Система TN-C: определение, особенности, примеры выполнения

Определение.

Система TN-C — это система распределения электроэнергии, в которой заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением. Открытые проводящие части электроустановки здания присоединены к заземленной части источника питания, находящейся под напряжением, посредством PEN-проводников, PEM-проводников или PEL-проводников (определение на основе СП 437.1325800.2018).

Вся информация, которую вы прочитаете ниже практически полностью основана на статьях Ю.В. Харечко с его книги [1], а также нормативной документации [2] и [3].

Особенности

При типе заземления системы TN-C (смотрите рисунок 1) заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением, обычно – нейтраль трансформатора. Все открытые проводящие части электрооборудования класса I, установленного в электроустановке здания, имеют электрическое соединение с заземлённой нейтралью трансформатора. Для обеспечения этого соединения и в низковольтной распределительной электрической сети, и в электроустановке здания обычно применяют PEN-проводники. Если в состав распределительной электрической сети входит воздушная линия электропередачи (ВЛ), то её PEN-проводник, как правило, заземляют в нескольких точках, выполняя так называемое повторное заземление PEN-проводника.

PEN-проводник распределительной электрической сети «берет своё начало» от соответствующей защитной заземляющей и нейтральной шины (PEN-шины) низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции и «заканчивается» на вводном зажиме ВРУ электроустановки здания. С этого зажима начинаются PEN-проводники электроустановки здания, к которым, как правило, присоединяют все открытые проводящие части электрооборудования класса I. То есть PEN-проводник, выполняя функции защитного проводника, пронизывает всю систему распределения электроэнергии от источника питания до открытых проводящих частей электроустановки здания.

Однако в некоторых случаях открытые проводящие части электрооборудования класса I могут быть присоединены не только к PEN-проводникам, но и к защитным проводникам PE электроустановки здания. Например, когда в электроустановке здания применяют трёхфазное электрооборудование класса I, которое не имеет нейтрали и не требует для своего нормального оперирования наличия нейтральных проводников (смотрите рисунок 2), к их открытым проводящим частям присоединяют защитные проводники.

Если электроустановка здания подключения к ВЛ и ответвление от ВЛ к вводу выполнено неизолированными проводами, то PEN-проводник распределительной электрической сети «заканчивается» на зажиме, соединяющем его с PEN-проводником кабеля ввода в электроустановку здания.

Недостатки

«Классическую» систему TN-C можно реализовать только в тех низковольтных электроустановках специального назначения, которые имеют небольшое число электроприёмников класса I, подключенных к электрическим цепям, выполненным медными проводниками сечением 10 мм² и более или алюминиевыми проводниками сечение 16 мм² и более. Поскольку доля таких низковольтных электроустановок в общем их числе ничтожно мала, а подобных электроустановок зданий практически не существует, тип заземления системы TN-C можно рассматривать в качестве «теоретического» типа заземления системы, как правило, применяемого для разъяснения 4 «практических» типов заземления системы TN-S, TN-C-S, TT и IT.

Обеспечение надлежащего уровня электрической безопасности в электроустановках зданий в большей степени зависит от надёжного функционирования защитных проводников, а именно от гарантированного обеспечения непрерывности их электрических цепей. Непрерывность электрической цепи защитного проводника может сколько угодно долго поддерживаться при протекании по нему в нормальных условиях малого электрического тока, длительное воздействие которого на соединительные контакты не приводит к ухудшению их качества. По PEN-проводнику постоянно протекают значительные рабочие токи, которые, воздействуя на соединительные контакты, могут привести к ухудшению их качества и даже потере электрической непрерывности цепи PEN-проводника.

При применении типа заземления системы TN-C в электроустановках зданий нельзя обеспечить такой же уровень электрической безопасности, как при использовании типов заземления системы TN-C-S и TN-S. Больший уровень электробезопасности в системах TN-C-S и TN-S, прежде всего, достигается вследствие использования в электроустановках зданий отдельных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения существенно меньшие значений токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам. Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное воздействие на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери непрерывности электрической цепи у защитного проводника существенно меньше, чем у PEN-проводника.

Поэтому защитные проводники, обладающие более высокой степенью надёжности, чем PEN-проводники, следует применять в электроустановках зданий, которые «эксплуатируют» обычные лица. По этой причине вполне обоснованным является запрет, наложенный пунктом 312.2.1 ГОСТ 30331.1-2013 на применение типа заземления системы TN-C для электроустановок жилых и общественных зданий, торговых предприятий и медицинских учреждений, в электрических цепях которых требованиями национального стандарта запрещено использовать PEN-проводники.

Поэтому, логично сказать, что низковольтные электроустановки, соответствующие типу заземления системы TN-C, должны обслуживать обученные и квалифицированные лица, которые прошли специальную подготовку, позволяющую им осознавать риски и избегать опасностей, создаваемых электричеством.

Примеры выполнения

Рис. 1. Пример выполнения системы TN-C трехфазной четырехпроводной (на основе рисунка 2.4 автора Харечко Ю.В. из книги [1])

На рисунке 1 обозначено:

1. заземляющее устройство источника питания;
2. заземляющее устройство электроустановки здания;
3. открытые проводящие части;
4. защитный контакт штепсельной розетки;
5. ПС — трансформаторная подстанция;
6. КЛ — кабельная линия электропередачи;
7. ВЛ — воздушная линия электропередачи.

Рис. 2. Система TN-C трехфазная четырехпроводная, в которой функции нейтрального и защитного проводников объединены в одном проводнике во всей системе (на основе рисунка 31С из [1])Рис. 3. Система TN-C однофазная двухпроводная, в которой функции нейтрального и защитного проводников объединены в одном PEN-проводнике во всей системеРис. 4. Система TN-C однофазная двухпроводная, в которой функции линейного и защитного проводников объединены в одном PEL-проводнике во всей системе

При типе заземления системы TN-C PEN-проводник обычно разделяют на защитный и нейтральный проводники на зажимах стационарного электрооборудования. Если переносное и передвижное электрооборудование класса I подключают с помощью штепсельных розеток, PEN-проводник разделяют в штепсельной розетке.

При реализации системы TN-C сечения PEN-проводников в электрических цепях электроустановки здания не может быть меньше 10 мм² – медных и 16 мм² – алюминиевых. При этом сечение фазных проводников в конечных цепях освещения обычно равно 1,5 и 2,5 мм², в конечных цепях штепсельных розеток – 2,5 мм

2.

В электроустановке здания, соответствующей типу заземления системы TN-C, PEN-проводник должен иметь место во всех распределительных электрических цепях и в подавляющем числе конечных электрических цепей. Разделение PEN-проводника в таком электроустановке здания может быть произведено только при подключении переносного и передвижного электрооборудования класс I, выполняемого посредством штепсельных розеток. Кроме того, PEN-проводники заменяют защитными проводниками в ограниченном числе конечных электрических цепей, проводники которых имеют сечения менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию, и в некоторых однофазных конечных электрических цепях. Такими электрическими цепями обычно являются конечные электрические цепи штепсельных розеток и освещения. В остальных конечных электрических цепях должны быть использованы PEN-проводники.

Систему TN-C можно легко реализовать при подключении вновь сооружаемой низковольтной электроустановки к существующей или сооружаемой распределительной электрической сети. Однако при этом типе заземления системы сложно обеспечить такой же уровень электрической безопасности, как в системах TN-C-S, TN-S и TT. Кроме того, низковольтные электроустановки, соответствующие типу заземления системы TN-C, характеризуются повышенным уровнем электромагнитных помех, негативно воздействующих на чувствительное информационное оборудование. Поэтому применение типа заземления системы TN-C можно допустить только в тех системах распределения электроэнергии, в состав которых входят низковольтные электроустановки специального назначения.

Об идентификации типов заземления системы TN-C и TN-C-S

Тип заземления системы TN-C, таким образом, практически невозможно реализовать в наиболее распространённой системе распределения электроэнергии, состоящей из распределительной электрической сети и подключённой к ней электроустановки здания, потому, что в электрических цепях подавляющего числа электроустановок зданий следует применять защитные проводники PE. Более того, основываясь на факте их применения в части электроустановки здания, можно утверждать, что на рисунке 1 показан пример системы TN-C-S, а не системы TN-C. Причем это утверждение не противоречит требованиям стандарта МЭК 60364-1 и ГОСТ 30331.1-2013 к типам заземления системы.

Главным критерием, на основании которого производят идентификацию типов заземления системы TN-C и TN-C-S, является разделение PEN-проводника для части системы распределения электроэнергии. В международном и национальном стандарте установлены следующие общие правила:

• если в системе распределения электроэнергии в качестве защитного проводника используют только PEN-проводник, то речь идет о системе TN-C;
• если в части системы распределения электроэнергии PEN-проводник разделяют на два проводника — защитный и нейтральный, то следует говорить о системе TN-C-S.

Хотя оба стандарта допускают применение защитных проводников в системе распределения электроэнергии, соответствующей типу заземления системы TN-C, в них не установлены какие бы то ни было требования к «размерам» той части её элемента — электроустановки здания, в электрических цепях которой используют защитные проводники. Поэтому в некоторых случаях чрезвычайно сложно правильно идентифицировать тип заземления системы TN-C или TN-C-S в конкретной электроустановке здания, если в какой-то её части применяют защитные проводники. Для решения этой проблемы можно применить дополнительный критерий — «размер» части электроустановки здания, в электрических цепях которой используют PEN-проводники.

Список использованной литературы

1. Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: ПТФ МИЭЭ, 2012. – 304 с.
2. ГОСТ 30331.1-2013
3. СП 437.1325800.2018

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

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

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

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

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

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

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

Условные обозначения

Для лучшего понимания материала, разберем принятые условные обозначения:

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

TN-S

Самая безопасная система, это TN-S.

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

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

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

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

TN-C

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

TN-C-S

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вывод

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

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

Видео по теме

TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT

По мере того, как растут экономические показатели и совершенствуются различные технические решения, порой приходится отказываться от привычных технологий и разрабатывать что-то более современное, безопасное и надежное. К таким решениям относятся различные системы заземления, широко применяемые в быту и на производстве. В этой статье рассмотрим пять таких систем, которые до сих пор можно встретить на различных объектах. На технические и эксплуатационные вопросы по системам заземления отвечает ТКП 339-2011.

Пожалуй, еще во времена Эдисона и Доливо-Добровольского, подаривших миру коммерчески выгодные решения для постоянного и переменного тока, инженеры, врачи и обычные горожане начали задумываться о безопасности электрических сетей. Поэтому всего лишь спустя четверть века, а именно в 1913 году, миру была предложена первая система заземления. Изначально на принимаемые технические решения для защиты электрооборудования от коротких замыканий и защиты человека от поражения током сильно влияла доступность металла для проводников. С течением времени появились и стали применяться системы заземления, обеспечивающие надежную работу электроприемников и безопасность для человека.

Существует три основных вида систем заземления, некоторые из которых подразделяются на свои подсистемы. Эти системы – TN, TT, IT. Начнем с первой.

Первой рассмотрим TN – систему заземления с глухозаземленной нейтралью источника N, в которой открытые для доступа токопроводящие элементы электрических установок присоединяются к нейтрали с помощью нулевых защитных проводников, обозначаемых PE. Существует три варианта исполнения такой системы:

TN-C, или TN-Combined (комбинированная). При таком исполнении по всей длине линии роль защитного и рабочего нуля играет один проводник, то есть на всем протяжении от подстанции до электроприемников протянут четырехжильный кабель: три фазы и совмещенный проводник PEN. При такой системе открытые токопроводящие части электроустановок (например, корпус двигателя, выключателя или трансформатора) подключаются (зануляются) к нейтрали подстанции или генератора. Именно эта система была первой в истории. Если происходит замыкание фазы на корпус такого оборудования, то КЗ отключается предохранителями или выключателями, питающими данное оборудование. До отключения КЗ корпус будет находиться под напряжением, что означает опасность получить удар током.

