Какие существуют системы заземления

Условные обозначения

Для лучшего понимания материала, разберем принятые условные обозначения:

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

Категории

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

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

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

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

Система TN-C-S

В системе TN-C-S от глухозаземленной нейтрали подстанции до ввода в здание проходит провод PEN, совмещающий в себе функции нулевого (N) и защитного (PE) проводов. При вводе он разделяется на два провода: PE и N. Первый из них играет роль защитного (заземляющего), второй – рабочего нулевого провода.

Схема заземления TT

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

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

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

Принцип работы заземления по системе TN-S

   (Рис. 2) Принцип работы заземления по системе TN-S

В системе TN-S (Рис. 2), нулевой защитный и нулевой рабочий проводники прокладываются отдельно по всей системе, начиная с трансформаторной подстанции. Это наиболее безопасная система заземления. Она обеспечивает хорошую защиту для человека и оборудования и рекомендована при строительстве новых зданий. Есть в этой системе и один существенный минус, который мешает этой системе получить повсеместное распространение. Это стоимость. В данной системе необходимо прокладывать кабели с дополнительным нулевым защитным проводником непосредственно от трансформаторной подстанции. Пятижильные кабели для трехфазной сети и трехжильные кабели для однофазной сети.

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.

Назначение

Рассмотрим описание работы и схемы каждой из использующихся систем заземления.

TN – это система, в которой нейтральный провод глухо заземлен, а все остальные электрические отводы подключены к ней. Особенности этой схемы в том, что для её реализации возле трансформатора устанавливается специальный реактор, который гасит дугу, появляющуюся в проводке.

Фото — TN-C

У этой системы есть две разновидности: TN-С и TN-CS. TN-С характеризуется тем, что для защиты системы электроснабжения используется одни комбинированный отвод, объединяющий нейтраль и землю. Этот проводник чаще всего используется в жилых помещениях, промышленных зонах и т. д. У него свои достоинства и недостатки:

1. К плюсам можно отнести простоту и универсальность установки. Устройство такого заземления легко производится своими руками;
2. Но существенным недостатком является отсутствие отдельного заземляющего провода. Во многоквартирном доме такая система может быть не просто неэффективна, но и опасна. Кроме того, когда открытые отводы находятся под напряжением, они могут ударить током. Чтобы предупредить это, многие хозяева отдельно обустраивают зануление сети;
3. Перед монтажом требуется провести предварительный расчет сечения проводников;
4. При использовании этой методики нельзя производить выравнивание потенциалов;
5. В основном она используется для заземления дачи, старых квартир или частных домов. Для современных новостроек применяется очень редко, т. к. технология не подходит по своим техническим характеристикам.

Сравнительно с ней, TN-CS более безопасна для бытового использования. Она состоит из двух кабелей: заземления и нуля. Если Вы обустраиваете проводку в новом доме, то рекомендуем обратить внимание именно на такой раздельный вариант, она идеально подойдет для нового жилого фонда.

Фото — TN-S

Протягивается она от самой трансформаторной подстанции, где напрямую заземляется. Из-за этого при установке можно столкнуться с рядом проблем. Помимо этого техническое проектирование и требования ПУЭ требуют для её реализации использования трехжильного либо пятижильного провода.

Чтобы упростить установку земли, придумали систему, объединяющую достоинства и упрощающую недостатки двух предыдущих. Это TN-C-S. Здесь, как и в TNC есть нулевой провод, который способствует повышению сопротивления при утечке, но, как и TNS, она раздельная. За счет этого обеспечивает мгновенную реакцию УЗО при аварийной ситуации.

Фото — TN-C-S

Не требует использования дорогого пятижильного провода и может монтироваться в любых постройках и для различного сечения проводников. При этом нужно отметить, что заземление производится по стоякам в подъезде, поэтому предварительно обязательно нужно взять разрешение у электропоставляющей компании. Также к недостаткам нужно отнести тот факт, что если обрывается заземляющий кабель, то открытые отводы стояков могут быть под высоким напряжением.

Схема системы глухого заземления и молниезащиты TT является глухозаземленной и полностью изолированной. В ней для подключения открытых отводов электроустановок или коммуникаций используются специальные нейтральные переходники. Её принцип действия очень простой, но он нецелесообразен для дома или квартиры. Если объяснить просто, то в землю у здания забивается металлический колышек, который соединяется с отводами. К такому контуру подключается оборудование. Установка такой системы допускается только в небольших нежилых помещениях, скажем, в бане, МАФе и прочих постройках. Также может использоваться для освещения или местного отопления (теплицы, инкубатора). Профессиональный вариант можно увидеть у компании Zandz.

Фото — TT

Главным достоинством такого стержневого метода является его мобильность. При необходимости все содержимое этой модульной конструкции просто переносится на другое место, чего нельзя сделать ни с одной другой «землей». Это очень удобно, если требуется замена, проверка, осмотр или ремонт постоянной стационарной системы.

