Tn s заземление: TN-С, TN-C-S, TN-S, ТТ, IT

Почему система tn-s считается самой безопасной

Заземление – это важный технологический процесс, который защищает человека от случайного поражения электрическим разрядом во время работы бытовой техники или электрических приборов.

Для замены проводки, ее ремонта или модернизации предварительно нужно ознакомиться с системой заземления, которая применена в конкретном строительном сооружении.

От этого по окончании работ будет зависеть безопасность домочадцев, а также эксплуатация оборудования.

Классификация систем заземления

Заземление в частном доме

Существует несколько видов систем заземления, которые были разработаны Международной электротехнической комиссией и приняты Госстандартом РФ. Все они перечислены и подробно описаны в “Правилах устройства электроустановок” (ПУЭ).

• Система TN и три подвида;
• Система ТТ;
• Система IТ.

Их основное отличие заключается в используемом источнике электроэнергии, а также способы заземления электрических приборов. Классификации систем заземления обозначаются буквами по определенному принципу.

По первой букве удается определить, каким образом заземлен источник питания:

• Т – непосредственное соединение нулевого рабочего проводника источника электроэнергии (нейтрали) с землей.
• I – с землей в данном случае соединена нейтраль источника электроэнергии исключительно через сопротивление.

Вторая буква в аббревиатуре указывает на заземление в проводящих отрытых частях здания:

• Т – свидетельствует о раздельном (местном) заземлении источника питания и электрических приборов.
• N – источник электроэнергии заземлен, но потребители заземлены только через PEN-проводник.

Буква N определяет функциональный способ, суть реализации которого заключается в устройстве нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

• С – функции обоих проводников действуют благодаря общему проводнику под названием – PEN.
• S – свидетельствует о том, что рабочий нулевой проводник (N) и защитный (PE) раздельные.

Системы заземления также делятся на рабочие и защитные. Первое предназначено для безопасной и производительной работы всех электрических приборов, суть последнего – обеспечить полную безопасность в процессе эксплуатации этих приборов.

Значения напряжения и тока могут достигать критических отметок лишь по двум причинам – неправильное использование оборудования и удар молнии.

Естественные и искусственные виды заземления

Естественное заземление – конструкции непосредственно соприкасающиеся с землей

В качестве естественной защиты используются:

• Свинцовые оболочки кабелей, проложенные в траншеях под землей; рельсовые пути неэлектрифицированных подъездных путей, железных дорог и т.д.
• Железобетонные и металлические конструкции любых строительных сооружений, которые непосредственно соприкасаются с землей.
• Проведенные под землей водопроводные и канализационные магистрали. Нельзя использовать металлические трубы, по которым проходят взрывоопасные и горючие вещества.

Как правило, для искусственных заземлителей используют горизонтальные и вертикальные электроды. Роль вертикальных может играть прутик или стальная труба, длиной не менее 3 метров. Суть реализации состоит в том, чтобы верхние концы погрузить в землю и соединить полоской из стали, используя сварочный аппарат. Такая технология образует контур заземления.

Для безопасного использования электрических приборов должны быть использованы естественные заземлители. Их применение позволяет сэкономить семейный бюджет и время, поскольку нет необходимости сооружать искусственные заземлители. Если естественный вид удовлетворяет все требования ПУЭ по сопротивлению растекания, искусственное можно не сооружать.

Сравнение искусственного и естественного контура

Трубопроводы, находящиеся в земле, выполняют роль естественного заземлителя

Естественный контур – это две и более металлические конструкции, которые контактируют с почвой для безопасного использования бытовой техники. Естественное заземление также делится на следующие разновидности:

• Трубопроводы, предназначенные для различных целей, находящиеся в земле.
• Арматура строительных сооружений, которая погружается в слои грунта.

Данные типы защитного контура обязательно должны быть связаны с объектом минимум двумя элементами. Как правило, их устанавливают в разных частях конструкции.

В качестве естественной защиты запрещается использовать:

• отопительные системы и канализационные магистрали;
• трубы, поверхность которых покрыта антикоррозийным составом;
  Искусственный заземлитель
• металлоконструкции, предназначенные для транспортировки горючих и токсичных веществ.

Искусственный контур – это специальные конструкции, изготовленные из металла. Для работы их погружают в слои грунта. Наиболее распространенные примеры искусственных защитных контуров:

• Металлические полотна, заложенные в землю. Им могут быть свойственны разные формы и размеры.
• Стержни, уголки, трубы и стальные балки, помещенные в землю.

Каждый элемент искусственного контура в обязательном порядке должен иметь коррозиестойкие электрические проводники, изготовленные из цинка или меди.

Типы искусственного заземления

Основной регламентирующий документ в России, который позволяет использовать разные системы заземления – ПУЭ пункт 1,7. Он был разработан с учетом способов устройства заземляющих систем, их классификации и принципов. Документ утвержден специальным протоколом Международной электротехнической комиссии.

Сокращенные названия существующих систем являются сочетаниями первых букв французских слов.

• Т – заземление.
• N – подсоединение к нейтрали.
• I – изолирование.
• С – соединение рабочего и защитного нулевых проводников в один провод.
• S – раздельное использование защитного и рабочего нулевых проводников.

Чтобы понять, в чем заключаются отличия и способы реализации, нужно ознакомиться с каждой разновидностью более детально.

Устройство заземления TN

Самый распространенный вид заземляющих систем. Суть его заключается в соединении нулей с землей вдоль всей длины. Этот тип имеет еще одно альтернативное название – снабжение глухозаземленной нейтрали.

Для реализации способа требуется технологично вбить в вертикальном положении группу штырей в землю, чтобы глубина залегания была не менее 2,5 метров. Все штыри должны быть соединены друг с другом при помощи кабеля и полоски в единый контур жилого дома.

Система TN-C

Достаточно устаревшая система, которая все еще используется в старых жилых фондах. Суть защиты заключается в том, что ноль N играет также роль защитного провода РЕ, две функции совмещены в одном проводнике. Преимущество этого способа заключается в простоте реализации и бюджетном изготовлении, предназначен для электрических приборов мощностью не более 1000 В.

На сегодняшний день этот тип несет потенциальную опасность, поскольку не имеет ни единого отдельного проводника. Если при аварийной или нештатной ситуации обрывается нулевой провод, весь электрический потенциал концентрируется на приборах, а это уже несет опасность для здоровья и жизни человека, есть вероятность образования пожара.

Система TN-S

В проектируемых новых зданиях используется новая заземляющая система. Суть ее реализации заключается в присутствии отдельного провода фазы, нейтрали и защитного проводника. Проводники РЕ и N – отдельные составляющие системы электроснабжения.

Из принятых и утвержденных способов заземления электрической сети система TN-S считается самой безопасной и надежной. Из недостатков следует выделить дороговизну.

Система заземления TN-C-S

Система заземления TN-C-S

Данная заземляющая система вобрала в себя лучшие качества своих предшественников и частично исключила их недостатки. Способ относительно прост в реализации, еще одно достоинство вида – можно реализовать во время реконструкции и модернизации устаревших зданий. Смысл состоит с организации системы TN-C, здесь разделяют нейтральный провод на два проводника N и PE, далее начинает реализовываться способ TN-S.

Однако по-прежнему не решена проблема защитного контура системы ТN-С. Если шина обрывается, весь электрический потенциал концентрируется на бытовых приборах. Бороться с этим недостатком можно с помощью вспомогательных конструкций, например, реле напряжения, которое способно автоматически проводить аварийное отключение приборов от сети.

Функциональное заземление типа ТТ

Функциональное заземление используется в тех условиях, когда организовать заземляющий контур типа ТN попросту невозможно. Суть реализации заключается в двух разделенных заземляющих устройствах. Чаще всего применяют при прокладке воздушных линий электропередач. Также его используют при аварийном состоянии нулевых проводников.

Особенность защиты человека от поражения током заключается в обязательной установке и использовании прибора защитного отключения с дифференциальным током не более 30 мА.

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.

Системы заземления

На сегодняшний день в России, согласно пунктам 1.7.3-1.7.7 главы 7 ПУЭ (Правила устройства электроустановок) приняты три системы  заземления: TN, TT и IT. Система TN в свою очередь подразделяется на три разновидности: TN-C, TN-C-S и TN-S.

Для начала расшифрую эти обозначения.

Первая буква в обозначении системы обозначает характер заземления источника питания:

• T (лат. Terra) — соединение нейтрали источника питания с землей.
• I (англ. isolation) — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

• T — связь открытых проводящих частей электроустановки с землей независимо от характера соединения с ней источника питания.
• N (Neutral) — связь открытых проводящих частей электроустановки с точкой заземления источника питания.

Буква, следующая через дефис после N определяет способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

• C (англ. Combined) — функции защитного PE и рабочего N проводников совмещены в одном PEN проводнике;
• S (англ. Separated) — функции защитного PE и рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками.

А теперь рассмотрим подробнее каждую из систем.

TN-C

Это самая старая и пожалуй самая распространенная система в нашей стране благодаря своей дешевизне и простоте монтажа. Хотя на данный момент при реконструкции и введении в эксплуатацию вновь возводимых объектов эта система запрещена к применению, в старом жилом фонде TN-C все еще встречается повсеместно.

Технически система заземления TN-C выполнена следующим образом: на ТП (Трансформаторной подстанции) выполняется контур заземления или другими словами заземляющее устройство.

От него к потребителю приходит один провод, который совмещает в себе функции и нулевого рабочего и нулевого защитного проводника.

В данной системе используется так называемое зануление — все нетоковедущие части соединены перемычками с нулевым проводом.

Главный недостаток TN-C — при обрыве или отгорании ноля возникает опасность поражения электрическим током, так как потенциал может оказаться на корпусе электроприбора. Как вариант можно использовать УЗО, но оно не сможет в полной мере выполнять свои функции.

В системе TN-C запрещено выполнять

систему уравнивания потенциалов

TN-S

Данная система является на данный момент самой совершенной и безопасной. Единственный недостаток присущий этой системе — при монтаже она выходит дороже и TN-C и TN-C-S. Зато и плюс этой системы очевиден — высокий уровень электробезопасности.

Суть системы TN-S сводится к тому, что защитный и рабочий проводники разделяются прямо в ТП и идут отдельными проводами. То есть к дому в случае трехфазного питания подходят уже пять проводов, а в случае однофазного — три провода. При этом на вводе в здание делается повторное заземление.

TN-S рекомендована к применению на всех ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях. Но повсеместному распространению TN-S мешает, как я уже сказал выше, высокий уровень затрат при монтаже.

TN-C-S

Система TN-C-S является неким гибридом двух предыдущих систем. Ее применение обусловлено в первую очередь дороговизной TN-S и очевидными недостатками TN-C.

В данной системе как и при TN-C от ТП до ввода в здание идет один совмещенный PEN проводник. В ВРУ он разделяется на два проводника — нулевой рабочий и нулевой защитный и дальше они уже отходят к потребителям отдельными провода. На вводе здания также выполняется повторное заземление.

Данная система нашла широкое применение благодаря относительной легкости внедрения при реконструкции и высокому уровню электробезопасности.

TT

Система ТТ нашла свое применение в основном в сельской местности и при строительстве временных сооружений. Применяется в случае, если условия электробезопасности в системе TN не могут быть полностью обеспечены.

В системе TT все открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземляющему устройству, электрически независимому от глухозаземленной нейтрали источника питания. Другими словами нулевой проводник от ТП никак не связан с заземляющим проводником на всем протяжении линии. Само заземление делается на стороне потребителя, к нему подключаются все PE проводники.

Таким образом все токопроводящие части приборов, соединенные с PE проводником, оказываются полностью изолированы от элекрической сети.

Следует помнить, что система TT требует обязательного

применения УЗО

IT

И наконец система IT — она используется только в электроустановках зданий специального назначения, к которым предъявляются повышенные требования безопасности и надежности, например в медицинских учреждениях. В жилых зданиях не применяется.

IT представляет из себя систему, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли, или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление. При этом все открытые проводящие части электроустановки заземлены. Ток утечки на корпус в такой системе будет низким и не повлияет на работу оборудования.

Для тех, кто хочет более подробно ознакомиться с системами заземления предлагаю скачать брошюру из технической коллекции Schneider Electric «Системы заземления в электроустановках низкого напряжения».

Системы заземления

При проведении в квартире капитального ремонта или строительстве загородного дома касательно вопроса электричества, как правило, большое внимание уделяют расположению выключателей, розеток и организации освещения, но практически никогда не задумываются о необходимости квалифицированного проектирования и монтажа системы заземления. А ведь основное предназначение заземления – это защита человека от поражения электротоком, опасность которого возникает при нарушении изоляции или пробое фазного проводника на корпус электрооборудования.

Заземление для большинства неискушенных в электротехнике людей ассоциируется с закопанным в землю штырем, соединенным проводом с установленным на крыше молниеотводом или с имеющей металлические «хвостики» так называемой евророзеткой.

Некоторые считающие себя продвинутыми в этом вопросе обыватели организовывают домашнее заземление, путем присоединения к водопроводным трубам, которые, по их мнению, всегда уходят в землю, забывая при этом, что соседи снизу могут установить непроводящие пластиковые трубы.

В случае если электроприбор будет иметь утечку или пробой на корпус, за счет выноса потенциала подобное заземление таит угрозу поражения электротоком во всех помещениях, через которые проходит труба водопровода. Например, пробой на корпус возник в установленной в ванной и заземленной таким образом стиральной машине. В результате на водопроводном кране в соседней квартире по отношению к входящей в землю канализационной трубе появится разность потенциалов. Теперь если принимающий ванную дотронется до крана, то учитывая низкое сопротивление мокрой кожи, ток через его тело может достигнуть опасной для жизни величины. Хотя подобные некомпетентные советы по самостоятельной, а при несчастном случае и уголовно наказуемой, организации заземления в квартире можно встретить даже на сайтах компаний, имеющих лицензию на проведение электромонтажных работ. Поэтому следует помнить, что неправильно смонтированное заземление в некоторых случаях представляет большую опасность, чем его отсутствие.

Термин «заземление» употребляется для обозначения операции по преднамеренному присоединению к заземляющему устройству какой-либо точки электросети, электроприбора или оборудования.

Заземляющее устройство включает заземлитель (конструкцию из проводящего электроток материала, которая находится в электрическом контакте с землей) и заземляющий проводник (проводящий электрический ток материал, соединяющий заземляемое оборудование с заземлителем).

Конструкция заземлителя может быть как довольно простой в виде забитого в землю металлического стержня, так и сложной конфигурацией элементов определенной формы.

