Виды систем заземления

Заземление — это намеренное соединение определенной части оборудования или электрической цепи с грунтом. Чаще всего, для заземления используется один или несколько штырей из металла необходимой длины и диаметра, забитых в грунт и соединенных вместе.

Конструкцию соединяют с кабелем, подключенному к заземляемому устройству. Штыри и провод, металлическая полоса, связывающая их, место установки заземления, оговорено по правилам монтажа электрических установок.

Электроустановки подразделяются:

1. С напряжением более 1 кВ с эффективно или глухо заземленной нейтралью.
2. С напряжением более 1 кВ с заземленной через резистор или изолированной нейтралью.
3. С напряжением менее 1 кВ с глухо заземленной нейтралью.
4. С напряжением менее 1 кВ с изолированной нейтралью.

С учетом технических особенностей электросетей и электрической установки, для ее работы может быть необходима какая-либо токоотводящая конструкция. Обычно, до проектирования электрического устройства, определяют перечень требования, в которых указывают необходимую конструкцию.

Сейчас в мире используют единую систематизацию подобных устройств, в которую входят три системы:

1. Система IT.
2. Система TT.
3. Система TN.

Эта аббревиатура расшифровывается так:

• Символ I — изолированный.
• Символ N — подключено к нейтрали.
• Символ T — заземление.

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:

1. Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
2. Простая конструкция защиты от молнии.
3. Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.

Минусы этой системы:

1. Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
2. Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
3. Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.

Независимые заземлители

В конструкции системы TT есть два заземлителя:

1. Для источника электротока.
2. 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:

1. Модульно-штыревое заземление.
2. 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:

1. Металлический прут — сечение 10 мм;
2. Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
3. Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
4. Металлическая полоса — 4 мм;
5. Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
6. 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

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

Заземляющее устройство

Система заземления представляет собой совокупность заземляющего контура и проводников, позволяющих безопасно отвести ток в грунт. Существует два типа заземлителей — естественные и искусственные. Естественные заземлители представляют собой металлические конструкции, основное предназначение которых не связано с обеспечением электробезопасности. Согласно ПУЭ, к естественным заземлителям относятся:

1. Каркасы сооружений (из железобетона или чистого металла), имеющие контакт с почвой.
2. Водопроводные трубы, находящиеся под землей. Запрещено использовать для заземления нефте- и газопроводы, а также любые другие трубопроводы, предназначенные для транспортировки горючих веществ.
3. Опоры ЛЭП.
4. Нетоковедущие железнодорожные пути (только при условии наличия сварных соединений между рельсами).

Искусственный заземлитель — это конструкция, сооруженная специально для защиты от тока. В качестве искусственных заземляющих устройств используют:

• неокрашенные металлические пруты (минимальный диаметр — 10 миллиметров);
• стальной уголок (толщиной от 4 миллиметров);
• листы стали (толщина — от 4 миллиметров и сечение в разрезе — свыше 48 квадратных миллиметров).

Для сооружения искусственных заземлительных систем пруты закапывают или вбивают в почву. Длина электрода не должна быть меньше 2,5 метров. После установки проводников в землю, их сваривают между собой. Надземная часть заземлительного контура должна находиться на определенном расстоянии от земли (не менее 50 сантиметров).

Обратите внимание! Согласно требованиям Правил устройства электроустановок, контур должен иметь, по крайней мере, два соединения с проводниками.

По предназначению оборудование принято делить на две разновидности — защитную и рабочую. Защитные заземлительные устройства обеспечивают безопасность жильцов или персонала и предотвращают риск поражения тока из-за случайного касания корпуса электрической установки.

Защитное заземление обустраивается для:

• всего электрооборудования и машин, не установленных на глухозаземленных опорах;
• электрических шкафов, металлических коробов распредщитов;
• трубопроводов с силовыми кабелями;
• оплеток силовых кабелей.

Рабочие заземлительные устройства применяют в случаях, когда, несмотря на повреждение изоляционного слоя и последовавшего за этим пробоя на корпус, необходима бесперебойная работа оборудования. К примеру, рабочим заземлением оснащают нули трансформаторов и электрогенераторов. Также рабочим считается заземление молниеотводов.

