TN и ее разновидности
Самый распространенный тип заземляющей системы — это TN, в котором ноль совмещен с землей по всей длине. Этот тип еще называют в снабжении глухозаземленная нейтраль, когда условный ноль N источника соединен с устройством заземления PE. Устройство заземления не сложно, но тем не менее технологично и представляет собой группу штырей, вбитых вертикально в землю на значительную глубину до водоносного слоя, от 2.5 и более метров. Эти штыри соединены полосой или же кабелем в единый контур заземления жилого дома. Рассмотрим, какая существует классификация систем TN на сегодняшний день и в чем различие между всеми разновидностями.
TN-C
В старом жилом фонде используется тип защиты ТN-C, это когда ноль N выполняет также роль защитного провода PE, совмещен. Это самый простой и дешевый вариант заземления электроустановки до 1000 В.
Тип TN-С морально устарел и электрически опасен, так как не имеет отдельного защитного проводника, и в случае обрыва нулевого провода, во время ЧП, весь потенциал окажется на электрооборудовании, подвергая риску поражения током или же возникновению пожара.
TN-S
Поэтому во вновь проектируемых зданиях используют другую подсистему TN-S, в этом устройстве присутствует отдельный провод фаза, ноль (нейтраль) и защитный проводник PE. Проводники N и PE, начиная от подстанции с глухозаземленной нейтралью являются отдельными компонентами системы электроснабжения.
Данный вид является самым надежным из принятых типов заземления электрической сети. К его недостаткам можно отнести дороговизну, так как нуждается в дополнительном проводнике, от подстанции к потребителю.
TN-C-S
Лишенная этих недостатков, относительно простая в реализации система TN-C-S, которая сочетает в себе достоинства описанных ранее систем. Также легко реализуется во время реконструкции старых зданий. Смысл данной схемы в том, что до ГРЩ организуется система TN-C, тут разделяют нейтральный провод PEN на два проводника N и PE, далее идет система TN-S.
Недостаток этой системы такой же, как и TN-C, при обрыве PEN шины система оказывается под полным напряжением. С этим недостатком борются установкой дополнительных устройств, таких как реле напряжения, производящих аварийное отключение потребителя от сети.
samelectrik.ru
Системы TN
Такие конструкции отличаются наличием глухо заземленной нейтрали и подсоединением к ней всех способных проводить электроэнергию элементов сети.
Подключение к нейтрали производят используя нулевые проводники.
Электрошкафы, щиты и корпуса приборов, подключают к проводнику PEN. Выполняется это для создания короткого замыкания, при пробивании проводки на корпус, в результате чего, защитные автоматы обесточивают сеть, идущую на вышедший из строя участок сети, таким образом, предупреждая поражение током людей, находящихся поблизости.
Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником
Система TN-S для безопасности оборудована двумя, а не одним нулевым проводом, один из них служит как защитный провод, а второй используется в качестве нейтрального проводника, подключенного к глухо заземленной нейтрали. Эта конструкция сегодня является самой безопасной, способной эффективно защитить от удара электричеством.
Принцип работы этой конструкции состоит в том, что используют всего одну фазу для подачи рабочего напряжения и ноль.
Разводку производят проводом из трех жил, одна из которых служит как нуль и подключается к вводному проводу.
Система c проводом PEN и двумя нулями
Здесь характерно использование в определенном месте оборудования, соединенного с нулевым проводом, расщепляющимся на два проводника: PE и N, для последующего заземления оборудования.
Для бесперебойной работы, система TN-C-S после места раздвоения, оборудуется еще одним заземлителем.
Положительные свойства этой системы:
- Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
- Простая конструкция защиты от молнии.
- Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.
Минусы этой системы:
- Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
- Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
- Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.
Независимые заземлители
В конструкции системы TT есть два заземлителя:
- Для источника электротока.
- Для незащищенных металлических элементов системы.
Положительным свойством этой конструкции является повышенная работоспособность нулевого провода на промежутке от оборудования до места подачи напряжения и независимость PE провода.
Сложность может появиться только с использованием собственного заземлителя, так как непросто подобрать для него подходящий диаметр. Но такой минус компенсируется с помощью системы защитного отключения.
Система с изолированным нейтральным проводом
В большинстве случаев, в такой конструкции, нейтраль изолируют от земли, или создают необходимое зануление IT, используя устройство со значительным сопротивлением.
В домашних условиях, устройства такого типа не нашли применения, они практически не используются, но позволяют их применять для питания специальных устройств, для которых необходима безопасность и максимальная стабильность при работе, к примеру, в лабораториях и лечебных учреждениях.
Технологии заземляющих устройств
Есть несколько способов изготовления контура заземления.
Чаще всего, используют две из них:
- Модульно-штыревое заземление.
- Традиционное заземление.
Конструкция модульного заземления
Для ее устройства используют стержни, из покрытого медью качественного металла. Их вертикально забивают в грунт на глубину около 1 м, диаметр стержней 14 мм. По краям стержня нарезают по 30 мм резьбы и так же покрывают ее медью.
Металлические части конструкции соединяют вместе латунными муфтами. По горизонтали их соединяют стальными полосами с латунными зажимами или используют для этого комплект медного провода. Также, устраивают соединение контура заземления и щитка-распределителя. Для защиты элементов заземления от коррозии, в комплект входит защитная паста.
Традиционное заземление
Изготавливают такую систему из черного металла: полос, труб, уголка. На 3 м в грунт, с промежутком 5 м вбивают треугольником три металлических электрода. Далее, электроды соединяют в общий контур, используя металлическую полосу и электросварку.
Такое заземление имеет несколько отрицательных свойств (к примеру, трудоемкость создания контура и коррозия, разрушающая металл изделия), по этой причине, в наше время вместо нее стараются использовать более совершенный способ заземления.
Естественные заземляющие элементы
Чаще всего, их используют для заземления электрического оборудования. В качестве естественных заземлителей применяют металлические элементы различных ЖБ конструкций, к примеру, фундаменты подстанций и линий электропередач и фундаменты строений.
Дополнительно, для естественного заземления подключают части подземных коммуникаций, изготовленных из металла, к примеру, подходит броня кабелей и всевозможные трубопроводы, иногда допустимо подключать и наземные коммуникации, к примеру, подойдут для этой цели рельсовые пути.
Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления?
Не стоит подключать заземляющий провод к фундаментам, собранным из отдельных ЖБ элементов. Желательно связать прутья арматуры блоков, и только тогда допустимо подключать заземлитель. Иначе, лучше использовать искусственный заземлитель.
Для этого используют металлический проводник, вбитый вертикально или горизонтально в грунт. Иногда используют несколько таких проводников, связав их вместе. Важно, чтобы отдельные электроды контура, были вбиты на необходимую глубину.
По этой причине, лучше использовать вертикальный заземлитель.
Толщина искусственных заземлителей:
- Металлический прут — сечение 10 мм;
- Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
- Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
- Металлическая полоса — 4 мм;
- Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
- Общее сечение проводников забиваемых в землю — 160 мм.
