трехфазную сеть с заземленной нейтралью. Его особенность в том, что открытая проводящая часть электрооборудования напрямую подключена к точке заземления системы. Когда происходит короткое замыкание, ток короткого замыкания представляет собой замкнутый контур, образованный металлической проволокой.Образуется металлическое однофазное короткое замыкание, приводящее к достаточно большому току короткого замыкания, чтобы защитное устройство могло надежно срабатывать для устранения повреждения. Если рабочая нейтральная линия (N) многократно заземляется, при коротком замыкании корпуса часть тока может быть отведена в точку повторного заземления, что может привести к сбою надежной работы защитного устройства или во избежание отказа, тем самым расширяя неисправность. В системе TN, то есть трехфазной пятипроводной системе, линия N и линия PE прокладываются отдельно и изолированы друг от друга, а линия PE подключается к корпусу электрического устройства вместо N-линия.Поэтому самое важное, о чем мы заботимся, — это потенциал провода PE, а не потенциал провода N, поэтому повторное заземление в системе TN-S не является повторным заземлением провода N. Если линия PE и линия N заземлены вместе, поскольку линия PE и линия N соединены в повторяющейся точке заземления, линия между повторяющейся точкой заземления и рабочей точкой заземления распределительного трансформатора не имеет разницы между линией PE и линия N. Исходная линия — это линия N.Предполагаемый ток нейтрали делится между линией N и линией PE, а часть тока шунтируется через повторяющуюся точку заземления. Поскольку можно считать, что на передней стороне повторяющейся точки заземления нет линии PE, только линия PEN, состоящая из исходной линии PE и линии N, включенных параллельно, преимущества исходной системы TN-S будут потеряны, поэтому линия PE и линия N не могут быть общим заземлением. По указанным выше причинам в соответствующих правилах четко указано, что нейтральная линия (т.е. линия N) не должна заземляться повторно, за исключением нейтральной точки источника питания.

IT-система

IT-система питания I показывает, что сторона источника питания не имеет рабочего заземления или заземлена с высоким сопротивлением. Вторая буква T означает, что электрическое оборудование на стороне нагрузки заземлено.

Система электроснабжения в режиме IT отличается высокой надежностью и хорошей безопасностью, когда расстояние до источника питания невелико. Обычно он используется в местах, где отключение электроэнергии запрещено, или в местах, где требуется строгое постоянное электроснабжение, например, в сталеплавильном производстве, в операционных в крупных больницах и в подземных шахтах.Условия электроснабжения в подземных шахтах относительно плохие, а кабели подвержены воздействию влаги. При использовании системы с питанием от IT, даже если нейтральная точка источника питания не заземлена, после утечки в устройстве относительный ток утечки на землю остается небольшим и не нарушит баланс напряжения источника питания. Следовательно, это более безопасно, чем система заземления нейтрали источника питания. Однако, если источник питания используется на большом расстоянии, распределенную емкость линии электропитания относительно земли нельзя игнорировать.Когда короткое замыкание или утечка нагрузки приводят к тому, что корпус устройства становится под напряжением, ток утечки образует путь через землю, и устройство защиты не обязательно срабатывает. Это опасно. Это безопаснее, только если расстояние от источника питания не слишком велико. На стройплощадке такой вид электроснабжения встречается редко.

Определение стандартных схем заземления

Различные схемы заземления (часто называемые типом энергосистемы или схемами заземления системы) характеризуют метод заземления установки после вторичной обмотки трансформатора СН / НН и средства, используемые для заземления открытых проводящих частей. питаемой от него установки НН

Выбор этих методов определяет меры, необходимые для защиты от опасностей косвенного контакта.

Система заземления квалифицирует три изначально независимых выбора, сделанных проектировщиком системы распределения электроэнергии или установки:

  • Тип подключения электрической системы (как правило, нейтрального проводника) и открытых частей к заземляющему электроду (ам)
  • Отдельный защитный проводник или защитный проводник и нейтральный проводник, являющийся одним проводником
  • Использование защиты от замыканий на землю коммутационных устройств максимальной токовой защиты, которые снимают только относительно высокие токи короткого замыкания, или использование дополнительных реле, способных обнаруживать и сбрасывать небольшие токи замыкания изоляции на землю

На практике эти варианты сгруппированы и стандартизированы, как описано ниже.

Каждый из этих вариантов обеспечивает стандартизированные системы заземления с тремя преимуществами и недостатками:

  • Подключение открытых токопроводящих частей оборудования и нейтрального проводника к проводнику защитного заземления приводит к эквипотенциальности и снижению перенапряжений, но увеличивает токи замыкания на землю
  • Отдельный защитный проводник стоит дорого, даже если он имеет небольшую площадь поперечного сечения, но гораздо менее вероятно, что он будет загрязнен падениями напряжения, гармониками и т. Д.чем нейтральный проводник. Также исключаются токи утечки в посторонних проводящих частях
  • Установка реле защиты от остаточного тока или устройств контроля изоляции намного более чувствительна и позволяет во многих случаях устранять неисправности до того, как произойдет серьезное повреждение (двигатели, пожары, поражение электрическим током). Предлагаемая защита, кроме того, не зависит от изменений в существующей установке

Система TT (заземленная нейтраль)

(см. Рис. E3)

Одна точка источника питания подключена непосредственно к земле. Все открытые и посторонние проводящие части подключаются к отдельному заземляющему электроду на установке. Этот электрод может быть или не быть электрически независимым от электрода истока. Две зоны воздействия могут перекрываться, не влияя на работу защитных устройств.