Обратите внимание! По нормативам ПУЭ заземление электрических сетей с номиналом напряжения 42 вольта (при переменном токе) или 110 вольт (при постоянном токе) осуществляется в обязательном порядке.

Маркировка заземлительных систем

Заземлительные устройства отличаются схемой соединения и количеством проводников. Выделяют такие системы:

• TN-C;
• TN-C-S;
• TT;
• IT.

В названии заземления первая буква указывает на разновидность источника питания:

• T — нейтраль источника электропитания стыкуется с грунтом;
• I — токоведущие элементы не контактируют с землей.

Вторая буква информирует о способе заземления открытых токопроводящих элементов электрической установки:

• N — прямой контакт с местом заземления источника питания;
• T — непосредственная связь с грунтом.

Буквы после дефиса сообщают информацию о методе обустройства защитного проводника (PE) и нуля:

• C — задачи проводников выполняются одним проводником PEN;
• S — функции проводников выполняются несколькими проводящими устройствами.

Система заземления TN-C

Заземление электроустановок типа TN-C применяется в трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных электросетях. Чаще всего подобные заземлительные системы встречаются в сооружениях старой постройки. Преимущества TN-С состоят в простоте и доступности системы. Однако уровень безопасности системы оставляет желать лучшего. Поэтому в современных зданиях TN-C не используется.

Система заземления TN-C-S

Защитное заземление электроустановок TN-C-S чаще всего применяется при проведении реконструкций старых электросетей с объединенными рабочими и защитными проводниками на вводе. Таким образом, чтобы установить в здании систему TN-C-S, в нем должно существовать более старое заземление — TN-C-S. Усовершенствованная система также отличается простотой установки и эксплуатации, но при этом более надежна.

Система заземления TN-S

В TN-S рабочие и нулевые проводники располагаются по отдельности. При этом нуль (PE) объединяет все токоведущие элементы электрической установки. Во избежание повторного заземления обустраивают трансформаторную подстанцию с основным заземлением. Достоинствами TN-S считаются небольшая длина проводника от кабельного входа в установку до системы заземления, а также низкая вероятность электромагнитных помех.

Система заземления TT

Данный тип заземления характерен тем, что все токоведущие компоненты имеют непосредственный контакт с землей. При этом заземлители установки электрически не связаны с заземлителем нейтрали электроподстанции.

Система заземления IT

Характерная особенность заземления IT — изолированность нейтрали от грунта или ее заземления через элементы с высоким сопротивлением. В результате такого решения удается значительно уменьшить воздействие тока утечки на корпус. IT применяют в строениях, работающих в условиях жестких требований по электробезопасности.

Правила заземления электродвигателя

По установленным нормативам электрические двигатели подлежат обязательному заземлению. Данное требование не распространяется на ситуации, когда корпус электродвигателя смонтирован на металлической основе, имеющей контакт с грунтом через металлические элементы или заземляющий проводник. Во всех других ситуациях корпус двигателя соединяют проводником с заземлительным контуром.

Все электрические устройства должны иметь выделенные соединения с контуром заземления. Последовательное объединение двигателей с контуром не допускается, поскольку при нарушении любого из соединений вся цепь потеряет функциональность.

Чтобы правильно установить защитный заземлитель, понадобится дополнительный заземляющий элемент в силовом кабеле. Один конец проводника присоединяют к клеммной коробке электрического двигателя, а второй — к корпусу шкафа, где находится блок управления электроустановкой.

Обратите внимание! Прежде чем выполнять подключение, необходимо соединить с грунтом электрошкаф.

При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство.

Сечение проводника для заземления должно соответствовать нормативам, указанным в ПУЭ (приведены в таблице ниже).

Заземление сварочных аппаратов

Кроме корпуса сварочного аппарата заземлению подлежит один из выводов вторичной обмотки оборудования (ко второму подключается держатель электродов). Заземляемый вывод вторичной обмотки обозначают графически и оснащают стационарным выведенным фиксатором (для надежной стыковки с заземлителем).