Квалифицировано спроектированное и качественно смонтированное заземляющее устройство имеет определенное требованием ПУЭ электрическое сопротивление, величина которого изменяется незначительно при изменении влажности или промерзании грунта.

Используемый для устройства системы заземления материал должен обладать высокими антикоррозийными свойствами. По своему функциональному назначению системы заземления подразделяются на два типа – защитное заземление и рабочее заземление. Первое предназначено для обеспечения безопасной эксплуатации электроустановок и приборов, второе – для обеспечения работы электроустановок.

В системах электроснабжения современных жилых и общественных зданий могут использоваться системы заземления четырех типов: TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ. За этими аббревиатурами скрыта исчерпывающая информация о характере заземления источника питания, открытых проводящих частей электроустановки и устройстве нулевых рабочего и защитного проводников.

В крупных населенных пунктах источником электроснабжения зданий служат городские трансформаторные подстанции (ТП), в которых используется система заземления TN.

То есть осуществляется непосредственное присоединение нейтрали (общей точки обмоток трансформаторов) источника питания к установленной тут же системе заземления, то есть нейтраль источника глухозаземлённая (первая буква Т (Тerra — земля) в аббревиатуре), а заземление открытых проводящих частей электроустановок и электроприборов потребителей осуществляется при помощи нулевого защитного проводника, соединенного с той же системой заземления (вторая буква N (Neutre — нулевой) в аббревиатуре). То есть от ТП к зданию идут предназначенные для питания устройств фазные проводники (L), нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный проводник (PE — Protective Earthing).

В современной электронной технике используются импульсные блоки питания, имеющие на входе симметричный фильтр импульсных помех с присоединенной к корпусу средней точки, что приводит к выносу напряжения в 110 В на корпус.

При использовании системы заземления TN-C устройств защитного отключения (УЗО) является неработоспособным, поэтому нет защиты людей от поражения электрическим током.

Учет указанных выше недостатков привел к тому, что в действующей с 2006 года на территории Украины новой редакции ПУЭ принята система заземления TN-C-S (Separe — разделять), а применение TN-C запрещено.

Система TN-C-S является модернизацией описанной выше схемы, в которой РЕN во вводно-распределительном устройстве разделяется на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники.

В этом случае идущая к розеткам проводка выполняется тремя или пятью проводами (при трехфазной схеме).

Подобное заземление в развитых странах начало активно внедрятся с 1960-х годов и сегодня широко используется в Великобритании, Польше, Венгрии, Чехии, Словакии, Западной Австрии, Швейцарии, Германии, в странах Северной Европы (в частности, в Швейцарии и Финляндии) и США.

Для повышения безопасности защитный РЕ провод повторно заземляется на вводе в здание и объединяется неразрывными проводниками со всеми металлическими конструкциями: трубами, арматурой бетонных плит и т.п.

В отличие от системы TN-C безопасность теперь может обеспечиваться не только защитой от сверхтоков (автоматическими выключателями), но и применением УЗО, быстродействие которых гарантирует высокий уровень защиты человека при каких либо утечках тока (например, при пробое изоляции).

Недостатком подобной схемы заземления, как и в предыдущем варианте, является обрыв на участке объединенного РЕN проводника (так называемое отгорание нуля), при котором на подключенных к защитному РЕ проводу устройствах появляется фазовый потенциал.

Самой безопасной из TN систем заземления является широко распространенная в Великобритании схема TN-S, при которой нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники разъединены по всей длине начиная от ТП.

Использование в такой системе УЗО позволяет гарантировать для находящихся в помещении людей высокую безопасность при всех авариях на электролинии.

Недостатком такой системы является необходимость модернизации электросетей на всей их протяженности, что требует значительных капиталовложений.

Учитывая сложность организации заземления (зануления) в городской квартире, все работы по модернизации электропроводки и переводе электроснабжения на европейские стандарты должны выполняться только квалифицированными специалистами.

Имеющие большой опыт работы сотрудники ПП «Енерго-поліс» качественно и в сжатые сроки выполняют соответственно действующим нормам ПУЭ расчет и монтаж системы заземления квартиры или офиса с использованием высококачественных и долговечных материалов.

При проектировании системы заземления загородного дома, идущий от ТП объединенный РЕN проводник разделяют на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N для организации схемы TN-C-S на вводе в здание или на ближайшей опоре с обязательным повторным заземлением. Помимо этого ДБН В.2.

5-27-2006 допускают использование в индивидуальных частных домах системы заземления ТТ с обязательной установкой УЗО. При такой схеме РЕN проводник не разделяется и используется только в качестве рабочего нуля, а для заземления используется заземляющее устройство, независимое от заземлителя нейтрали ТП.

Подобная организация электроснабжения является на сегодняшний день одной из наиболее безопасных и широко распространена в странах южной Европы – Италии, Испании, Португалии, Греции, а также в Японии.

Заземляющее устройство загородного дома может быть выполнено с использованием различных материалов и иметь разные конфигурации заземлителя: контур вокруг здания, вбитые в землю штыри или их комбинация.

Специалисты  осуществляют проектирование и монтаж заземляющих устройств любой сложности с использованием комплектующих фирмы OBO Bettermann.

При проектирование заземляющих устройств учитывается совмещение защитного заземления линии электроснабжения с системой заземления внешней молниезащиты, системой уравнивания потенциалов и установкой устройства защиты от импульсных перенапряжений.

http://electro-servis.kiev.ua/zazem/zazem.htm

Территория электротехнической информации WEBSOR

Главное меню:

• Основы
• Электромашины
• Оборудование
• Нормы
• Подстанция
  • Комплектные трансформаторные подстанции
  • Оборудование подстанций
  • Вакуумные выключатели
    • ВВ/TEL
    • ВР
    • ВРО
    • ВР1
    • ВР1 для КСО
    • ВРС
    • 3АН5
    • ВГГ-10
  • Камеры КСО
  • Ограничители перенапряжений 6(10) кВ
  • Масляный выключатель
    • ВПМ-10
    • Техническое описание ВПМ
    • ВМП-10
    • ВМГ-133
  • Выключатель нагрузки автогазовый ВНА
    • Описание выключателя
    • Изображение выключателя
  • Ремонт электрооборудования
  • Повышение надежности МВ, приводов МВ
  • Установки компенсации реактивной мощности
    • Общие сведения об УКРМ
    • УКРМ 0,4 кВ
    • УКРМ 6(10) кВ
  • Выбор места расположения питающих подстанций
• Электроснабжение
• Освещение
• Воздушная линия

Нормы

СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Для подключения оборудования в жилых зданиях существует несколько различных схем электроснабжения. Различаются они по способу заземления электрооборудования и источника электроэнергии (в качестве которого часто используется понижающий трансформатор). В настоящее время применяются три основные системы заземления: TN, ТТ и IT

. В том случае, если тип используемой системы неизвестен, следует обратиться для его уточнения к технической документации на присоединительный ввод.Тип системы заземления обозначают двумя буквами. Первая буква в обозначении определяет характер заземления источника питания:Т — непосредственное соединение нейтрали (нулевого рабочего проводника) источника питания с землей;I — нейтраль источника электропитания соединена с землей через сопротивление.Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:Т — раздельное (местное) заземление источника электропитания и электрооборудования;N — источник электропитания заземлен, а заземление потребителей производится только через PEN-проводник.Следующие за N буквы 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).

Применение УЗО в электроустановках различных систем заземления

В системе ТТ все открытые проводящее части электроустановки присоединены к заземлению, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания. ГОСТ Р 50669-94 предписывает применение системы ТТ как основной в случае подключения указанных электроустановок к вводно-распределительным устройствам соседнего (капитального) здания.В ГОСТ Р 50571.3-94 п. 413.1.

4 указано, что в системе ТТ устройства защиты от сверхтока могут использоваться для защиты от косвенного прикосновения только в электроустановках, имеющих заземляющие устройства с очень малым сопротивлением.

При этом гарантированное отключение питания электроустановки должно производиться при появлении на открытых проводящих частях электроустановки напряжения не более 50 В.

В реальных условиях осуществить автоматическое отключение питания электроустановки системы ТТ с помощью автоматических выключателей по ряду причин (необходимости обеспечения большой кратности тока короткого замыкания, низкого сопротивления заземляющего устройства и др.) весьма проблематично.

Эффективное решение проблемы автоматического отключения питания дает применение чувствительных ВД. В п. 1.7.59 ПУЭ (7-е изд.) содержится требование обязательного применения ВД для обеспечения условий электробезопасности в системе ТТ. При этом уставка (номинальный отключающий дифференциальный ток) должна быть меньше значения тока замыкания на заземленные открытые проводящие части при напряжении на них 50 В относительно зоны нулевого потенциала.

В электроустановках индивидуальных жилых домов, коттеджей, дачных (садовых) домов и других частных сооружений, где не всегда имеется возможность выполнить заземлитель с требуемыми нормами, необходимо применять систему ТТ с обязательной установкой ВД. В этом случае требования к значению сопротивления заземлителя значительно снижаются.

Допустимые значения сопротивления заземления

Чувствительность ВД, мА	Сопротивление, Ом
предельное безопасное напряжение 25 В	предельное безопасное напряжение 50 В
10 30 100 300 500 650 1000 3000

Система заземления типа TN-S

На сегодняшний день система TN-S считается самой надежной и безопасной. Именно поэтому в ПУЭ при реконструкции старых и постройки новых зданий рекомендуется монтировать именно систему заземления TN-S. В этой статье я расскажу, что представляет из себя TN-S, а также расскажу о положительных и отрицательных сторонах этой системы.

В европейских странах данная система пришла на смену более простой и дешевой системы заземления TN-C еще в начале 40-х годов прошлого века, но в силу экономической составляющей она не прижилась в СССР и крайне медленно внедряется сегодня в России.

Особенность данной системы

Главной отличительной чертой передачи энергии при такой системе является то, что в трехфазных сетях у вас будут пять проводов, фазы: А, В, С рабочий ноль PN и заземление PE.

Схема заземления типа TN-S выглядит следующим образом

Получается, что все воздушные линии электропередач обязаны иметь целых пять проводов, вместо четырех при системе TN-C.

При этом пятый провод PE выполняет чисто защитные функции. Так же при такой системе заземления у конечного потребителя проводка должна быть выполнена трехжильным проводом: фаза, рабочий ноль, защитное заземление.

Явные плюсы системы TN-S

К положительным аспектам использования системы заземления TN-S относится то, что здесь гарантируется повышенная степень электробезопасности за счет полноценного применения такого защитного устройство как УЗО.

Причем оно будет срабатывать не только при прикосновении человека к корпусу электроустановки, оказавшимся под напряжением, но и отключит поврежденный участок сразу при возникновении пробоя изоляции без участия человека.

Кроме этого в такой системе нет жесткого требования в дополнительном заземляющем контуре, за которым требуется вести постоянный технический контроль.

Так же отпадает необходимость выполнения отдельных заземлений металлических корпусов электроприборов.

В такой системе отсутствуют так называемые высокочастотные наведенные помехи, что положительно отражается на работоспособности чувствительных электроприборов.

Минусы системы TN-S

Минус у такой системы один и связан он в первую очередь с финансами. Для того, чтобы полностью перевести энергосистему на такую систему, придется выполнить реконструкцию абсолютно всех существующих ЛЭП. Именно поэтому в России гораздо перспективней выглядит использование системы TN-C–S, про которую подробно написано на моем канале.

Как перейти на такую систему

Конечно, многие захотят максимально обезопасить свое жилье и реализовать такую систему заземления.

Ждать пока будет принята и реализована федеральная программа по реконструкции сетей можно очень долго, поэтому у владельцев частных домовладений есть выход в виде реализации системы заземления TN-C-S.

Ведь эта система как раз сочетает в себе TN-C и TN-S и полностью отвечает всем современным требованиям ПУЭ.

Это все, что я хотел вам сказать об очень надежной, но дорогостоящей системе заземления TN-S.

Спасибо за ваше драгоценное внимание.

Системы заземления tn

Заземление — это специальное электросоединение корпуса установки и заземляющего устройства, которое обеспечивает безопасный контакт человека с этой установкой. Если заземление выполнено качественно и по всем стандартам, поражение человека электрическим током при прикосновении к частям установки под напряжением исключено.

Именно такое, качественное заземление предлагает вам компания «ЛАСПИ-2». Вы легко можете связаться с нами и заказать нужную услугу, позвонив номеру +7 (499) 347-31-09 или +7 (903) 106-29-25.

Система заземления и ее принцип действия

Чем же объясняется действие защитного заземления? В этой системе берут участие три составляющих: заземлитель, почва (земля) и нулевые проводники заземления.

Когда изоляция повреждена, электрический ток проходит этим элементам, направляясь к нейтрали трансформатора и, благодаря низкому сопротивлению заземлителя, снижает уровень напряжения.

Таким образом, каждый из трех ключевых составляющих выполняет свою функцию. В результате, на человека попадает минимальное количество негативного воздействия тока.

Система заземления TN — в ее основе лежит глухозаземленная нейтраль источника с подсоединенными к ней проводящими частями электроустановки. Более простыми словами это означает, что нейтраль, которая находится на трансформаторной подстанции подключена напрямую к заземляющему контуру. TN система имеет несколько разновидностей, каждая из которых несет на себе конкретные задачи.

Виды TN заземления

TN система имеет несколько разновидностей, каждая из которых несет на себе конкретные задачи:

• система заземления tn c. Ее проводники работают совмещенно на всем протяжении системы. Другими словами такой тип называют защитным занулением;
• tn s система заземления. Защитный и рабочий нулевые проводники здесь, наоборот, разделены. Поэтому эта система считается самой действенной и безопасной для человека, однако и по стоимости она превышает другие;
• система заземления tn c s — это что-то среднее между первым и вторым вариантами. В ней проводники соединены в одном месте, а далее расходятся по всему зданию. Этим местом совмещения может оказаться главный щит помещения. С точки зрения взаимовыгодного соотношения цены и качества этот вариант наиболее приемлем.

Несмотря на то, какая из перечисленных систем вас интересует, профессионалы компании «ЛАСПИ-2» оборудуют любую выбранную вами систему в максимально короткие временные рамки за минимальную цену. Гарантия надежности и безопасности выполненных работ — это обязательная составляющая всех наших услуг.

Какие задачи решает предварительное составление плана электрики?