Системы TN (открытые токопроводящие части, подключенные к нейтрали)

Источник заземлен как для системы TT (выше).В установке все открытые и посторонние проводящие части подключены к нейтральному проводу. Ниже показаны несколько версий систем TN.

Система TN-C

(см. рис. E4)

Нейтральный проводник также используется в качестве защитного проводника и называется PEN ( P защитный провод E arth и N eutral) проводник. Эта система не разрешена для проводов сечением менее 10 мм 2 или переносного оборудования.

Система TN-C требует эффективного эквипотенциального окружения внутри установки с рассредоточенными заземляющими электродами, расположенными как можно более равномерно, поскольку PEN-проводник является одновременно нейтральным проводником и в то же время несет токи дисбаланса фаз, а также токи асимметрии фаз гармонические токи (и их кратные).

Следовательно, PEN-проводник должен быть подключен к нескольким заземляющим электродам в установке.

Осторожно: В системе TN-C функция «защитный провод» имеет приоритет над «функцией нейтрали».В частности, PEN-провод всегда должен быть подключен к клемме заземления нагрузки, а для подключения этой клеммы к нейтральной клемме используется перемычка.

Рис. E4 — Система TN-C

Система TN-S

(см. рис. E5)

Система TN-S (5 проводов) обязательна для цепей с поперечным сечением менее 10 мм. 2 для переносного оборудования.

Защитный провод и нейтральный провод разделены. В подземных кабельных системах, где существуют кабели в свинцовой оболочке, защитным проводником обычно является свинцовая оболочка.Использование отдельных проводов PE и N (5 проводов) обязательно для цепей с поперечным сечением менее 10 мм 2 для переносного оборудования.

Рис. E5 — Система TN-S

Система TN-C-S

(см. рис. E6 и рис. E7)

Системы TN-C и TN-S могут использоваться в одной установке. В системе TN-CS система TN-C (4-х проводная) никогда не должна использоваться после системы TN-S (5-проводная), поскольку любое случайное прерывание нейтрали на восходящей части приведет к прерыванию цепи. защитный провод в выходной части и, следовательно, опасность.

Рис. E6 — Система TN-C-S

Рис. E7 — Подключение провода PEN в системе TN-C

IT-система (изолированная или заземленная через сопротивление нейтраль)

IT-система (изолированная нейтраль)

Не выполняется преднамеренное соединение между нейтральной точкой источника питания и землей (см. Рис. E8).

Рис. E8 — IT-система (изолированная нейтраль)

Открытые и посторонние проводящие части установки подключены к заземляющему электроду.

На практике все цепи имеют сопротивление утечки на землю, поскольку идеальная изоляция не является идеальной. Параллельно с этим (распределенным) резистивным трактом утечки существует распределенный путь емкостного тока, оба пути вместе составляют нормальное полное сопротивление утечки на землю (см. Рис. E9).

Рис. E9 — Полное сопротивление утечки на землю в системе IT

Пример (см. Рис. E10)

В трехфазной трехпроводной системе низкого напряжения 1 км кабеля будет иметь полное сопротивление утечки из-за C1, C2, C3 и R1, R2 и R3, эквивалентное сопротивлению заземления нейтрали Zct от 3000 до 4000 Ом, без учета фильтрующие емкости электронных устройств.

Рис. E10 — Импеданс, эквивалентный сопротивлению утечки в IT-системе

IT-система (нейтраль с заземленной через сопротивление)

Импеданс Zs (порядка 1000–2000 Ом) постоянно подключен между нейтральной точкой обмотки низкого напряжения трансформатора и землей (см. Рис. E11). Все открытые и посторонние проводящие части подключены к заземляющему электроду. Причины этой формы заземления источника питания заключаются в том, чтобы зафиксировать потенциал небольшой сети относительно земли (Zs мало по сравнению с полным сопротивлением утечки) и снизить уровень перенапряжений, таких как передаваемые скачки напряжения от обмоток среднего напряжения, статические заряды и т. д.по отношению к земле. Однако это приводит к небольшому увеличению уровня тока первого короткого замыкания.

Рис. E11 — IT-система (нейтраль, заземленная по сопротивлению)

Типы систем заземления, используемых в электроустановках ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

В международном стандарте IEC60364, часть 4, и в ссылке 10 используется набор диаграмм для объяснения пяти основных методов заземления и обеспечения нейтрали электроустановки там, где это необходимо.Эти пять методов обозначаются сокращенно: TNC , TNS , TNCS , TT и IT .

Первая буква обозначает источник питания от обмотки, соединенной звездой. T означает, что точка звезды источника надежно соединена с землей, которая обычно находится в непосредственной близости от обмотки.
I обозначают, что точка звезды и обмотка изолированы от земли. Точка звезды обычно подключается к индуктивному сопротивлению или сопротивлению.Емкостный импеданс никогда не используется.

Вторая буква обозначает потребителя. Потребляющее оборудование необходимо заземлить
. Существует два основных метода заземления корпуса электрооборудования. Эти способы обозначаются буквами T и N . Буква N подразделяется на другие буквы, S и C , что дает NS и NC и NCS.

T означает, что потребитель надежно заземлен независимо от метода заземления источника.

N означает, что провод с низким сопротивлением отводится от заземляющего соединения в источнике и направляется непосредственно к потребителю для конкретной цели заземления потребляющего оборудования.

S означает, что нейтральный проводник, проложенный от источника, отделен от проводника защитного заземления, который также проложен от источника. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить пять проводов.

C означает, что нейтральный проводник и провод защитного заземления являются одним и тем же проводником.Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить четыре проводника.