Заземление нейтрального проводника
В нашей стране, сети 6-35 кВ эксплуатируются с не глухо заземленной нейтралью. Использование таких сетей хорошо тем, что у них низкое значение токов замыкания на грунт, но при ОЗЗ, изготовленных из металла, в таких сетях повышается напряжение на целых фазах относительно земли до уровня линейного, что плохо в этом случае.
Коэффициент замыкания на грунт — отношение разницы потенциалов между землей и фазой при замыкании остальных фаз на землю к разнице между землей и фазой в сети.
househill.ru
Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:
— электроустановки выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);
— электроустановки выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);
— электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;
— электроустановки до 1 кВ с изолированной нейтралью.
— Электрической сетью с эффективно заземленной нейтралью называется трехфазная электрическая сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.
Заземление или зануление электроустановок следует выполнять:
— при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока — во всех электроустановках;
— при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.
Заземление или зануление электроустановок не требуется:
при номинальных напряжениях до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока во всех случаях.
Для заземления электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Если при этом сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимые значения, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве, то искусственные заземлители должны применяться лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям или стекающих с них.
Части, подлежащие занулению или заземлению:
Ø корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;
Ø приводы электрических аппаратов;
Ø вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
Ø каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 42 В переменного тока или более 110 В постоянного тока;
Ø металлические конструкции распределительных устройств;
Ø металлические кабельные конструкции, металлические кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукава и трубы электропроводки;
Ø кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по которым проложены кабели с заземленной или зануленной металлической оболочкой или броней);
Ø металлические конструкции, на которых устанавливается электрооборудование;
Ø металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей и проводов напряжением до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока, проложенных на общих металлических конструкциях, в том числе в общих трубах, коробах, лотках и т. п. Вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению или занулению;
Ø металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников;
Ø электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов.
Заземлители
В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать:
1) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;
2) обсадные трубы скважин;
3) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;
4) металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т. п.;
5) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей.
6) заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ;
7) нулевые провода ВЛ до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух;
8) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.
Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлений не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование не распространяется на опоры ВЛ, повторное заземление нулевого провода и металлические оболочки кабелей.
Для искусственных заземлителей следует применять сталь.
Искусственные заземлители не должны иметь окраски.
Заземляющие и нулевые защитные проводники
В качестве нулевых защитных проводников должны быть в первую очередь использованы нулевые рабочие проводники.
В качестве заземляющих и нулевых защитных проводников могут быть использованы:
Ø специально предусмотренные для этой цели проводники;
Ø металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т. п.);
Ø арматура железобетонных строительных конструкций и фундаментов;
Ø металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.);
Ø стальные трубы электропроводок;
Ø алюминиевые оболочки кабелей;
Ø металлические кожухи и опорные конструкции шинопроводов, металлические короба и лотки электроустановок;
Ø металлические стационарные открыто проложенные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления.
Приведенные выше проводники, конструкции и другие элементы могут служить единственными заземляющими или нулевыми защитными проводниками, если они по проводимости удовлетворяют требованиям и если обеспечена непрерывность электрической цепи на всем протяжении использования.
Заземляющие и нулевые защитные проводники должны быть защищены от коррозии.
lektsia.com
Назначение заземления
Сначала определимся с определением заземления. Заземление нужно понимать как специальное электрическое соединение некоторых элементов сети, металлических корпусов различных электроприборов или электроустановок с конструкцией заземления.
Устройство заземления нужно рассматривать как некоторую конструкцию специальных заземлителей с заземляющими проводниками, которые представляют собой электрическую связь электроустановки с грунтом.
То есть, эта конструкция заземляющих устройств предназначена для поглощения землей опасного для жизни напряжения, появившегося на металлическом корпусе электроустановки при пробое изоляции сетевых проводов. Заземлители обеспечивают надежный контакт с грунтом, и через проводники связаны с металлическими частями электрических установок.
Для оценки надежности и качества ЗУ существуют определенные значения сопротивления заземления с грунтом. Чем меньше величина сопротивления заземления, тем качественнее электрическое соединение между заземлителем и грунтом. Для идеального варианта сопротивление равно нулю, но такого не может быть из-за наличия удельного электрического сопротивления грунта.
Варианты контура заземления для частного дома
Поэтому для различных типов электросетей определены нормированные сопротивления заземления. Сопротивление заземление нейтрали у трансформатора подстанции по нормативу 4 Ома. Величина сопротивления заземления молниезащиты в однофазных сетях 220 В, также в 3-х фазной электросети 380 В составляет 10 Ом. По правилам ПЭУ 1.7. 103 для систем электропитания TN-C-S частных домов и электросети 220/380 В значение сопротивления заземления не превышает 30 Ом.
Виды заземления и их задачи
Существует два типа заземления электроустановок — это рабочее и защитное. Эти виды заземления имеют свою функциональность. Так рабочее заземление обеспечивает нормальные условия работы электроустановок. Рабочее заземление предназначено для заземления отдельных частей установки, необходимое для эффективной работы. Т. е. здесь не говорится о защитных свойствах заземления.
Как пример, является заземление трансформаторов подстанций, генераторов тока с целью создания рабочего режима и повышения устойчивости и надежности энергосистем. А ответственной задачей защитного заземления будет защита от поражения током во время аварии. Таким образом, защитное заземление предотвращает появление опасного напряжения на тех металлических конструкциях, где его не ждут, но оно может появиться.
Рабочее и защитное заземление в разных системах энергоснабжения
Опасное напряжение может появиться на любых металлических конструкциях, трубах, ограждениях, корпусах. Появится опасное напряжение также может в результате пробоя изоляции проводов, утечки тока через изоляцию, электростатических разрядов, молнии. Работа защитного заземления заключается в отводе опасного напряжения с металлических конструкций на землю и создании тока утечки с заземленных участков, для срабатывания УЗО и отключения электросети.
Важным элементом заземления является сам заземлитель, который имеет прямое соприкосновение с землей. Особенно важным параметром заземлителя считается сопротивление заземления, которое уменьшается с увеличением площади заземлителя. Чтобы увеличить площадь заземлителя устанавливают их несколько, увеличивают их длину, меняют конфигурацию. Со стороны грунта — насыщают солями или вовсе засыпают другой грунт или устанавливают заземление в местах с близкими грунтовыми водами.
Заземлению не подлежат трубы централизованного отопления, водопровод, канализация, трубопровод горючих жидкостей и газопроводы.
В качестве заземлителей можно приспособить естественные заземлители — это конструкции установленные в земле которые соответствуют предъявляемым требованиям. К естественным заземлителям можно отнести арматуру фундаментов, бетонных плит, обсадные трубы.
Повторное заземление
Такое заземление снижает величину опасного напряжения при пробое фазного проводника электроустановки, по отношению к земле в обычном рабочем режиме и в случае обрыва нулевого проводника. Можно сказать что повторное заземление — это заземление которое выполняется не в одном месте, а одновременно в нескольких местах на протяжении всей длины нулевого проводника.