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:

• Вебинары с ведущими экспертами отрасли
• Все для расчетов заземления и молниезащиты
• Полезные материалы: статьи, рекомендации, примеры

Система заземления TN-S:преимущества и недостатки

На сегодняшний день система заземления TN-S нужна не только для предприятий, но и для частных домов. Сегодня в этой статье мы решили предоставить вашему вниманию tn s система защитного заземления. История возникновения этой системы лежит еще в 1940 годах. Впервые применять этот вид заземления начали в Европе.

В этой статье вы найдете подробную информацию о том, как выполнить монтаж системы заземления TN-S своими руками. При проектировании новых строений для однофазных сетей необходимо использовать трехжильные кабели. Если вы планируете провести монтаж трехфазной сети, тогда следует использовать пятижильные кабельные линии. Эти требования необходимы для того чтобы легко можно было перейти в систему TN-S.

Система заземления TN-S и ее принцип работы

Система заземления типа tn s имеет простой принцип работы. Он основывается на том, что нулевой рабочий проводник N и защитный проводник PE должны приходить к потребителю с отдельными жилами. В отличие от системы TN-C-S эти проводники будут разделяться в определенном месте. Например, их разделение может проходить во вводном распределительном устройстве. Вот фото, на котором изображена схема системы защитного заземления TN-S. Эта система предполагает монтаж контура заземления.

Как видите, на схеме система заземления TN-S не требует выполнения повторного заземления.

Преимущества системы TN-S

На сегодняшний день система защитного заземления tn s считается наиболее безопасной системой заземления. Она способна максимально защитить ваше оборудование, а главное защитить человека от поражения электрическим током.

Вместе с этой системой вам необходимо применять УЗО и системы уравнивания потенциалов. Также еще одним плюсом этой системы можно считать полное отсутствие наводок и других подобных помех. Система TN-S не требует постоянного контроля над состоянием контура заземления. В этом просто нет никакой необходимости. Эта система требует разделение PEN проводника.

Недостатки системы заземления TN-S

Система заземления TN-S также может иметь и ряд недостатков. К основному недостатку относится дорогостоящий монтаж электропроводки. Во время монтажа вам потребуется большое количество силовых проводов.

Читайте также: отличия зануления от заземления.

Система питания от устройств защиты от перенапряжения УЗИП

Основная система электроснабжения, используемая в электроснабжении для строительных проектов, представляет собой трехфазную трехпроводную и трехфазную четырехпроводную систему и т. Д., Но коннотации этих терминов не очень строгие. 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-CS. Ниже приводится краткое введение в различные системы электропитания.

система электроснабжения

В соответствии с различными методами защиты и терминологией, определенными IEC, низковольтные системы распределения электроэнергии делятся на три типа в соответствии с различными методами заземления, а именно системы TT, TN и IT, и описаны ниже.

---

---

Система питания 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.

Система электропитания TN-CS

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. Помимо линии PE, система TN-CS имеет следующие особенности.

1) Рабочая нулевая линия N подключена к специальной защитной линии PE. Когда несимметричный ток линии велик, на нулевую защиту электрического оборудования влияет нулевой потенциал линии. Система TN-CS 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 подключить 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.

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

Система питания TN-S

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. 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 разорвать линию, ни войти 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 не проходит через устройство защиты от утечки на землю, поэтому устройство защиты от утечки также может быть установлено. на линии L источника питания системы TN-S.

5) Система питания TN-S безопасна и надежна, подходит для систем электроснабжения низкого напряжения, таких как промышленные и гражданские здания. Перед началом строительных работ необходимо использовать систему электроснабжения 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 означает, что нейтральная точка энергосистемы напрямую заземлена; второй символ T указывает на то, что проводящая часть нагрузочного устройства, не контактирующая с токоведущим телом, напрямую заземлена, независимо от того, как заземлена система. Все заземления нагрузки в системе TT 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 выключатели (автоматические выключатели) не обязательно срабатывают, в результате чего напряжение утечки на землю устройства утечки превышает безопасное напряжение, которое является опасным.

2) Когда ток утечки относительно невелик, 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 перерабатывать, время и материалы.

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

Отделите линию PE новой добавленной специальной защитной линии 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 специальная линия защиты не имеет тока;

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

Система питания 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) Когда устройство находится под напряжением, 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 перегорает предохранитель. Расцепитель низковольтного выключателя немедленно отключится и отключится, что сделает неисправное устройство более безопасным и отключенным.

2) Система TN экономит материал 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 токопроводящие части всего электрооборудования 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 сетевую систему с заземленной нейтралью. Его особенность заключается 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, в результате чего возникает достаточно большой ток короткого замыкания, чтобы защитное устройство могло надежно срабатывать для устранения повреждения. Если рабочая нейтральная линия (N) повторно 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 подключены 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, и 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.

ИТ-система

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

Система электропитания 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 выработках 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.

Tn s система заземления — Всё о электрике

Системы заземления типа TN-S, TN-C, TN-C-S

Прежде чем разбираться в типах заземление, нужно правильно понять, что оно из себя представляет. Ведь при упоминании этого слова, у большинства в сознание всплывает картинка: идущая по фасаду здания металлическая лента, которая присоединяется к вбитому в землю стержню.

К сожалению такое малое знание о заземление ведет к тому, что часто встречаются ситуации, когда пытаясь найти в помещение отвод для заземления и не найдя его, совершаются ошибочные действия. А именно попытки произвести заземление путем подсоединения третьего провода к различным металлически предметам. Особенно при установке стиральной машинки. Это могут быть трубы отопления, стояки и что-то иное.

А ведь в принципе, действие это понятно, ведь считается, что трубы идут через землю и значит, что электричество уйдет туда. Но не все так радужно. Такой способ заземления очень опасный. Ведь если случится ситуация при которой произойдет электропробой на корпус стиральной машины, то электрические удары могут получить все люди, которые в этот момент принимали ванну или просто пользовались краном. При этом в любой из квартир расположенных по стояку. А это может привести к летальному исходу.

Что такое заземление?

Поэтому чтобы производить заземление необходимо хорошо разбираться в этом деле и все делать согласно требованиям безопасности.

Что же такое заземление? По периметру здания вбивается ряд металлических стержней. Между собой они соединяются металлическими полосами. Так образуется контур заземления. К нему подсоединяется оборудование или электроустановки. Это и будет называться заземлением электроустановки (оборудования).

Существуют два вида заземления:

1. Защитное – эти видом обеспечиваются все дома, к которым подведено электричество;
2. Рабочее – присутствует на всех зданиях, оно служит главным образом для защиты от ударов молнии.

Чтобы организовать собственную систему подключения заземления, нужно определить тип системы заземления, которое подключено в конкретном здании. Существует общая точка, в которой соединяются обмотки трансформатора. Она имеет свое название – нейтраль или еще ее называют нулевая точка. Такое название получено из-за того, что при стабильной работе потенциал нагрузки равен всегда нулю.

Существует три типа заземления:

Чтобы понять, что они обозначают надо сделать расшифровку входящих в них букв. Первая буква будет обозначать, какой характер имеет заземление:

• Т – нулевая точка (нейтраль) – соединена с землей;
• I – все части проводящие ток, подвергнуты изоляции от земли.

По второй букве, можно определить какой характер заземления имеют открытые проводящие части входящих в здание электроустановок:

• T – существующие части связанны с землей, вне зависимости от того какого характера существует связь;
• N – части электроустановок связаны напрямую с землей, а для заземления потребителей существует отдельный PEN проводник.

Рассматривать их все стоит только при необходимости. Так как основным типом заземления, которое характеризуется низковольтностью – это до одной тысячи вольт. При этом используется система TN. Она включает в себя три подвида. Они имеют также буквенную аббревиатуру (буквенное обозначение систем заземления):

Следует расшифровать эти понятия.

Таблица 1.

C	S	C-S
В данном случаи нулевое защитное и рабочие проводники совмещены в одном проводнике по всей длине (PEN-проводник).	нулевой рабочий проводник (N)и нулевой защитный проводник (РЕ) –имеют разделение.	PEN проводник будет разделен на определенном участке сети на два раздельных PE и N проводника.

И так следует поподробнее рассмотреть эти три подтипа.

Система заземления TN-С

Система заземления TN-C распространена по всей территории бывшего СССР. И встречается практически во всех многоквартирных домах получивших название высших партийных деятелей.

В данной системе оба нулевых проводника (защитный и рабочий) объединены в один провод, имеющий название PEN. Далее провод подводился к распределительному устройству дома.

В данном случае существующая схема имеет следующий вид:

Схема системы заземления TN-C

По такой схеме видно, что имеются 2 вида проводки:

• однофазная – имеет два провода;
• трехфазная – имеет четыре провода.

В данном случае так распространенная сейчас евроразетка с заземляющим контактом просто бесполезна. Так как подсоединять его не к чему. Вообще такое тип подключения принято называть – занулением. Плюсом TN-C является то что он очень прост и дешев. Такое заземление защищает только от сверхтоков, в данном случае срабатывают автоматические выключатели. А вот устройства защитного отключения оказываются неработоспособными.

Опасен такой тип заземления тем, что при однофазном коротком замыкании зачастую происходит возгорание проводки. Но есть и еще большая опасность возможность от обрыва PEN проводника, еще это называется – отгорание нуля. В этом случае фазное напряжение появляется на корпусе электрооборудование. Такая ситуация случается из-за того, что происходит превышение норм потребление заложенных при проектировании.

В настоящее время применение такого типа заземления запрещено для новых строительств.

Система заземления TN-S

Система заземления TN-S. В данном случае нулевые проводники разделены на всем своем пути. Проще говоря, до источников потребления в доме или квартире прокладываются два провода. Это рабочий ноль (N) и защитный ноль (РЕ). В таких сетях также имеется угроза возникновения пробоя на корпус электрооборудования, что является угрозой для жизни.

Схема имеет такой вид:

Схема системы заземления TN-S

Но в отличие от TN-C заземления в данном случае имеется возможность использовать устройство защитного отключения. Благодаря этому такая система становится более безопасной.

В данной системе обрыв рабочего нуля не выводит на корпус фазное напряжение. Существенный недостаток TN-S заключается в ее дороговизне. Используется она преимущественно в странах западной Европы в частности в Великобритании.

Схема заземления TN-C-S

Попытки сделать систему TN-C более безопасной и при этом не сделать ее излишне дорогой. Так появилась система, которая соединила в себе TN-C и TN-S. В данной системе до входа в здания идет один общий РЕN проводник, который разделяется на два отдельных нуля – защитный и рабочий. Они подвергаются повторному заземлению.

К сожалению, на территории России и СНГ модернизацию заземление системы TN-C начали проводить сравнительно недавно. А вот в большинстве западных стран и США такая замена имела системный характер и началась в 60-е года прошлого века. При системе заземления TN-C-S, однофазная проводка имеет три провода, а трехфазная пять проводов.

Схема подсоединения TN-C-S заземления (при невозможности ее использовать применяют ТТ заземление):

Схема системы заземления TN-C-S

В данном случае в квартире к розетке подходят три провода. Благодаря этому появляется возможность подключить заземляющий контакт евророзетки. При использовании устройства защитного отключения на участке с TN-S обеспечивает хорошую безопасность. Но вот на участке TN-C имеется возможность отгорание нуля и выхода фазного напряжения. В этой ситуации должна использоваться дополнительная система уравнивания потенциалов. Но, к сожалению не все ее используют при замене электроснабжения в домах старой постройки.

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

Всем известны системы энергоснабжения с напряжением до 1000 вольт, на уровне конечного потребителя. Они бывают всего двух видов:

• трехфазная (три фазы и рабочий нуль), где напряжение между фазами составляет 380 вольт, а между каждой фазой и нулем — 220 вольт.
• однофазная (одна из трех фаз с общего ввода на объект, и рабочий нуль), напряжение между каждой фазой и нулем составляет 220 вольт.

А вот с системами безопасности, ситуация гораздо сложнее. Для организации искусственного заземления, ГОСТ предусматривает 5 систем: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) определяют условия, на основании которых проектировщики выбирают систему заземления объекта. Она отражается в проектной документации, и не может быть изменена после сдачи объекта в эксплуатацию.

В большинстве случаев, применяется система заземления TN, которая предусматривает обязательное заземление нейтрали источника питания. При этом открытые токоведущие части конечных электроустановок, могут быть соединены с нейтралью источника питания различными способами.

Каждая из предложенных систем искусственного заземления имеет свои преимущества и недостатки. При этом, любая из них направлена на решение вопросов безопасной эксплуатации электроустановок, и нахождения людей на объекте.

Условные обозначения

Для лучшего понимания материала, разберем принятые условные обозначения:

• L1, L2, L3 — проводник, на который подключена фаза источника питания. В однофазных системах, обозначается буквой L.
• N — рабочий нуль источника питания (нулевой проводник).
• PE — защитный нуль: он же заземляющий проводник, соединенный с заземлителем.
• PEN — проводник, совмещающий в себе рабочий и защитный нули.

Самая безопасная система, это TN-S.

Силовой кабель для соединения потребителя электроэнергии с источником питания, выполнен по пятижильной схеме: три фазы (L1, L2, L3), рабочий нуль (N) и рабочее заземление (PE). Объединение нуля и «земли» происходит на ближайшей подстанции. При аварийной ситуации, если рабочий нуль отгорит, корпуса электроустановок все равно остаются присоединенными к заземлению. Защита от поражения электротоком обеспечивается независимо от состояния нулевого провода. Соответственно, внутренняя разводка к потребителям выполняется трехжильным проводом (для однофазного подключения), либо тем же пятижильным (при наличии трехфазных электроустановок: например, электропечей или отопительных систем).

На вводных щитках в каждом помещении, монтируются по две раздельные клеммные колодки: рабочий нуль и защитная земля.

Причем после «земляной» колодки нельзя устанавливать коммутационные устройства: выключатели, защитные автоматы. По всей длине, заземляющий проводник от заземлителя до электроустановки, не должен иметь размыкающих устройств.

Вы спросите: «а как же розетка?» При извлечении из нее вилки, линия заземления действительно размыкается. Но при этом электроустановка полностью обесточивается, и перестает быть опасной.

Системой заземления TN-S сегодня оборудуются все современные жилые и нежилые объекты. К сожалению, такая схема применяется только на объектах, введенных в строй не раньше, чем 15–20 лет назад. Подавляющее большинство жилого фонда, построенного во времена СССР, оборудованы системой TN-C. Это не значит, что все эти объекты построены с нарушениями СНиП. Просто в те времена, стандарты (включая ПУЭ) были иными.

В идеале, необходимо переоснастить все существующие сети до стандарта TN-S. Но это потребует огромных капиталовложений. К тому-же, прокладка дополнительных линий «земли» от питающих подстанций не всегда возможна технически. А значит, в некоторых местах придется менять всю сеть силовых кабелей.