Различные типы заземления показаны на следующих схемах:

(a) Система заземления TNC

(b) TNS Система заземления

(c) Система заземления TNCS

(d) Система заземления TT

(e) Система заземления IT

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме подключения к сети

Интеллектуальная сеть и возобновляемые источники энергии
Vol.2 № 3 (2011), Идентификатор статьи: 6647,10 стр. DOI: 10.4236 / sgre.2011.23024

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме сетевого подключения

Рашад Мохаммедин Камель, Аймен Чауачи, Кен Нагасака

Экологическая энергетика, Департамент электроники и информационной инженерии, Токийский университет сельского хозяйства и технологий, Токио, Япония.

Электронная почта: [email protected], [email protected], [email protected]

Поступила 31 декабря 2010 г .; отредактировано 22 мая 2011 г .; принята 29 мая 2011 г.

Ключевые слова: защита микросетей, системы заземления, ток короткого замыкания, напряжение прикосновения, микроисточники и инверторы, режим подключения к сети

РЕЗЮМЕ

В этой статье представлены, тестируются и сравниваются три системы заземления (TT, TN и IT) для защиты микросетей (MG) от различных типов неисправностей в подключенном режиме.Основным вкладом в эту работу является включение моделей всех микроисточников, подключенных к MG с помощью силовых электронных инверторов. Поочередные инверторы снабжены ограничителями тока, которые также включены в модели инверторов, чтобы точно имитировать реальную ситуацию в MG во время отказов. Результаты показали, что наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения является система заземления TN.Эта система приводит к соответствующему значению тока короткого замыкания, достаточному для активации реле защиты от перегрузки по току. При использовании системы TN напряжения прикосновения к неисправной шине и шинам всех других потребителей меньше безопасного значения, если ограничитель тока включен в трансформатор главной сети, соединяющей MG. Для двух других систем заземления (TT и IT) ток короткого замыкания невелик и почти равен току перегрузки, поэтому реле защиты от перегрузки по току не может различать ток короткого замыкания и ток перегрузки.Все модели микроисточников, систем заземления, инверторов, главной сети и схем управления построены с использованием среды Matlab ® / Simulink ® .

1. Введение

Заземление электросети требует, чтобы ее сетевой объект и электрооборудование потребителя были заземлены, чтобы обеспечить безопасность и снизить вероятность повреждения оборудования.Эффективное заземление предотвращает длительные перенапряжения и сводит к минимуму риск поражения электрическим током. Заземление также обеспечивает заранее определенный путь для токов утечки на землю, которые используются для отключения неисправной установки или цепи с помощью защитных устройств. Микросеть (MG) является уникальным примером распределительной системы и требует тщательной оценки, прежде чем принимать решение о системе заземления.

MG состоит из группы микроисточников, систем накопления энергии (например, маховика) и нагрузок, работающих как единая управляемая система. Уровень напряжения MG составляет 400 Вольт или меньше. Архитектура MG выполнена радиальной с несколькими фидерами. MG часто обеспечивает как электричество, так и тепло в местные районы. MG может работать как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме, как подробно описано в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Микроисточники обычно изготавливаются из множества новых технологий, например микрогазовая турбина, топливный элемент, фотоэлектрическая система и несколько видов ветряных турбин. Система накопления энергии часто представляет собой систему с маховиком. Микроисточники и маховик не подходят для подачи энергии в сеть напрямую [11]. Они должны быть связаны с сетью через каскад инвертора.Таким образом, использование силовых электронных интерфейсов в MG приводит к ряду проблем при проектировании и эксплуатации MG. Одной из основных задач является проектирование защиты MG для соответствия соответствующим национальным кодам распределения и для поддержания безопасности и стабильности MG как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме.

Однако MG на основе инвертора обычно не может обеспечить требуемых уровней тока короткого замыкания.В крайних случаях вклад тока короткого замыкания от микроисточников может быть только вдвое или меньше тока нагрузки [12,13]. Некоторые устройства измерения перегрузки по току даже не будут реагировать на этот уровень перегрузки по току. Кроме того, защита от повышенного / пониженного напряжения и частоты может не обнаруживать неисправности MG из-за управления напряжением и частотой MG. Эта уникальная природа MG требует свежего взгляда на конструкцию и работу защиты.Это задача данной рукописи.

В этой рукописи представлены и применены три системы заземления для защиты MG в режиме соединения. Два основных вклада в эту рукопись: 1) Рассмотрение моделей всех микроисточников (и их инверторов), установленных в MG, и 2) Включенный ограничитель тока с каждым инвертором внутри MG для точного моделирования реальной ситуации.

На MG реализованы и испытаны три системы заземления. Приведено сравнение производительности трех систем. Наиболее подходящая система заземления определяется путем сравнения.

Для проведения предлагаемого исследования эта рукопись организована следующим образом: Раздел 2 описывает три разработанные системы заземления.В разделе 3 представлены характеристики неисправностей в каждой системе заземления, а также преимущества и недостатки каждой системы. Сеть MG включала все микроисточники, инверторы и систему заземления, представленную в разделе 4. В разделе 5 представлены результаты, полученные с применением трех систем заземления, и последовательность событий, происходящих с каждой системой заземления. Выводы представлены в разделе 6.

2. Типы систем заземления

Распределительную систему низкого напряжения (НН) можно определить по ее системе заземления. Они обозначаются пятью буквами T (прямое соединение с землей), N (нейтраль), C (комбинированный), S (отдельный) и I (изолированный от земли). Первая буква обозначает способ заземления нейтрали трансформатора (источника питания), а вторая буква обозначает способ заземления металлоконструкций установки (каркаса).Третья и четвертая буквы обозначают функции нейтрального и защитного проводов соответственно. Возможны три конфигурации [14]:

1) TT: нейтраль трансформатора заземлена и корпус заземлен.