Уровень переходного сопротивления заземлительного контура не должен быть выше 10 Ом. Если нужно поднять электропроводимость контура, контактную площадь делают больше стандартной.

Как и в случае с другими электроустановками, последовательное объединение сварочного оборудования не разрешается. Каждый аппарат должен иметь выделенное соединение с магистралью заземления здания.

Правила расчета

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

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

Правила для переносных установок

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

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

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

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

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

Заземление электроустановок на предприятиях

На производстве нередко возникают ситуации, когда напряжение в корпусе вышедшего из строя оборудования отмечается не только между открытыми участками агрегата и грунтом, но и между корпусами разных устройств. Также напряжение фиксируют между корпусом оборудования и различными элементами сооружения, трубами и другими металлическими частями.

Для защиты оборудования используются обширные системы, включающие и связывающие между собой элементы установок, способные производить ток, а также металлические элементы технологических устройств и всего сооружения в целом. Задача проводимых мероприятий состоит в выравнивании потенциалов всех элементов цехов. В результате все заземляемые станки на предприятии входят в единую систему.

Защита необязательна для приборов с номинальным напряжением до 42 вольт переменного тока и до 100 вольт постоянного.

Технология заземления

Предпочтение при организации защиты отдается естественным заземлителям. Не допускается использование алюминия (кабельные оболочки, неизолированные провода), поскольку этот материал подвергается окислению в грунте, а окись — отличный изолятор.

Если нет естественных заземлительных элементов, изготавливают искусственные. Электроды (прутки, полосы, уголки или трубы) устанавливают по вертикали в грунт на глубину 2,5–3 метра. Причем верхний конец штыря должен быть выше уровня земли на 60–70 сантиметров. Установленные штыри соединяют между собой стальной полоской (толщина не меньше 4 миллиметров).

Электрод должен соответствовать определенным параметрам:

• диаметр трубы — 30–50 мм и толщина стенок — 3,5 мм;
• диаметр стержня — 10–123 мм;
• толщина угловой стали — от 4 мм.

Альтернатива вертикальному заземлению — горизонтальное. Однако такое решение требует больших ресурсов рабочего пространства. Горизонтальные полосы кладут на ребро в заранее выкопанную траншею (глубина ее составляет от 60 до 70 сантиметров).

Если систему устанавливают в агрессивной среде (кислые или щелочные почвы), в качестве конструкционного материала выбирают медь или оцинковку.

В помещениях проводку для заземления прокладывают в виде магистралей. Ее располагают таким образом, чтобы она была доступна для контроля, но при этом защищена от повреждений механического характера. Если в помещении происходит выделение едких газов, проводку прокладывают по стенам с использованием скоб.

Соединение проводников с корпусами и кожухами электрооборудования осуществляется сваркой или болтами. Все контакты зачищают и покрывают лаком.

Проверка заземляющих устройств

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

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

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

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

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

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

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

220.guru

Системы защитного заземления – виды и различия

Строго говоря, применять обозначение – “системы защитного заземления” не верно. По определению Правил Устройства Электроустановок ( ПУЭ 1.7.2. и 1.7.3.) буквенные обозначения TN, TT и IT употребляются для разделения систем электроустановок в отношении мер электробезопасности. В некоторых из этих систем, для соблюдения электробезопасности, применяется как заземление так и зануление, а в других только заземление.

Системы защитного заземления подразделяются на три вида TN, TT и IT. Система TN в свою очередь разделяется на TN-C, TN-C-S и TN-S

Система TN

Система TN-C

Система TN-CS

Система TN-S

Система TT

Система IT

Буквенные обозначения, характеризующие системы защитного заземления

Первая буква – положение нулевой точки (нейтрали) источника питания (трансформатора, генератора) относительно земли

•  T – Terra (лат. Земля) – Нейтраль заземлена.
•  I – Isolation (англ. Изолированный) – Изолированная нулевая точка источника питания.