Фото — стержень

Применение системы IT в основном производится различными лабораториями или медицинскими организациями. Монтаж осуществляется посредством нейтрали, которая изолируется от заземления. При этом иногда используется, где земля подключается за счет крепления нейтрального кабеля к приборам с очень высоким сопротивлением. Её техническое исполнение обеспечивает практически полное отсутствие различных магнитных полей, вихревых токов и других недостатков прочих систем заземления. Подобный комплект (Galmar и прочие) можно купить и использовать и в бытовых целях, но он довольно дорогой. Его стоимость варьируется от 50 долларов до нескольких сотен (цена зависит от протяженности системы).

Фото — IT

Видео: зануление и заземление

Что такое PE и PEN проводники

Согласно ГОСТ Р50571.2-94 года классическая схема заземления содержит в своем составе следующие виды шин, отличающиеся по функциональному назначению:

• Фазные проводники.
• Шина N, представляющая собой так называемый «рабочий нуль», служащий для создания токовой цепи нагрузки (другое ее название – нейтраль 3-х фазной сети).
• PE – специально обустраиваемая защитная нулевая жила, используемая для организации повторного заземления и зануления на приемном (потребительском) конце.
• PEN – совмещенный проводник, выполняющий функции обеих рассмотренных выше шин.

Цветная маркировка проводов на схеме: Ф1-красный, Ф2-желтый и Ф3-зеленый цвета, N – синий, PE – желто-зеленый, а PEN – комбинация двух цветовых окрасок.
Для фазных проводов традиционно применяется трехцветная маркировка: Ф1-красный, Ф2-желтый и Ф3-зеленый цвета. Нейтральные проводники в рабочих схемах также отличаются особым колером (N – синий, PE – желто-зеленый, а PEN – комбинация двух цветовых окрасок).

Дополнительная информация: Каждый из этих проводников подбирается по сечению шины, которое не должно быть менее половины того же показателя для любой фазной жилы.

Умение различать типы нулевых проводов позволит пользователю разобраться в следующих важных вопросах:

• Как организуются защитные PE, N рабочие и совмещенные PEN проводники?
• Для каких целей нужен каждый из них?
• Как делается заземляющий контур на потребительской стороне?

Ответы на эти вопросы приблизят заинтересованного пользователя к пониманию принципа работы схем зануления и заземления. Для тех, кто давно не занимался этой темой, напомним, что под заземлением электросетей и оборудования понимается соединение открытых для случайного прикосновения токопроводящих частей с землей.

Система защитного заземления TN-S

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

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

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

Схема заземления TN-C-S

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

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

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

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

Особенности системы ТТ

Система ТТ предназначена для обеспечения заземления зданий, у которых невозможно создать необходимые условия по электробезопасности для использования подсистем TN.

В первую очередь таким условием является ненадежность воздушных линий электропередач и отсутствие дублирующего заземления на опорах.

Также ТТ применяется для обеспечения безопасности мобильных построек и здания, имеющих токопроводящие поверхности (киоски, контейнеры, вагончики, сделанные из металла).

Особенность этой системы сводится к тому, что заземляющие контуры применяются отдельно для подстанции и помещения, поэтому никаких нулевых проводников между ними нет.

К тому же в этой системе не допускается какое-либо пересечение между N и РЕ-проводниками. То есть, для каждого из них должен предусматриваться свой заземляющий контур.

Благодаря таким конструктивным решениям удается обеспечить изоляцию токопроводящих поверхностей, а также зданий от возможного обрыва линии электропередач.

Отметим, что при организации ТТ требуется использование устройств защитного отключения (УЗО) на все группы линий электросети, чтобы обеспечить защиту от случайного контакта с токоведущими частями электроприборов, а также для безопасности в случае образования утечки тока в доме.

Она обладает высокими показателями по безопасности, и отлично подходит для частных домов, временных строений и т. д.

К недостаткам же ТТ относится надобность в тщательном подборе защитных автоматических выключателей и правильный расчет их рабочих параметров.

К тому же существует вероятность одновременного отказа УЗО и пробоя фазы на корпус электроприбора.

В результате вся линия РЕ-проводника и открытые токопроводящие участки оказываются под напряжением.

Характерные ошибки и советы домашнему мастеру

Благое намерение владельцев квартир, оборудованных электропроводкой, работающей по схеме TN-C, выполнить рекомендации о заземлении электроприборов довольно часто сопровождается серьезными нарушениями правил, способными причинить большой вред окружающим людям. Рассмотрим типичные ошибки самостоятельного подключения приборов.

Подключение корпусов электроприборов к нулю

Этот способ называют занулением. Он широко использовался как защитный прием при выполнении кратковременных работ со старым электроинструментом, оборудованным металлическим корпусом со слабой изоляцией. Современная промышленность такие устройства не выпускает.

Принцип работы: в случае нарушения изоляции и появления потенциала фазы на корпусе возникает ток короткого замыкания, который быстро отключается защитными автоматами.