Заземление TN-C не обеспечивает полной безопасности по следующей причине:

«Земля» и рабочий нуль представляют собой одну линию, которая расположена в силовом кабеле от источника питания, до потребителя. Заземлитель (контур заземления, физически соединенный с грунтом), расположен в непосредственной близости от питающей подстанции. Такой способ организации заземления называется глухозаземленной нейтралью. Силовой кабель состоит из четырех жил: три фазы (L1, L2, L3), и рабочий нуль, совмещенный с рабочим заземлением (PEN).

Поскольку рабочий нуль находится под нагрузкой (через него протекает активный электрический ток), он находится в так называемой зоне риска. Нередки случаи, когда от перегрева этот проводник просто отгорал. Что происходит при этом с конечными потребителями, оставим за скобками — напряжение может скакнуть до 600 вольт. Главная опасность в том, что все электроустановки в этом случае теряют защитное заземление. Прикоснувшись к корпусу, на котором может оказаться потенциал фазы, человек гарантированно будет поражен электротоком. Особую опасность при такой аварии, представляет одновременное прикосновение к электроустановке, находящейся под напряжением, и металлическим конструкциям, имеющим физический контакт с грунтом: системы отопления, водопровода, арматура в стенах. Даже влажный цементный пол, соединенный с арматурой в стяжке, может стать причиной трагедии.

В многоквартирных домах, и других объектах, оборудованных системой TN-C, вообще отсутствует защитное заземление в привычном понимании. Все знают, как выглядят розетки советского образца: в них нет контактов заземления. Даже если владельцы производят замену на трех контактные современные розетки, клемма защитного заземления остается невостребованной: ее просто не к чему подключить.

По этой причине, на объектах, оснащенных заземлением TN-C, в помещениях с повышенной влажностью (санузлы, бани, прачечные), запрещено использовать незаземленные электроприборы. Если вы устанавливаете бойлер, или стиральную машину — подводить к ней заземление (или организовывать систему дополнительного уравнивания потенциалов) на основе рабочей нейтрали, запрещено!

Необходимо организовать заземлитель (полноценный контур, имеющий физический контакт с грунтом). Причем параметры такого заземлителя должны соответствовать требованиям Правил устройства электроустановок.

Металлический уголок длиной 50 см, забитый в палисадник у подъезда, заземлителем не является!

Затем в квартиру заводится заземляющий проводник (сечением не менее 2.5 мм², и не имеющий разъединителей на всей протяженности), который соединяется непосредственно с электроустановкой. Разумеется, необходимо установить щиток или клеммную колодку заземления, завести на нее розетки и корпуса опасных электроприборов.

Для минимизации проблем со схемой TN-C, введена система заземления TN C S. Это некий компромисс, переходный вариант от старой C к современной S.

Как она устроена, и в чем отличие от TN-S?

В произвольном месте, глухозаземленная нейтраль объединяется с защитным заземлением. Точнее, от рабочего нуля выполняется ответвление. Как правило, такая точка организуется на входе силового кабеля в объект.

На вводном щитке потребителя (обычно, это общий ввод на объекте: многоквартирный дом, офисное здание и прочее) имеются уже две шины: рабочий нуль, и защитное заземление. Далее к потребителям идут привычные и безопасные силовые кабели: трехжильный к однофазным электроустановкам, и пятижильный к трехфазным.

В каждый вводной щиток квартиры, или обособленного помещения внутри объекта, линии защитного заземления и нуля заходят уже в разделенном виде. Для конечного потребителя, система заземления по схеме TN-C-S выглядит, как обычная и безопасная TN-S. На самом деле, уровень безопасности далеко не 100%.

Почему система TN-C-S не обеспечивает полную защиту от поражения электротоком? Слабое место находится на участке от питающей подстанции до точки объединения нуля и защитного заземления. Если на пути от подстанции, где глухозаземленная нейтраль соединена с заземлителем, до вводного распределительного устройства на объекте, произойдет разрыв линии PEN, все потребители останутся без контура заземления.

При проведении капитального ремонта на объектах жилого фонда советской постройки, обязательно организуется система заземления. Для экономии средств, выполняется она по схеме TN-C-S. В лучшем случае, при объединении линии PEN с вновь проложенной шиной защитного заземления, производится электрическое подключение к реальному контуру заземления. В большинстве домов присутствует основная система уравнивания потенциалов, имеющая надежный контакт с грунтом. Но зачастую, чтобы упростить себе задачу, бригады ремонтников просто устанавливают перемычку между новой шиной заземления и рабочей нейтралью, внутри вводного распределительного устройства.

Совет. При заключении договора с исполнителем работ по капитальному ремонту, необходимо заранее оговаривать вопрос заземления.

Как быть, если ваш дом подключен по системе TN-C, а до ближайшего капремонта еще много лет? Организовывать индивидуальное заземление в квартире, или объединяться хотя бы с соседями по подъезду. Иначе использование современных электроприборов (бойлеры, электрические духовки, стиральные машинки и пр.) станет источником повышенной опасности.

Есть горе мастера, немного разбирающиеся в электротехнике, но не понимающие ответственности за нарушение ПУЭ. Зачастую, вместо организации контура заземления по ГОСТу, шина защитного заземления соединяется с металлическими элементами инфраструктуры. В лучшем случае, со стояками холодной или горячей воды, в худшем — с системой отопления.

Действительно, при строительстве дома, эти трубы соединялись с контуром основной системы уравнивания потенциалов. Изначально был организован физический контакт с «землей». Но в процессе эксплуатации (особенно если вашему дому несколько десятков лет), целые участки трубопроводов заменены на полипропилен. Разумеется, ни о каком заземлении в этом случае не может быть и речи.

Организовав такое подключение, владелец квартиры пребывает в ложной уверенности, что у него с безопасностью полный порядок. Мало того, при появлении на корпусе электроустановки опасного потенциала (достаточно напряжения более 42 вольт), опасности подвергаются все соседи.

Вывод

Единственный безопасный способ — установить недалеко от подъезда контур заземления (согласно ПУЭ), и завести на объект надежный проводник.

После чего, можно развести полноценное заземление по квартирам. Разумеется, лучше поручить эту работу квалифицированным специалистам.

Видео по теме

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.

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.

Система заземления TN-C

Заземление TN относится к системам с глухозаземленной нейтралью. Одной из его разновидностей является заземляющая система TN-C. В ней объединяются функциональный и защитный нулевые проводники. Классический вариант представлен традиционной четырехпроводной схемой, в которой имеется три фазных и один нулевой провод. В качестве основной шины заземления используется глухозаземленная нейтраль, соединяемая со всеми токопроводящими открытыми деталями и металлическими частями, с помощью дополнительных нулевых проводов.

Главным недостатком системы TN-C является потеря защитных качеств при отгорании или обрыве нулевого проводника. Это приводит к появлению напряжения, опасного для жизни, на всех поверхностях корпусов устройств и оборудования, где отсутствует изоляция. В системе TN-C нет защитного заземляющего проводника РЕ, поэтому у всех подключенных розеток заземление также отсутствует. В связи с этим для всего используемого электрооборудования требуется устройство зануления – подключение деталей корпуса к нулевому проводу.

В случае касания фазного провода открытых частей корпуса, произойдет короткое замыкание и срабатывание автоматического предохранителя. Быстрое аварийное отключение устраняет опасность возгорания или поражения людей электрическим током. Категорически запрещается использовать в ванных комнатах дополнительные контуры, уравнивающие потенциалы, в случае эксплуатации заземляющей системы TN-C.

Несмотря на то что схема tn-c является наиболее простой и экономичной, она не используется в новых зданиях. Эта система сохранилась в домах старого жилого фонта и в уличном освещении, где вероятность поражения электрическим током крайне низкая.

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.

Схема заземления TT

В некоторых случаях, когда электроэнергия подается по традиционным воздушным линиям, становится довольно проблематично защитить комбинированный заземляющий проводник PEN при использовании схемы TN-C-S. Поэтому в таких ситуациях применяется система заземления по схеме ТТ. Ее суть заключается в глухом заземлении нейтрали источника питания, а также использовании четырех проводов для передачи трехфазного напряжения. Четвертый проводник используется в качестве функционального нуля N.

Подключение модульно-штыревого заземлителя осуществляется чаще всего со стороны потребителей. Далее он соединяется со всеми защитными проводниками заземления РЕ, связанными с деталями корпусов приборов и оборудования.

Схема TT применяется сравнительно недавно и уже хорошо зарекомендовала себя в частных загородных домах. В городах система ТТ применяется на временных объектах, например, торговых точках. Подобный способ заземления требует использования защитных устройств в виде УЗО и выполнения технических мероприятий по защите от грозы.

Система заземления IT

Рассмотренные ранее системы с глухозаземленной нейтралью хотя и считаются достаточно надежными, однако обладают существенными недостатками. Значительно безопаснее и совершеннее являются схемы с нейтралью, полностью изолированной от земли. В некоторых случаях для ее заземления применяются приборы и устройства, обладающие значительным сопротивлением.

Подобные схемы используются в системе заземления IT. Они наилучшим образом подходят для медицинских учреждений, сохраняя бесперебойное питание оборудования жизнеобеспечения. Схемы IT хорошо зарекомендовали себя на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях, других объектах, где имеются сложные высокочувствительные приборы.

Основной деталью системы IT является изолированная нейтраль источника I, а также контур защитного заземления Т, установленный на стороне потребителя. Подача напряжения от источника к потребителю производится с использованием минимального количества проводов. Кроме того, выполняется подключение к заземлителю всех токопроводящих деталей, имеющихся на корпусах оборудования, установленного у потребителя. В системе IT нет нулевого функционального проводника N на участке от источника до потребителя.

Таким образом, все системы заземления TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT обеспечивают надежное и безопасное функционирование приборов и электрооборудования, подключаемых к потребителям. Использование этих схем исключает поражение электротоком людей, пользующихся оборудованием. Каждая система применяется в конкретных условиях, что обязательно учитывается в процессе проектирования и последующего монтажа. За счет этого обеспечивается гарантированная безопасность, сохранение здоровья и жизни людей.

{SOURCE}

: Системы заземления: разновидности и применение

Заземление – специальное электрическое соединение конкретной точки сети, электрооборудования с заземляющим устройством. Электрики при помощи него добиваются защиты от опасного влияния тока путем снижения напряжения прикосновения до безопасного для живых организмов.

Также заземление используются для эксплуатации земли в качестве проводника (к примеру, в проводной электросвязи). Типовая система состоит из заземлителя, благодаря которому происходит прямой контакт с поверхностью, и заземляющего проводника. При проектировании, установке и использовании техники, оборудования и осветительных сетей одним из важнейших факторов обеспечения стабильной работы и безопасности является точный расчет и монтаж заземления.

Обозначения систем

Главный регламент эксплуатации всех систем заземления на территории РФ является ПУЭ. Он писался с учетом принципов работы, видов и способов устройства разных заземляющих устройств, одобренных отдельным протоколом Международной электротехнической комиссии. Так, были введены некоторые обозначения, основанные на сочетании первых букв слов французского происхождения:

• Terre – земля;
• Neuter – нейтраль;
• Isole – изолирование.

Также используются и английские слова вроде «combined» и «separated» (пер. комбинированный и разделенный). Пояснения:

• Т – заземление;
• N – подключение к нейтрали;
• I – изолирование;
• С – комбинирование функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов;
• S – раздельная эксплуатация функционального и защитного нулевых проводов во всей системе.

В названиях эксплуатируемых систем специального заземления по первой букве удается определить способ отвода электрической энергии из источника (генератора и др.), а по второй – потребителя. Чаще всего разделяют TN, TT, IT разновидности. Первая из них также делится на три более мелких типа: TN-C, TN-S, TN-C-S.

Аббревиатуры и расшифровка обозначений дают общее знание о системах, но для глубокого понятия каждое заземление нужно рассматривать отдельно.

Системы с глухонемой нейтралью

Обозначение схем, в которых для соединения нулевых функциональных и защитных проводников эксплуатируется общая глухозаземленная нейтраль источника или понижающего трансформатора. Тут все корпусные элементы, способные передавать энергию и экраны потребителя обязательно соединяются с общим нулевым проводником, подключенным к этой нейтрали. Согласно ГОСТУ, нулевые проводники разного формата также помечают латинскими обозначениями:

• N – рабочий ноль;
• PE – защитный ноль;
• Комбинирование рабочего и защитного нулевых проводников – PEN.

Интересно! Принцип работы каждой системы заземления разный, потому правила не разрешают эксплуатировать конкретные типы заземления до проверки соответствия нормам определенных электрических сетей.

Виды и их назначение

Типы заземления:

ТN и ее разновидности

Это самая часто используемая система, в которой ноль совмещен с землей по всей длине. Особенности такой схемы в том, что для ее обустройства рядом с трансформатором должен находиться вспомогательный реактор. Его цель – гашение дуги, образующейся в проводке.

Система TN делится на 3 подтипа: -С, -S, -CS.

TN-C характеризуется тем, что для обеспечения безопасности задействован один комбинированный проводник, в котором предусмотрена и земля и нейтраль. Схему чаще обустраивают в жилых зданиях, в промышленных помещениях и др.

Отличительные характеристики:

1. Среди преимуществ выделяется простота монтажа – подобное заземление можно устроить без профессиональных навыков;
2. Заметным недостатком считается отсутствие отдельного провода заземления. В панельном доме подобное решение может стать не только неэффективным, но и опасным. Также, когда напряжение проходит по незащищенным проводникам, они могут оказаться под током. Во избежание этого мастеру придется отдельно выстроить защитное зануление.
3. Перед началом работ должны проводиться тщательные расчеты сечения проводников.
4. Схема не позволяет выполнять выравнивание потенциалов.
5. Чаще система применяется на дачах, в старых квартирах или частных домах. В современных зданиях схема встречается реже, так как она не соответствует техническим требованиям.

Теперь рассмотрим систему TN-S. Если сравниваться с –С, -S отличается большей безопасностью в бытовом плане. Она проводится по  двум проводникам: заземление и зануление. Если монтируется проводка в новом здании, то лучше остановиться именно на этом раздельном варианте – он лучше подходит для строения жилого дома.

Тянется заземление от трансформаторной подстанции, где напрямую подсоединено к заземляющему контуру. Это усложняет работы при монтаже. Кроме этого техническое проектирование и требования регламента заставляют использовать 3-х или 5-ти жильный кабель при реализации этой схемы.