Вторая буква – положение открытых частей и корпусов электроприборов потребителя относительно земли

• T – Корпуса электроприборов заземлены.
• N – Корпуса приборов соединены с нейтралью источника питания.

Следующие после N буквы в системе TN

•  C  – Combined (англ. Объединенный) – Назначения нулевого рабочего N и нулевого защитного PE проводников объединены в одном проводнике PEN.
•  S – Separated (англ. Отдельный ) – Нулевой рабочий N и нулевой защитный проводники разделены.

Остальные буквенные обозначения

•  N – Neutral (англ. Нейтральный, нулевой) – Нейтраль ( Нулевая точка) источника питания или электроприёмника и соответственно Нулевой рабочий проводник соединенный с этой точкой. В рабочем состоянии по нулевому рабочему проводнику протекает электрический ток.
•  PE – Protective Earth (англ. Защитное заземление) – Защитный нулевой проводник, заземляющий проводник, проводник системы уравнивания потенциалов. PE проводник соединяет открытые части электрооборудования, корпуса электроприборов и возможные места, по которым во время аварии может протекать электроток, с землей. В рабочем состоянии электрический ток по защитному нулевому проводнику не протекает. (Теоретически – в идеальном случае. Практически – протекает небольшой ток, намного меньший, чем по N проводнику.) Течение эл. тока по проводнику PE происходит в аварийной ситуации.
•  PEN – Protective Earth and Neutral (англ. Защитное заземление и нейтраль) – Функции нулевого рабочего N и нулевого защитного PE объединены в одном проводнике PEN. В рабочем состоянии по проводнику PEN протекает электрический ток.

Электроустановки системы TN

Существуют три системы TN-C, TN-C-S и TN-S. Про каждую из этих систем можно сказать – это система TN. Не существует четвертой отдельной системы TN.

Система TN своим буквенным обозначением T поясняет что нейтраль источника электроэнергии глухо заземлена, а корпуса электроприемников соединены с нейтралью этого источника N, то есть занулены. Различия в системах показаны с помощью последующих букв. Буквы означают, как именно занулены корпуса электроприемников и другие их электропроводящие части.

ПЭУ  1.7.61. рекомендует при применении системы TN выполнять на вводе повторное заземление PE и PEN проводников. При вводе питания к потребителю с Воздушных Линий повторное заземление на вводе обязательно (ПУЭ 1.7.102).

Проводники PE и PEN не должны разрываться коммутирующими аппаратами – автоматическими выключателями, рубильниками и тому подобным (ПУЭ 1.7.145.). Это правило касается всех систем. Но только в системах TN, проводники PE и PEN приходят от ввода питающих потребителя проводников. В этом месте до счетчика часто устанавливается двух или четырехполюсный автомат или рубильник. Он не должен разрывать защитные проводники. Разрываться может только рабочий N проводник.

Во всех подсистемах системы TN применяется одновременно защитное зануление и защитное заземление.

Наряду с защитными заземление и занулением обычно в системах TN используется защитное отключение.

Суть применения всех систем TN в том, чтобы снизить потенциал при аварийном прикосновении фазного проводника на зануленный и повторно заземленный корпус или другие металлические части электрооборудования. Одновременно произойдет короткое замыкание. Повышение тока до больших величин приведет к отключению защитного автоматического выключателя или перегоранию предохранителя. Оборудование обесточится и это защитит человека от удара электрическим током, который бы мог произойти при прикосновении к оборудованию, находящемуся под напряжением.

Система защитного заземления TN-C – зануление с повторным заземлением

 Именно систему TN-C в разговорном языке чаще всего называют занулением. Намного реже так говорят про системы  TN-C-S и TN-S, чаще их называют заземлением. На самом деле во всех этих системах осуществляются оба эти действия.

Буква C в системе TN-C говорит о том, что соединение корпусов и нейтрали происходит с помощью проводника PEN, объединяющего в себе рабочую N и защитную функцию PE, то есть корпуса электроприборов занулены.