Повторное заземление
Повторное заземление должно выбираться так, чтобы при аварии и к. з. на корпус, отключался ближайший автомат. Контур заземления старых домов уже не соответствует современным требованиям, поэтому необходимо делать повторное заземление. Провод заземления, при повторном заземлении должен быть непрерывным относительно каждого источника напряжения и присоединяется с варкой, а к корпусу приборов возможно соединение болтом.
Заземление – один из наиболее важных технологических методов защиты от поражения электротоком при работе с электрическими приборами. Для правильной модернизации или ремонта проводки нужно точно представлять, какая система заземления используется на объекте. От этого зависит безопасность человека и нормальная работа оборудования. Также информация важна при создании проекта реконструкции. Соответственно, нужно изучить все имеющиеся системы заземления, отличия друг от друга, а также технологии их монтажа.
Международная электротехническая комиссия (МЭК) и Госстандарт РФ установили типы систем заземления. Все они указаны в ПУЭ (правилах устройства электроустановок). Различают:
- Систему TN (с подсистемами TN-C, также TN-S и, наконец, TN-C-S);
- Систему TT;
- Систему IT.
Различаются они по источнику электроэнергии и способу заземления электрооборудования. Тип системы заземления обозначается буквами:
1. По первой букве определяется, как заземлен источник питания:
- если это Т – то имеется непосредственное соединение нулевого рабочего проводника (нейтрали) источника электроэнергии с землей;
- если это I – то нейтраль источника энергии соединяется с землей исключительно через сопротивление.
2. По второй букве определяется заземление в проводящих открытых частях электроустановки здания:
- буква Т обозначает местное (раздельное) заземление электрооборудования и источника электропитания;
- буква N говорит о том, что источник электропитания заземлен, но заземление потребителей происходит лишь через PEN-проводник.
3. Следующие буквы за N определяют функциональный способ, по которому устроен нулевой рабочий и нулевой защитный проводник:
- если стоит S – значит функции рабочего (N) как и защитного (РЕ) проводников обеспечены раздельными проводниками;
- если стоит С – значит функции нулевого рабочего и защитного проводников обеспечены общим проводником (PEN).
Система TN и ее варианты
Система TN отличается наличием глухозаземленной нейтрали: открытые проводящие части любой электроустановки присоединены к конкретной глухозаземленной нейтральной точке источника электропитания посредством специальных нулевых защитных проводников.
Термин «глухозаземленная нейтраль» означает, что нейтраль (ноль) на трансформаторной подстанции подключена прямо к заземляющему контуру (т.е. заземлен).
Основное условие электробезопасности TN заключается в следующем: значение тока между открытой проводящей частью и фазным проводником при коротком замыкании должно превышать величину электротока срабатывания устройства защиты за нормированное время.
Востребованная подсистема TN-C
Подсистемой TN-C является TN, в которой проводники (нулевой рабочий, а также защитный) на всем протяжении системы совмещены (в 1 проводник PEN), т.е. произведено защитное зануление. Это наиболее используемая разновидность TN со времен СССР. Однако эта система сейчас устарела. Из современных электроустановок, она встречается лишь в уличном освещении (в целях экономии, а также пониженного риска). Для нового жилья ее рекомендовать нельзя. Сейчас на смену ей пришли более современные системы.
Вариант заземления TN-S
Подсистемой TN-S является TN, в которой проводники (нулевой рабочий, а также защитный) на всем протяжении системы разделены. Это современная, самая безопасная, однако самая дорогая система. Она уже очень давно применяется в телекоммуникационных сетях (что примечательно, при ее использовании исключены помехи в слаботочной сети).
TN-C-S — специфика устройства
Подсистему TN-C-S – можно отнести к промежуточному варианту. В ней нулевой рабочий, а также защитный проводники совмещены лишь в какой-то одной ее части. Обычно — в главном щите здания (где защитное заземление дополнено защитным занулением). По всему зданию далее эти проводники разделены. Система оптимальна с позиции соотношения цена — качество. Данная схема является в настоящее время основной, которую можно реализовывать в отдельных частях электроустановок при реконструкции. Другие системы заземления электроустановок сделать этого не позволяют. Сечения проводников выбираются, исходя из значений токов (расчетных), протекающих через них. Площадь сечения (минимальная) PEN-проводника равна 4 мм2. Необходимо предусмотреть, чтобы в распределительном щите были отдельные зажимы на шине PEN (для каждого проводника — N и РЕ). При применении многожильного или одиночного провода в качестве PEN-проводника его цвет изоляции должен быть исключительно желто-зеленым.
Что представляет собой система ТТ
Это система отличается тем, что ноль источника в ней заземлен, при этом открытые проводящие части любой электроустановки подсоединены к заземлению, которое является электрически независимым от заземленного нуля (нейтрали) источника питания. Иными словами, на объекте применяется свой контур заземления, который никак не связан с нулем. На сегодняшний день эту систему как основную применяют в мобильных сооружениях, например бытовках, домах-вагонах и т.д. (там, где не всегда удается монтировать заземлитель в соответствии с требуемыми нормами). Примечательно, что согласование ее применения проходит сложнее, чем TN. Обязательным становится применение УЗО, также необходимо качественное заземление (а именно 4 Ом на 380 В), существует много особенностей при подборе необходимых защитных автоматов.
Система IT: отличительные особенности
Это система отличается тем, что ноль источника в ней изолирован от земли либо заземлен через приборы, которые обладают большим сопротивлением, а проводящие открытые части электроустановок заземлены с использованием заземляющих устройств. IT применяется крайне редко. В основном — в электроустановках зданий специального назначения. Например, для аварийного освещения и электроснабжения в больницах. Вообщем, там где предъявляются повышенные требования безопасности и надежности.
Технологии устройства систем заземления
Существуют несколько технологий установки контура заземления. Наиболее применяемые две: традиционная и модульно штыревая система заземления.
Традиционная технология и материалы
Заземление выполняется из черного металлопроката: уголков, труб полос и т. п. Начинается установка с создания проекта, отражающем место, где будет устроен заземляющий контур, расположение технических коммуникаций в грунте. Затем, ориентируясь на объект, в почву на глубину в 3 м, на расстоянии около 5 м др. от друга вкапываются металлические изделия (электроды) определенного сечения (не < 3-х). После этого эти электроды они свариваются в общий контур по периметру при помощи металлической полосы.
Эта технология была основной в течение многих десятков лет. Однако она имеет ряд недостатков (например, коррозия металла, трудоемкость установки и т.п.), поэтому сейчас ее стараются заменять другой, более современной и совершенной технологией заземления.
Модульная система заземления
Что входит в комплект?