Для упрощения заземления была разработана система, включающая преимущества и нивилирующая недостатки систем –С и –S – это TN-C-S. Тут имеется нулевой провод, как в TN-C, но он раздельный, как в TN-S. Благодаря такому решению происходит мгновенная реакция отвода напряжения в случае опасной ситуации.

Также эта система не требует монтажа дорогостоящего пятижильного кабеля и может быть использована в любых зданиях с разными сечениями проводников. Заземление обустраивается по стоякам в подъезде, потому заранее нужно оформить разрешение у энергоснабжающей организации. К недостатку можно отнести то, что при обрыве PEN проводника, заземляющий провод может оказаться под напряжением.

ТТ

При подаче электричества по стандартной для районов сельской и загородной местности линии – по воздуху, сложно добиться должного уровня защиты. Тут все чаще выбирают схему ТТ, которая подразумевает передачу 3-х фазового напряжения по 4 проводам (последний – это функциональный ноль).

Со стороны потребителя монтируется местный, часто модульно-штыревой заземлитель. К нему подсоединяются все проводники защитного заземления РЕ, связанные с корпусными элементами.

Эта схема совсем недавно была разрешена к обустройству на территории России, но уже успела распространиться по сельской местности для обеспечения подачи электричества потребителям. В городах система ТТ чаще применяется при подводке энергии к точкам оказания услуг и розничной торговли.

Изолированная нейтраль – IT

Все перечисленные виды заземления связаны одной особенностью – нейтраль соединяется с землей, что делает их надежными, но сказывается в виде проблемы прокладки четвертого провода. Более дешевым и практичным решением считаются схемы, в которых нейтраль совсем не связывается с землей.

Один из примеров – систем IT. Такой вариант подключения обычно монтируется в зданиях медицинского назначения для подачи энергии в технику жизнеобеспечения, на заводах по нефтепереработке и энергетике, научных центрах с крайне чувствительными приборами и других важных строениях.

Классическая схема, главной чертой которой считается изолированная нейтраль от источника, а также имеющийся на стороне потребитель контура защитного заземления (IT). Напряжение с одной стороны в другую передается по минимально возможному числу проводов, а все токопроводящие элементы корпуса техники-потребителя обязательно надежно соединены с заземлителем. Нулевой функциональный проводник на отрезке от потребителя к источнику в варианте схемы IT не предусмотрен.

Безопасность и заземление

Все ныне эксплуатируемые системы заземления разработаны для максимальной безопасности и надежности использования электрической техники и оборудования, а также для исключения случаев увечий людей путем получения травмы током.

При расчетах и проектировании схем все должно быть продумано максимально точно, что максимально снизить риск образования напряжения на корпусах приборов – оно опасно для жизни живых организмов. Система должны или нейтрализовать опасный потенциал на поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание механизмов защиты в срочном порядке. Любая ошибка может стоить человеческой жизни.

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 типа TN-S, TN-C, TN-C-S | ENARGYS.RU

Прежде чем разбираться в типах заземление, нужно правильно понять, что оно из себя представляет. Ведь при упоминании этого слова, у большинства в сознание всплывает картинка: идущая по фасаду здания металлическая лента, которая присоединяется к вбитому в землю стержню.

К сожалению такое малое знание о заземление ведет к тому, что часто встречаются ситуации, когда пытаясь найти в помещение отвод для заземления и не найдя его, совершаются ошибочные действия. А именно попытки произвести заземление путем подсоединения третьего провода к различным металлически предметам. Особенно при установке стиральной машинки. Это могут быть трубы отопления, стояки и что-то иное.

А ведь в принципе, действие это понятно, ведь считается, что трубы идут через землю и значит, что электричество уйдет туда. Но не все так радужно. Такой способ заземления очень опасный. Ведь если случится ситуация при которой произойдет электропробой на корпус стиральной машины, то электрические удары могут получить все люди, которые в этот момент принимали ванну или просто пользовались краном. При этом в любой из квартир расположенных по стояку. А это может привести к летальному исходу.

Что такое заземление?

Поэтому чтобы производить заземление необходимо хорошо разбираться в этом деле и все делать согласно требованиям безопасности.

Что же такое заземление? По периметру здания вбивается ряд металлических стержней. Между собой они соединяются металлическими полосами. Так образуется контур заземления. К нему подсоединяется оборудование или электроустановки. Это и будет называться заземлением электроустановки (оборудования).

Существуют два вида заземления:

1. Защитное – эти видом обеспечиваются все дома, к которым подведено электричество;
2. Рабочее – присутствует на всех зданиях, оно служит главным образом для защиты от ударов молнии.

Чтобы организовать собственную систему подключения заземления, нужно определить тип системы заземления, которое подключено в конкретном здании. Существует общая точка, в которой соединяются обмотки трансформатора. Она имеет свое название – нейтраль или еще ее называют нулевая точка. Такое название получено из-за того, что при стабильной работе потенциал нагрузки равен всегда нулю.

Существует три типа заземления:

1. TN;
2. ТТ;
3. ІТ.

Чтобы понять, что они обозначают надо сделать расшифровку входящих в них букв. Первая буква будет обозначать, какой характер имеет заземление:

• Т – нулевая точка (нейтраль) – соединена с землей;
• I – все части проводящие ток, подвергнуты изоляции от земли.

По второй букве, можно определить какой характер заземления имеют открытые проводящие части входящих в здание электроустановок:

• T – существующие части связанны с землей, вне зависимости от того какого характера существует связь;
• N – части электроустановок связаны напрямую с землей, а для заземления потребителей существует отдельный PEN проводник.

Рассматривать их все стоит только при необходимости. Так как основным типом заземления, которое характеризуется низковольтностью – это до одной тысячи вольт. При этом используется система TN. Она включает в себя три подвида. Они имеют также буквенную аббревиатуру (буквенное обозначение систем заземления):

1. TN-C;
2. TN-S;
3. TN-C-S.

Следует расшифровать эти понятия.

Таблица 1.

C	S	C-S
В данном случаи нулевое защитное и рабочие проводники совмещены в одном проводнике по всей длине (PEN-проводник).	нулевой рабочий проводник (N)и нулевой защитный проводник (РЕ) –имеют разделение.	PEN проводник будет разделен на определенном участке сети на два раздельных PE и N проводника.

И так следует поподробнее рассмотреть эти три подтипа.

Система заземления TN-С

Система заземления TN-C распространена по всей территории бывшего СССР. И встречается практически во всех многоквартирных домах получивших название высших партийных деятелей.

В данной системе оба нулевых проводника (защитный и рабочий) объединены в один провод, имеющий название PEN. Далее провод подводился к распределительному устройству дома.

В данном случае существующая схема имеет следующий вид:

Схема системы заземления TN-C

По такой схеме видно, что имеются 2 вида проводки:

• однофазная – имеет два провода;
• трехфазная – имеет четыре провода.

В данном случае так распространенная сейчас евроразетка с заземляющим контактом просто бесполезна. Так как подсоединять его не к чему. Вообще такое тип подключения принято называть – занулением. Плюсом TN-C является то что он очень прост и дешев. Такое заземление защищает только от сверхтоков, в данном случае срабатывают автоматические выключатели. А вот устройства защитного отключения оказываются неработоспособными.

Опасен такой тип заземления тем, что при однофазном коротком замыкании зачастую происходит возгорание проводки. Но есть и еще большая опасность возможность от обрыва PEN проводника, еще это называется – отгорание нуля. В этом случае фазное напряжение появляется на корпусе электрооборудование. Такая ситуация случается из-за того, что происходит превышение норм потребление заложенных при проектировании.

В настоящее время применение такого типа заземления запрещено для новых строительств.

Система заземления TN-S

Система заземления TN-S. В данном случае нулевые проводники разделены на всем своем пути. Проще говоря, до источников потребления в доме или квартире прокладываются два провода. Это рабочий ноль (N) и защитный ноль (РЕ). В таких сетях также имеется угроза возникновения пробоя на корпус электрооборудования, что является угрозой для жизни.

Схема имеет такой вид:

Схема системы заземления TN-S

Но в отличие от TN-C заземления в данном случае имеется возможность использовать устройство защитного отключения. Благодаря этому такая система становится более безопасной.

В данной системе обрыв рабочего нуля не выводит на корпус фазное напряжение. Существенный недостаток TN-S заключается в ее дороговизне. Используется она преимущественно в странах западной Европы в частности в Великобритании.

Схема заземления TN-C-S

Попытки сделать систему TN-C более безопасной и при этом не сделать ее излишне дорогой. Так появилась система, которая соединила в себе TN-C и TN-S. В данной системе до входа в здания идет один общий РЕN проводник, который разделяется на два отдельных нуля – защитный и рабочий. Они подвергаются повторному заземлению.

К сожалению, на территории России и СНГ модернизацию заземление системы TN-C начали проводить сравнительно недавно. А вот в большинстве западных стран и США такая замена имела системный характер и началась в 60-е года прошлого века. При системе заземления TN-C-S, однофазная проводка имеет три провода, а трехфазная пять проводов.

Схема подсоединения TN-C-S заземления (при невозможности ее использовать применяют ТТ заземление):

Схема системы заземления TN-C-S

В данном случае в квартире к розетке подходят три провода. Благодаря этому появляется возможность подключить заземляющий контакт евророзетки. При использовании устройства защитного отключения на участке с TN-S обеспечивает хорошую безопасность. Но вот на участке TN-C имеется возможность отгорание нуля и выхода фазного напряжения. В этой ситуации должна использоваться дополнительная система уравнивания потенциалов. Но, к сожалению не все ее используют при замене электроснабжения в домах старой постройки.

Николай Бозов | Промышленная автоматизация и управление

Типы систем заземления

Сегодня тремя системами заземления системы, определенными стандартами IEC 60364 и NF C 15.100, являются системы TN, TT и IT.

Для обеспечения защиты людей, оборудования и непрерывности работы токопроводящие провода и токоведущие части электроустановки «изолированы» от заземленных открытых проводящих частей.Изоляция включает:

• разделение изоляционными материалами.
• разделение по линейным зазорам в газах (например, в воздухе) или по длинам утечки вдоль изоляторов (например, для предотвращения пробоя в электрическом распределительном устройстве).

Описанные 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 проводов. части установки РН, питаемые от нее.

Таким образом, обозначение типов систем заземления обозначается двумя буквами. Первая буква для подключения нейтрали трансформатора (2 возможности):

• T для «заземленного».
• I за «раскопанный» (или «изолированный»).

Вторая буква для типа соединения открытых токопроводящих частей установки (2 возможности):

• T для «прямого» заземления
• Н для «подключен к заземленной нейтрали» в исходной точке установки.

Комбинация этих двух букв дает три возможных конфигурации: TT, TN и IT.

Система ТТ

Одна точка источника питания подключена непосредственно к земле. Все открытые и посторонние проводящие части подключаются к отдельному заземляющему электроду на установке. PE-соединение обеспечивается локальным заземляющим электродом. Этот электрод может быть или не быть электрически независимым от электрода истока. Две зоны воздействия могут перекрываться, не влияя на работу защитных устройств.Таким образом, защита людей от непрямого контакта обеспечивается УЗО со средней или низкой чувствительностью.

Система ТТ

T = Terra = нейтраль с прямым заземлением

T = Terra = каждый элемент оборудования имеет отдельное заземление с низким сопротивлением

Рисунок 1. Системы заземления TT.

Техника защиты людей: открытые токопроводящие части заземлены и используются устройства защитного отключения (УЗО).УЗО вызывает отключение распределительного устройства, как только ток короткого замыкания имеет напряжение прикосновения, превышающее безопасное напряжение Ui.

Принцип действия: прерывание при первом повреждении изоляции.

Основные характеристики

• Самое простое решение для проектирования и установки. Используется в установках, снабжаемых непосредственно общественной распределительной сетью низкого напряжения.
• Не требует постоянного контроля во время работы (может потребоваться периодическая проверка УЗО).
• Защита обеспечивается специальными устройствами, устройствами защитного отключения (УЗО), которые также предотвращают риск возгорания, когда они настроены на <= 500 мА.
• Каждое нарушение изоляции приводит к прерыванию подачи питания, однако отключение ограничивается неисправной цепью путем последовательной (селективные УЗО) или параллельной (выбор цепи) УЗО.
• Нагрузки или части установки, которые при нормальной работе вызывают высокие токи утечки, требуют специальных мер для предотвращения ложных отключений, т.е.е. запитать нагрузки разделительным трансформатором или использовать специальные УЗО.

Преимущество: Требуется всего 3 проводника

Недостаток: Эффективная система только при удалении трансформатора от потребителей. Применяется в низковольтных сетях в районах, в которых подстанция находится на большом удалении от потребителей, то есть в сельской местности. Используется в сетях среднего напряжения совместно с (воздушными) линиями электропередач.

Системы TN

Источник заземлен как для системы ТТ (см. Выше).В установке все открытые и посторонние проводящие части подключены к нейтральному проводу. Ниже представлены версии систем TN.

Система TN-C

Нейтральный проводник также используется в качестве защитного проводника и называется PEN (защитный проводник и нейтраль). Эта система не допускается для проводов сечением менее 10 мм2 или переносного оборудования.

T = Terra = нейтраль с прямым заземлением

N = низкоомный обратный проводник к нейтрали трансформатора

C = «комбинированный» провод для PE и N = PEN

Рисунок 2.Системы заземления TN-C.

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 гармонические токи 3-го порядка (и их кратные).

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

Внимание: 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.

Преимущество: всего 4 проводника

Недостаток: чувствительность к электромагнитным помехам, поскольку гармоники отводятся через PEN, что означает, что нагрузки с проводником N дополнительно нагружаются гармониками.

Система TN-S

Система TN-S (5 проводов) обязательна для цепей с поперечным сечением менее 10 мм2 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

T = Terra = нейтраль с прямым заземлением

N = низкоомный обратный провод к нейтрали трансформатора

S = отдельные провода для PE и N

Рисунок 3. Системы заземления TN-S.

Преимущество: система соответствует требованиям EMC

Недостаток: 5 проводников

Система TN-C-S

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.

В этой системе комбинированный провод N и PE (PEN) выходит из трансформатора, но в какой-то момент провод PEN разделяется на отдельные линии PE и N. Тем не менее, PEN является правильным описанием для этого PE, потому что нейтраль может быть отделена от комбинированного проводника в любое время.После того, как нейтраль была отделена от комбинированного проводника, ее нельзя снова подключить к PEN, т.е. это должна быть «ответвительная линия»! Если нейтральный провод, который уже был отделен от PEN, был бы повторно подключен к нему, он образовал бы параллельное соединение с неисчислимым импедансом и, следовательно, также неисчислимой нагрузкой короткого замыкания. Кроме того, это может привести к возникновению нежелательных блуждающих («бродячих») токов.