Опасности зануления:

• отсутствие точно налаженных защитных устройств в случае повреждения прибора не исключает появление опасного потенциала у человека, контактирующего с корпусом
• иногда «электрики» совершают ошибки, путая фазу с нулем. В этом случае фаза будет преднамеренно подведена на корпус
• в случаях повреждения нуля схема не работает

Подключение корпусов электроприборов к металлическим строительным конструкциям

Водопроводные сети, магистрали водяного отопления, корпуса шахт лифтового оборудования и некоторые другие элементы стационарно расположены в земле. Народные «умельцы» используют их для заземления.

Риски метода:

• электрический контакт с землей не контролируется
• в случае ремонта трубопроводов цепь разрывается
• вмонтированные участками пластиковые трубы работают изоляторами
• при появлении потенциала на корпусе прибора может пострадать случайный человек в любой квартире, дотронувшийся до батареи отопления, водопроводного крана и оказавшийся на пути прохождения тока

Самовольное расщепление PEN проводника на этажном щитке

На первый взгляд этот метод кажется наиболее оптимальным решением. Электропроводка квартиры переделывается по трехжильной схеме для подключения ноля и РЕ проводника в строгом соответствии с правилами. Остается только подключиться к контуру заземления и «домашний электрик» самостоятельно делает расщепление на этажном распределительном щитке.

Это опасно тем, что:

• грубо нарушается утвержденный и выполненный проект электропроводки всего здания
• создаются предпосылки электротравм, угрозы повреждения оборудования
• при возникновении любых неисправностей в электропроводке здания представители коммунальных служб могут «назначить» владельца квартиры виновным, что повлечет скандалы, наложение штрафов, проверки различными комиссиями и другие неприятности
• электрики ЖКХ, занимающиеся обслуживанием здания, при работах не будут учитывать особенности проведенных доработок. Это может быть причиной аварийных ситуаций

Система IT

Система IT предназначена для использования в учреждениях, где могут использоваться высокочувствительные приборы (лаборатории, медучреждения).

Особенность IT сводится к тому, что нейтраль трансформаторной подстанции заизолирована по отношению к земле, или же для заземления используются специальные приборы и устройства, обладающие высоким сопротивлением.

А вот открытые участки электроустановок заземлены классическим способом – через заземляющий контур.

Использование системы IT обеспечивает минимальное воздействие электромагнитных полей на чувствительную аппаратуру.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Как заземлить стиральную машину.

Надежное заземление — гарантия безопасности

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

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

Смотрите также:

Смотрите также:

Преимущества и недостатки TN-C-S

Заземление типа TN-C-S, как и другие системы имеет свои плюсы и минусы. К значительным ее преимуществом можно отнести простоту и экономичность, способность обеспечить должный уровень электробезопасности. Серьезным недостатком TN-C-S является то, что при обрыве проводника PEN на участке до его разделения проводник PE, а также все заземленные металлические корпуса электроприборов будут находиться под напряжением.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме:

Вот мы и предоставили описание системы заземления TN-C-S. Надеемся, благодаря схемам и видео вам стало понятно, что собой представляет данный вариант электроснабжения и как его организовать своими руками.

Будет интересно прочитать:

• Как разделить PEN проводник на PE и N
• Ошибки при монтаже электропроводки
• Как подключить участок к электричеству

Рекомендации

Осуществить процесс перевода электрооборудования на безопасную схему электропитания для владельцев коттеджей и частных домов не так уж и сложно. Для этого достаточно создать отдельный контур заземления, желательно из современных модульных конструкций.

Жителям многоэтажных домов сложнее правильно решить этот вопрос. Расщепление PEN проводника на две составляющие магистрали — это задача энергоснабжающей организации. Она будет выполнена, но в различные сроки.

К этому моменту во время проведения ремонтов помещений необходимо внутри квартиры заменить старую проводку новой трехжильной и подготовиться к переводу схемы на систему TN-C-S. Выведенный из квартиры PE проводник оставить в готовности к подключению электрикам ЖКХ.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

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.

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

Полезное видео

Дополнительную информацию по системам заземления вы можете получить в видео ниже:

Как эффективно распределить электроды

При создании многостержневой системы заземления необходимо помнить то, что соединительная полоса (труба, арматура, уголок и т.д.) между электродами, если она находится в земле, также является дополнительным заземлителем и уменьшает общее сопротивление. Также эффективность дополнительных электродов снижается при уменьшении расстояния между ними. Поэтому, если мы хотим добиться минимального сопротивления, нам нужно расположить заземлители подальше друг от друга. Но, кроме сопротивления, есть еще вещи, на которые следует обратить внимание. Если к нашим заземлителям подключаются молниеотводы, то их не стоит выносить за пределы защищаемого объекта. Например, если мы строим контур из 4-х вертикальных заземлителей для квадратного дома, то разумно было бы расположить их вблизи каждого угла. Если объект узкий и длинный, то электроды лучше распределить вдоль одной из стен. И так далее.

При устройстве заземления и его эксплуатации следует также руководствоваться нормативными документами: ПТЭЭП (гл. 2.7. Заземляющие устройства) и Нормы испытаний электрооборудования, гл. 26, заземляющие устройства