Преимущество у данной системы одно – экономия материала. Недостатков масса, перечислим их:

— вынос потенциала на корпуса другого оборудования при КЗ;

— возрастание напряжения в 1,73 раза для однофазных приемников при обрыве нуля;

— при существовании в токе гармоник, кратных трем (обычное дело в современном мире, наполненном цифровой электроникой), ток в нулевом проводнике принимает опасно высокие значения;

— высокая опасность пожара, так как происходящие однофазные КЗ порождают высокие токи;

— непригодность для установки устройств защитного отключения (УЗО) или автоматов дифференциального тока (АВДТ).

Вследствие этого было создано решение, призванное избавить заводы и людей от таких неприятных последствий. Этим решением было создание системы TN-C-S (Combined, Separated – комбинированная и разделенная). Здесь проводник PEN начинается на подстанции, но в некоторой точке (например, до вводного автомата) он разделяется на PE (защитный) и N (рабочий). Такую систему применяют при модернизации электросетей, сконструированных по системе TN-C. Такая система лишена недостатков TN-C, касающихся электробезопасности.

TN-S – в этом случае нулевой и защитный проводники разделены на всей длине линии. Такая система используется при проектировании современных сетей до 1 кВ. Как и в случае предыдущего решения, становится возможным использование УЗО и дифавтоматов. Теперь замыкание фазы на корпус не представляет угрозы здоровью.

Вторым типом систем заземления является система TT. Здесь нейтраль источника также заземлена, но электропроводные корпуса оборудования присоединяются к своему, независимому от источника, заземлению. Такая система создается, когда, например, домик в деревне подключили к модульному заземлению. Из-за меньшего сопротивления заземления, к которому могут подключаться металлические корпуса, токи однофазных КЗ здесь гораздо выше, чем в системах TN, и для обеспечения безопасности людей обязательно требуется установка УЗО. На промышленных предприятиях такая система обычно применения не имеет, хотя из-за отсутствия возможности передачи потенциала по проводнику PE (ввиду его отсутствия) эта система создает наименьшее количество помех и наибольшую безопасность.

Третьей рассмотрим систему IT, где нейтраль источника не заземлена или заземлена, но через большое сопротивление (сотни или тысячи Ом). Токопроводящие части установок, к которым имеется беспрепятственный доступ, присоединены к своему, отдельному заземляющему устройству, а защиту от прикосновения обеспечивает УЗО. Однофазные замыкания на землю вызывают повышение напряжения в 1,73 раза и небольшое возрастание токов, поэтому такую систему используют там, где прерывание питания на отключение КЗ недопустимы. Однако при эксплуатации таких сетей требуется уметь точно и быстро находить место повреждения, так как в рассматриваемых сетях без резистивного заземления при КЗ возможны перенапряжения.

В этой статье неоднократно упоминалась защита от КЗ и утечек, или дифференциальных токов. Как убедиться, что на вашем предприятии в случае короткого замыкания или обрыва провода не пострадает ни оборудование, ни персонал? Все очень просто: обращайтесь в ТМРсила-М за проведением электрофизических измерений!

 

Система заземления TN-C-S! В каких случаях использовать систему заземления TN-C-S?!

Технологические процессы не стоят на месте и с каждым днем продвигаются только вперед, несмотря на множество нововведений, большинство населения Российской Федерации используют старый образец заземления сетей электричества TN-C. Каждый из нас помнит те времена, когда иностранные бытовые приборы начали укомплектовывать трехштекерными электровилками, многие до сих пор не знают, для чего необходим третий штекер на вилке. Для полного понимания, зачем нужна данная система, необходимо со всеми подробностями проанализировать, чем является система заземления TN-C-S и как она используется в современных электрических сетях. В данной статье мы расскажем положительные и отрицательные качества заземления, которые были раньше и нововведения TN-C-S.

Основные системы заземления

Жилой фонд Российской Федерации при подключении жилых помещений использует следующие системы заземления электросетей:

Одной из наиболее известных систем заземления является TN-C, но по современным меркам она давно устарела и не может соответствовать мировым стандартам. Старая система занимает большинство всех подключенных электросетей в стране. Для заземления TN-C требуется трансформаторно-понижающая подстанция, она должна обслуживать множество жилых построек, государственных или частных, в зависимости от установки.

В данном варианте нулевая точка подстанции трансформатора полностью заземлена. Подключение проводника осуществляется к точке PEN, затем подается в жилое помещение для выполнения функции нулевого работающего PN и провода защиты РЕ. Данная система является наиболее экономной и простой, по этой причине она не может отвечать необходимым требованиям по безопасности электрических сетей. По требованиям ПУЭ данную систему не рекомендуется использовать в помещениях с влагой превышающие нормы, бани ванные бассейны.

В случае с системой TN-S нулевой PN и провод защиты РЕ проводятся отдельно. Такой тип электроснабжения полностью соответствует нормам безопасности и часто используется для электроснабжения небольших микрорайонов. Применение данной системы исключает поражение электрическим током рядовых граждан.

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.

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.

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.

Система заземления TN-C, схема, особенности, видео, достоинства и недостатки

Зачем каждому человеку знать о том, что представляют собой системы заземления? Все предельно просто. Когда осуществляется покупка нового жилья, например, квартиры либо коттеджа, то могут возникнуть различного рода вопросы, связанные с электричеством. Специалисты в этой области способны предоставить самые разнообразные ответы, при этом обыкновенному человеку достаточно сложно понять, кто именно является прав. Чтобы подобные вопросы в будущем никогда не волновали, следует самостоятельно ознакомиться с системами заземления.

Система заземления TN-C

На сегодняшний день систему TN-C можно смело назвать старейшей в своей области. В этой системе заземление выполнено так: контур заземления сосредоточен на трансформаторной подстанции, благодаря которой осуществляется питание непосредственно самого дома. Что касается нулевого проводника, то он соединен с контуром заземления, проходя при этом к потребителю при помощи одного провода (PEN), выступая в роли рабочего и защитного проводника. Название же нулевого проводника нехитрое – PEN проводник.

Электропроводка в системе представлена кабелями из двух жил, если наблюдается однофазное питание жилья. В случае с трехфазным питанием имеется четыре жилы – A, B, C и PEN.

Преимущества системы

У данной системы, к сожалению, всего одно достоинство, которое заключается в весьма простом и дешевом электромонтаже.

Недостатки системы

Имеется вероятность поражения человека электротоком, что нередко приводит к не самым приятным результатам.

Как исправить систему?

В случае реконструкции объектов строго запрещается устанавливать систему заземления TN-C. То же самое касается и вновь монтируемых объектов. В таких ситуациях энергоснабжающие организации обязаны переводить имеющуюся систему, на более современную систему заземления, название которой TN-C-S либо TN-S. Но по причине отсутствия надлежащего финансирования, энергоснабжающие организации несколько упрощают себе работу. На вводе в квартиру производится очередное заземление нулевого проводника. В дальнейшем они осуществляют разделение PEN-проводника на два отдельных проводника:

— PE защитный проводник;

— N нулевой проводник.

Если владелец дома не в состоянии определить систему заземления в собственном доме или коттедже, то крайне рекомендуется обратиться к специалистам электролаборатории. {source}

<iframe width=»760″ height=»455″ src=»https://www.youtube.com/embed/3knqeHEAdlg» frameborder=»0″ allowfullscreen

></iframe

>
{/source}

Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-С-S: y_kharechko — LiveJournal

В Интернете и, в частности, в Дзен опубликовано много статей, дезинформирующих читателей о системах TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT. Анализ некоторых статей с грубыми ошибками опубликован мной см.:
«Системы заземления TN-C (S) для чайников …» – дезинформация от Заметки Электрика;
«Системы заземления для чайников: TN-S, TN-C, TN- C-S и TT …» – дезинформация от Заметки Электрика;
«Виды заземления: TN-C и TN-S, TN-C-S, TT и IT …» – дезинформация от Строительный журнал САМаСТРОЙКА;
«Системы заземления для чайников: TN-S, TN-C, TN-C-S и TT …» – дезинформация от Электрика для всех;
Авторы не знают современные требования к системам TN-C, TN-C-S, TN-S, TT, IT. Они ссылаются на устаревшие требования ПУЭ, в которых допущены многочисленные ошибки (см. статью ПУЭ, глава 1.7: системы).
При этом авторы демонстрируют незнание терминологии и требований ПУЭ. Они не способны корректно информировать читателей, нанося им существенный вред своей дезинформацией.
Рассмотрим, что представляет собой система TN-C-S, как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-C-S.

В своде правил СП 437.1325800.2018 (см. статью СП 437.1325800.2018 не пригоден для проектирования электроустановок зданий) система TN-C-S определена так:

Процитированное определение сформулировано мной на основе следующих требований ГОСТ 30331.1 (см. статьи О новом ГОСТ 30331.1–2013, О переиздании ГОСТ 30331.1–2013):

Эти требования были уточнены мной (курсив) на основе предложений, изложенных в книге Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий.

При типе заземления системы TN-C-S (см. рис. 1 и 2) заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением, обычно – нейтраль трансформатора. Открытые проводящие части электроустановки здания имеют электрическое соединение с заземлённой частью источника питания, находящейся под напряжением. Для обеспечения этого соединения в низковольтной распределительной электрической сети обычно применяют PEN-проводники, а в электроустановке здания используют защитные проводники PE. В системе TN-C-S возможно также применение PEN-проводников в головной части электроустановки здания. При этом в электрических цепях остальной части электроустановки здания используют защитные проводники.
При типе заземления системы TN-C-S PEN-проводник всегда разделяют на защитный и нейтральный проводники в какой-то точке электроустановки здания. Это разделение может быть произведено на вводе в электроустановку здания – на вводном зажиме или на защитной шине вводно-распределительного устройства (рис. 1). Так следует делать в электроустановках жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений. См. статью Выполнение защитных проводников в системах TN-S, TN-C-S и TT.
PEN-проводник может быть разделён также на вводном зажиме или на защитной шине другого распределительного устройства, которое соединено с ВРУ посредством распределительной электрической цепи, имеющей PEN-проводник в составе своих проводников (рис. 2).

Рис. 1. Система TN-C-S трёхфазная четырёхпроводная. PEN-проводник разделён на вводе в электроустановку здания: 1 – заземляющее устройство источника питания; 2 – заземляющее устройство электроустановки здания; 3 – открытые проводящие части; 4 – защитный контакт штепсельной розетки

Рис. 2. Система TN-C-S трёхфазная четырёхпроводная. PEN-проводник разделён для части электроустановки здания: 1 – заземляющее устройство источника питания; 2 – заземляющее устройство электроустановки здания; 3 – открытые проводящие части; 4 – защитный контакт штепсельной розетки

При применении типа заземления системы TN-C-S в электроустановках зданий можно обеспечить более высокий уровень электрической безопасности, чем при использовании типа заземления системы TN-C. Больший уровень электробезопасности, прежде всего, достигается вследствие использования в электроустановках зданий отдельных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки (см. статью Понятие «ток утечки»). Их значения существенно меньшие значений токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам. Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное воздействие на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери непрерывности электрической цепи у защитного проводника существенно меньше, чем у PEN-проводника.
В настоящее время систему TN-C-S повсеместно применяют на территории нашей страны. Для реализации системы TN-C-S используют существующие и новые низковольтные распределительные электрические сети, воздушные и кабельные линии электропередачи которых имеют три фазных проводника и PEN-проводник. На основе этих сетей можно также реализовать системы TN-C и TT.
Электроустановку индивидуального жилого дома обычно подключают к низковольтной распределительной электрической сети. PEN-проводник линии электропередачи следует разделять на вводе в электроустановку индивидуального жилого дома (рис. 1). Подробнее о ВРУ см. статью Вводно-распределительное устройство для электроустановки индивидуального жилого дома.
Если трансформаторная подстанция встроена в здание, то электроустановку здания целесообразно выполнить с типом заземления системы TN-S, поскольку система распределения электроэнергии не будет иметь линии электропередачи.

См. также статьи:
Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-S;
Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-С;
Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TT;
Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы IT;
Как в части электроустановки здания выполнить систему IT;
Как выполнить системы TN-C, TN-C-S и TT при подключении к одной распределительной электрической сети;
Как реконструировать электроустановку старого многоквартирного жилого дома в систему TN-С-S.