- Состоит она из стержней, изготовленных из высококачественной стали и покрытых медью. Их располагают в грунте вертикально. Каждый из этих стержней достигает в длину порядка полутора метров, а в диаметре – 14 мм, масса 1-го элемента – не более 2-х кг. С двух сторон каждого стержня делается нарезка омедненной резьбы 30 мм в длину.
- Стальные элементы этой системы соединяются между собой при помощи латунных муфт.
- Комплект модульной системы заземления включает также латунный зажим, используемый для соединения горизонтальных (особые стальные полосы или медный провод, проходящий от щитка-распределителя прямо к заземлительному контуру этой системы) и вертикальных (омедненные стальные стержни) элементов заземления.
- Также в комплект входит два стальных наконечника, которые будут крепиться к стержню путем навинчивания на омедненную резьбу. Выбирать наконечники придется в зависимости от грунта (особо твердый или обычный). В нем будет проходить все устройство этой системы заземления здания.
- Для антикоррозийной защиты всех элементов заземления обычно прилагается защитная паста, которой обрабатываются элементы всей будущей заземлительной системы.
- Для более безопасного и надежного соединения горизонтальных и вертикальных составляющих используют защитную ленту (например, PREMTAPE).
Как происходит монтаж?
Монтаж модульной штыревой системы заземления проходит в несколько этапов:
- Устанавливается 1-ый вертикальный стальной штырь.
- Проводится замер промежуточного сопротивления.
- Монтируются остальные вертикальные штыри.
- Укладывается горизонтальный заземлитель.
- Затем элементы соединяются и обрабатываются защитной лентой.
Преимущества модульно штыревой системы заземления
- Позволяет сэкономить площадь (может обустраиваться на 1 м2 площади).
- Простая, не требует трудоемких земляных работ.
- Не требуется сварка.
- Применять такое заземление можно при любом виде грунта
- Достигается большая глубина – до 50 м.
- Используются проводники из нержавеющей стали.
- Нет необходимости в специальном оборудовании.
- Длительный срок эксплуатации.
Видео: прогрессивный защитный контур
Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что на сегодняшний день наиболее рациональным является применение системы TN-C-S и модульно-штыревой технологии ее монтажа. Все факты говорят о том, что технологии устройства заземления последнего поколения по многим параметрам превосходят традиционные. Их применением сокращает срок проведения работ, уменьшает финансовые затраты, увеличивают срок службы заземляющих элементов.
Глобализация не обошла стороной электротехнику, МЭК (Международная электротехническая компания ) разработала единый стандарт, по которой квалифицируются системы заземлений.
Можно выделить следующие три системы, а также еще три подсистемы заземлений:
- Система TN: подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S.
- Система ТТ.
- Система IT.
Международная классификация систем заземлений обозначается заглавными буквами. Первая буква указывает на характер ЗАЗЕМЛЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ, вторая – на характер ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОТКРЫТЫХ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ.
Какая из систем надежно защищает?
Аббревиатура букв расшифровывается так:
- T (terre — земля) — заземлено;
- N (neuter — нейтраль) — присоединено к нейтрали источника (занулено);
- I (isole) — изолировано.
В ГОСТ введены обозначения нулевых проводников:
- N — нулевой рабочий проводник;
- PE — нулевой защитный проводник;
- PEN — совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник заземления.
Целевые предназначения систем заземления
Предлагаю по порядку разобрать каждую систему и подсистему для того, чтобы лучше понять, как они работают и для чего они нужны.
Система TN – система в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электропроводки присоеденены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.
Термин глухозаземленная означает, что проводник N (нейтраль) присоединен не к дугогасящему реактору, а к заземляющему контуру, который непосредственно смонтирован вблизи трансформаторной подстанции.
Система TN: подсистема TN-C
TN-C — нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в одном проводнике по всей системе (C — combined — объединённый).
Достоинства подсистемы TN-C.
Наиболее распространенная подсистема, экономичная и простая.
Недостатки подсистемы TN-C
У такой системы нет отдельного проводника РЕ (защитное заземление). Это означает, что в жилом доме в розетках отсутствует заземление. Нередко при такой системе делается зануление. Зануление — это крайняя мера, рассчитанная на эффект короткого замыкания. Если проводник фазы окажется на корпусе прибора, произойдет короткое замыкание (КЗ), в итоге, сработает автоматический выключатель на отключение.
При такой системе TN-C недопустимо уравнивание потенциалов в ванной комнате.
Cистема заземления TN-C используется в старом жилом фонде и не может быть рекомендована для новых построек.
Схема системы TN-C
Система TN: подсистема TN-S
TN-S — нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно по всей системе (S — separated — раздельный).
Достоинства подсистемы TN-S.
Наиболее современная и безопасная система заземления. Рекомендуется при строительстве новых зданий. Способствует хорошей защите человека, оборудования, а так же защиты зданий.
Недостатки подсистемы TN-S.
Менее распространена. Требует прокладки от трансформаторной подстанции пятижильного провода в трехфазной сети или трехжильного кабеля в однофазной сети, что ведет к удорожанию проекта.
Cхема системы TN-S
Система TN: подсистема TN-C-S
TN-C-S — нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в одном проводнике в какой- то ее части, начиная от источника питания до ввода в здание, такую систему возможно расщепить на проводник N и проводник РЕ. После расщепления такая система требует повторного заземления
Достоинства подсистемы TN-С-S.
Недостатки подсистемы TN-С-S.
Нуждается в модернизации стояков в подъездах. При обрыве PEN проводника электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.
Система TT
TT — нейтраль источника глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.
До недавнего времени система заземления ТТ была запрещена в нашей стране. Сегодня, эта система остается достаточно востребованной и используется для мобильных зданий, таких как вагончики, ларьки, павильоны,дома и др. Допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены.
Такая система требует высококачественного повторного заземления, с высокими требованиями к сопротивлению. Самым эффективным заземлением в этом случае, является модульно-штыревое заземление. Во всех перечисленных системах рекомендуется для безопасности применять УЗО (Устройство защитного отключения).
Схема системы ТТ
levevg.ru
Устройство ЗУ
Все ЗУ состоят из: заземлителя (одной металлоконструкции либо сложной системы), контура, заземляющего проводника (ЗП), который соединяет электроустановку с контуром.
Заземлителем называется токопроводящая часть – множество соединенных между собой проводников, которые имеют прямой контакт с землей. Выполняется из стали либо из меди.
Нормы для отдельно взятых электроустановок регламентируется действующим ПУЭ. Качество системы заземления определяется величиной сопротивления (чем ниже значение, тем эффективнее система).
Классификация искусственного заземления
- ЭУ до 1 кВ:
- с изолированной нейтралью;
- с глухозаземленной нейтралью.
- ЭУ выше 1 кВ:
- с глухозаземленной (эффективно заземленной) нейтралью,
- с изолированной (заземленной) на дугогасящий реактор нейтралью.
Применение каждой системы зависит от особенностей электросети, количества и характера электроустановок и др. Выбор типа сети для электроустановок устанавливает местная энергоснабжающая организация (в техусловиях обязательно указывается тип системы заземления).