Рисунок 4. Системы заземления TN-C-S.

ИТ-системы

Между нейтральной точкой источника питания и землей не выполняется преднамеренное соединение.

I = нейтраль трансформатора изолирована или с заземлением с высоким сопротивлением

T = Terra = каждый элемент оборудования имеет отдельное заземление с низким сопротивлением

Преимущество: первая неисправность = проводящее соединение от фазы к корпусу не вызывает отключения.

Недостаток: должна быть установлена ​​дополнительная система контроля для обнаружения первой неисправности.

Используется, например, в ситуациях, когда важна высокая доступность электроустановок, например.грамм. в операционных больниц, во взрывоопасных зонах.

Рисунок 5. Системы заземления IT.

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

Интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии
Vol.2 № 3 (2011), Идентификатор статьи: 6647,10 страниц 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, проверены 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 основной 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 путем срабатывания 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 этой рукописи: 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.

Три системы заземления реализованы и протестированы на MG. 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, корпус заземлен.

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

3) IT: незаземленная нейтраль трансформатора, заземленный корпус.

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 всей системы.(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) Функции нейтрали и защиты 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 подключается 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 отказе 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-

Рис. 4. Поведение при неисправности в системе заземления TN-S.Устройства защиты

(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 то преимущество, 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 когда применяется кабель низкого напряжения с заземленной оболочкой.

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

7) Высокая надежность отключения неисправности более чем на

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

текущих 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 на более высоком уровне 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 проводящих частей с нейтральным проводником в случае обрыва нейтрального сетевого проводника, а также для замыканий фазы низковольтной сети на нейтраль и фазы на землю и коротких замыканий 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 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 короткого замыкания 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 проводящей части должно быть ограничено на уровне 50 В для неисправности внутри установки и 0 В для неисправности в сети.

4) Простое заземление установки и простота реализации.

5) Нет влияния расширения сети.

3.2.2. Недостатки системы заземления TT ​​

1) Каждому заказчику необходимо установить и обслуживать собственную систему заземления

Рисунок 5. Поведение при неисправности в системе заземления TT.

заземляющий электрод. Безопасность и защита зависят от клиента, 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, содержащего 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, включающего нейтральный провод и защитный провод.

Рисунок 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. Максимальное время отключения для системы заземления IT указано 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. Второй ток 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 представлена ​​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 носит общий характер 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 этого документа (рисунок 17).

5. Производительность 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 на питании потребителей 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 включается последовательно с основным.

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 больше, 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 высоким значением тока короткого замыкания. 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 одинаковы. 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. 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 этом документе используются три системы заземления для защиты MG от различных повреждений в режиме подключения к сети. Из результатов видно, что

Рисунок 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 на 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 по сравнению с безопасным предельным значением.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, снизить напряжение прикосновения на неисправной шине.

В заключение следует отметить, 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.

ССЫЛКИ

1. Камель Р.М. 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 инженерия 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», Электроэнергетические компоненты и системы, Vol. 38, No. 2, Januaruy 2010, pp. 212-239.
3. р.М. Камель, А. Чауачи 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 обособления», 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 система конденсаторов энергии для уменьшения колебаний мощности ветра и поддержания устойчивости микросетей после последующего возникновения островков», Международный журнал электроэнергетических 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. Чауачи и К. Нагасака, «Снижение выбросов углерода и снижение потерь мощности помимо улучшения профилей напряжения с использованием микросетей», Low Carbon Economy, Vol. 1, No. 1, октябрь 2010 г., стр. 1-7. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11001
10. Р. М. Камель, А. Чауачи 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 компании Schneider Electric, No.172, март 2002.
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», 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 г.
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. York, January 2001.

TN-System

Система TN (французское terre Neutrale, нейтральная земля) — это определенный тип реализации низковольтной сети в электроснабжении.Наиболее важной особенностью является тип заземления этой системы электроснабжения у источника питания и электрического оборудования внутри здания. Другие сетевые системы — это система TT и система IT.

Общие сведения

В отличие от системы IT, в системе TN, как и в системе TT, точка звезды на стороне низкого напряжения питающей трансформаторной подстанции заземлена. В отличие от системы TT, в системе TN цепь с системой потребителя обнуляется.В системе TN существует соединение между землей системы и землей системы.

В зависимости от конструкции защитного проводника системы TN делятся на системы TN-C, системы TN-CS и системы TN-S.

Замыкания на землю в сетях TN приводят к токам замыкания на землю с достаточно низким сопротивлением, которые вызывают срабатывание предохранителя на входе. С другой стороны, в случае замыкания на землю с высоким сопротивлением ток замыкания на землю часто оказывается слишком низким для срабатывания предохранителя.Эти токи заземления, также известные как токи короткого замыкания, особенно опасны, поскольку могут привести к поражению электрическим током или возгоранию системы. Чтобы снизить этот риск, используются автоматические выключатели дифференциального тока для обнаружения замыканий на землю с высоким сопротивлением.

TN-C-System

В системе TN-C (французское terre Neutre combiné, комбинированное нейтральное заземление) используется PEN-проводник, который одновременно является защитным проводом (PE) и нейтральным проводником (N). .

В результате двойной функции PEN-проводника, (низкое) напряжение на землю уже приложено к корпусам заземленных устройств во время нормальной работы, поскольку ток, протекающий через PEN-проводник, основан на законе Ома, вызывая падение напряжения. .В многофазных установках неравномерная нагрузка внешних проводников также приводит к смещению нулевой точки, и в неблагоприятных случаях к устройству может быть приложено почти полное напряжение между внешними проводниками (до 400 В), что в большинстве случаев приводит к электрическое разрушение соответствующих устройств. Если PEN-проводник даже прерывается в установке, то токопроводящие корпуса устройств, подключенных до точки разрыва — из-за соединения внешнего проводника с PEN-проводником в устройстве — полное напряжение внешнего проводника относительно земли, т.е.е. обычно 230 В. Следовательно, система TN-C в домашнем хозяйстве представляет собой значительный потенциальный источник опасности.

Тем не менее, система TN-C долгое время использовалась как «классическая установка нуля» во всей домашней установке — главное преимущество — меньшие затраты на прокладку кабеля (для однофазных цепей достаточно двухпроводных линий). С 1973 года система TN-C разрешена только для проводов с поперечным сечением не менее 10 мм² из меди или 16 мм² из алюминия. Это сделано для того, чтобы снизить риск обрыва PEN-проводника с описанными выше последствиями.Старые установки с меньшим поперечным сечением подлежат удалению (подробности для конкретной страны см. Обнуление # дедушка).

В сети TN-C выключатели дифференциального тока в низковольтных распределительных сетях могут использоваться только при условии профессиональной установки системы ^[1] (PEN-проводник может быть заземлен только один раз в точке питания и не дополнительно вне низковольтной распределительной сети) — и только с существенными ограничениями. Однако, в отличие от австрийского постановления по электротехнике, использование устройств защиты от остаточного тока (УЗО) в системах TN-C категорически запрещено для Германии в DIN VDE 0100-410: 2007-06 под пунктом 411.4.5.

Существует только дополнительная защита при контакте с внешними проводниками от потенциала земли, но не от PEN (например, заземленный корпус). С другой стороны, так называемые розетки RCD обеспечивают неограниченную защиту в сети TN-C.

Постановление об электротехнике Австрии ETV ^[2] предписывает (впервые с изданием 2002 / A2) в новом § 7a переоснащение старых квартир в случае их повторной сдачи в аренду. Соответственно, порядок в § 7a гласит: при повторной сдаче в аренду квартиры, не имеющей дополнительной защиты, необходимо «установить по крайней мере один выключатель дифференциального тока с номинальным дифференциальным током не более 30 мА, непосредственно перед встроенной защитой. приборы в квартире.»

TN-CS-System

Система TN-CS (аббревиатура от французского terre Netere combiné séparé, отдельная комбинированная нейтральная земля») состоит из системы TN-C, предпочтительно для распределительной сети коммунального предприятия, и система TN-S на объекте заказчика.

PEN-проводник разделен на защитный провод «PE» и нейтральный провод «N», если это возможно в основной системе электроснабжения (в Германии согласно TAB 2007 пункт 6.1 (10)). Этот момент знаменует переход от системы TN-C к системе TN-CS. При переходе к системе TN-CS защитный провод (PE) и нейтральный провод (N) остаются строго разделенными в дальнейшем ходе линии; не разрешается подключать нейтральный провод к любой другой заземленной части системы в дальнейшем ходе линии или снова подключать защитный провод (Германия: в соответствии с DIN VDE 0100-540: 2007-06 (пункт 543.4. 3)).

Эта система широко используется в строительных материалах в Германии, Австрии и Швейцарии и является стандартной для новых установок (см. Также лекцию: «Внедрение системы TN на RWE») ^[3] .

В предыдущих стандартах VDE не было явного требования для выделения PEN как можно раньше. Однако PEN-проводники вызывают значительные паразитные токи и поля и крайне неблагоприятны для электромагнитной совместимости. ^[4] DIN VDE 0100-444 «Защита от электромагнитных помех (EMI) в системах в зданиях» требует «в зданиях, которые имеют значительное количество оборудования информационных технологий или от которого этого можно ожидать в будущем» в разделе 444.3. 12 разделение PEN-проводника на PE и N от входа в здание. ^[5]

В соответствии с DIN VDE 0100-410 низковольтные системы (включая обычные системы заказчика) должны соответствовать требованиям защиты от неисправностей. Согласно пункту 411.3 подразумеваются меры «защитное заземление и уравнивание потенциалов», «защитное уравнивание потенциалов через главную шину заземления» и «автоматическое отключение в случае неисправности».

Как «дополнительная защита оконечных цепей для внешней зоны и розеток», DIN-VDE 0100-410 ^[6] требует новых систем с издания июня 2007 г. (с переходным периодом до конца января 2009 г.) для всех цепей розеток, которые используются специалистами-электриками, устройство защитного отключения (УЗО) с номинальным остаточным током не более 30 мА (в помещениях, цепи до 25 А, на открытом воздухе для всех оконечных цепей до до 32 А).Для помещений с душем или ванной в новостройках, DIN VDE 0100-701 (см. Лекцию: DIN VDE 0100-701) ^[7] требует УЗО, как описано выше, для всех контуров (кроме постоянно подключенных водонагревателей) с 1984 года.

TN-S-System

В системе TN-S (аббревиатура от французского terre Netere séparé, отдельное заземление нейтрали) отдельные нейтральные проводники и защитные проводники проложены от трансформатора к расходным материалам.

Система TN-S безопаснее, чем система TN-C или TN-CS.Проблемы, которые могут возникнуть из-за обрыва PEN-проводника, здесь не возникают, защита гарантируется намного лучше. Однако он используется не очень часто и в основном используется в более крупных коммерческих системах, которые обычно питаются средним напряжением и оснащены собственными трансформаторами (тогда это соответствует системе TN-CS). Старые городские и загородные дома в Великобритании также часто поставляются по системе TN-S.

Переход от системы TN-C к системе TN-S обозначен синей линией.

Заземление в системах TN

В случае возможного замыкания на землю во внешнем проводе другие проводники, такие как проводники PEN и PE, могут принимать напряжение относительно земли, превышающее допустимое контактное напряжение 50 В. Для предотвращения этого Избыточное напряжение, общее сопротивление заземления в низковольтной сети уменьшается за счет использования нескольких заземляющих электродов, то есть рабочих заземляющих электродов ( R _B ) на сетевом трансформаторе и заводских заземляющих электродов ( R _A ) в потребительские системы.

Нормы

• DIN VDE 0100-100: 2009-06 Монтаж низковольтных систем — Часть 1: Общие принципы, положения для общих характеристик, термины
• DIN VDE 0100-410: 2007-06 Монтаж низковольтных систем — Часть 4-41: Защитные меры — Защита от поражения электрическим током
• DIN VDE 0100-540: 2012-06 Монтаж низковольтных систем — Часть 5 -54: Выбор и установка электрооборудования — Системы заземления, защитные проводники и проводники защитного уравнивания потенциалов
• DIN VDE 0100-444: 2010-10 Установка низковольтных систем — Часть 4-444: Защитные меры — Защита от интерференционных напряжений и электромагнитные помехи
• DIN VDE 0100-701: 2008-10 Монтаж низковольтных систем — Часть 7-701: Требования к производственным помещениям, помещениям и системам особого типа — помещения с ванной или душем

литература

Герхард Кифер: VDE 0100 и практика .12-е издание. VDE-Verlag GmbH, Берлин / Оффенбах 2009, ISBN 978-3-8007-3130-5.

Гюнтер Спрингер: Электротехника . 18-е издание. VDE-Europa-Lehrmittel Verlag, Вупперталь 1989, ISBN 3-8085-3018-9.

Вернер Хёрманн, Бернд Шредер: Серия VDE 140- Защита от поражения электрическим током в системах низкого напряжения — Комментарий к DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410): 2007-06 . 18-е издание. VDE-Europa-Lehrmittel Verlag, Берлин 2010, ISBN 978-3-8007-3190-9.

Ганс Шультке: Азбука электромонтажных работ . 14-е издание. EW Medien und Kongress GmbH, Франкфурт 2009, ISBN 978-3-8022-0969-7, стр. 131 сл.

Индивидуальные свидетельства

1. ↑ Schrack, Требования безопасности для потребительских систем (памятная записка от 9 марта 2016 г. в Интернет-архиве ), сентябрь 2007 г. (PDF; 3,4 МБ)
2. ↑ BMWFJ, Безопасность электрических систем — электротехника Постановление (памятная записка от 28 декабря 2010 г. в Интернет-архиве )
3. ↑ Внедрение системы TN в RWE (памятная записка от 5 июля 2016 г. в Интернет-архиве ), 26 февраля 2010 г. (PDF; 297 кБ)
4. ↑ Электромонтаж и ЭМС в здании (Мементо от 21 июля 2016 г. в Интернет-архиве ) (PDF; 623 КБ)
5. ↑ ЭМС-совместимая сеть для машин и устройств (Мементо от 13 января 2018 г. в Internet Archive ), январь 2007 г. (PDF; 412 kB)
6. ↑ Moeller, пояснения к DIN VDE 0100-410 (памятка от 13 января 2018 г. в Internet Archive ), 2008 (PDF; 246 kB)
90 007 ↑ Новые правила строительства для комнат с ванной или душем (Памятка от 21 февраля 2017 г. в Интернет-архиве ) (PDF; 5.2 МБ), 1 февраля 2002 г.