Чем опасно самостоятельное выполнение заземления в квартире (переделка tn-c в tn-c-s)

Электрические сети напряжением до 1кВ, кроме установок специального назначения, являются сетями с глухозаземлённой нейтралью. Это значит, что вторичные обмотки питающего трансформатора соединены в звезду, а её средняя точка соединяется с контуром заземления. Со средней точкой звезды соединяется также нулевой (нейтральный) провод трёхфазной линии электропередач.

Такие электроустановки, согласно ПУЭ п. 1.7.3, считаются установками с системой заземления TN. В этом разделе Правил Устройства Электроустановок рассказывается о разных типах заземлений, отличающихся методом соединения корпуса электроустановок с нейтралью трансформатора. Один из видов такого соединения — система заземления TN-C.

Особенности системы заземления TN-C

Система TN-C используется в жилых зданиях, электропроводка в которых не реконструировалась со времён Советского Союза. Это питающая линия, выполненная четырёхпроводными воздушными линиями или кабелями — 3 фазных и 1 нулевой.

В такой схеме соединения в одном проводе совмещены два проводника — нулевой «N» и заземление «РЕ». Это провод называется «PEN» и он соединяет нейтраль трансформатора и корпус электроустановки. Это является основным недостатком схемы заземления TN-C.

В Советском Союзе корпуса бытовых электроприборов не заземлялись, поэтому такая система была достаточно безопасной. Сейчас большинство устройств требуют защитного заземления «РЕ» и система заземления TN-C, фактически являющаяся не заземлением, а занулением, перестала соответствовать требованиям безопасности.

Расшифровка TN-C показывает конструкцию этой системы:

1. T — terre (земля). Показывает, что это система заземления.
2. N — neuter (нейтраль). Указывает, что линия соединяется со средней точкой звезды — нейтралью (занулена).
3. C — combined (объединённый). Значит, что нулевой и заземляющий провода являются одним проводом на всём протяжении от трансформатора до электроустановки.

Как выполнена схема заземления tn c

Система заземления TN-C состоит из следующих частей:

1. 1) Контур заземления. Это заземление, находящееся на трансформаторной подстанции и соединённое со средней точкой вторичной обмотки трансформатора.
2. 2) Нулевой провод. В четырёхпроводной трёхфазной схеме электропитания выполняет роль нулевого и заземляющего проводников и обозначается на схемах PEN проводник.

В жилых домах, имеющих такую систему заземления, на каждом этаже находится электрощиток, в который приходит 4 провода – три фазы А, В, С и нулевой провод «PEN». При этом в каждую из квартир приходит 2 провода — фаза и ноль (PEN).

В бытовых розетках, установленных во времена СССР отсутствовал заземляющий контакт, как и не было электроприборов, конструкция которых предусматривала подключение к заземлению.

Важно! Если в розетке или квартирном щитке соединить заземляющий контакт и нулевой, то получится не заземление, а зануление.

В системе заземления TN-C с проводом PEN соединяются все металлические части электроприборов, находящихся в квартире. В этом случае вместо защитного заземления получится защитное зануление.

Так как провод PEN кроме заземляющего является также нулевым проводом, то он может не соединяться с заземлёнными частями здания. В некоторых случаях к нему выполняется подключение корпуса вводного и этажных электрощитков.

Ввод электропитания в квартиру выполняется двумя проводами, без заземления. И даже при установке евровилок с заземляющими контактами их некуда подключать. В результате все приборы в доме работают без заземления, даже те, которые нуждаются в нём по инструкции завода-изготовителя.

Кроме того, без заземления не работают разрядники системы грозозащиты, предохраняющие электрооборудование от высоковольтных грозовых импульсов. Они должны подключаться к нулевому и фазному проводам, а также к контуру заземления.

Тем не менее, система TN-C является более передовой по сравнению с полным отсутствием защиты и, во время монтажа, соответствовала существовавшим в этот период нормативным документам.

Достоинства и недостатки

Система заземления TN-C, как и любая схема, имеет отличия от других заземляющих устройств и связанные с этим достоинства и недостатки.

Достоинства этой системы не связаны с высокой безопасностью людей:

• Низкая стоимость. Это связано с отсутствием отдельного проводника «РЕ», который является пятым проводом при трёхфазном электропитании и третьим при однофазном.
• Простота конструкции. В трёхфазной сети всегда есть четвёртый нулевой провод, поэтому для монтажа TN-C достаточно заземлить среднюю точку вторичной обмотки питающего трансформатора.

Недостаток у системы заземления TN-C всего один, но он перевешивает любые достоинства — повышенная опасность поражения электрическим током,

возможная в разных ситуациях, связанных с отсоединением PEN проводника:

1. обрыв этого провода между потребителем и питающим трансформатором;
2. срабатывание автоматического выключателя, отсоединяющего нейтральный провод при залипшем контакте фазы.

В этих случаях через включённые лампы и другие электроприборы на занулённых металлических частях электроустановок появляется сетевое напряжение.

Поэтому система TN-C в электроустановках не обеспечивает достаточного уровня электробезопасности. Несмотря на это некоторые неграмотные электромонтёры для заземления электроприборов предлагают её установит и соединить нулевой и заземляющий контакты в розетке или квартирном щитке.

Что делать? Как исправить?

При реконструкции построенных и во всех новых зданиях сохранять и устанавливать систему TN-C современными нормативными документами запрещается. Однако есть возможность модернизации этой системы в TN-C-S или TN-S.

Система заземления TN-S является более надёжной, но требует значительных материальных затрат и прокладки пятого провода «РЕ» от потребителя к трансформатору. Правилами устройства электроустановок и другими нормативными документами допускается переделка системы TN-C в TN-C-S.

Для этого в водном щитке проводник PEN заземляется ещё раз, после чего он разделяется на два провода — нейтраль — N и заземление РЕ.

После чего четырёхпроводная сеть превращается в пятипроводную и в квартиры заводится по три провода — фаза «L», ноль «N» и заземление «PE», причём заземление подключается в водном щитке на отдельную шину заземления.

После электрощитка заземляющий провод подключается к клеммам заземления розеток и других электроприборов.

В отдельно стоящих коттеджах, запитанных от трёхфазной сети, такое разделение выполняется в вводном щитке учета ДО электросчётчика.

В зданиях, которым подведено однофазное напряжение, согласно ПУЭ п. 1.7.132 разделение проводника «PEN» на «РЕ» и «N» НЕ ПРОИЗВОДИТСЯ!. Это необходимо выполнить в месте подключения однофазной линии к трёхфазной сети.

Важно! Согласно ПУЭ п. 1.7.135 после разделения провода «N» и «PE» соединять в переходных коробках, розетках и других местах ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Почему система TN-C морально устарела

В значительной части современной техники используются импульсные блоки питания. В этих устройствах есть фильтры от ВЧ помех. Это конденсаторы малой ёмкости, соединяющие схему с металлическим корпусом и заземляющим контактом вилки.

Помехи, приходящие из электросети или возникающие при работе электрооборудования через конденсатор и заземляющий провод «уходят в землю» и не нарушают работу подключённых к блоку питания приборов.

В обычных условиях ток, проходящий через фильтр недостаточен для срабатывания УЗО или поражения человека электричеством, но при пробое этого конденсатора корпус оказывается подключённым к сети 220В. Эта ситуация не является опасной при наличии системы заземления, соответствующей требованиям ПУЭ, но может привести к электротравме, при её отсутствии или использовании системы TN-C.

Так же является опасной ситуация обрыва нулевого провода «N». В этом случае корпус окажется под напряжением через цепь «фаза-электроприбор-ноль-заземление-корпус».

Аналогичная ситуация возникает при возникновении течи в стиральной или посудомоечной машине или перегорании ТЭНа в бойлере.

Главный недостаток системы TN-C это появление опасного потенциала на заземленных корпусах техники при отгорании PEN проводника. То есть в случаи обрыва PEN проводника заземление (зануление) теряет свои защитные свойства.

Опасные способы заземления

Для того, чтобы обезопасить себя и членов своей семьи от поражения электрическим током, некоторые «специалисты» прокладывают линию заземления самостоятельно. Для этого используются различные варианты:

1. Подключение к радиаторам центрального отопления или к водопроводным трубам. Это опасно тем, что при небольшой утечке по трубам начнёт протекать ток, вызывающий быструю коррозию, а при ремонте водопроводчики могут получить электротравму.
2. Соединение в розетке нулевого и заземляющего контакта. Это не заземление, а зануление. В ПУЭ п.1.7.50 зануление отсутствует среди средств, защищающих от поражения электрическим током.
3. Присоединение защитного проводника РЕ к корпусу электрощита, находящемуся на этаже. Этот вариант лучше предыдущих, но качество соединения самого PEN провода с корпусом щитка неизвестно. Кроме того, место соединения проводов «PEN», «N» и «РЕ» должно быть заземлено.

Кроме того неизвестно заземлен ли вообще PEN проводник в этажном щите. К примеру, можно представить ситуацию, когда при такой «схеме заземления» произойдет обрыв нулевого провода N и тогда все заземленные корпуса приборов в квартире через этот дополнительный проводник РЕ окажутся под напряжением.

Тем более если разобраться то такое подключение является не заземлением, а занулением.

Кроме различных вариантов самостоятельного подключения к проводу «PEN», возможен монтаж контура заземления из стальных уголков, штырей и труб, закопанных ниже уровня промерзания почвы. К этим уголкам присоединяется провод, заводится в квартиру и подключается к розеткам. В этом случае есть опасность обрыва этого провода или окисливания в месте контакта, находящемся на улице.

Важно! Контур заземления, выпоненный по всем правилам, соединяется при помощи электросварки с металлическими элементами конструкции здания и подлежит регулярной проверке.

Единственной надёжной защитой от поражения электрическим током является установка систем заземления TN-C-S или TN-S. В этом случае при нарушении изоляции между заземлённым корпусом электроприбора и токоведущими частями возникнет замыкание по цепи «токоведущие части-корпус-заземление», ток через автоматический выключатель возрастёт и автомат отключит питание установки.

Желательно дополнительно к системе заземления в электрощите подключить УЗО. Это устройство будет отключать электропитание в том случае, если изоляция нарушена и появился ток утечки, но отсутствует короткое замыкание.

Как разделить PEN проводник на PE и N

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители сайта http://zametkielectrika.ru.

Сегодня я решил Вам рассказать о том, где и как правильно выполнить разделение PEN проводника на PE и N. На эту мысль меня подтолкнули бесконечные споры и дискуссии на тематических форумах.

В данной статье, ссылаясь на пункты действующих нормативных документов (ПУЭ, ПТЭЭП, различные ГОСТы), я постараюсь дать Вам окончательный правильный и исчерпывающий ответ на этот вопрос.

Зачем нужно разделять PEN проводник?

Сначала определимся, для чего нам нужно разделять PEN проводник. Для этого обратимся к последнему 7 изданию ПУЭ, п.7.1.13, где сказано, что:

Это значит, что все электроустановки напряжением 380/220 (В) должны иметь систему заземления ТN-S, ну или в крайнем случае ТN-С-S. А что делать, когда у нас в России еще до сих пор электропроводка в старом жилищном фонде выполнена по устаревшим нормам с системой заземления TN-C.

Таким образом, при любой реконструкции (изменении) или модернизации электроустановки, а также если Вам не безразлична электробезопасность Вашей семьи, необходимо переходить от системы заземления TN-C на более современные ТN-S или ТN-С-S, но при этом необходимо выполнить разделение PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ, и причем правильно. Вот здесь то и начинаются путаницы и постоянные разногласия.

Для информации: можете почитать выпуски статей о том, как мы проводили капитальный ремонт электропроводки жилого многоквартирного дома и Вы увидите своими глазами текущее состояние электропроводки, и прочих инженерных сетей и коммуникаций большинства жилых домов.

Приведу пример подъездного щитка одного из жилых домов, где мы проводили ремонт электропроводки — ужас:

В данной статье я не буду акцентировать внимание на системах заземления, т.к. про каждую писал отдельно, указывая их достоинства и недостатки. Читайте:

Итак, перейдем к вопросу разделения PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ.

Как разделить PEN проводник на PE и N?