2) TN: нейтраль трансформатора заземлена, корпус подключен к нейтрали.

3) IT: незаземленная нейтраль трансформатора, заземленная рама.

Система TN включает три подсистемы: TN-C, TN-S и TN-C-S, как описано в следующих подразделах.

2.1. Система заземления TT ​​

В этой системе источник питания имеет прямое соединение с землей. Все открытые проводящие части установки также подключены к заземляющему электроду, который электрически не зависит от заземления источника.Структура системы TT показана на рисунке 1 [15].

Рисунок 1. Конфигурация системы заземления TT.

2.2. Система заземления TN

В системе заземления TN источник питания (нейтраль трансформатора) напрямую соединен с землей, а все открытые проводящие части установки соединены с нейтральным проводом.Безопасность персонала гарантируется, а вот безопасность имущества (пожар, повреждение электрооборудования) — в меньшей степени. Три подсистемы в системе заземления TN описаны ниже с их основными характеристиками.

2.2.1. Система заземления TN-C

Как показано на Рисунке 2 (a), система TN-C имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе по всей системе.(PEN — защитная заземленная нейтраль).

2) Источник питания напрямую подключен к земле, а все открытые проводящие части установки подключены к PEN-проводу.

2.2.2. Система заземления TN-S

Архитектура системы TN-S показана на Рисунке 2 (b) и имеет следующие особенности:

1) Система TN-S имеет отдельные нейтральный и защитный проводники по всей системе.

2) Источник питания напрямую заземлен. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к защитному проводу (PE) через главный зажим заземления установки.

2.2.3 Система заземления TN-CS

Конфигурация системы заземления TN-CS показана на Рисунке 2 (c) и имеет следующие особенности:

1) Нейтральная и защитная функции объединены в одном проводе в части система TN-CS.Электропитание — TN-C, а расположение в установке — TN-S.

2) Использование TN-S ниже TN-C.

3) Все открытые токопроводящие части установки подключаются к PEN-проводнику через главную клемму заземления и нейтраль, причем эти клеммы соединяются вместе.

2.3. Система заземления IT

В этой системе источник питания либо подключен к

(a) (b) (c)

Рисунок 2. (a): Конфигурация системы заземления TN-C; (b): конфигурация системы заземления TN-S; (c): система заземления TN-C-S.

Заземление посредством преднамеренно введенного высокого импеданса заземления (заземленная по сопротивлению система IT) или изолировано от земли, как показано на Рисунке 3. Все открытые проводящие части установки подключены к заземляющему электроду.

Каждая открытая проводящая часть должна быть заземлена, чтобы удовлетворять следующим условиям для каждой цепи [16]:

(1)

где:

R b : Сопротивление заземляющего электрода для открытых проводящих частей.

I d : Ток повреждения, учитывающий токи утечки и полное сопротивление заземления электроустановки.

3. Поведение при повреждении и характеристики различных систем заземления

Нарушение изоляции в электрической установке представляет опасность для людей и оборудования.В то же время это может вызвать отключение электроэнергии. Токи и напряжения короткого замыкания различаются от одной системы заземления к другой, как описано в следующих подразделах.

3.1. Поведение при повреждении в системе заземления TN

На рисунке 4 показано поведение при повреждении в системе заземления TN и путь тока повреждения.При наличии повреждения изоляции ток повреждения I d ограничивается только импедансом кабелей контура повреждения. Короткое замыкание pro-

Рисунок 4. Поведение при неисправности в системе заземления TN-S.

Защитные устройства (автоматический выключатель или предохранители) обычно обеспечивают защиту от повреждений изоляции с автоматическим отключением в соответствии с заданным максимальным временем отключения (в зависимости от напряжения между фазой и нейтралью U o ). Типичные времена отключения в системе заземления TN приведены в таблице 1 в соответствии с IEC 60364 (U L — ограниченное безопасное напряжение).

3.1.1. Преимущества системы заземления TN

1) Система заземления TN всегда обеспечивает обратный путь при повреждениях в сети низкого напряжения. Заземлители трансформатора и всех потребителей соединены между собой. Это обеспечивает распределенное заземление и снижает риск того, что у клиента нет безопасного заземления.

2) Уменьшите сопротивление заземления PEN-проводника.

3) Система TN имеет преимущество, заключающееся в том, что в случае нарушения изоляции напряжения повреждения (напряжения прикосновения) обычно меньше, чем в системах заземления TT. Это связано с падением напряжения в фазном проводе и меньшим сопротивлением PEN-проводника по сравнению с заземлением потребителей в системах TT.

4) Отсутствие перенапряжения для изоляции оборудования.

5) Система TN-S обладает лучшими характеристиками электромагнитной совместимости (ЭМС) для 50 Гц и высокочастотных токов, особенно при использовании кабеля низкого напряжения с заземленной оболочкой.

6) Система заземления TN может работать с простой защитой от перегрузки по току.

7) Высокая надежность отключения при отказе более

Таблица 1. Время торможения в системе TN (взято из таблиц 41 и 48A IEC 60364).

текущие устройства (т.е. ток короткого замыкания достаточно велик, чтобы активировать устройства защиты от перегрузки по току).

3.1.2. Недостатки системы заземления TN

1) Неисправности в электрической сети с более высоким уровнем напряжения могут переместиться в заземление сети низкого напряжения, вызывая напряжения прикосновения у потребителей низкого напряжения.

2) Неисправность в сети низкого напряжения может вызвать напряжение прикосновения у других потребителей низкого напряжения.