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

Стандарты, используемые для определения систем заземления

За прошедшее столетие Стандарты электробезопасности превратились в высокоразвитые системы, охватывающие все основные аспекты безопасной установки, включая системы заземления. В электроустановках низкого напряжения (LV) эталонный 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 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. Следовательно, 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 обновлениями в LinkedIn

Типы систем заземления

Как упоминалось выше, три основных типа систем заземления, используемых в соответствии с IEC 60364, — это

• TT
• IT
• TN — TN-C, TN-S, TN-CS

Система TN подразделяется на TN-C, TN-S и TN-CS, 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 «Руководства по электротехнике: для специалистов в нефтегазовой и нефтехимической промышленности» Алана Л. Шелдрейка

В первой букве : «T означает, что начальная точка источника надежно заземлена. , который обычно находится в непосредственной близости от обмотки.
I обозначают, что начальная точка и обмотка изолированы от земли. Начальная точка обычно связана с индуктивным сопротивлением или сопротивлением. Емкостный импеданс никогда не используется ».

А для второй буквы , “T означает, что потребитель надежно заземлен независимо от метода заземления источника.
N означает, что провод с низким импедансом отводится от заземления у источника 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 ».

Проще говоря:

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

I = изолированный

N = нейтральный

S = отдельный

C = объединить

Самыми распространенными системами являются TT и TN.Некоторые страны, например Норвегия, используют ИТ-систему. В таблице ниже приведены примеры систем заземления, используемых для общественных сетей (потребители низкого напряжения) в нескольких странах.

Система заземления TT ​​

В этом типе системы заземления подключение к источнику питания напрямую подключается к заземлению и концу 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».

TN-C-S Система заземления

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 главную клемму заземления и нейтраль, и эти клеммы соединяются вместе.

Здесь вы можете ознакомиться с нашим широким ассортиментом оборудования для заземления и заземления. Вы можете связаться с нами , если вам нужно 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 узнать больше по следующим ссылкам:

Введение в основы молниезащиты и заземления и стандартов (IEC 62305 и UL 467)

Проектирование систем молниезащиты и продукты

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.axis-india.com/contact-us/

Энергетические системы и поляризация — в журнале Compliance Magazine

Коллега недавно спросил, что означают обозначения «IT» и «TN» для систем распределения электроэнергии. «Система распределения электроэнергии» — это все части электрической системы между «основным источником энергии» и входным оборудованием потребителя.

Для целей этого обсуждения «основной источник питания» — это вторичная обмотка распределительного трансформатора, где выходное напряжение — это напряжение использования, обычно принимаемое равным 100, 120, 127, 220, 230 или 240 вольт.

Существует три основных системы распределения электроэнергии: TN, TT и IT. В системе TN существует три варианта: TN-S, TNC и TN-C-S. Мы рассмотрим, что означают эти обозначения и как они влияют на безопасность системы и продуктов, подключенных к системе.

Также мы определим «поляризацию» применительно к системе распределения электроэнергии и безопасности продукции.

А еще обсудим заземление системы распределения электроэнергии.

Вот что означают буквы:

T = терра (земля)

N = нейтраль (нейтральный провод энергосистемы)

I = полное сопротивление (значение не указано)

C = комбинированный S = отдельный

Терра (или земля) буквально означает тело земли.Для целей данного обсуждения это означает электрическое соединение с землей посредством заземляющего стержня, закопанного в землю.

Нейтраль означает нейтральный проводник энергосистемы. Есть два определения. Обычно нейтральный проводник является общей точкой трехфазного четырехпроводного («звездообразного») основного источника питания. Это первое определение.

В двух из трех систем, TN и IT, нейтральный проводник соединяется с землей с помощью заземляющего стержня.Отсюда у нас есть второе определение: нейтральный проводник — это тот, который подключен к земле. Это определение важно, поскольку оно используется для обозначения нейтрального проводника

.

(В Национальных электротехнических нормах и правилах заземления провод заземления также обозначается как «идентифицированный» провод. Нейтральный провод «идентифицируется» по цвету изоляции. В США и Канаде цвет белый. В Европе цвет синий.)

Импеданс означает, что полное сопротивление последовательно подключено между нейтральным проводником и заземляющим стержнем.Я слышал, что значение этого импеданса составляет от 1000 до 10000 Ом.

Комбинированный означает, что функцию двух проводников выполняет (объединяет в) один проводник.

Отдельный означает, что функцию двух проводников выполняет (отдельно) каждый из двух проводников.

В обозначениях энергосистем используются две буквы: TN, TT и IT. Первая буква указывает на способ заземления нулевого проводника. Вторая буква указывает на способ заземления защитного проводника.Теперь мы можем определить три основные системы распределения энергии.

TN : Нейтраль системы TN подключена к заземляющему стержню, а защитный проводник подключен к нейтрали. Система TN является преобладающей в США и Канаде.

Преимуществом системы TN является очень низкий импеданс между защитным проводом и нейтральным проводом, что обеспечивает работу устройства защиты от максимального тока.

Недостатком системы TN является то, что в точке замыкания на землю возникает падение напряжения на защитном проводе.Это увеличивает потенциал доступных заземленных частей относительно земли, что может привести к поражению электрическим током.

Недостатком системы TN в США является то, что нейтраль заземлена в двух или более местах, одно из которых находится у основного источника питания, а другое — у служебного входа. Это означает, что земля параллельна нейтрали, и что часть нейтрального тока будет течь по земле.

В свою очередь, сигнальные заземления между зданиями (или даже между частями зданий) также могут проводить часть нейтрального тока (который является причиной пожаров в некоторых изделиях).

TT : Нейтраль системы TT подключена к заземляющему стержню, а защитный проводник подключен к собственному, отдельному заземляющему стержню. Система TT является преобладающей в Великобритании

.

Преимущество системы TT состоит в том, что она преодолевает недостаток системы TN. Поскольку защитный проводник имеет собственное отдельное заземление, доступные заземленные части системы всегда находятся под потенциалом земли, даже в случае неисправности.

Недостатком системы TT является то, что полное сопротивление между защитным проводом и нейтральным проводом не обязательно низкое, что ставит под угрозу работу устройства максимального тока.

IT : Нейтраль IT-системы подключена к импедансу, который соединен с землей, а защитный проводник подключен к собственному, отдельному заземляющему стержню. (Импеданс составляет 1000 Ом или больше.)

ИТ-система является преобладающей во Франции, Норвегии и других странах.

Одним из преимуществ ИТ-системы является то, что она преодолевает недостаток системы TN. Поскольку защитный проводник имеет собственное отдельное заземление, доступные заземленные части системы всегда находятся под потенциалом земли, даже в случае неисправности.

Еще одно преимущество IT-системы состоит в том, что в случае замыкания на землю система намеренно остается работоспособной, то есть устройство максимального тока не срабатывает до второго замыкания на землю. (Часто в системе используется устройство контроля замыкания на землю, так что при возникновении замыкания на землю срабатывает аварийный сигнал и можно предпринять корректирующие действия.)

Недостатком системы IT является то, что при замыкании на землю напряжение относительно земли изменяется. Например, рассмотрите различные напряжения относительно земли в трехфазной распределительной системе, имеющей 220 вольт между фазой и нейтралью и 380 вольт между фазами в таблице 1.

Напряжение IT
Фаза	Нормальные условия	Условия замыкания на землю
N — земля	0 вольт	220 вольт
A — Земля	220	0 (замыкание на землю)
B — Земля	220	380
C — Земля	220	380
А — Н	220	220
Б — Н	220	220
К — Н	220	220
А — В	380	380
А — С	380	380
В — С	380	380

где
N = нейтраль
A = фаза A
B = фаза B
C = фаза C

Таблица 1

(Обратите внимание, что напряжения фаза-нейтраль и фаза-фаза не изменяются.Поскольку все оборудование соединено между собой по схеме «фаза-нейтраль» или «фаза-фаза», все оборудование продолжает нормально работать, даже если в системе есть замыкание на землю.)

Давайте теперь посмотрим на варианты системы TN.

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

Это обычная система в США и Канаде.

TN-C : Система TN-C объединяет нейтральный и защитный проводники по всей системе.

TN-C-S : Система TN-C-S имеет часть системы с комбинированными нейтральным и защитным проводниками и часть системы с отдельными нейтральным и защитным проводниками.

Это нормально для домашних хозяйств в США, где сушилки и плиты, подключенные к розетке, имеют нейтраль, подключенную непосредственно к корпусу сушилки или плиты.

Обратите внимание, что независимо от системы, TN, TT или IT, схема заземления нейтрали в значительной степени не влияет на конструкцию продукта.

Некоторые органы власти склонны беспокоиться о номинальном напряжении компонентов, подключенных к сети, заземленной в тех случаях, когда оборудование предназначено для подключения к системе IT. Они обеспокоены тем, что эти компоненты подвергаются более высокому напряжению между фазой и землей, возникающему во время замыкания системы на землю.

Некоторые органы власти также склонны беспокоиться о величине тока утечки там, где оборудование предназначено для подключения к ИТ-системе. Опять же, их беспокоит более высокое напряжение между фазой и землей, возникающее во время замыкания системы на землю.

Некоторые органы власти склонны беспокоиться об электрической прочности и испытательном напряжении высокого напряжения в цепях электросети, в которых оборудование предназначено для подключения к системе IT. Однако обратите внимание, что величина переходных перенапряжений не обязательно изменяется из-за замыкания фазы на землю.

А теперь перейдем к поляризации. Для целей этого обсуждения поляризация — это идентификация одного или нескольких выводов системы питания, будь то нейтральный вывод или фазный вывод.Как мы видели, все проводники системы распределения электроэнергии идентифицированы.

По большей части нейтральный провод — даже если он обычно заземлен — рассматривается как фазный провод.

Как уже упоминалось, система TN-C объединяет нейтральный проводник с защитным проводом. В системах и оборудовании TN-C для безопасности важно соблюдать поляризацию, т. Е. Чтобы нейтраль в оборудовании была соединена с нейтралью в системе питания.Рассмотрим домашнюю электрическую сушилку, металлический корпус которой соединен с нейтральным контактом сетевого шнура. Во избежание поражения электрическим током обязательно подключать нейтраль сушильной машины только к нейтрали питания. Необходимо соблюдать полярность.

В США лампы, использующие розетки на базе Эдисона, должны быть снабжены поляризованными вилками. Нейтральный полюс вилки подключается к корпусу розетки. Это означает, что корпус винта, будучи доступным, находится под потенциалом земли.Это повышает безопасность розетки на базе Эдисона.

Поляризация может использоваться для повышения безопасности оборудования, когда оба полюса источника питания не используются одинаково.

Поляризация через розетки несовместима в различных системах распределения электроэнергии. В США и Канаде поляризация поддерживается в розетках на 120 вольт и 15 ампер за счет того, что один контакт шире другого. Более широкое лезвие — нейтральный проводник. (Обратите внимание, что клемма заземления не обеспечивает поляризацию.)

В Великобритании поляризация в розетке на 13 ампер поддерживается тремя положениями лезвия L, N и E. Схема подключения обозначается маркировкой на вилке. Обратите внимание, что для двухпроводных вилок требуется фиктивная клемма заземления как для поляризации, так и для активации жалюзи в розетке.

В Австралии и Новой Зеландии поляризация поддерживается за счет угловой ориентации лезвия. Схема подключения обозначается маркировкой на вилке.

Поляризация не поддерживается европейскими розетками Schuko, французскими, датскими и швейцарскими розетками.Обратите внимание, что французские, датские и швейцарские вилки можно вставлять только в одном направлении. Но полярность подключения к розетке не соблюдается. Будьте осторожны, чтобы не предположить, что только потому, что вилка может быть вставлена ​​в розетку только в одном направлении, она является поляризованной.

БЛАГОДАРНОСТИ

• Рон Веллман из HP Corporate Product Rules предложил эту тему.
• Системы TN, TT и IT определены в МЭК 364 и повторены в МЭК 950.
• Для получения дополнительной информации о заземлении нейтрали см. Стандартное руководство для инженеров-электриков , Дональд Г.Финк и Х. Уэйн Берри, редакторы. Издано Книжной Компанией Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-020975-8.

Copyright 1995 Ричард Нут Первоначально опубликовано в Информационном бюллетене по безопасности продукции, Vol. 8, No. 5, декабрь 1995 г.

Ричард Нут — консультант по безопасности продукции, занимающийся безопасным проектированием, безопасным производством, сертификацией безопасности, стандартами безопасности и судебно-медицинскими исследованиями.

Электробезопасное заземление — IJERT

Классификация системы заземления

Распределительная система низкого напряжения (НН) Опознается по системе заземления.Они обозначаются пятью буквами T (прямое заземление), N (нейтраль), C (комбинированный), S (отдельный) и I (изолированный от земли). Первая буква указывает, как заземляется нейтраль трансформатора (источник питания), а вторая буква указывает, как заземлены металлоконструкции установки (шасси). Третья и четвертая буквы выполняли функции нейтральных проводников и протекторов соответственно. Электрическая сеть изображена на рис.

Рисунок 4: Сеть энергосистемы

Возможны три конфигурации:

TN: Заземление нейтрали трансформатора, подключенное к нейтрали шасси.Система TN состоит из трех подсистем: TN-C, TN-S и TN-C-S

.

TT: нейтральный трансформатор и заземленное шасси. IT: трансформатор с заземленной нейтралью, заземленное шасси. Система заземления TN

В системах заземления TN источник питания (нейтраль трансформатора) напрямую соединяется с землей одним или несколькими проводниками, а все открытые проводящие части установки подключаются к нейтральному проводнику заземления или. Безопасность. Ниже описаны три подсистемы основной системы TN, а также их основные особенности.

Система заземления TN-C

Система TN-C имеет следующие характеристики:

Нейтральная и защитная функции объединены в одном проводе по всей системе. (PEN — защита заземления нейтральная).

Источник питания напрямую подключен к земле, и все открытые проводящие части установки подключены к PEN-проводнику, как показано на рис.

Рисунок 5: Система заземления TN-C

Преимущества системы заземления TN-C

Полное сопротивление контура замыкания на землю системы заземления TN-C низкое.

Не требует заземляющего электрода на месте. Это экономично.

Недостатки системы заземления TN-C

Система заземления TNC наименее безопасна по сравнению с другими системами заземления.

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

Неисправность в сети низкого напряжения может вызвать контактное напряжение других клиентов BT.