Чтобы нагляднее представить написанное ниже, я буду приводить примеры из своей практики с реальными фотографиями. В качестве примера рассмотрим питание многоквартирного жилого дома, типа «хрущевки».

ПУЭ, п.1.7.135:

Поясняю: c места разделения PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ, дальнейшее их соединение (объединение) запрещено.

В месте разделения, в нашем примере это ВРУ-0,4 (кВ), устанавливаются две шины (или зажимы), которые должны быть соединены между собой и промаркированы:

В качестве перемычки может служить любой провод или шинка такого же сечения и материала. Некоторые мои коллеги-электрики устанавливают две перемычки по краям этих шин, что в принципе не противоречит требованиям ПУЭ.

Акцентирую внимание на том, что шины или зажимы должны иметь отдельные точки подключения для соответствующих проводников РЕ и N, а не подключаться в одном месте под один болт или зажим.

Шина N устанавливается на специальных изоляторах, а шина РЕ (ГЗШ) — закреплена прямо на корпус ВРУ-0,4 (кВ).

Читаем ПУЭ, п.1.7.61:

А сейчас нам нужно выполнить повторное заземление шины РЕ (ГЗШ), к которой подключен PEN проводник вводного кабеля.

В приведенном выше пункте сказано, что в качестве повторного заземления можно использовать естественные заземлители. Я же рекомендую Вам выполнить монтаж заземляющего устройства, сокращенно — З.У.

О том, как это можно сделать самостоятельно Вы можете прочитать в моей статье про монтаж заземляющего устройства.

После монтажа заземляющего устройства (З.У.) необходимо проверить его сопротивление. В этом Вам поможет электротехническая лаборатория по месту жительства.

Если сопротивление смонтированного заземляющего устройства удовлетворяет требованиям ПТЭЭП и ПУЭ, то соединяем шину РЕ (ГЗШ) с нашим заземляющим устройством с помощью заземляющего проводника. Ну вот и все, с этой точки электроустановки вводной PEN проводник разделен на  нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ проводники.

Схемы разделения PEN проводника

Приведу пример схемы трехфазного ввода с счетчиком непосредственного (прямого) включения в сеть:

Компоновка вышеприведенной схемы может немного отличаться. Например, вместо вводного автомата может быть установлен трехполюсный рубильник, а после счетчика установлены вводные предохранители и УЗО. Аналогично и по автоматам групповых нагрузок — вместо них могут быть установлены предохранители.

Перейдем к наглядному примеру: жилой многоквартирный 4-этажный дом питается от трансформаторной подстанции (ТП), расположенной во дворе, кабелем АВБбШв (4х70).

• В таком случае фазные жилы (А,В,С) вводного кабеля мы подключаем на коммутационный аппарат — трехполюсный рубильник, а совмещенный PEN проводник вводного кабеля — на шину РЕ (ГЗШ). Смотрим схему:
• А вот фотографии этого самого ВРУ:
• Вот еще один наглядный пример — это схема трехфазного ввода с счетчиком, подключенного через трансформатор тока:
• Вводной кабель марки АВБбШв 2(3х70) проложен до ВРУ двумя нитками.

Три жилы кабеля — это фазные проводники (А, В, С) подключены на вводной трехполюсный рубильник. В качестве PEN проводника используется металлическая оболочка вводного кабеля, которая подключается непосредственно на шину РЕ (ГЗШ).

После вводного рубильника установлены вводные предохранители ППН-35 с номиналом 250 (А) и трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 200/5. Для защиты от коротких замыканий и перегрузок групповых нагрузок, в нашем примере это магистральная электропроводка (стояки) подъездов, применяются предохранители ППН-33 с номиналом 50 (А).

1. Вот пример схемы однофазного ввода для частного дома или коттеджа, получающего питание от двухпроводной воздушной линии СИП с дальнейшем разделением PEN проводника в вводном щитке:

Здесь хочу добавить то, что вводной автомат должен быть установлен в пластиковом боксе для возможности его опломбировки, иначе могут возникнуть проблемы с энергоснабжающей организацией при вводе электроустановки и прибора учета в эксплуатацию. И еще прошу заметить, что нулевые шины N1 и N2 НЕ соединены между собой.

Я все таки больше склоняюсь именно к такой схеме однофазного питания дома с разделением PEN проводника в вводном щитке и всегда рекомендую и советую ее.

• Но многие специалисты, в том числе мои коллеги «по цеху», частенько ссылаются на еще существующий в настоящее время ГОСТ Р 51628-2000, который, кстати, редактировался последний раз аж в марте 2004 года. А там рекомендуется применять вот такую схему для однофазного питания одноквартирных и сельских жилых домов:
• Мое мнение по этому поводу следующее: обе схемы правильные, но лучше все таки ссылаться на более новые выпуски НТД (я имею ввиду ПУЭ) и придерживаться их норм и требований, о которых я рассказывал в начале этой статьи.

Забыл сказать: не забывайте защищать свое «жилище» от перенапряжений, возникающих от грозовых разрядов или коммутаций различного электрооборудования, с помощью УЗИП или ОПН. В следующих статьях я расскажу об этом более подробнее — подписывайтесь на получение новостей на почту.

После рассмотренных вариантов схем хотелось бы напомнить ПУЭ, п.1.7.145:

После того, как Вы произвели модернизацию своего вводного щитка, установили там шины PE (ГЗШ) и N, выполнили монтаж З.У. (контура заземления), то следует обратить внимание на следующий п.7.1.87 и п.7.1.88 7-ого издания ПУЭ, в котором говорится следующее:

Как видно из пункта 7.1.87, систему уравнивания потенциала необходимо выполнять на вводе в здание, т.е. это еще один аргумент в пользу разделения PEN на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ на вводе в здание, т.е. в ВРУ. Об этом читайте чуть ниже.

Более подробно о системах уравнивания потенциалов я рассказывал здесь: СУП.

Надеюсь, что тему разделения PEN проводника я раскрыл полностью, но я решил в конце статьи ответить на самые распространенные вопросы, которые все таки могут возникнуть в процессе прочтения.

Место разделения PEN проводника на PE и N

Самый распространенный (наверное) вопрос, который постоянно заставляет активно общаться на тематических форумах — это место разделения PEN проводника. Есть два варианта ответа — один правильный, а другой — не совсем.

Начнем с правильного.

1. Вводное распределительное устройство (ВРУ)

Самым правильным местом для разделения PEN проводника на PE и N является вводное распределительное устройство ВРУ-0,4 (кВ) или ВРУ-0,23 (кВ) отдельно стоящего здания. Отдельно стоящее здание в нашем понимании — это жилой многоквартирный дом, коттедж, садовый или дачный деревянный домик и т.п.

Существует одно условие, про которое я не могу не сказать: питание отдельного стоящего здания должно осуществляться кабелем сечение которого должно быть не меньше, чем 10 кв.мм по меди или 16 кв.мм по алюминию. Об этом отчетливо говорится в ПУЭ, п.1.7.131:

Как это понять: если у Ваш коттедж, дом или другое отдельное строение питается кабелем сечение которого меньше, чем указано в п.1.7.131, то его питание должно осуществляться уже по системе TN-C-S, т.е. с отдельными проводниками РЕ и N.

 Бывают случаи, когда отдельное строение (например, баня) питается по системе TN-C кабелем меньшим сечением, чем допускает п.1.7.

131 — в таком случае PEN проводник необходимо разделить в другом месте — ближе к источнику питания, например, в распределительном щите, откуда это строение (баня) питается.

Вот еще один весомый аргумент в пользу норм и требований ПУЭ по разделению PEN проводника — это ГОСТ Р 50571.1-2009. В п.312.2.1 отчетливо сказано где и как именно должен разделяться PEN проводник. Цитирую:

Вводом электроустановки для жилого многоквартирного дома или частного дома является вводное распределительное устройство (ВРУ).

А сейчас — не очень правильный вариант…

1. 2. Этажный щит
2. Очень часто посетители моего сайта, а также различных форумов, настойчиво интересуются вопросом про разделение PEN проводника в этажном (подъездном) щитке.

Отвечаю: см. пункт 1.

Если не убедил, то знайте, что разделение PEN проводника на этажном щитке является грубым нарушением существующего проекта электропроводки жилого дома.

Поэтому у Вас нет никакого права вмешиваться в существующую схему со своим монтажом.

Не дай Бог, если что то случится после вмешательств, то в первую очередь Вы понесете за это полную ответственность: штраф, административную или уголовную ответственность.

Поэтому настоятельно рекомендую разделение PEN проводника на PE и N выполнять только на вводе в здание и точка!!!

Ладно, с этим определились (я надеюсь), но что же делать и как перейти с системы TN-C на систему TN-C-S?

Пути решения для перехода с системы TN-C на систему TN-C-S

Что я могу Вам здесь посоветовать?

1. Ждать возможности включения Вашего жилого многоквартирного дома в список на проведение капитального ремонта, согласно действующей федеральной программы. В таком случае Вам обойдется все бесплатно. Вопрос остается в том, а внесут ли вообще Ваш дом в эту программу. Узнать это можно в офисе Вашей управляющей компании.

2. Оплатить услуги специалистов, которые составят проект, согласуют его во всех инстанциях и выполнят капитальный ремонт электропроводки всего жилого дома, ну или в крайнем случае, переведут Ваш дом на систему TN-C-S, установят новое ВРУ, проложат новые провода магистралей (стояков) и заведут Вам в квартиру полноценную «трехпроводку»: фазу, ноль и «землю».

Данный вариант по финансам получится достаточно затратный, поэтому читаем третий вариант, который тоже имеет право на жизнь.

3. Обратиться всеми жильцами дома (хотя бы большинством) в управляющую компанию (УК) с предложением плодотворного и плотного сотрудничества.

Например, Вы можете  выполнить монтаж заземляющего устройства (контура заземления), про это я подробно рассказывал, или посодействовать в помощи при прокладке магистралей (стояков) электропроводки по этажам.

Так сказать действовать «сообща»…Ну а проект на все изменения, естественно, ляжет на плечи УК.

Возможно такой вариант больше подойдет для участников ТСЖ, но тем не менее попробовать можно. В итоге, совместными усилиями Ваш дом возможно переведут на систему TN-C-S, по этажам или шахтам проложат пятипроводную магистраль (стояк), а Вам лишь останется при удобном случае завести к себе в квартиру трехпроводный ввод.

Что делать, когда проводка в квартире выполнена по современным требованиям ПУЭ, а питающая линия еще двухпроводная?

Отвечаю: в таком случае все очень просто. В квартирном щитке все защитные проводники РЕ подключаете на свою шину РЕ, но саму шину РЕ никуда не подключаете и оставляете «в воздухе», до тех пор пока Ваш дом не переведут на систему TN-C-S.

P.S. Ну вот пожалуй, я закончу свой длительный рассказ о разделении PEN проводника. Готов выслушать все Ваши вопросы и комментарии. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Заземление в частном доме своими руками 380 в схема – Как сделать заземление в частном доме своими руками: 220В и 380В

В любом загородном доме или частном строении, расположенном в городской черте, в распоряжении хозяев имеются бытовые приборы и силовое оборудование, при пользовании которыми возможны нештатные ситуации.

Обычно они проявляются в том, что в какой-либо технике повреждается изоляция, после чего фаза напряжения питания попадает на металлический корпус. При случайном прикосновении к нему одного из жильцов он получает сильный удар током, который может привести к непоправимым последствиям.

Чтобы избежать таких ситуаций – в любом современном строении организуется защитное заземление, призванное снизить опасный потенциал, воздействующий на человека при аварийном режиме работы оборудования.

Нужно ли заземление в частном доме

Надежное заземление в частном доме необходимо хотя бы потому, что требования ПУЭ не допускают эксплуатацию имеющихся в нем бытовых приборов без защиты от опасных напряжений.

Обратите внимание: Кроме того, в отличие от городских квартир, в загородном хозяйстве допускается подводка 4-х или 5-ти жильного кабеля с трехфазным питанием 380 Вольт.

Подобный ввод позволяет устанавливать на участке небольшой фрезерный станок, например, а также подключать к линии электроснабжения асинхронные двигатели и другие образцы силового оборудования.