Системы заземления в сетях до 1 кВ
- TN-сеть с глухозаземленной нейтралью – заземляющий контур соединен непосредственно с нулем на ПС. ЭУ соединены с нейтралью на трансформаторе нулем.
Условие работоспособности данного вида заземления – величина тока между токопроводящей частью и фазой при КЗ должна быть больше, чем номинальный ток срабатывания коммутационного аппарата за допустимое время.
Системы TN разработаны для защиты оборудования при случайном прикосновении к поверхности неисправной изоляции.
Преимущества:
- При повреждении целостности изоляционных покрытий (при возникновении больших токов) срабатывает защита.
- При повреждении оборудования образуются низкие величины напряжения на токопроводящих частях, что уменьшает вероятность поражения электротоком.
Различают подвиды TN-системы:
- TN-С. Подвид системы с глухозаземленной нейтралью, в которой защитный и рабочий ноль совмещен в PEN-проводнике по всей длине линии электропередачи (защитное зануление).
- TN-S. В таком исполнении защитный и рабочий ноль электросети разделен по всей ее длине. Является наиболее безопасной, но и дорогостоящей системой. Редко применяется для электроустановок, удаленных от источника питания сети (в виду большого удорожания строительства).
- TN-С-S – подвид системы с глухозаземленной нейтралью. Является гибридом TN-С и TN-S систем, т.е. совмещение PE- и N-проводников происходит лишь на части ЛЭП. Обычно совмещение происходит до вводно-учетного устройства электроустановок. Является самым популярным видом, т.к. обеспечивает высокую надежность работы энергосистемы по разумной цене.
Какую систему выбрать?
В бытовых сетях целесообразно применение системы с глухозаземленной нейтралью (TN).
Применение TN-С-заземления запрещено, поэтому при модернизации старых электропроводок выбирают TN-С-S и TN-S исполнения. Т.к. сооружение TN-S требует значительных капиталовложений, TN-С-S остается самой применяемой из сопоставления цены и качества.
IT-система (изолированная нейтраль). Ноль имеет заземление через приборы с большим сопротивлением. В настоящее время применяется редко.
TT-система (заземленная нейтраль). Является лучшим решением для заземления мобильных электроустановок (бытовки, строительные вагончики и др.). В схеме обязательно наличие УЗО и контура заземления с сопротивлением 4 Ом для сетей 0,4 кВ.
Рабочий ноль в данной системе имеет заземление, а токопроводящие части заземлены независимым контуром заземления (не связанным с нулем).
При модернизации старых систем заземления существует вероятность некоторых трудностей. Потенциал может находиться на поверхности электроприборов при отгорании нулевого проводника и образовавшегося перекоса фаз. При ошибочном подключении фазного провода вместо нулевого, также может находиться потенциал на поверхности приборов.
В частном доме заменить TN-С проводку на TN-С-S не составит труда. Необходимо соорудить эффективный контур заземления и правильно подключить его к проводке (к ШВУ). В многоквартирных домах переделывать схему таким образом запрещено.
Если в бытовой электросети не предусмотрен контур заземления, то соединение защитного и рабочего нуля запрещено. В схемы для предотвращения поражения электротоком человека следует включать электроустройства защитного отключения или дифференциальные автоматы.
Для защиты электросети необходимо применять устройства защитного отключения нескольких уровней: общедомового на 100 или 300 мА для предотвращения пожаров, групповые и отдельные УЗО на 30 мА, и УЗО на 10 мА для защиты от поражения электротоком в детских комнатах и помещениях с повышенной влажностью.
Принцип работы системы заземления
Работает за счет:
- стабилизации напряжения до условно безопасной величины;
- установки устройства защитного отключения;
- для электросетей с глухозаземленной нейтралью срабатывание защиты при попадании фазы на заземленный элемент.
Наиболее работоспособным является применение системы заземления в совокупности с устройством защитного отключения. При такой схеме аварийный участок электросети отключается за кратчайшее время. Также в цепи не наблюдается возникновение опасных потенциалов.
Системы заземления при неисправности сети
Наиболее часто встречающаяся неисправность – возникновение фазного напряжения на корпусе электрооборудования из-за нарушения целостности защитных кожухов. При наличии импульсных источников вторичного электропитания при отсутствии защитного заземления на корпусах приборов может находиться напряжение. Защиту от поражения электротоком в таких случаях можно произвести различным присоединением приборов к электропроводке.
Типы присоединения электроприборов к сети:
- Есть заземление, отсутствует устройство защитного отключения. При протекании больших токов срабатывает расцепитель. Не является мерой, полностью обеспечивающей защиту организма от поражения электрическим током. При больших значениях номинального тока коммутационных аппаратов (25 А, например) на предохранителях при обычном сопротивлении (4 Ом), потенциал может составлять 0,1кВ, что является смертельно опасным.
- В сети нет заземления, но присутствует УЗО (ДА). При протекании потенциала на поверхности прибора, УЗО сработает лишь в том случае, если в цепи появится ток утечки (прикосновение к неисправному устройству). Пострадавший получает удар током от 10 до 30 мА на время срабатывания УЗО.
- Есть заземление и устройство защитного отключения. Является наиболее безопасной схемой, т.к. при возникновении потенциала электроток идет по заземляющему проводнику в землю. При этом происходит немедленное срабатывание УЗО (на отходящей линии, группового или на вводе в дом). При этом, если какой-нибудь элемент выйдет из строя, электросеть будет частично исправна.
Наиболее часто встречающиеся ошибки в реализации систем заземления:
- Использование непредназначенных для заземления PE-проводников. Применение в качестве заземляющего проводника металлических труб недопустимо, т.к. в инженерных системах часто используют вставки из пластиковых трубопроводов. Кроме этого, соединение труб может быть неисправно из-за коррозии или на участке инженерной сети могут проводиться ремонтные работы, что приводит к неэффективности СУП и вероятности поражения электрическим током при прикосновении к токопроводящим поверхностям.
- Объединение PE- и N-проводников на недопустимых для этого участках (за точкой разделения). Это приводит к беспричинным отключениям УЗО, а также присутствию токов на PE-проводнике.
- Разделение PEN-проводника в бытовой электросети, т.к. PE-проводник все равно остается связанным с рабочей нулевой жилой – сохраняется фазный потенциал, который также может присутствовать на корпусе проводника. При перестановке местами фазных жил, при разрыве (отгорании) нулевого провода появляется опасность поражения электрическим током при прикосновении к токопроводящим поверхностям электроприборов.
- Заземление низковольтных (телефонных кабелей, телевизионных и интернет сетей) отдельно от общего. При наличии двух и более заземляющих устройств может возникнуть разность потенциалов из-за разных токов на цепях. Это увеличивает вероятность поражения электротоком и выхода из строя слаботочных сетей. Система уравнивания потенциалов предотвращает подобные аварийные ситуации.
