Как выбрать систему заземления для частого дома — разновидности и критерии выбора

Содержание

Классификация систем заземления по ПУЭ

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

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

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

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

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

Классификация систем заземления

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

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

Буквенные обозначения расшифровываются следующим образом:

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

Нулевые проводники в ГОСТе имеют такие обозначения:

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

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

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

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

Читайте также:

  • Система заземления «TN-C-S»

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

  • Система заземления «ТТ»

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

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

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

  • Система заземления «IT»

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

  • Электромонтажные работы по заземлению электрооборудования

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

Принцип работы заземления по системе TN-C

Принцип работы заземления

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

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

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

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

Система TT

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

Система заземления tt

Особенности схемы системы заземления TN-C-S

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

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

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

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

Чем отличается ТТН от транспортной накладной

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

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

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

Схема заземления TN-S, TN-C-S

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

73635844.jpg

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

19183002.jpg

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

Правила заземления электродвигателя

Согласно действующим нормативам электродвигатели также подлежат обязательному защитному заземлению.

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

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

Заземление электродвигателяСхема заземления электродвигателя

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

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

Болт заземления на корпусе электродвигателя

Болт заземления на корпусе электродвигателя

Болт заземления в клеммной коробке электродвигателя

Болт заземления в клеммной коробке электродвигателя

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

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

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

Таблица сечений заземляющих проводниковТаблица выбора сечения заземляющих проводников

Контуры заземления и как их правильно сделать?

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

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

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

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

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

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

Система защитного заземления TN-S

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

Система заземления TN-S

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

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

Виды систем искусственного заземления

В классификации систем заземления есть естественные и искусственные типы заземления.

Системы заземления искусственного типа:

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

Виды заземления — расшифровка названия:

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

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

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

Правила расчета

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

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

к содержанию ↑

Система заземления TN-C

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

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

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

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

Рекомендуем: Смета электромонтажных работ

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

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

Система заземления TN-S

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

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

Технические параметры

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

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

Правила для переносных установок

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

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

Заземление для переносных электроустановок

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

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

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

к содержанию ↑

Система заземления TT

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

Система заземления TT

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

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

Достоинства и минусы TN-C-S

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

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

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

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

Заземляющая схема IT

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

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

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

Видео про заземление

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

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

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

Понравилось? Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5

(

8

оценок, среднее:

4,00

из 5)

loading.gif

Загрузка…

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

Технологии устройства заземления

Контур заземления устанавливается по одной из двух технологий:

  • Традиционная.
  • Модульно-штыревая.

Традиционная технология

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

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

Модульная технология

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

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

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

Что такое нейтраль

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


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

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

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

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

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

Схемы систем заземления

Система TN-C

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вот хороший рисунок, иллюстрирующий ситуацию:

УЗО – применение в различных системах заземления

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

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

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

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

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

Заземление в квартире с проводкой TN-C

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

Я думаю, что тут есть два приемлемых варианта.

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

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

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

Система TN-S

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

Схема и описание системы заземления TN-S

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

Система TN-С-S

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

Схема и описание системы заземления TN-C-S

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

Система TT

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

Схема и описание системы заземления TT

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

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

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

Система IT

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

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

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

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

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

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

Системы с изолированной нейтралью

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

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

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

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

Система IT

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

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

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

Проверка заземляющих устройств

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

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

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

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

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

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

Формула расчета тока замыкания

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

Виды заземления нейтрали в электросетях выше 1кВ

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

Сети с незаземленной (изолированной) нейтралью

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

Сети с эффективно-заземленной нейтралью

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

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...