Заземление всех металлических составляющих в частном доме

Если в частном загородном доме предполагается обустроить бассейн или сауну (то есть объекты, связанные с повышенной влажностью) – обязательно потребуется проработка вопроса о системе выравнивания потенциалов.

Ее организация позволит объединить все крупные металлические составляющие данного объекта (включая стальные трубопроводы и металлические двери) в единую цепь.

А та в свою очередь подключается к уже готовому контуру заземления, как это показано на фото справа.

Принцип действия заземления

Чтобы было понятнее, зачем нужно заземление в домах или на даче – потребуется рассмотреть принцип его работы, основанный на том, что электрический ток всегда выбирает для стока кратчайшее расстояние.

Иными словами – электронные носители всегда устремляются в цепи, обладающие минимальным сопротивлением. В аварийной ситуации, когда токопроводящий корпус прибора из-за повреждения изоляции оказывается под напряжением как раз и реализуется этот случай.

Если это уже произошло, единственно, что сможет защитить работающего с ними пользователя – это наличие цепочки для стекания опасного тока.

Добиться его ответвления удается за счет обустройства специального заземляющего контура (ЗК), отдельные элементы которого связаны с корпусом защищаемого электрооборудования.

Благодаря этому представляющий угрозу для человека аварийный ток уменьшается до безопасной величины.

Последнее объясняется тем, что большая его часть стекает в землю по параллельной цепочке, образованной конструкцией ЗК (смотрите фото ниже).

Принцип работы системы заземленияВажно! Величина токовой составляющей, протекающей через человеческое тело, в значительной мере зависит от изолированности его ног от грунта.

При наличии резиновой обуви или толстого защитного коврика она снижается по абсолютной величине, в идеале приближаясь к нулевому значению. С учетом этого профессиональные электрики обычно работают на оборудовании, расположившись на р

fishkielektrika.ru

Как сделать заземление правильно

Электричество это наше все, оно должно быть безопасным. Для этого применяется заземление. Расскажу вам как сделать заземление правильно и при этом сэкономить.

Для чего нужно заземление в частном доме или квартире

Простыми словам заземление необходимо для защиты человека от возможного удара током в квартире или частном доме.

Принцип работы защитного заземления — это отведение электрического тока в землю от металлических электроприборов, при их неисправности.

В новой квартире или при строительстве дома нужно обязательно провести работу по прокладке заземляющего кабеля и его подключению к «контуру земли» или общедомовому или индивидуальному.

Электроприборы потребляют большое количество энергии, их корпуса металлические и отлично проводят ток, поэтому в особенности обратите внимание на заземление: стиральных машин и холодильников, варочных панелей и духовых шкафов, электрических бойлеров и котлов отопления, микроволновых печей.

Корректная работа заземления опирается на факт того, что:

• Происходит снижение до неопасного значения разности потенциалов между заземляемым объектом и другими проводящими ток объектами, имеющими свое заземление.
• В рабочей электрической сети появление утечки тока приведет к быстрому срабатыванию защитного устройства УЗО.
• При утечке тока и контакте заземляемого проводящего объекта с фазным проводом должно происходить отведение этого тока.

Внимание! Контур заземления будет грамотно работать в комплекте с использованием устройств защитного отключения УЗО. Если прибор выйдет из строя, то величина тока на заземленных предметах не превысит опасной величины. Нерабочий участок сети будет мгновенно выключен в течение времени срабатывания УЗО.

Отсюда можно сделать выводы:

• Наиболее опасный вариант для человека, когда корпус электроприбора не заземлен и УЗО отсутствует.
• Если корпус заземлен, УЗО отсутствует, то этот вариант недостаточно безопасен, так как при высоком сопротивлении заземлителя и больших номиналах предохранителей потенциал на заземленном проводнике может достигать очень высоких величин.
• Если корпус не заземлен, но при этом УЗО установлено, утечка тока может произойти через тело человека, коснувшегося одновременно неисправного прибора и предмета, имеющего естественное заземление. УЗО отключает участок сети, как только возникнет утечка. Но человек получит лишь кратковременный удар током, не причиняющий вреда здоровью. Но УЗО может быть неисправен, поэтому лучше не рисковать и сделать все по следующему варианту.
• Корпус прибора заземлен и установлено УЗО. Это самый лучший вариант, так как выполнены два защитных решения.

Как сделать заземление правильно в квартире

Чтобы ответить на этот вопрос необходимо понимать какая система защиты установлена именно в вашем доме.

Как правило в старых домах советской постройки применялась Система TN-C, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник, и они совмещены на всем протяжении системы. Узнать такую систему можно по двухжильному кабелю, который проложен по квартире и по четырехжильному в общем щитке.

Если говорить честно, как правильно сделать заземление именно в квартире в старом фонде, то такая система защищает только от короткого замыкания и возрастает вероятность получения удара током.

Поэтому говорить о защитном заземлении в данном случае необходимо с некой долей риска.

Есть несколько рабочих вариантов, которые снижают риски, но при этом не являются полноценной защитой, и делаются на ваш страх и риск.

Вариант 1 Меняем проводку в квартире на трехжильную L, N, PE, но PE никуда не подключаем. В будущем, когда будет сделано общедомовое заземление, можно будет подключиться.

На группы розеток обязательно устанавливаем УЗО на случай попадания фазы на корпус в пределах квартиры. Абсолютной защиты они не гарантируют.

Но при повреждении бытовой техники УЗО обесточит линию и не позволит току достичь опасной величины.

Вариант 2 Договариваемся с соседями и управляющей компанией и делаем отдельный контур заземления возле подъезда по принципу как в частном доме. Этот вариант самый безопасный и правильный.

Вариант 3 Ноль оставляем как есть, провод PE берем с магистрального PEN провода. Можно с места, куда он подходит к корпусу этажного щитка. Важно, 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 и счетчика. При этом остается большой минус в таком решении. Нуль может отгореть на входе в дом.

Вы можете думать, что домов меньше, чем квартир и вероятность возникновения такой проблемы меньше, но это опасность все же есть. Поэтому такое заземление то же не работает на 100%.

Внимание! Не делайте заземляющий провод с контактной точкой на батарее центрального отопления или водоснабжения. Нельзя делать заземление, соединив в розетке нулевой рабочий и нулевой защитный проводники. Это опасно, так как может отгореть рабочий нуль в щитке. После этого на корпусе ваших электроприборов появиться 220В.

В современных многоквартирных домах используется система TN-S, в ней проводники N и PE разделены на всём протяжении от подстанции до потребителя.

Эта система самая безопасная и предпочтительная, но применяется только в новых электроустановках из-за высокой стоимости.

В большинстве домов сейчас используется система TN-C-S, в которой проводники N и PE после подстанции соединены в один провод PEN, а потом, на вводе в здание, разделены.

В данном случае организовать защитное заземление можно на этапе монтажа электрики используя трехжильные провода, розетки с заземлением и защитную автоматик. При попадании фазы на корпус прибора должен сработать защитный автомат. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.

Для разводки электричества советую выбрать кабель с тремя жилами в двойной изоляции, лучше ВВГ НГ, для розеточных групп сечением 3 на 2.5 для световых групп 3 на 1.5.

Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенной с корпусом щита, а второй — на «заземляющий» контакт розетки.

Одновременно со сборкой квартирного щитка электрики проверьте подключение заземляющего провода в общем домовом щитке.

Внимание! Сделайте отдельный контур заземления для металлической ванны и раковины, металлических труб стиральной машины. Правильно соединяйте кабель заземления с металлической ванной к специально приваренному к корпусу ванны ушку, но не к регулируемым болтовым креплениям ванны.

Внимание! При наличии в щитке УЗО заземляющий проводник не должен нигде иметь контакта с N проводником, так как будет срабатывать УЗО. Помните, что «земля» не должна разрываться, посредством выключателей

Как сделать заземление правильно в доме

Как правило для подачи в частный дом электричества применяется система ТТ, в такой системе заземляющий провод PE подключается к контуру заземления, и больше никуда.

При такой системе, необходимо делать качественной контур заземления, чтобы в случае замыкания КЗ на землю, ток короткого замыкания был достаточен для срабатывания автомата защиты.

Рассмотрим, как сделать заземление правильно в частном доме.

Контур состоит из заземлителей и металлической обвязки. Заземлители делаются из металлических штырей 2-3 метров длинной, они полностью входят в землю. Эти штыри и распределительный щит в доме соединяются металлической обвязкой.

Для изготовления штырей могут применяться металлические трубы, уголки, пруты. Арматуру использовать нельзя, так как она быстрее ржавеет и теряет заземляющие свойства. Между собой штыри удобно соединять металлической полосой.

Существует принципиально две схемы контура заземления:

• Линейная схема заземляющего контура, заземлители уложены в ряд и соединяются последовательно.
• Схема с замкнутым контуром, например треугольные и квадратные, в этом случае все штыри заземления образуют замкнутый круг. Такая схема более надежна и оптимальна. Если позволяет территория возле дома, то используйте её. Самой оптимально схемой будет треугольник, расстояние между штырями должно быть одинаковым от 1 м до 1,5 м.

Организацию заземления в частном доме можно разделить на три этапа работ, на монтаж контура заземлителей в земле, подключение контура к электрическому щитку и проверку работы заземления.

Внимание! Ответственно подойдите к выбору места для контура заземления, так как в случае утечки тока над ним не должно никого быть. Можно расположить под клумбой или дорожкой. Размещать контур нужно на расстоянии от 1 до 10 метров от дома.

ЭТАП1

• Отмечаем территорию под контур треугольника, в направлении к строению выкапываем траншею глубиной 70 см.
• В углах треугольника в землю вбиваются металлические уголки или трубы на глубину ниже уровня промерзания, около 2,3 метров. Концы штырей забивают так, чтобы после засыпания грунтом над ними было еще около 50 см почвы.
• Затем эти концы соединяются методом сварки металлическими полосами, тем самым образую замкнутый контур в виде равнобедренного треугольника.
• Затем приваривается к контуру металлическая полоса, идущая к дому. На её конце, на стене дома, привариваем болт, к которому будет закрепляться заземляющий провод от шины в электро-щитке.
• Сварочные швы красятся битумной краской или мастикой, для защиты от коррозии.
• Засыпаем грунтом траншею, и красим для защиты от коррозии земляную шину, которая выступает из земли.

Внимание! Есть заблуждение, что для лучшей работы заземления можно посыпать контур перед засыпкой солью, якобы соленая почва лучше проводит ток. Не делайте этого, так как показатели проводимости тока действительно на начальном этапе эксплуатации будет лучше, но в долгосрочной перспективе ваш контур значительно быстрее заржавеет и потеряет свою способность выполнять свои функции.

ЭТАП2

Для подключения земляной шины к щитку лучше использовать медный провод желтого цвета, сечением не меньше 10 кв.мм.

Внимание! Для крепления медного провода к металлической полосе делается отверстие по диаметру болта, провод фиксируется гайкой с шайбой специальными клеммами, но не накручиваться на них. Это место соединения зачищаем до блеска и покрываем консистентной смазкой для защиты металла от окисления и коррозии.

К щиту медный провод крепится на корпус также винтовым соединением. Если дверца щита не заземлена, то заземлите её еще одним проводом.

Совет! Заранее подберите шины заземления в щитке с нужным количеством отверстий для разных линий, так как крепить два провода в одну точку запрещается.

ЭТАП3

Проверьте работоспособность выполненного защитного. Лучше проводить такую проверку раз в 3 года, для вашей безопасности. Проверка проводится омметром. Может показаться, что проверить ваш контур можно при подключении обыкновенной лампочки к фазе и контуру и она будет гореть, но это ошибочно из-за низкого электропотребления.

Сопротивление контура заземления не должно быть более 4 Ом. Советую пригласить электрика и быть уверенным в том что ваш контур заземления работает корректно.