Системы уравнивания потенциалов
При возникновении аварийной ситуации, когда ЗУ находится под напряжением, его сопротивления недостаточно для обеспечения безопасности людей. СУП предназначены для защиты от ударов электротоком, когда он наведен на заземляющее устройство.
Система соединяет воедино все точки электросети, а также доступные для контакта металлоконструкции здания, инженерные коммуникации (трубы водо,- и теплоснабжения и др.), системы молниезащиты.
Присоединение с заземлителями выполняют отдельными защитными PE-проводниками. Допускается организация СУП в составе системы внутреннего электроснабжения.
Выделяют две системы уравнивания потенциалов: основную и дополнительную.
Состав основной системы уравнивания потенциалов:
- Главная заземляющая шина. Установка предполагается в вводно-учетных и распределительных щитах. От нее отходят PE-проводники групповых отходящих фидеров и проводники уравнивания потенциалов ко всем металлоконструкциям жилища.
- Контур заземления. От него проложена стальная полоса заземления к главной заземляющей шине.
- «Сетка» заземляющих проводников.
- ЗП. Элемент системы, которым присоединяют отдельные части в единую систему.
Для соединения отдельных элементов СУП используют радиальную схему, т.е. для каждой части здания (ВРУ) должен предусматриваться отдельный проводник.
Дополнительная СУП применяется для обеспечения безопасности во влажных помещениях.
Состав:
- соединительные элементы;
- коробка уравнивания потенциалов.
Порядок монтажных работ:
- согласовать расположение коробки;
- соединить шинку ВРУ с шинкой КУП, материал проводника – медный;
- присоединение к системе всех металлических элементов, которые находятся в комнате (труб горячего и холодного водоснабжения, отопления, стоков, ванны), а также бытовых розеток и выключателей;
- затем происходит соединение защитных проводников с шиной PE КУП;
- завершающим этапом является проверка целостности проводников и замеры электрического сопротивления.
elquanta.ru
Суть заземления
Для чего нужно заземление, если и без него всё прекрасно работает? Более того, в нормальном режиме по проводу защитного заземления ток вообще не протекает.
Тут ключевое слово – “защитное”. Кого и от чего защищает заземление? Оно защищает человеческие тела от воздействия электрического тока. А от чего защищает – от того, чтобы опасное напряжение ни в коем случае не появилось на теле человека, и через человека не пошёл ток.
Представим ситуацию. Есть некий электрический прибор, например утюг. Утюг подключается через вот такую вилку.
Читатели постарше отлично помнят такие, они постоянно раскручивались, а прикрутить к ним гибкий провод было мучением.
Корпус утюга частично металлический. Что будет, если вдруг фаза попадет на корпус? В принципе ничего, утюг даже может продолжать работать. Но его корпус будет находиться под потенциалом 220В относительно земли. А поскольку все мы ходим по земле, то притронувшись к металлическому корпусу такого утюга, через нас пойдёт ток.
А дальше – как повезёт. Если кожа и пол сухие – просто немного дёрнет…
Но если корпус утюга будет заземлён, то когда фазный провод попадёт на корпус, он соединится с заземлением, и уйдёт в землю. При этом произойдёт фактически короткое замыкание, и выбьет защитный автомат данной линии. А корпус как был под нулевым потенциалом, так и останется.
Иными словами, если фаза вдруг попадёт на корпус прибора, это уже не проблема человека. Это проблема самого прибора и защитного автомата, который должен отключить этот прибор от фазного провода.
Почему защитный автомат отключится? Если фазный провод попадает на защитный (заземляющий) проводник, это равносильно короткому замыканию, то есть максимально возможному току в схеме. И автомат сработает по электромагнитной защите.
Напоминаю, что есть время-токовая характеристика автоматического выключателя, и при КЗ автомат будет работать в правой зоне характеристики, где время отключения стремится к нулю. Подробнее – в моей статье про выбор защитного автомата.
То есть, ток в проводе защитного заземления течёт только в момент аварии, в остальное время он бесполезен. Поэтому раньше на нём экономили, и использовали двухпроводную систему питания, в которой есть только ноль и фаза.
Обозначения и перевод названий систем заземления
Существуют TN, TT и IT системы заземления. Система TN, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Первая буква говорит о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя.
Буквы эти взялись из французского, и означают: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также из английского: «Combined» и «Separated» – комбинированный и раздельный.
- T — провод подключен к земле .
- N — подключение к нейтрали.
- I — изолирование.
- C — объединение функций, соединение рабочего и защитного нулевых проводов.
- S — раздельное использование во всей сети рабочего и защитного нулевых проводов.
Также в схемах систем заземления используются следующие обозначения:
- L – Line, Линия, на которой действует фазное напряжение по отношению к нулевому проводу.
- N – Neutral, рабочий ноль, по которому протекает рабочий ток, равный току в проводе L (для однофазных систем).
- PE – Protect Earth, защитная земля, провод защитного заземления.
- PEN – совмещенный рабочий и защитный нулевой проводник.
Краткое описание работы систем заземления
Системы заземления отличаются прежде всего безопасностью. То есть, сколько шансов выжить даёт человеку такая система после того, как на корпусе появилась фаза.
Возникает путаница в терминологией – одну и ту же систему называю и занулением, и заземлением. Википедия предлагает системы TN называть занулением на том основании, что в них заземляющий проводник PEN соединен с нулевым (нейтральным) проводом источника питания. А уже этот провод в трансформаторе – заземлён. Заземляется для того, чтобы не было перекоса фаз.
Подробнее о перекосе фаз, чем он опасен, и как с ним бороться – в другой моей статье.
ПУЭ, Библия электрика, говорит, о том же самом, как о системах заземления.
Скачать ПУЭ у меня можно здесь, в разных вариантах.
Разница между этими понятиями, по моему мнению, очень зыбкая. По-моему, заземление нужно для поддержания напряжения на уровне потенциала земли на проводе PE и на всех нетоковедущих частях электроустановки, к которым он подключен. А зануление нужно для создания тока короткого замыкания при замыкании фазы на тех же частях электроустановки. В итоге, эффект может быть один – заземленные или зануленные части никогда не окажутся под фазным напряжением, и при этом должен сработать защитный автомат. Это если коротко и своими словами.
Вообще, заземление это более широкое понятие, чем зануление.
Можно сказать, система защиты безопасна настолько, насколько эта точка приближена к источнику напряжения. И опять же, что можно считать потребителем – электрочайник, квартиру, многоэтажный дом, или район города?
Ну а если фаза “прорвётся” на корпус – её должен уничтожить защитный автомат со 100% вероятностью.
Тут важными считаю две вещи:
- Весь металл, который не под фазой, должен быть под одним и тем же потенциалом. И желательно, чтобы этот потенциал был равен потенциалу земли. Это – “самый нулевой” потенциал.
- Опасное – недоступно. Доступное – безопасно. Бывает, смотришь в квартирные советские щитки или РП и волосы шевелятся.