3) Повышение потенциала открытых токопроводящих частей с нейтральным проводником в случае обрыва нейтрального сетевого проводника, а также для замыканий фазы низковольтной сети на нейтраль и фазы на землю, а также при замыканиях среднего и низкого напряжения.

4) Коммунальное предприятие несет ответственность не только за надлежащее заземление, но и за безопасность потребителей во время нарушений в электросети.

5) Установка защиты в случае модификации сети (увеличение полного сопротивления контура короткого замыкания).

6) Система TN-C менее эффективна в отношении проблем электромагнитной совместимости (ЭМС).

3.2. Поведение при отказе в системе заземления TT ​​

Рисунок 5 поясняет, что в системе заземления TT ​​возникает неисправность. Когда происходит нарушение изоляции, ток повреждения I d в основном ограничивается сопротивлениями заземления (R a и R b ).По крайней мере, одно устройство защитного отключения (УЗО) должно быть установлено на стороне питания установки. Для увеличения доступности электроэнергии использование нескольких УЗО обеспечивает селективность по времени и току при отключении [16].

3.2.1. Преимущества системы заземления TT ​​

1) Наиболее распространенная система заземления.

2) Неисправности в сети низкого и среднего напряжения не переносятся на других потребителей в сети низкого напряжения.

3) Хорошее состояние безопасности, так как повышение потенциала заземленной токопроводящей части должно быть ограничено на уровне 50 В для неисправности внутри установки и 0 В для неисправности в сети.

4) Простое заземление установки и простое выполнение.

5) Нет влияния расширения сети.

3.2.2. Недостатки системы заземления TT ​​

1) Каждому заказчику необходимо установить и поддерживать свою собственную

Рисунок 5. Поведение при неисправности в системе заземления TT.

заземляющий электрод. Безопасность и защита зависят от заказчика, поэтому полная надежность не гарантируется.

2) Высокое перенапряжение может возникнуть между всеми токоведущими частями и между токоведущими частями и проводом защитного заземления.

3) Возможное перенапряжение для изоляции оборудования установки.

3.3. Поведение при повреждениях в системе заземления IT

3.3.1. Первое повреждение в системе заземления IT

На рисунке 6 показано возникновение первого повреждения в системе заземления IT. Напряжение короткого замыкания низкое и не опасно. Следовательно, нет необходимости отключать установку в случае единичной неисправности.Однако важно знать, что есть неисправность, и ее необходимо отслеживать и устранять в кратчайшие сроки, прежде чем произойдет вторая неисправность. Для удовлетворения этой потребности информация о неисправностях предоставляется устройством контроля изоляции (IMD), контролирующим все токоведущие проводники, включая нейтраль [16]. Когда нейтраль не распределена (трехфазное трехпроводное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(2)

где:

Z S = полное сопротивление контура замыкания на землю, включающего фазный провод. и защитный провод.

I f = ток повреждения.

U o = напряжение между фазой и нейтралью.

Когда нейтраль распределена (трехфазное четырехпроводное распределение и однофазное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(6.3)

где:

= полное сопротивление контура замыкания на землю, состоящее из нейтрального и защитного проводников.

Рис. 6. Ток первого повреждения изоляции в системе заземления IT.

3.3.2. Вторая неисправность в системе заземления IT

На рисунке 7 показано возникновение второй неисправности в системе заземления IT. Максимальные времена отключения для системы заземления IT приведены в таблице 2 (как в таблицах 41B и 48A IEC 60364) [16].

Система заземления IT, используемая, когда важны безопасность людей и имущества, а также непрерывность обслуживания.

Рисунок 7. Ток второго повреждения изоляции в системе IT (распределенная нейтраль).

Таблица 2. Максимальное время отключения в системе заземления IT (вторая неисправность).

4. Архитектура исследуемой микросети

На рисунке 8 показана однолинейная диаграмма исследуемого MG. Исследуемый MG подключен к основной сети через трехфазный трансформатор ∆ / 400 кВА, 20 / 0,4 кВ. MG состоит из 7 автобусов. Маховик (накопитель) мощностью 30 кВт / 0,5 кВтч подключен к шине 1.Система ветроэнергетики (10 кВт) подключена к шине 2. Две фотоэлектрические панели мощностью 10 кВт и 3 кВт подключены к шинам 4 и 5 соответственно. Одновальная микротурбина (SSMT) мощностью 25 кВт подключена к шине 6. Автобус 7 снабжен твердооксидным топливным элементом (SOFC) мощностью 20 кВт. Все компоненты MG (микроисточники, инверторы с разными схемами управления, нагрузки и т. Д.)) подробно смоделированы в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Разработанная модель является общей и может использоваться для исследования поведения MG при всех типах неисправностей. Короткое замыкание, представленное в этом исследовании, представляет собой однофазное замыкание на землю, которое является наиболее частым повреждением в помещениях потребителей. В имитационной модели учтены микроисточники. Предполагается, что все силовые электронные инверторы, которые используются для взаимодействия с микроисточниками, снабжены ограничителями тока для ограничения тока повреждения примерно до 150% от тока полной нагрузки инвертора.Этот ограничитель тока включен в каждую схему инвертора, чтобы защитить полупроводниковые переключатели инвертора от повреждений и точно представить реальную ситуацию. На рисунке 8 проиллюстрирован исследуемый MG. Параметры линии приведены в таблице 3 [17-21].

Полная модель Matlab ® / Simulink ® , созданная для тестирования трех систем заземления, показана в конце этой статьи (рисунок 17).