Итоговые рекомендации

Теперь вы знаете, как правильно сделать заземление в квартире или доме. Подведем небольшие итоги:

• Заземление необходимо для защиты человека от возможного удара током в квартире или частном доме.
• Самый безопасный вариант, когда корпус электроприбора заземлен и установлено УЗО.
• В старом жилом фонде лучше ни рисковать и заменить старую проводку на трехжильные кабеля ВВГ НГ и использовать защитную автоматику, при этом пытаться решить вопрос об установке общедомового контура заземления.
• В новом жилом фонде организовать защитное заземление можно на этапе монтажа электрики используя трехжильные провода, розетки с заземлением и защитную автоматику. При попадании фазы на корпус прибора должен сработать защитный автомат. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.
• Сделайте отдельный контур заземления для металлической ванны и раковины, металлических труб, стиральной машины, варочной панели и духового шкафа.
• В частном доме организуйте схему с замкнутым контуром заземления из трех штырей в земле, соединенных между собой и щитком земляной шиной.
• Обязательно проверьте корректность работы заземления.

Схематично схему организации контура заземления в частном доме можно представить так:

cheremo.ru

Заземление в частном доме своими руками: схемы и монтаж

Электрика дома — все про електрику

Современное производство рассчитано на выпуск бытовой электротехнической продукции, предназначенной для работы в трехфазной электропроводке.    Чем опасно самостоятельное выполнение заземления в квартире (переделка TN-C в TN-C-S) Для решения проблемы поступают следующим образом — выполняют заземление электропроводки посредством переделки системы TN-C в TN-C-S. В итоге неправильно выполненное заземление электропроводки делает эксплуатацию электропроводки еще более опасной, чем при отсутствии заземления как такового.    Почему происходят скачки напряжения и как от них защититься В зависимости от причины перепады напряжения могут иметь различную частоту, амплитуду и общую продолжительность. В любом случае данное явление является ненормальным и стает вопрос о том, насколько это опасно для бытовых электроприборов и домашней электропроводки и как устранить возможные последствия данного явления. В данной статье рассмотрим подробно вопрос о том, почему происходят скачки напряжения и как от них защититься.  Как выполнить разделение электропроводки по группам потребителей в частном доме и квартире Под эти потребители создавалась, как правило, алюминиевая проводка 2,5 квадрата, защищенная двумя автоматическими выключателями или электрическими пробками с рабочим током до шести ампер. Современные бытовые приборы обладают повышенным потреблением электроэнергии, а их количество в наших квартирах резко увеличилось.   Как правильно сделать проводку под натяжным потолком

Чем опасно самостоятельное выполнение заземления в квартире?

Защитное заземление — основной способ минимизации воздействия на человека электрического тока в случае появления на металлическом корпусе бытовых электроприборов опасного для жизни человека потенциала. В странах СНГ достаточно распространена проблема отсутствия заземления в квартире по причине питания от устаревших сетей конфигурации TN-C, в которых не предусмотрено заземление домашней электропроводки.

Для решения данной проблемы, некоторые умельцы выполняют заземление электропроводки посредством переделки системы TN-C в TN-C-S. В итоге, неправильно выполненное заземление делает эксплуатацию электропроводки еще более опасной, чем при отсутствии заземления как такового.

 Основная ошибка при самостоятельном выполнении заземления заключается в том, что система TN-C представляется просто как система TN-C-S, в которой нет разделения защитного проводника.

Зачастую переделка системы TN-C в TN-C-S сводится просто к разделению в главном распределительном щитке совмещенного проводника PEN. На рабочий нулевой N и защитный PE. При этом не учитывается текущее состояние питающей сети.

Если изначально в данной сети не предусмотрено заземления, то высока вероятность, что причина заключается в несоответствии электрических сетей требованиям ТКП 45-4.04-149-2009, ТКП 339-2011. Во-первых, это техническое состояние электрической сети.

Если оно неудовлетворительное, то соответственно ни о какой механической устойчивости к повреждению PEN-проводника речи не может идти. Во-вторых, отсутствие на линии достаточного количества повторных заземлений нулевого проводника.

Такое подключение, еще больше увеличивает шансы появления на заземляющем проводнике опасного потенциала, который возникнет в результате обрыва нуля на линии. То есть в таком случае самостоятельно выполненное заземление будет источником опасности для жителей, эксплуатирующих заземленные бытовые электроприборы.

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.

Справочно:  

В системе TN-C рабочий нулевой проводник N и защитный заземляющий проводник PE совмещены в одном проводе на всем протяжении линии от трансформаторной подстанции до потребителя. Это так называемый PEN проводник.

При этом, данный совмещенный проводник заводится в квартиру или частный дом без разделения на нулевой рабочий и защитный проводники. Нередко встречаются рекомендации относительно защиты домашних электроприборов путем зануления — присоединения заземляющего контакта в розетке к нулевому совмещенному проводнику PEN.

В данном случае при появлении фазного напряжения на корпусе бытового электроприбора произойдет короткое замыкание. И отключится автоматический выключатель в распределительном щитке.

Основной недостаток зануления заключается в том, что в случае обрыва нулевого провода от домашнего распределительного щитка до места зануления на корпусах оборудования появится фазное напряжение. Тоже самое будет и в случае обрыва нулевого провода от трансформаторной подстанции до ввода в дом.

На корпусе зануленного оборудования гарантировано появится фазное напряжение электросети. В связи с этим, зануление в сети TN-C выполнять запрещено. То есть такая система в быту эксплуатируется как двухпроводная – используется только фазный и нулевой рабочий проводник для питания электроприборов.

Система TN-C-S отличается от системы TN-C тем, что совмещенный проводник PEN при заходе в здание разделяется на рабочий нулевой N и защитный PE.

В данной сети, как и в сети TN-C на заземляющем проводнике появится опасный потенциал в случае обрыва совмещенного проводника PEN до точки разделения. Поэтому для предотвращения негативных последствий обрыва нуля в сети конфигурации TN-C-S согласно ТКП 45-4.

04-149-2009, ТКП 339-2011 предъявляются требования относительно механической устойчивости к повреждению проводника PEN. На линии электропередач организуют надежные повторные заземления проводника PEN, а также надежность шины заземления PE непосредственно в доме.

Только при соблюдении данных требований электрическую сеть можно эксплуатировать, как сеть конфигурации TN-C-S. То есть использовать защитный проводник PE для заземления домашней электропроводки.

типов систем заземления — что означает заземление TT, IT и TN?

Стандарты, используемые для определений систем заземления

За последнее столетие стандарты электробезопасности превратились в высокоразвитые системы, охватывающие все основные аспекты безопасной установки, включая системы заземления. В электроустановках низкого напряжения (LV) эталонный стандарт IEC 60364 используется для мер, которые должны быть реализованы, чтобы гарантировать защиту персонала и имущества.

Стандарт IEC 60364 определил три типа систем заземления, а именно системы TT, IT и TN. Поскольку IEC публикует международные стандарты для всех электрических, электронных и связанных технологий и является ведущей международной организацией в своей области, IEC 60364 является документом высшего уровня, который информирует о стандартах для электроустановок низкого напряжения во всем мире. Следовательно, три типа систем заземления, определенные в IEC 60364, также признаны во многих национальных стандартах.BS 7671: 2008, также известный как 17-е издание IEE Wiring Rules, — это британский стандарт, опубликованный в январе 2008 года, используемый в Великобритании и других странах. Аналогичным образом, Индийский стандарт IS 732: 1989 (R2015) используется в Индии для электрических установок.

Следите за нашими обновлениями в LinkedIn

Типы систем заземления

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

• TT
• IT
• TN — TN-C, TN-S, TN-CS

Система TN подразделяется на TN-C, TN-S и TN-CS, поэтому мы будем ссылаться на 5 типов. систем заземления, распространенных во всем мире.

Номенклатура

Первая буква каждой системы относится к источнику питания от обмотки, соединенной звездой.

Вторая буква относится к потребляющему оборудованию, которое необходимо заземлить.

Из «Справочника по электротехнике: для специалистов в нефтегазовой и нефтехимической промышленности» Алана Л. Шелдрейка

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

А для второй буквы , “T означает, что потребитель надежно заземлен независимо от метода заземления источника.
N означает, что провод с низким сопротивлением отводится от заземляющего соединения в источнике и направляется непосредственно к потребителю для конкретной цели заземления потребляющего оборудования.
S означает, что нейтральный проводник, проложенный от источника, отделен от проводника защитного заземления, который также проложен от источника. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить пять проводов.
C означает, что нейтральный проводник и провод защитного заземления являются одним и тем же проводником. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить четыре провода ».

Проще говоря:

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

I = изолированный

N = нейтральный

S = отдельный

C = объединить

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

Система заземления TT ​​

В этом типе системы заземления подключение к источнику питания напрямую связано с заземлением и концом нагрузки, либо монтажные металлоконструкции также напрямую подключаются к земле. Следовательно, в случае воздушной линии обратным путем для линии будет масса земли.Нейтраль и заземляющий провод должны быть разделены во время установки, поскольку распределитель питания обеспечивает только нейтраль питания или защитный провод для подключения к потребителю.

Система заземления IT

Распределительная система не имеет заземления или имеет только высокоомное соединение. Основная особенность системы заземления IT заключается в том, что в случае короткого замыкания между фазами и землей система может продолжать работать без перебоев.Такая ошибка называется «первой ошибкой». Таким образом, обычная защита от заземления для данной системы не эффективна и этот тип не предназначен для электроснабжения потребителей. Система заземления IT используется для систем распределения электроэнергии, таких как подстанции или генераторы.

Система заземления TN-S

В этой системе заземляющий и нейтральный проводники разделены по всей распределительной системе. Защитный проводник — это металлическое покрытие кабеля, питающего установку.Все открытые токопроводящие части установки подключаются к этому защитному проводу или через главный зажим заземления установки.

Система заземления TN-C

Нейтраль и защитное заземление объединены в один провод во всей системе. Все открытые и токопроводящие части установки подключены к PEN-проводу. Согласно пункту 8 (4) Правил электробезопасности, качества и непрерывности электроснабжения 2002 года, «Потребитель не должен совмещать нейтральную и защитную функции в одном проводе в установке своего потребителя».

TN-C-S Система заземления

Нейтраль и защитное заземление объединены в одном проводе в части системы. Этот тип заземления также известен как многократное защитное заземление. PEN-проводник системы питания заземляется в двух или более точках, и может потребоваться заземляющий электрод на установке потребителя или рядом с ним. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к PEN-проводнику через главный зажим заземления и нейтральный зажим, и эти зажимы соединяются вместе.

Здесь вы можете ознакомиться с нашим широким ассортиментом оборудования для заземления и заземления. Вы можете связаться с нами , если вам нужно предложение или у вас есть дополнительные вопросы относительно продуктов, необходимых для заземления, заземления или соединения.

Эта статья является частью нашей серии статей по молниезащите, защите от перенапряжения и заземлению, вы можете узнать больше по следующим ссылкам:

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

Проектирование системы молниезащиты и продукты

Устройства защиты от перенапряжения (SPD)

Зоны молниезащиты и их применение для выбора SPD

Как работает грозозащитный разрядник?

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по адресу www.axis-india.com/contact-us/

Типы систем заземления в соответствии со стандартом IEEE

Заземление (заземление) — это система электрических цепей, соединенных с землей, которая функционирует, когда ток утечки может разрядить электричество в землю.

Согласно Стандарту 142 ™ 2007 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), цель системы заземления:

1. Ограничить величину напряжения на землю в допустимых пределах
2. Обеспечьте путь для прохождения тока, который может обеспечить обнаружение возникновения нежелательной взаимосвязи между системным проводом и землей.Это обнаружение приведет к срабатыванию автоматического оборудования, которое определяет подачу напряжения от проводника.

В соответствии со стандартами IEEE система заземления делится на:

1. TN-S (Terre Neutral — отдельный)
2. TN-C-S (Terre Neutral — комбинированный — раздельный)
3. TT (Дабл Терре)
4. TN-C (Neutral Terre — комбинированный)
5. IT (Изолированная земля)

Терре происходит от французского языка и означает земля.