И ещё, в который раз повторюсь. Всегда рассматривается вероятность обрыва нулевого рабочего проводника. Дело в том, что при таком обрыве на всей схеме прибора, вплоть до точки обрыва нуля, присутствует фазное напряжение.
Подробно пишу об этом в статье про обрыв нуля в однофазной и трехфазной цепях.
В случае прикосновения ток проходит через нагрузку и через тело человека. Не смотря на сопротивление нагрузки, этот ток остается таким же опасным, как и при прикосновению к на фазному проводу. Ведь сопротивление нагрузки (например, электробытового прибора) всегда гораздо меньше сопротивления тела человека.
Схемы систем заземления
Система TN-C
TN-C – старая, советская система, когда земля просто бралась из нуля непосредственно в самой электроустановке.
Что мы видим на этой схеме? Первое и самое главное. Нейтральная точка генератора или трансформатора подключена к земле (глухо заземлена). Поэтому нейтральная точка трансформатора имеет потенциал земли. А поскольку человек имеет тоже потенциал земли, между телом и нейтральным проводником – нулевая разность потенциалов, и прикосновение к нему безопасно.
Однако, не всё так просто. Повторюсь, что вследствие перекоса фаз, а также падения напряжения на проводе PEN, на нём может присутствовать напряжение, отличное от нулевого. Поэтому провод PEN принудительно “притягивают” к земляному потенциалу через некоторые промежутки по ходу линии.
Земля (то, из чего состоит наша планета) – универсальный и абсолютный ноль по потенциалу. Но если человеку придать потенциал фазного провода, то прикосновение к земле будет смертельно. В то же время, прикосновение к проводу, на котором тот же потенциал, будет безопасным.
Видел документальный фильм, как человек спокойно спускается с вертолета на провод высоковольтной линии и работает там.
В общем всё относительно. Можно упасть с 5-этажного дома насмерть. А можно вообще не повредиться, упав с того же дома. С первой ступеньки первого этажа)
Система TN-C в настоящее время официально запрещена, и может использоваться только в трехфазных системах, где отсутствует перекос фаз, и ток по проводнику PEN (нулевой, он же защитный) в нормальном режиме не протекает. В результате, на этом проводе (а значит, и на корпусе прибора) будет потенциал нуля.
Однако, в старом жилом фонде используется повсеместно из-за своей дешевизны. Дешевизна системы TN-C – это её единственный плюс. Ведь сечение защитного провода PE в однофазной сети должно быть равно сечению фазного провода. А это – удорожание всей электропроводки минимум на треть.
Вообще говоря, в этой системе заземление напрочь отсутствует, и я не совсем понимаю, почему “это” называют системой заземления. Разве что, можно ноль кинуть на корпус, и прибор будет “типа” заземлён.
Да и раньше, когда всю проводку делали по этой системе, практически и не существовало домашних приборов, требующих заземления.
Первыми “ласточками” были стиральные машины, которые бились током. В лучшем случае к ним тянули провод от корпуса подъездного щитка, в худшем – цепляли корпус машины на трубу водопровода или к нулевому проводу.
Нужный эффект, конечно, достигается, но шансы попасть под фазное напряжение значительно возрастают. Основная опасность приходит от того, что возможен обрыв нулевого провода, и тогда все “зануленные” приборы, и также приборы, имеющие импульсные блоки питания, получат на корпусах потенциал фазы.
Как же защититься от поражения электрическим током в системе TN-C? Тут вспоминается УЗО (Устройство Защитного Отключения). Представим – человек коснулся фазного провода. Ток раздваивается – часть (надеюсь, бОльшая) уходит в нулевой проводник, а часть – через тело человека на корпус. Налицо дифференциальная разница (сорри, тавтология) в токах по фазе и нулю, на которую должно сработать УЗО.
Однако, ПУЭ прямо говорит – в системе TN-C применение УЗО запрещено. Почему?
Причина в том, что в данном случае может произойти то, о чем я писал выше. УЗО – это коммутационный аппарат, в котором может по какой-то причине нарушиться контакт PEN – проводника, и под фазное напряжение попадёт весь потребитель. В том числе и корпуса, если они занулены, а именно так и делается “заземление” в системе TN-C.
ПУЭ также говорит, что защитный проводник (в данном случае – PEN) ни при каких условиях не должен разрываться, и должен быть всегда подключен к заземляемому устройству.
Поэтому УЗО можно (и нужно!) применять во всех системах, кроме TN-C.
Вот хороший рисунок, иллюстрирующий ситуацию:
Я вас так напугал, что по любому возникнет вопрос – как теперь с этим жить?
Отвечаю. Для ухода от этой “нехорошей” системы применяют разделение проводника PEN на N и PE. Причем, это нужно делать как можно дальше от потребителя, и как можно ближе к источнику напряжения.
Таким образом, мы перейдём на гораздо более безопасную систему – TN-C-S, о которой я расскажу чуть ниже.
На практике совмещенный проводник PEN заземляют (повторное заземление) на вводе в здание, и там же разделяют на нейтральный N и защитный PE, которые далее НИГДЕ не должны соединяться.
Другой вариант – переход к системе ТТ, в которой защитный проводник PE делается на основе контура заземления, и нигде не подключен к приходящему PEN. В данном случае PEN превращается в N, поскольку защитный ток ни к коем случает по нему течь не будет.
Заземление в квартире с проводкой TN-C
В квартирах ноль и землю разделять сложнее. По этому поводу постоянно ведутся жаркие споры среди электриков.
Я думаю, что тут есть два приемлемых варианта.
1. Ноль оставить как есть, а провод PE взять с магистрального PEN проводника. Пусть не с самого проводника, а с места, куда он подсоединяется к корпусу этажного щитка. Главное, чтобы наши N и PE были подключены в разных точках. PE – на корпусе, N – на изолированной от корпуса шине, на которую ноли приходит после вводного рубильника или автомата (если они есть) и счетчика. Кстати, так и делали в советские времена при подключении в квартирах электропечей.
2. Провести трехпроводную систему (L, N, PE), но PE никуда не подключать. В результате мы не вносим изменения в этажный щиток (кстати, это запрещено!), а все нетоковедущие части электроприборов, металлических конструкций, труб и т.д. мы подключаем к этому проводнику. И в пределах квартиры у нас благодать! Только важное замечание – на группы розеток должны стоять УЗО на случай попадания фазы на корпус в пределах квартиры.
Всё, теперь по-быстрому пробежимся по другим системам, там всё проще.
Система TN-S
В названии буква третья S. Это значит, что проводники N и PE разделены (Separated) на всём протяжении от подстанции до потребителя.
Эта система заземления наиболее безопасна и предпочтительна, однако применяется только в самых новых электроустановках. Ну а в основном в реалити сейчас применяют систему TN-C-S. То есть старую систему стараются приблизить к новой, отдаляя точку подключения N и PE от потребителя и приближая к источнику питания.
Система TN-С-S
Последние буквы в названии означают, что проводники N и PE после подстанции соединены (Connected) в один провод PEN, а потом, на вводе в здание, разделены.