5. Характеристики трех систем заземления в защите MG в режиме соединения

В этом случае MG работает в режиме соединения. Основная сетка представляет собой свободную (опорную) шину для MG. Исследуемое возмущение представляет собой короткое замыкание (однофазное замыкание на землю), возникающее в питающей сети потребителя на шине №2. Ток повреждения, напряжения прикосновения на всех потребителях, напряжение исправных фаз и напряжение нейтрали главного трансформатора показаны ниже. цифры (рисунки 9-16), когда в MG используются три системы заземления (TN-S, TT и IT).

Из результатов, показанных на предыдущих рисунках, можно сделать следующие выводы:

1) На рисунке 9 показан ток короткого замыкания в режиме подключения к сети. При использовании системы заземления TN-S ток короткого замыкания очень высок (максимальное значение почти 1900 А). Это связано с тем, что основная сеть участвует в большей части тока короткого замыкания.В нашем случае с основной сеткой нет ограничителя тока. В реальных ситуациях ограничитель тока обычно вставляют последовательно с основной.

Рисунок 8. Однолинейная схема исследуемого MG.

Рисунок 9.Ток короткого замыкания с тремя системами заземления в режиме подключения к сети. Сеть

во время периода отказа, чтобы ограничить ток короткого замыкания до определенного уровня, который может быть легко сброшен с помощью устройств защиты от перегрузки по току небольшого номинала. С другой стороны, в системах заземления TT ​​и IT ток короткого замыкания немного увеличивается, чем значение в установившемся режиме.

2) На рисунке 10 показано напряжение прикосновения в месте повреждения. При использовании системы заземления TN-S значение напряжения прикосновения мало по сравнению с двумя другими системами заземления, однако оно больше, чем значение, ограниченное безопасностью (U L = 50 Вольт). Это связано с большим значением тока повреждения. В реальной ситуации это напряжение прикосновения (с системой заземления TN-S) меньше, чем значение, показанное на Рисунке 10, из-за уменьшения тока короткого замыкания путем включения ограничителя тока последовательно с основной сетью.С другой стороны,

Рисунок 10. Напряжение прикосновения на потребителе шины №2 (неисправная шина).

с использованием системы заземления TT, напряжение прикосновения в месте повреждения очень высокое. Чтобы уменьшить это значение с помощью системы заземления TT, потребители должны использовать заземляющий электрод с низким сопротивлением.Для системы заземления IT напряжение прикосновения в месте повреждения равно нулю. На всех оставшихся шинах MG напряжение прикосновения с системой заземления TN-S меньше предельного значения безопасности, как показано на Рисунках 11–14. Напряжения прикосновения на всех шинах MG, кроме неисправной шины, при использовании систем заземления TT ​​и IT почти равны до нуля.

3) На рисунке 15 показаны напряжения исправных фаз (неповрежденных фаз) в месте повреждения.Как показано, наиболее опасной системой является система IT, в которой напряжение между исправными фазами и нейтралью подскакивает до значения, равного фазному напряжению (т. Е. Умноженному на), и устранение последствий неисправности должно быть быстро устранено для защиты оборудования, подключенного к двум исправным фазам при все автобусы MG. В системах заземления TT ​​и TN-S напряжения на исправных фазах имеют небольшое падение.

Рисунок 11.Напряжение прикосновения на потребителе шины №4.

Рисунок 12. Напряжение прикосновения на потребителе шины №5.

Рисунок 13. Напряжение прикосновения на потребителе шины №6.

Рисунок 14. Напряжение прикосновения на потребителе шины №7.

Рисунок 15. Напряжение исправных фаз (на шине №2).

4) На рисунке 16 показано напряжение нейтральной точки основной сети.Как показано, при использовании системы заземления IT это значение перескакивает на значение фазного напряжения (в идеале равное нулю) и вызывает скачок напряжения всех исправных фаз до линейного значения на всех шинах MG. В двух других системах заземления (TN-S и TT) напряжение нейтральной точки имеет небольшое значение из-за несимметричных нагрузок в MG.

5) В заключение, система TN-S является наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения к сети, однако ограничитель тока следует использовать последовательно с основной сетью для ограничения тока повреждения, снижения напряжения прикосновения на поврежденной шине и снизить номинальные характеристики устройств максимальной токовой защиты, используемых для устранения неисправностей в MG в режиме подключения к сети.

6. Выводы

В этой статье используются три системы заземления для защиты MG от различных повреждений в режиме подключения к сети. Из результатов видно, что

Рис. 16. Напряжение в нейтральной точке главного трансформатора.

Рисунок 17. Matlab © / Simulink © Разработанная модель MG с системой стирания.

Наиболее подходящей системой является система заземления TN. Это связано с тем, что тока короткого замыкания с системой заземления TN достаточно для срабатывания реле защиты.С другой стороны, для двух других систем заземления (TT и IT) реле защиты не может различать ток короткого замыкания и ток перегрузки. Кроме того, напряжения прикосновения к неисправной шине меньше, чем напряжение прикосновения при использовании системы заземления TT. В то время как с системой заземления TT ​​напряжение прикосновения на неисправной шине очень высокое и превышает предельное значение безопасности. Чтобы решить эту проблему, все потребители должны использовать заземляющие электроды с низким сопротивлением, чтобы снизить напряжение прикосновения до предельного значения безопасности.При использовании системы заземления IT, напряжения исправных фаз почти удвоятся (220 В стало 380 В) и вызовут напряжение для всего оборудования, которое питается от исправных фаз. В режиме подключения к сети следует использовать ограничитель тока, чтобы уменьшить ток повреждения, который участвует в основной сети, и, следовательно, уменьшить напряжение прикосновения на неисправной шине.