На вводе, соблюдая рекомендации ПУЭ в пункте 1.7.61, делается дополнительное заземление PEN проводника.

Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях для системы TN-C (ПУЭ 1.7.80.). При необходимости применения такого УЗО проводник PE, соединенный с корпусом электрооборудования, подключается к PEN до УЗО.

Система TN-C применяется только в трехфазных сетях и только на еще не реконструированных промышленных предприятиях или в многоэтажных зданиях, в том числе жилых, до ввода в квартиру. Однофазные электроприемники, включенные в такую систему, не зануляются и не заземляются.

Другими словами, если нулевой проводник соединен с корпусом трехфазного промышленного станка, то это защитный PEN проводник (синего цвета изоляция и желто-зеленая окраска в месте соединения). Если же ответвление от этого же нулевого проводника соединено с клеммой питания однофазного прибора, то оно не имеет соединения с корпусом, и это рабочий N проводник для этого прибора (изоляция синего цвета).

Применение системы TN-C в  однофазных сетях и в быту запрещено (ПУЭ 7.1.13), то есть квартиры и дома в системе TN-C не имеют защитного заземления. Обеспечить электробезопасность в однофазных и трехфазных сетях частного дома и квартиры с данной системой практически не возможно. Поэтому при реконструкции электросетей в домах старой постройки должен выполнятся переход на систему TN-C-S.

Системы защитного заземления – система TN-C-S

Система TN-C-S своим названием говорит о том, что нейтраль трансформатора заземлена, а корпуса электроприемников соединенны с нейтралью источника питания. Соединение нейтрали с корпусами оборудования происходит с помощью проводника PEN, который на вводе к потребителю разделяется на N и PE.

Так как система TN-C не может быть использована в однофазных сетях и бытовом секторе, то она, подвергаясь модификации, может быть превращена в систему TN-C-S. Это относительно недорогое преобразование, не требующее переделки всей системы электроснабжения, но не без недостатков.

Применение PEN проводника не допускается в цепях однофазного и постоянного тока, кроме ответвлений от ВЛ (Воздушных Линий) до 1ооо вольт к однофазным потребителям электроэнергии (ПУЭ 1.7.132.). Из этого пункта правил можно сделать вывод, что применение системы TN-C-S в квартирах, с разделением PEN в этажном щите, недопустимо. Разделение должно производиться в трехфазной цепи распределительного щита на вводе в здание. Применять проводник PEN можно в частных домах, к которым питание приходит по опорам электропередач.

Если ввод при TN-C-S с Воздушных Линий электропередачи, то делается обязательное повторное заземление защитного проводника (ПУЭ 1.7.102.).

Такая  система не может применяться в случае сильного износа электросетей из-за большой вероятности нарушения контакта нулевого проводника. Также она не может применяться, если жилы кабеля на вводе имеют менее 16мм² алюминия или 10мм² меди (ПУЭ 1.7.131.).

Разделение проводника PEN на проводники PE и N должно быть произведено на вводе, на главной заземляющей шине. После того как проводник PEN разделён, проводники PE и N нигде не должны соединятся обратно (ПУЭ 1.7.135.), в противном случае это будет система TN-C.

Система защитного заземления TN-S

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

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

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

Система заземления TT

Система TT представляет собой систему заземления, у которой нейтраль источника питания и корпуса приборов потребителя заземлены отдельно, независимо друг от друга. Зануление на этой системе не применяется.

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

При однофазном замыкании на заземленный корпус электрооборудования при системе TT токи короткого замыкания могут быть слишком малы для отключения автоматического выключателя. Поэтому применять эту систему без УЗО или диффавтоматов запрещено ПУЭ в пункте 1.7.59, что не отменяет обязательного применения автоматического выключателя. Он отключает подачу питания при замыкании фазы с нулем и в случае замыкания между разными фазами.

www.natrix-el.kz

Другие статьи по теме:

Заземление молниезащиты Что такое защитное зануление Схема защитного заземления Как проверить сопротивление изоляции Медный провод для заземления Сопротивление заземляющего контура