При попадании фазы на корпус должен сработать защитный автомат по КЗ. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.
Система TT
Terra – Terra. Я уже писал в статье про эту систему, в ней заземляющий провод PE подключается к контуру заземления, и больше никуда. Применяется в основном в частных домах и временных постройках и электроустановках.
Всё замечательно, если также применяются УЗО от прикосновения к токонесущим частям и защитные автоматы от КЗ.
Но есть один минус. Если в других системах своё заземление делать не обязательно, понадеявшись на заземление на подстанции или на столбах, то в данном случае его придётся делать. И делать очень качественно, чтобы в случае замыкания КЗ на землю ток короткого замыкания был достаточен для срабатывания автомата защиты.
То есть возможен вариант, когда при КЗ на корпус потенциал корпуса останется близким к нулю, всё замечательно. Но при этом автомат защиты не выбьет, хотя через него (и через проводку дома) будет идти ток, близкий к максимальному! И проблема может подкрасться с другой стороны…
Система IT
Напоследок расскажу про специфическую систему заземления IT. Во всех других системах используются источники питания (трансформаторы) с глухозаземленной нейтралью. Иначе говоря, нулевой проводник на стороне источника заземлён.
Однако, в системе IT источник питания полностью изолирован от земли – и ноль, и (естественно)) фаза.
В результате по отношению к земле потенциал отсутствует. И при замыкании на землю ничего не произойдёт, ведь ток не потечёт, либо будет пренебрежимо мал.
Я встречал такие системы для питания управляющих цепей в серьезном промышленном оборудовании. Ещё эта система применяется в переносных генераторах и других источниках питания, а также в медицинских учреждениях. Если один из выводов такого источника не заземлить и подключить к нагрузке, он будет работать по системе IT.
Подробнее я писал об этом в статье про подключение генератора Хутер.
Минус такой системы – при замыкании на землю она превратится в TN-C-S с плохим монтажом, и об этом даже можно не узнать, если не проконтролировать. И станет опасной.
На этом заканчиваю тему, спасибо за терпение, жду мнений и вопросов в комментариях.
P.S. Схемы взял из статьи Плакаты по технике безопасности.
samelectric.ru
Классификация систем заземления электроустановок и модернизация квартирной электропроводки. Опыт применения.
Для правильного ремонта или модернизации проводки нужно точно знать, какая система заземления применена на объекте. От этого зависит ваша безопасность, кроме того, это важно при составлении проекта реконструкции. В одних случаях, например, применяется трехжильный кабель, а в других четырех и пятижильный.
Классификация систем заземления электроустановок по МЭК
Международная электротехническая комиссия и с ее подачи 7 редакция ПУЭ (правила устройства электроустановок) различают 3 системы заземления и несколько их подсистем.
1. Система TN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S);
2. Система TT;
3. Система IT.
Система TN
Система TN, это система с глухозаземленной нейтралью, при которой открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника с помощью нулевых защитных проводников.
Термин глухозаземленная нейтраль значит, что на трансформаторной подстанции нейтраль (ноль) подключен непосредственно к заземляющему контуру (заземлен).
Подсистема TN-C, это TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены на всем ее протяжении, т.е. защитное зануление.
TN-S – это система, в которой на всем протяжении разделены нулевой защитный и нулевой рабочий проводники. Это самая безопасная, но и самая дорогая система.
Подсистема TN-C-S – это промежуточный вариант. В ней нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в какой-то ее части. Обычно это главный щит здания (защитное заземление дополняется защитным занулением). Далее по всему зданию эти проводники разделены. Эта система оптимальна с точки зрения соотношения цена — качество.
Система IT
Это система, в которой ноль источника изолирован от земли, или заземлен через приборы, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющих устройств. Сейчас система IT практически никогда не используется.
Система TT
Это система, в которой ноль источника заземлен, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от заземленного нуля источника. Иными словами, используется свой контур заземления на объекте никак не связанный с нулем.
Сегодня эта система является основной для мобильных сооружений, например бытовки, дома-вагоны и т.д. Отметим, что согласовать применение такой системы сложнее, чем TN. Становится обязательным применение УЗО, необходимо качественное заземление ( 4 Ом для 380 В ), есть особенности при подборе защитных автоматов.
Какую систему зазаемления электроустановок применять и как модернизировать?!
Исходя из вышесказанного, лучше всего применять систему заземления TN.
Система TN-C применялась ранее и ее нельзя рекомендовать для нового жилья.
Всем хороша система TN-S, но дорога и пока применяется редко. Оптимальный вариант пока – это система TN-C-S.
Остановимся теперь на типичных трудностях и ошибках, встречающихся при модернизации систем заземления.
1. Если рассматривать частный дом, в котором проводка уже сделана трехжильным проводом ( фаза, ноль, заземление), то замена TN-C на TN-C-S довольно проста. Нужно только сделать качественное заземление, подключить его к вводному электрощитку и к точке соединения нуля и земли ( N и РЕ) подключить РЕ провода розеток и светильников (обычно это желто-зеленый провод).
2. В квартире или многоквартирном доме, не оборудованном контуром заземления так делать нельзя. Проводку, конечно, лучше сделать тоже трехпроводным кабелем, но провод заземления не нужно подключать, ни в розетках (светильниках) не в электрощитке.
Причина заключается в том, что если вы подключите этот провод к нулю проводки (больше подключить его некуда, кроме разве батареи, что запрещено), то за счет падения папряжения в нулевом проводе от токов включенных нагрузок, корпуса вашей аппаратуры будут под напряжением относительно земли (батареи, трубы и т.д.).
3. В процессе эксплуатации встречаются и другие казусы, например, после устранения аварии электрики перепутывают нулевой и фазный провод. Соседям, у которых нет нулевого провода на корпусе аппаратуры, ничего не грозит, а у вас корпус под потенциалом фазы!
4. Нередки случаи отгорания нуля входного кабеля, происходящие при перекосе фаз, в этом случае на корпусе тоже будет опасный потенциал.
Исходя из вышесказанного, вытекает необходимость использования УЗО или дифавтоматов. Это устройства, выключающие сеть 220/380 В при протекании по телу человека незначительных ( но чувствительных !) токов 10-30 мА. Недостаток этих устройств в том, что они будут срабатывать при любых токах утечки, например, когда вас пролили соседи. Бывает весьма сложно найти, где происходят эти утечки.
Итак, при ремонте проводки применяйте систему заземления TN-C-S. Прокладывайте проводку трехжильным медным кабелем с цветной изоляцией жил (например ВВГ НГ).
Если в доме нет контура заземления, не подключайте провод заземления к нулю. Для проводки в помещения, где много влаги, используйте дифавтоматы и УЗО.
Electrik.info — электротехника и электроника для начинающих, электрика в квартире, электрика своими руками.
Читайте также по этой теме: Как определить тип системы заземления в доме
electrik.info