В заключение можно сказать, что система заземления TN является самой лучшей системой для защиты MG с точки зрения тока короткого замыкания и напряжений прикосновения.Судя по результатам этой статьи, система заземления TN является наиболее рекомендуемой системой для защиты MG в режиме подключения к сети. Кроме того, следует использовать ограничитель тока основной сети для снижения напряжения прикосновения на всех потребителях MG.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Р.М. Камель и Б. Керманшахи, «Разработка и реализация моделей для анализа динамических характеристик распределенных генераторов в микросети. Часть I: микротурбина и твердооксидный топливный элемент», Scientia Iranica, Transactions D, Computer Наука и техника и электротехника, Vol.17, No. 1, июнь 2010 г., стр. 47-58.
  2. Р. М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Повышение динамического отклика MicroGrid с использованием нового пропорционального интегрального контроллера шага ветровой турбины и нейро-нечеткого фотоэлектрического контроллера слежения за точкой максимальной мощности», Электрические компоненты и системы, Vol. 38, No. 2, Januaruy 2010, pp. 212-239.
  3. р.М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Сглаживание энергии ветра с использованием контроллера шага с нечеткой логикой и системы конденсаторов энергии для улучшения характеристик микросетей в автономном режиме», Energy, Vol. 35, № 4, март 2010 г., стр. 2119-2129. doi: org / 10.1016 / j.energy.2010.01.030
  4. RM Kamel, A. Chaouachi и K. Nagasaka, «Повышение динамического отклика в переходных процессах микросети во время snd после огромных и множественных нарушений путем подключения к ближайшим микросетям», Международный журнал устойчивой энергетики, Vol.30, № 4, август 2010 г., стр. 223–245. doi: org / 10.1080 / 1478646X.2010.509499
  5. Р.М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Влияние сбоя микроисточников на динамические характеристики микросети во время и после процесса изолирования», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 6, No. 9, май 2010 г., стр. 2-10.
  6. Камель Р.М., Камель А.Чауачи и К. Нагасака, «Улучшение переходного динамического отклика микросети, последующее отключение и отказ микроисточников за счет двух соединенных соседних микросетей», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 5, № 8, ноябрь 2009 г., стр. 46-55.
  7. Р. М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Новый контроллер шага PI и конденсаторная система для уменьшения колебаний энергии ветра и поддержания устойчивости микросетей после последующих островков», Международный журнал энергетических и энергетических систем, том.30, No. 2, апрель 2010 г., стр. 131-138.
  8. Р. М. Камель и Б. Керманшахи, «Оптимальный размер и расположение распределенных генераторов для минимизации потерь мощности в первичной распределительной сети», Scientia Iranica, Transactions D, Компьютерные науки и инженерия и Электротехника, Vol. 16, № 6, декабрь 2009 г., стр. 137–144.
  9. р.М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Снижение выбросов углерода и снижение потерь мощности помимо улучшения профилей напряжения с использованием микросетей», «Низкоуглеродная экономика», Vol. 1, No. 1, октябрь 2010 г., стр. 1-7. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11001
  10. Р. М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Влияние рейтинга ветроэнергетической системы на переходные динамические характеристики микросети в автономном режиме», Низкоуглеродная экономика, Том.1, № 1, октябрь 2010 г., стр. 28–37. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11005
  11. С. Барсали и др., «Методы управления рассредоточенными генераторами для улучшения непрерывности электроснабжения», Зимнее собрание энергетического общества, Нью-Йорк, 27–31 января 2002 г., том . 2. С. 27-37.
  12. С. Р. Уолл, «Производительность распределенной генерации с инверторным интерфейсом», Конференция и выставка по передаче и распределению IEEE / PES 2001 г., Атланта, 28 октября — 2 ноября 2001 г., Vol.2. С. 945-950.
  13. Н. Джаяварна и др., «Задача TE2 — Вклад тока повреждения в преобразователи», Проект отчета микросетей для задачи TE2, Европейская комиссия, 2004 г.
  14. К. Преве, «Защита электрических сетей», ISTE Ltd, Лондон, 2006.
  15. Б. Лакруа и Р. Кальвас, «Системы заземления в низковольтном оборудовании», Методика Кайера Schneider Electric, №.172, март 2002 г.
  16. Н. Джаяварна, М. Лоренцу и С. Папатанассиу, «Обзор заземления в микросети», Проект «Крупномасштабная интеграция микрогенерации в низковольтные сети» MICROGRIDS, РАБОЧИЙ ПАКЕТ E, № 1 , 23 апреля 2004 г.
  17. С. Папатанассиу, Н. Хатциаргириу и К. Струнц, «Эталонная сеть микросетей низкого напряжения», Материалы симпозиума СИГРЭ: Энергетические системы с рассредоточенной генерацией, Афины, 13–16 апреля 2005 г.
  18. W. Xueguang, N. Jayawarna, Y. Zhang, N. Jenkins, JP Lopes, C. Moreira, A. Madureira и J. Pereira da Silva, «Рекомендации по защите микросетей», конечный результат DE2 для микросетей ЕС проект, июнь 2005 г.
  19. WGE4 — Рабочая группа по безопасности подстанций, «Руководство IEEE по безопасности при заземлении подстанций переменного тока», Стандарт IEEE 80-2000 (пересмотр стандарта IEEE 80-1986), 2000.
  20. «Анализ подстанций в городских районах», Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Монреаль, версия 8, январь 2000 г.
  21. К. Марней, Ф.Дж. Робджо и А.С. Сиддики, «Форма MicroGrid», Зимнее собрание IEEE PES, нов. Йорк, январь 2001 г.

Типы систем заземления — Что означает заземление TT, IT и TN?