Первая буква обозначает соединение между землей и источником питания, а вторая буква обозначает соединение между землей и электронным оборудованием, на которое подается электричество. Значение каждой буквы следующее:

• T (Terra) = прямое подключение к земле.
• I (Изоляция) = Нет соединения с землей (даже при высоком импедансе)
• N (нейтраль) = подключение напрямую к нейтральному кабелю питания (если этот кабель также заземлен в источнике питания)

1. TN-S (Terre Neutral — отдельный)

В системе TN-S нейтральная часть источника электроэнергии соединена с землей в одной точке, так что нейтральная часть установки потребителя напрямую подключена к нейтральному источнику электроэнергии.Этот тип подходит для установок, близких к источникам электроэнергии, например, для крупных потребителей, у которых есть один или несколько трансформаторов высокого / низкого напряжения для собственных нужд и если установка / оборудование находится рядом с источником энергии (трансформаторы).

2. TN-C-S (Terre Neutral — комбинированный — отдельный)

Система TN-C-S имеет нейтральный канал от основного распределительного оборудования (источника питания), подключенный к земле и заземленный на определенном расстоянии вдоль нейтральных каналов, ведущих к потребителям, обычно называемый защитным множественным заземлением (PME).В этой системе нейтральный проводник может функционировать для восстановления тока замыкания на землю, который может возникнуть на стороне потребителя (установки), обратно к источнику питания. В этой системе установка оборудования у потребителя только соединяет землю с клеммой (каналом), обеспечиваемой источником питания.

3. TT (Дабл Терре)

В системе ТТ нейтральная часть источника электроэнергии не связана напрямую с заземлением нейтрали на стороне потребителя (установка оборудования).В системах ТТ потребители должны обеспечивать собственное заземление, а именно путем установки заземляющего электрода, подходящего для данной установки.

4. TN-C (Neutral Terre — комбинированный)

В системе TN-C нейтральный канал главного распределительного оборудования (источника питания) подключается непосредственно к нейтральному каналу потребителя и корпусу установленного оборудования.

В этой системе нейтральный провод используется в качестве защитного проводника, а комбинация нейтральной и заземляющей боковых рам оборудования известна как проводник PEN (защитное заземление и нейтраль).

Эта система не предназначена для проводов диаметром менее 10 мм ² или переносного оборудования. Это связано с тем, что при возникновении короткого замыкания по PEN-проводнику одновременно проходит ток дисбаланса фаз, гармонический ток третьего уровня и его кратные.

Чтобы уменьшить воздействие на оборудование и живые существа вокруг оборудования, при применении системы TN-C провод PEN должен быть подключен к нескольким электродным стержням для заземления на установке.

5. IT (Изолированная земля)

Из первой буквы (I) видно, что в этом типе IT-системы нейтраль изолирована (не соединена) с землей. Точка PE не подключена к нейтральному каналу, а напрямую подключена к заземлению.

В своем применении нейтральная точка IT-системы на самом деле не изолирована от земли, но все же связана с импедансом Zs, который имеет очень высокое значение от 1000 до 3000 Ом.Это служит для ограничения уровня перегрузки по напряжению при наличии помех в системе.

	TT	IT	TN-S	TN-C	TN-C-S
Полное сопротивление контура замыкания на землю	Высокая	Наивысший	Низкий	Низкий	Низкий
Предпочтительно УЗО	Есть	НЕТ	Дополнительно	№	Дополнительно
Требуется заземляющий электрод на объекте	Есть	Есть	№	№	Дополнительно
PE проводник стоимость	Низкий	Низкий	Наивысший	Минимум	Высокая
Риск выхода из нейтрального положения	№	№	Высокая	Наивысший	Высокая
Безопасность	Сейф	Менее безопасный	Самый безопасный	Наименее безопасный	Сейф
Электромагнитные помехи	Минимум	Минимум	Низкий	Высокая	Низкий
Риски безопасности	Высокое сопротивление контура (ступенчатое напряжение)	Двойная неисправность, перенапряжение	Нейтраль оборвана	Нейтраль оборвана	Нейтраль оборвана
Преимущества	Безопасность и надежность	Беспрерывность работы, стоимость	Самый безопасный	Стоимость	Безопасность и стоимость

Не стесняйтесь обращаться к нам по адресу marketing @ phoenixcontact.com.sg, чтобы узнать больше!

Спускаемся к земле: объяснение заземления

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

Назначение заземления

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

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

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

Защитное заземление

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

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

Защитное заземление может быть выполнено с помощью:

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

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

Функциональное заземление

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

Типы конфигураций заземления

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

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

И подмножества этих конфигураций могут быть определены с помощью значений:

• S — Отдельно
• C — комбинированный

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

Система заземления TN

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

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

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

Рисунок 1 — Система TN-S

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

Рисунок 2 — Система TN-C

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

Рисунок 3 — Система TN-C-S

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

Система заземления ТТ

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

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

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

Рисунок 4 — Система TT

Система заземления IT

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

Рисунок 5 – I Система T

Значение для заземления фотоэлектрической системы

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

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

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

Дополнительные ресурсы:

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

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

972.pdf [по состоянию на 26 марта 2018 г.].

Руководство по установке электрооборудования, 2016.Характеристики систем TT, TN и IT. [Онлайн] Доступно по адресу: http://www.electrical-installation.org/enwiki/Characteristics_of_TT,_TN_and_IT_systems. [Проверено 26 марта 2018 г.].

Программа развития ООН, 2016. Заземление и защита от грозовых перенапряжений для фотоэлектрических станций. [Онлайн] Доступно по адресу: http://www.lb.undp.org/content/dam/lebanon/docs/Energy%20and%20Environment/DREG/Earthing%20and%20Lightning%20Protection%20for%20PV%20Plants%20Guideline% 20Report.pdf [по состоянию на 26 марта 2018 г.].

типов систем заземления, используемых в электроустановках ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

В международном стандарте IEC60364, часть 4, и в ссылке 10 используется набор диаграмм для объяснения пяти основных методов заземления и обеспечения нейтрали электроустановки там, где это необходимо. Эти пять методов обозначаются сокращенно: TNC , TNS , TNCS , TT и IT .

Первая буква обозначает источник питания от обмотки, соединенной звездой. T означает, что точка звезды источника надежно соединена с землей, которая обычно находится в непосредственной близости от обмотки.
I обозначают, что точка звезды и обмотка изолированы от земли. Точка звезды обычно подключается к индуктивному сопротивлению или сопротивлению. Емкостный импеданс никогда не используется.

Вторая буква обозначает потребителя. Потребляющее оборудование необходимо заземлить
. Существует два основных метода заземления корпуса электрооборудования.Эти методы обозначаются буквами T и N . Буква N подразделяется на другие буквы, S и C , что дает NS и NC и NCS.

T означает, что потребитель надежно заземлен независимо от метода заземления источника.

N означает, что провод с низким импедансом отводится от заземления в источнике и направляется непосредственно к потребителю для конкретной цели заземления потребляющего оборудования.

S означает, что нейтральный проводник, проложенный от источника, отделен от проводника защитного заземления, который также проложен от источника. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить пять проводов.

C означает, что нейтральный проводник и провод защитного заземления являются одним и тем же проводником. Это означает, что для трехфазного потребителя необходимо проложить четыре проводника.

Различные типы заземления показаны на следующих схемах:

(a) Система заземления TNC

(b) Система заземления TNS

(c) Система заземления TNCS

(d) Система заземления TT ​​

(e) Система заземления IT

Введение в заземление и соединение

Заземление и соединение — это два очень разных, но часто путающих метода предотвращения поражения электрическим током.

Принцип заземления состоит в том, чтобы ограничить продолжительность напряжения прикосновения, если вы вступите в контакт с оголенной проводящей частью. Земля создает безопасный путь для прохождения тока вместо поражения электрическим током.

Целью соединения является снижение риска поражения электрическим током, если вы прикасаетесь к отдельным металлическим частям при неисправности в электрической установке. В этом случае защитные заземляющие провода уменьшают величину напряжения прикосновения.

Заземление и соединение являются важными требованиями любой электрической установки и соответствуют требованиям безопасности BS7671.

Что такое система заземления?

В простейшем случае система заземления — это устройство, с помощью которого электрическая установка соединяется со средством заземления. Обычно это делается в целях безопасности, но иногда и для функциональных целей, например, в случае телеграфных линий, которые используют землю в качестве проводника, чтобы сэкономить на стоимости обратного провода в длинной цепи.В случае неисправности в электрической установке человек может получить удар электрическим током, прикоснувшись к металлической части под напряжением, потому что электричество использует тело как путь к земле. Заземление обеспечивает альтернативный путь прохождения тока короткого замыкания на землю.

В Великобритании существуют три основные системы заземления, используемые для неспециализированных установок и определенные в Правилах электропроводки IET, две — это системы TN (где оператор распределительной сети (DNO) отвечает за заземление), а другая — система TT ( который не имеет собственного заземления):

Обозначения: T = земля (земля), N = нейтраль, C = комбинированный, S = отдельный

Системы

TN-S имеют одно соединение нейтрали с землей, расположенное как можно ближе к трансформатору питания, и отдельные кабели питания повсюду.В источниках низкого напряжения трансформатор можно даже подключить к оболочке питающего кабеля, что даст отдельный путь обратно к трансформатору подстанции. Максимальное сопротивление внешней цепи замыкания на землю DNO в этих конфигурациях обычно составляет 0,8 Ом.

Это наиболее распространенная конфигурация, используемая в Великобритании. Он также известен как защитное многократное заземление (PME) и обеспечивает подачу низкого напряжения с надежным и безопасным заземлением. Эта система позволяет нескольким пользователям использовать один кабель питания.Возникающее в результате увеличение тока вызывает повышение напряжения в защитной заземленной нейтрали (PEN), которая требует многократного подключения к земле на всем протяжении маршрута питания. Нейтраль заземляется рядом с источником питания, на входе в установку и в необходимых точках распределительной системы. Поскольку DNO использует комбинированный нейтраль и обратный тракт PEN, максимальное сопротивление внешней цепи замыкания на землю составляет 0,35 Ом.

Несмотря на свою популярность, схема TN-C-S может оказаться опасной, если PEN-проводник станет разомкнутой цепью в источнике питания, потому что ток не будет немедленно возвращаться на уровень подстанции.Из-за этого есть определенные объекты, где его нельзя использовать, в том числе заправочные станции, строительные площадки, автостоянки и некоторые хозяйственные постройки.

Конфигурация аналогична системе TN-S, но не дает потребителям индивидуального заземления. Вместо этого потребители должны поставлять свою землю, например, закапывая стержни или плиты под землю, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением. Часто системы TT используются там, где устройства TN-C-S не могут быть (например, в приведенном выше примере заправочной станции) или в сельской местности, где питание осуществляется на воздушных столбах.Меры защиты от ударов, такие как УЗО, часто используются для обеспечения автоматического отключения питания там, где существуют различные типы грунта, которые могут вызвать значения полного сопротивления контура внешнего замыкания на землю.

Что такое склеивание?

Электрическое соединение — это практика соединения всех открытых металлических предметов, не предназначенных для передачи электричества в зоне, с использованием защитного соединительного проводника, целью которого является защита людей, которые могут коснуться двух отдельных металлических частей, от поражения электрическим током в случае электрического повреждения.Это снижает напряжение, которое могло быть там.

Как упоминалось ранее, знание того, когда объект следует заземлить, а когда — соединить, может сбивать с толку.

В качестве примера возьмем металлический кабельный лоток, который часто используется в электрических установках. Если:

• Лоток является открытой проводящей частью (т. Е. К нему можно дотронуться, и он обычно не находится под напряжением), его НЕОБХОДИМО заземлить.
• Лоток является внешней проводящей частью (т. Е. Значение омического сопротивления между предполагаемой внешней частью и землей меньше 22 кОм), ее БУДЕТ необходимо соединить.
• Лоток не является открытой или посторонней проводящей деталью, поэтому его НЕ нужно заземлять или склеивать.

Узнайте больше о том, как определить посторонние проводящие детали здесь.

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

Интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии
Vol.2 № 3 (2011), Идентификатор статьи: 6647,10 страниц DOI: 10.4236 / sgre.2011.23024

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме сетевого подключения

Рашад Мохаммедин Камель, Аймен Чауачи, Кен Нагасака

Экологическая энергетика, Департамент электроники и информационной инженерии, Токийский университет сельского хозяйства и технологий, Токио, Япония.