Система заземления TN-S

Система TN-S имеет следующие характеристики:

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

Источник питания напрямую заземлен. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к защитному проводу (PE) через главный зажим заземления установки, как показано на рис.

Рисунок 6: Система заземления TN-S

Преимущества системы заземления TN-S

Полное сопротивление цепи замыкания на землю низкое. TN-S — самая безопасная система.

Слабые электромагнитные помехи.

Не требует заземляющего электрода на месте.

Система заземления TN-S может работать с простой защитой от сверхтока.

Недостатки системы заземления TN-S

Низкий коэффициент мощности (высокая индуктивность длинного кабеля). Требуется такая же ссылка дополнительной емкости.

В случае нарушения изоляции ток короткого замыкания велик и может повредить оборудование или вызвать электромагнитные помехи.

Система заземления TN-C-S

Система заземления TN-C-S имеет следующие характеристики:

Нейтральная и защитная функции объединены в один провод в части системы TN-C-S.Источник питания — TN-C, а установка — TN-S, как показано на рисунке 7. Использование TN-S ниже TN-C.

Все открытые проводящие части установки подключаются к главной клемме заземления и PEN-проводнику через клемму нейтрали, причем эти клеммы соединяются между собой.

Рисунок 7: Система заземления TN-C-S

Этот тип распределения также известен как множественное защитное заземление, а PEN-проводники называются соединенными нейтральным и заземляющим (CNE) проводниками.

PEN-проводник энергосистемы основан на нескольких точках и может потребовать заземляющего электрода на объекте потребителя или рядом с ним.

Преимущества системы заземления TN-C-S Безопасная система

Дешевле.

Недостатки системы заземления TN-C-S

Используйте систему TN-CS, система TN-S (4-проводная) всегда должна быть в нижестоящей системе TN-S (5-проводной), потому что проводник из-за любого резкого обрыва нейтрали на стороне входа Проводник будет иметь безопасность в нижней части и, следовательно, опасность.

Система заземления TT ​​

В этой системе источник питания имеет прямое соединение с землей.Все открытые токопроводящие части установки также подключены к заземляющему электроду, который электрически не зависит от заземления источника, как показано на рис. 8.

Рисунок 8: Система заземления TT ​​

Полное сопротивление контура короткого замыкания выше, если сопротивление электрода действительно не очень низкое.

Преимущества системы TT

Отсутствует риск выхода из строя и подходит для помещений, где все цепи питания переменного тока защищены устройством защитного отключения (УЗО).

Дефекты в сетях низкого и среднего напряжения не передаются другим клиентам в сети BT.

Простое заземление установки и простейшая установка. Недостатки системы заземления ТТ

Каждый покупатель должен установить и обслуживать собственный заземляющий электрод. Безопасность и защита зависят от клиента, поэтому полная надежность не гарантируется.

Высокое перенапряжение может возникнуть между всеми токоведущими частями, а также между токоведущими частями и заземляющими проводами.

Ограничение потенциального перенапряжения на изоляции монтажного оборудования.

Заземление ИТ-системы

В этой системе источник питания либо подсоединен к заземлению с высоким импедансом (компьютерная система с импедансным заземлением), намеренно инициированный от земли, либо изолирован от земли.Все открытые токопроводящие части. К заземляющему электроду подключена индуктивность, как показано на рис. 9.

Рисунок 9: Система заземления IT

Токопроводящие части, включая металлический корпус установок, соединяются с землей через один или несколько местных заземляющих электродов. Эти местные электроды не имеют прямого подключения к источнику.

Здесь уместно упомянуть, что однофазная система TT, изображенная на Рисунке 9, не использовалась в Индии.

Преимущества IT-системы

Основными преимуществами компьютерной системы являются:

Повышает доступность энергии: это интересно для приложений, где потеря электроэнергии может быть риском для людей (например, в больницах) или финансовым риском (для некоторых процессов в промышленности).

Он также может устранить риск возгорания или взрыва в случае повреждения изоляции, так как ток короткого замыкания очень низкий. Это увеличит срок службы электрооборудования, поскольку ток короткого замыкания низкий, это снижает нагрузку на оборудование.

Наконец, можно проводить профилактическое обслуживание ИТ-оборудования. Благодаря оборудованию для постоянного контроля изоляции мы можем обнаружить дефекты изоляции до того, как они станут дефектами изоляции.

Недостатки IT-системы

В этой системе возникают повторяющиеся образцы дуги.Нарушение изоляции происходит при однофазных замыканиях на землю.

Защита от замыкания на землю в заземленных системах затруднена. Напряжение не достигает Земли из-за ударов молнии.

Сравнение всех систем заземления

Сравнение всех систем заземления на основе полного сопротивления контура замыкания на землю, предпочтительного УЗО, требований к заземляющему электроду на месте, стоимости заземляющих проводов и т. Д. Это было выполнено, как описано в таблице 1.

Краткое описание системы заземления, принятой во всем мире

В Индии поставка LT обычно осуществляется через систему TN-S.Нейтрали размещаются в распределительных трансформаторах, нейтраль и заземление размещаются отдельно на воздушных распределительных линиях или кабелях. Дополнительные колодцы для заземляющих электродов устанавливаются на концах пользователя для усиления заземления.

Большинство современных домов в Европе имеют систему заземления TN-C-S. Трансформаторы нейтрали и заземления находятся между станцией и отсечкой обслуживания (предохранитель перед счетчиком), вся внутренняя проводка использует отдельные заземляющие и нейтральные проводники.

В районах Великобритании, где обычна подземная электропроводка, широко распространена система TN-S.

В Австралии, Новой Зеландии и Израиле используется система TN-C-S. Однако каждый покупатель должен обеспечить отдельное заземление через специальный заземляющий электрод.

Система заземления TN-C-S используется в США и Канаде, в то время как Франция, Италия и Япония используют систему заземления TT.

Система

TT подходит для сельской местности из-за стоимости.

Из приведенной выше информации можно сделать вывод, что, если заземление не выполнено должным образом, это может вызвать множество проблем, таких как:

Спускаемся к земле: объяснение заземления

В электрической сети система заземления — это мера безопасности, которая защищает жизнь человека и электрооборудование.Поскольку системы заземления различаются от страны к стране, важно иметь хорошее представление о различных типах систем заземления, поскольку глобальная установленная мощность фотоэлектрических систем продолжает расти. Эта статья направлена ​​на изучение различных систем заземления в соответствии со стандартом Международной электротехнической комиссии (МЭК) и их влияние на конструкцию системы заземления для фотоэлектрических систем, подключенных к сети. Примечание. Требуемая антикоррозионная краска скрыта биркой на изображении; вы бы заметили это?

Назначение заземления

Системы заземления обеспечивают функции безопасности, снабжая электроустановку трактом с низким сопротивлением на случай любых неисправностей в электрической сети.Заземление также служит ориентиром для правильной работы источника электричества и предохранительных устройств.

Заземление электрического оборудования обычно достигается путем вставки электрода в твердую массу земли и соединения этого электрода с оборудованием с помощью проводника. О любой системе заземления можно сделать два предположения:

1. Потенциалы земли действуют как статические эталоны (т. Е. Ноль вольт) для подключенных систем. Таким образом, любой проводник, подключенный к заземляющему электроду, также будет обладать этим опорным потенциалом.
2. Заземляющие проводники и заземляющий стержень обеспечивают путь к земле с низким сопротивлением.

Защитное заземление

Защитное заземление — это установка заземляющих проводов, предназначенных для снижения вероятности травм в результате электрического повреждения в системе. В случае неисправности нетоковедущие металлические части системы, такие как рамы, ограждения, ограждения и т. Д., Могут получить высокое напряжение относительно земли, если они не заземлены. Если человек коснется оборудования в таких условиях, он получит удар электрическим током.

Если металлические части соединены с защитным заземлением, ток короткого замыкания будет проходить через заземляющий провод и восприниматься предохранительными устройствами, которые затем надежно изолируют цепь.

Защитное заземление может быть выполнено с помощью:

• Установка системы защитного заземления, в которой проводящие части соединяются с заземленной нейтралью распределительной системы посредством проводов.
• Установка устройств защиты от перегрузки по току или тока утечки на землю, которые срабатывают для отключения затронутой части установки в течение определенного времени и пределов напряжения прикосновения.

Провод защитного заземления должен выдерживать предполагаемый ток короткого замыкания в течение времени, равного или превышающего время срабатывания соответствующего защитного устройства.

Функциональное заземление

При функциональном заземлении любая из токоведущих частей оборудования («+» или «-») может быть подключена к системе заземления с целью обеспечения контрольной точки для обеспечения правильной работы. Проводники не рассчитаны на токи короткого замыкания.В соответствии с AS / NZS5033: 2014 функциональное заземление разрешено только при наличии простого разделения между сторонами постоянного и переменного тока (например, трансформатор) внутри инвертора.

Типы конфигураций заземления

Конфигурации заземления могут быть расположены по-разному на стороне питания и нагрузки при достижении одинакового общего результата. Международный стандарт IEC 60364 (Электрические установки для зданий) определяет три семейства заземления, определяемых с помощью двухбуквенного идентификатора в форме «XY».В контексте систем переменного тока «X» определяет конфигурацию нейтрального и заземляющего проводов на стороне питания системы (т. Е. Генератор / трансформатор), а «Y» определяет конфигурацию нейтрали / заземления на стороне нагрузки системы (т. Е. главный распределительный щит и подключенные нагрузки). «X» и «Y» могут принимать следующие значения:

• T — Земля (от французского «Terre»)
• N — нейтраль
• I — Изолированный

И подмножества этих конфигураций могут быть определены с помощью значений:

• S — Отдельно
• C — комбинированный

Используя их, три семейства заземления, определенные в МЭК 60364, — это TN, где электрическое питание заземлено, а нагрузки потребителя заземлены через нейтраль, TT, где электрическое питание и нагрузки потребителя заземлены отдельно, и IT, где только потребительские нагрузки заземлены.

Система заземления TN

Единственная точка на стороне источника (обычно эталонная точка нейтрали в трехфазной системе, соединенной звездой) напрямую соединена с землей. Любое электрическое оборудование, подключенное к системе, заземляется через ту же точку подключения на стороне источника. Для систем заземления такого типа требуются заземляющие электроды через равные промежутки времени по всей установке.

Семейство TN состоит из трех подмножеств, которые различаются в зависимости от метода разделения / комбинации заземляющих и нейтральных проводников.

• TN-S: TN-S описывает схему, в которой отдельные проводники для защитного заземления (PE) и нейтрали подводятся к потребительским нагрузкам от источника питания объекта (т. Е. Генератора или трансформатора). Проводники PE и N разделены почти во всех частях системы и соединяются вместе только на самом источнике питания. Этот тип заземления обычно используется для крупных потребителей, у которых есть один или несколько трансформаторов высокого / низкого напряжения, предназначенных для их установки, которые устанавливаются рядом с помещениями заказчика или внутри них.

Рисунок 1 — Система TN-S

• TN-C: TN-C описывает схему, в которой комбинированная защитная заземляющая нейтраль (PEN) подключена к земле в источнике. Этот тип заземления обычно не используется в Австралии из-за рисков, связанных с возгоранием в опасных средах, и из-за наличия гармонических токов, делающих его непригодным для электронного оборудования. Кроме того, согласно IEC 60364-4-41 — (Защита для безопасности — Защита от поражения электрическим током), УЗО не может использоваться в системе TN-C.

Рисунок 2 — Система TN-C

• TN-CS: TN-CS обозначает установку, в которой на стороне питания системы используется комбинированный провод PEN для заземления, а на стороне нагрузки системы используется отдельный провод для PE и N. Этот тип заземления используется в распределительные системы как в Австралии, так и в Новой Зеландии, которые часто называют множественными нейтралью относительно земли (MEN). Для потребителя низкого напряжения система TN-C устанавливается между трансформатором на площадке и помещением (нейтраль заземляется несколько раз вдоль этого сегмента), а система TN-S используется внутри самого объекта (от главного распределительного щита ниже по потоку). ).При рассмотрении системы в целом она рассматривается как TN-C-S.

Рисунок 3 — Система TN-C-S

Кроме того, согласно IEC 60364-4-41 — (Защита для безопасности — Защита от поражения электрическим током), если в системе TN-C-S используется УЗО, провод PEN нельзя использовать на стороне нагрузки. Подключение защитного проводника к проводнику PEN должно выполняться на стороне истока УЗО.

Система заземления ТТ

В конфигурации TT потребители используют собственное заземление внутри помещения, которое не зависит от любого заземления на стороне источника.Этот тип заземления обычно используется в ситуациях, когда поставщик услуг распределительной сети (DNSP) не может гарантировать низковольтное подключение обратно к источнику питания. Заземление TT было распространено в Австралии до 1980 года и до сих пор используется в некоторых частях страны.

Для систем заземления TT ​​требуется УЗО во всех цепях питания переменного тока для обеспечения надлежащей защиты.

Согласно IEC 60364-4-41, все открытые токопроводящие части, которые совместно защищены одним и тем же защитным устройством, должны быть соединены защитными проводниками с заземляющим электродом, общим для всех этих частей.

Рисунок 4 — Система TT

Система заземления IT

В схеме заземления IT заземление либо отсутствует, либо выполняется через соединение с высоким импедансом. Этот тип заземления не используется для распределительных сетей, но часто используется на подстанциях и в независимых системах с питанием от генератора. Эти системы способны обеспечить бесперебойную подачу питания во время работы.

Рисунок 5 – I Система T

Значение для заземления фотоэлектрической системы

Тип системы заземления, применяемый в любой стране, будет определять тип конструкции системы заземления, необходимой для фотоэлектрических систем, подключенных к сети; Фотоэлектрические системы рассматриваются как генератор (или цепь источника) и должны быть заземлены как таковые.

Например, страны, использующие заземление типа TT, потребуют отдельной заземляющей ямы для сторон постоянного и переменного тока из-за схемы заземления. Для сравнения, в стране, где используется заземление типа TN-C-S, простого подключения фотоэлектрической системы к основной шине заземления в распределительном щите достаточно, чтобы удовлетворить требованиям системы заземления.

Во всем мире существуют различные системы заземления, и хорошее понимание различных конфигураций заземления обеспечивает надлежащее заземление фотоэлектрических систем.

Дополнительные ресурсы:

Посетите следующие источники, чтобы узнать больше о различных типах конфигурации заземления:

Камель, Р.М., 2011. Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме подключения к сети. Умные сети и возобновляемые источники энергии, [Интернет]. 2011, 2, 206-215, 206-215. Доступно по адресу: https://file.scirp.org/pdf/SGRE20110300009_

972.