Стандарты, используемые для определений систем заземления

За последнее столетие стандарты электробезопасности превратились в высокоразвитые системы, охватывающие все основные аспекты безопасной установки, включая системы заземления.В электроустановках низкого напряжения (LV) стандарт IEC 60364 используется для мер, которые должны быть реализованы, чтобы гарантировать защиту персонала и имущества.

Стандарт IEC 60364 определил три типа систем заземления, а именно системы TT, IT и TN. Поскольку IEC публикует международные стандарты для всех электрических, электронных и связанных с ними технологий и является ведущей международной организацией в своей области, IEC 60364 является документом высшего уровня, который информирует о стандартах для электроустановок низкого напряжения во всем мире.Таким образом, три типа систем заземления, определенные в IEC 60364, также признаны во многих национальных стандартах. BS 7671: 2008, также известный как 17-е издание IEE Wiring Rules, — это британский стандарт, опубликованный в январе 2008 года, используемый в Великобритании и других странах. Аналогичным образом, Индийский стандарт IS 732: 1989 (R2015) используется в Индии для электрических установок.

Следите за нашими новостями в LinkedIn

Типы систем заземления

Как упоминалось выше, в стандарте IEC 60364 используются три основных типа систем заземления:

  • TT
  • IT
  • TN — TN-C, TN-S, TN-C-S

Система TN подразделяется на TN-C, TN-S и TN-C-S, и поэтому мы будем ссылаться на 5 типов систем заземления, распространенных во всем мире.

Номенклатура

Первая буква каждой системы относится к источнику питания от обмотки, соединенной звездой.

Вторая буква относится к потребляющему оборудованию, которое необходимо заземлить.

Из «Справочника по электротехнике: для специалистов нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности» Алан Л. Шелдрейк.

Первая буква «T» означает, что начальная точка источника надежно заземлена, что обычно находится в непосредственной близости от обмотки.
Я обозначаю, что начальная точка и обмотка изолированы от земли. Начальная точка обычно связана с индуктивным сопротивлением или сопротивлением. Емкостный импеданс никогда не используется ».

Вторая буква «T» означает, что потребитель надежно заземлен независимо от метода заземления источника.
N означает, что провод с низким сопротивлением отводится от заземляющего соединения в источнике и направляется непосредственно к потребителю для конкретной цели заземления потребляющего оборудования.
S означает, что нейтральный проводник, проложенный от источника, отделен от проводника защитного заземления, который также проложен от источника. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить пять проводов. Код
C означает, что нейтральный проводник и провод защитного заземления являются одним и тем же проводом. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить четыре проводника ».

Проще говоря:

T = прямое соединение с Землей, T означает Terra, что означает земля

I = изолированный

N = нейтраль

S = отдельный

C = объединить

Наиболее распространены системы TT и TN.Некоторые страны, например Норвегия, используют ИТ-систему. В таблице ниже приведены примеры систем заземления, используемых для общественного распределения (потребители низкого напряжения) в нескольких странах.

Система заземления TT ​​

В этом типе системы заземления подключение к источнику питания напрямую связано с заземлением и концом нагрузки, либо монтажные металлоконструкции также напрямую подключаются к земле. Следовательно, в случае воздушной линии обратным путем для линии будет масса земли.Нейтральный и заземляющий проводники должны быть разделены во время установки, поскольку распределитель мощности обеспечивает только нейтраль питания или защитный провод для подключения к потребителю.

Система заземления IT

Распределительная система не имеет заземления или имеет только высокоомное соединение. Основная особенность системы заземления IT заключается в том, что в случае короткого замыкания между фазами и землей система может продолжать работать без перебоев.Такая ошибка называется «первой ошибкой». Таким образом, обычная защита от заземления для данной системы не эффективна и этот тип не предназначен для электроснабжения потребителей. Система заземления IT используется для систем распределения электроэнергии, таких как подстанции или генераторы.

Система заземления TN-S

В этой системе заземляющий и нейтральный проводники разделены по всей распределительной системе. Защитный проводник — это металлическое покрытие кабеля, питающего установку.Все открытые токопроводящие части установки подключаются к этому защитному проводу или через главный зажим заземления установки.

Система заземления TN-C

Нейтраль и защитное заземление объединены в один провод во всей системе. Все открытые и токопроводящие части установки подключены к PEN-проводу. В соответствии с параграфом 8 (4) Правил электробезопасности, качества и непрерывности электроснабжения 2002 года, «Потребитель не должен совмещать нейтральную и защитную функции в одном проводе в установке своего потребителя».

Система заземления TN-C-S

Нейтраль и защитное заземление объединены в один провод в части системы. Этот тип заземления также известен как многократное защитное заземление. PEN-проводник системы питания заземляется в двух или более точках, и может потребоваться заземляющий электрод на установке потребителя или рядом с ним. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к PEN-проводнику через главный зажим заземления и нейтральный зажим, и эти зажимы соединяются вместе.

Здесь вы можете ознакомиться с нашим широким ассортиментом оборудования для заземления, заземления и заземления. Вы можете связаться с нами по номеру , если вам нужно ценовое предложение или у вас есть дополнительные вопросы относительно продуктов, необходимых для заземления, заземления или соединения.

Эта статья является частью нашей серии статей по молниезащите, защите от перенапряжения и заземлению, вы можете прочитать больше по следующим ссылкам:

Введение в основы молниезащиты и заземления, а также стандарты (IEC 62305 и UL 467)

Проектирование систем молниезащиты и продукция

Устройства защиты от перенапряжения (SPD)

Зоны молниезащиты и их применение для выбора SPD

Как работает грозозащитный разрядник?

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по адресу www.