Электронная почта: [email protected], [email protected], [email protected]

Поступила 31 декабря 2010 г .; отредактировано 22 мая 2011 г .; принята 29 мая 2011 г.

Ключевые слова: Защита микросетей, системы заземления, ток короткого замыкания, напряжение прикосновения, микроисточники и инверторы, режим подключения к сети

РЕЗЮМЕ

В этой статье представлены, проверены и сравниваются три системы заземления (TT , TN и IT) для защиты микросетей (MG) от различных типов неисправностей в подключенном режиме.Основным вкладом в эту работу является включение моделей всех микроисточников, подключенных к MG с помощью силовых электронных инверторов. Поочередные инверторы снабжены ограничителями тока, которые также включены в модели инверторов, чтобы точно имитировать реальную ситуацию в MG во время отказов. Результаты показали, что наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения является система заземления TN.Эта система приводит к соответствующему значению тока короткого замыкания, достаточному для активации реле защиты от перегрузки по току. При использовании системы TN напряжения прикосновения к неисправной шине и шинам всех других потребителей меньше безопасного значения, если ограничитель тока включен в трансформатор главной сети, соединяющей MG. Для двух других систем заземления (TT и IT) ток короткого замыкания невелик и почти равен току перегрузки, поэтому реле защиты от перегрузки по току не может различать ток короткого замыкания и ток перегрузки.Все модели микроисточников, систем заземления, инверторов, главной сети и схем управления построены с использованием среды Matlab ^® / Simulink ^® .

1. Введение

Заземление электросети требует, чтобы ее сетевой объект и электрооборудование потребителя были заземлены, чтобы обеспечить безопасность и снизить вероятность повреждения оборудования.Эффективное заземление предотвращает длительные перенапряжения и сводит к минимуму риск поражения электрическим током. Заземление также обеспечивает заранее определенный путь для токов утечки на землю, которые используются для отключения неисправной установки или цепи с помощью защитных устройств. Микросеть (MG) является уникальным примером распределительной системы и требует тщательной оценки, прежде чем принимать решение о системе заземления.

MG состоит из группы микроисточников, систем накопления энергии (например, маховика) и нагрузок, работающих как единая управляемая система. Уровень напряжения MG составляет 400 Вольт или меньше. Архитектура MG выполнена радиальной с несколькими фидерами. MG часто обеспечивает как электричество, так и тепло в местные районы. MG может работать как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме, как подробно описано в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Микроисточники обычно изготавливаются из множества новых технологий, например микрогазовая турбина, топливный элемент, фотоэлектрическая система и несколько видов ветряных турбин. Система накопления энергии часто представляет собой систему с маховиком. Микроисточники и маховик не подходят для подачи энергии в сеть напрямую [11]. Они должны быть связаны с сетью через каскад инвертора.Таким образом, использование силовых электронных интерфейсов в MG приводит к ряду проблем при проектировании и эксплуатации MG. Одной из основных задач является проектирование защиты MG для соответствия соответствующим национальным кодам распределения и для поддержания безопасности и стабильности MG как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме.

Однако MG на основе инвертора обычно не может обеспечить требуемых уровней тока короткого замыкания.В крайних случаях вклад тока короткого замыкания от микроисточников может быть только вдвое или меньше тока нагрузки [12,13]. Некоторые устройства измерения перегрузки по току даже не будут реагировать на этот уровень перегрузки по току. Кроме того, защита от повышенного / пониженного напряжения и частоты может не обнаруживать неисправности MG из-за управления напряжением и частотой MG. Эта уникальная природа MG требует свежего взгляда на конструкцию и работу защиты.Это задача данной рукописи.

В данной рукописи представлены и применены три системы заземления для защиты MG в режиме соединения. Два основных вклада в эту рукопись: 1) Рассмотрение моделей всех микроисточников (и их инверторов), установленных в MG, и 2) Включенный ограничитель тока с каждым инвертором внутри MG для точного моделирования реальной ситуации.

Три системы заземления реализованы и протестированы на MG. Приведено сравнение производительности трех систем. Наиболее подходящая система заземления определяется путем сравнения.

Для проведения предлагаемого исследования эта рукопись организована следующим образом: Раздел 2 описывает три разработанные системы заземления.В разделе 3 представлены характеристики неисправностей в каждой системе заземления, а также преимущества и недостатки каждой системы. Сеть MG включала все микроисточники, инверторы и систему заземления, представленную в разделе 4. В разделе 5 представлены результаты, полученные с применением трех систем заземления, и последовательность событий, происходящих с каждой системой заземления. Выводы представлены в разделе 6.

2. Типы систем заземления

Распределительную систему низкого напряжения (НН) можно определить по ее системе заземления. Они обозначаются пятью буквами T (прямое соединение с землей), N (нейтраль), C (комбинированный), S (отдельный) и I (изолированный от земли). Первая буква обозначает способ заземления нейтрали трансформатора (источника питания), а вторая буква обозначает способ заземления металлоконструкций установки (каркаса).Третья и четвертая буквы обозначают функции нейтрального и защитного проводов соответственно. Возможны три конфигурации [14]:

1) TT: нейтраль трансформатора заземлена и корпус заземлен.

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

3) IT: незаземленная нейтраль трансформатора, заземленная рама.

Система TN включает три подсистемы: TN-C, TN-S и TN-C-S, как описано в следующих подразделах.

2.1. Система заземления TT ​​

В этой системе источник питания имеет прямое соединение с землей. Все открытые проводящие части установки также подключены к заземляющему электроду, который электрически не зависит от заземления источника.Структура системы TT показана на рисунке 1 [15].

Рисунок 1. Конфигурация системы заземления TT.

2.2. Система заземления TN

В системе заземления TN источник питания (нейтраль трансформатора) напрямую соединен с землей, а все открытые проводящие части установки соединены с нейтральным проводом.Безопасность персонала гарантируется, а вот безопасность имущества (пожар, повреждение электрооборудования) — в меньшей степени. Три подсистемы в системе заземления TN описаны ниже с их основными характеристиками.

2.2.1. Система заземления TN-C

Как показано на Рисунке 2 (a), система TN-C имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе по всей системе.(PEN — защитная заземленная нейтраль).

2) Источник питания напрямую подключен к земле, а все открытые проводящие части установки подключены к PEN-проводу.

2.2.2. Система заземления TN-S

Архитектура системы TN-S показана на Рисунке 2 (b) и имеет следующие особенности:

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

2) Источник питания напрямую заземлен. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к защитному проводу (PE) через главный заземляющий зажим установки.

2.2.3 Система заземления TN-CS

Конфигурация системы заземления TN-CS показана на Рисунке 2 (c) и имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе в части система TN-CS.Электропитание — TN-C, а расположение в установке — TN-S.

2) Использование TN-S ниже TN-C.

3) Все открытые токопроводящие части установки подключаются к PEN-проводнику через главную клемму заземления и нейтраль, причем эти клеммы соединяются вместе.

2.3. Система заземления IT

В этой системе источник питания либо подключен к

(a) (b) (c)

Рисунок 2. (a): Конфигурация системы заземления TN-C; (b): конфигурация системы заземления TN-S; (c): система заземления TN-C-S.

заземление через преднамеренно введенный высокий импеданс заземления (заземленная по сопротивлению система IT) или изолирован от земли, как показано на рисунке 3. Все открытые проводящие части установки подключены к заземляющему электроду.

Каждая открытая проводящая часть должна быть заземлена, чтобы удовлетворять следующим условиям для каждой цепи [16]:

(1)

где:

R _b : Сопротивление заземляющего электрода для открытых проводящих частей.

I _d : Ток повреждения, учитывающий токи утечки и полное сопротивление заземления электроустановки.

3. Поведение при отказе и характеристики различных систем заземления

Нарушение изоляции в электрической установке представляет опасность для людей и оборудования.В то же время это может вызвать отключение электроэнергии. Токи и напряжения короткого замыкания различаются от одной системы заземления к другой, как описано в следующих подразделах.

3.1. Поведение при повреждении в системе заземления TN

На рисунке 4 показано поведение при повреждении в системе заземления TN и путь тока повреждения.При наличии повреждения изоляции ток повреждения I _d ограничивается только импедансом кабелей контура повреждения. Короткое замыкание pro-

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

(автоматический выключатель или предохранители) обычно обеспечивают защиту от повреждений изоляции с автоматическим отключением в соответствии с заданным максимальным временем отключения (в зависимости от напряжения между фазой и нейтралью U _o ). Типичные времена отключения в системе заземления TN приведены в таблице 1 в соответствии с IEC 60364 (U _L — ограниченное безопасное напряжение).

3.1.1. Преимущества системы заземления TN

1) Система заземления TN всегда обеспечивает обратный путь при повреждениях в сети низкого напряжения. Заземлители трансформатора и всех потребителей соединены между собой. Это обеспечивает распределенное заземление и снижает риск того, что у клиента нет безопасного заземления.

2) Уменьшите сопротивление заземления PEN-проводника.

3) Система TN имеет то преимущество, что в случае нарушения изоляции напряжения повреждения (напряжения прикосновения) обычно меньше, чем в системах заземления TT. Это связано с падением напряжения в фазном проводе и меньшим импедансом PEN-проводника по сравнению с заземлением потребителя в системах TT.

4) Отсутствие перенапряжения для изоляции оборудования.

5) Система TN-S обладает лучшими характеристиками электромагнитной совместимости (ЭМС) для 50 Гц и высокочастотных токов, особенно когда применяется кабель низкого напряжения с заземленной оболочкой.

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

7) Высокая надежность отключения неисправности более чем на

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

текущих устройства (т.е. ток короткого замыкания достаточно велик, чтобы активировать устройства защиты от перегрузки по току).

3.1.2. Недостатки системы заземления TN

1) Неисправности в электрической сети на более высоком уровне напряжения могут переместиться в заземление сети низкого напряжения, вызывая напряжения прикосновения у потребителей низкого напряжения.

2) Неисправность в сети низкого напряжения может вызвать напряжение прикосновения у других потребителей низкого напряжения.

3) Повышение потенциала открытых проводящих частей с нейтральным проводником в случае обрыва нейтрального сетевого проводника, а также для замыканий фазы низковольтной сети на нейтраль и фазы на землю, а также при замыканиях среднего и низкого напряжения.

4) Коммунальное предприятие несет ответственность не только за надлежащее заземление, но и за безопасность потребителей во время нарушений в электросети.

5) Установка защиты в случае модификации сети (увеличение сопротивления контура короткого замыкания).

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

3.2. Поведение при отказе в системе заземления TT ​​

Рисунок 5 поясняет, что в системе заземления TT ​​возникает неисправность. Когда происходит нарушение изоляции, ток повреждения I _d в основном ограничивается сопротивлениями заземления (R _a и R _b ).По крайней мере, одно устройство защитного отключения (УЗО) должно быть установлено на стороне питания установки. Для увеличения доступности электроэнергии использование нескольких УЗО обеспечивает селективность по времени и току при отключении [16].

3.2.1. Преимущества системы заземления TT ​​

1) Наиболее распространенная система заземления.

2) Неисправности в сети низкого и среднего напряжения не переносятся на других потребителей в сети низкого напряжения.

3) Хорошее состояние безопасности, так как повышение потенциала заземленной проводящей части должно быть ограничено на уровне 50 В для неисправности внутри установки и 0 В для неисправности в сети.

4) Простое заземление установки и простота реализации.

5) Нет влияния расширения сети.

3.2.2. Недостатки системы заземления TT ​​

1) Каждому заказчику необходимо установить и обслуживать собственную систему заземления

Рисунок 5. Поведение при неисправности в системе заземления TT.

заземляющий электрод. Безопасность и защита зависят от клиента, поэтому полная надежность не гарантируется.

2) Высокое перенапряжение может возникнуть между всеми токоведущими частями и между токоведущими частями и проводом защитного заземления.

3) Возможное перенапряжение для изоляции оборудования установки.

3.3. Поведение при повреждениях в системе заземления IT

3.3.1. Первое повреждение в системе заземления IT

На рисунке 6 показано возникновение первого повреждения в системе заземления IT. Напряжение короткого замыкания низкое и не опасно. Следовательно, нет необходимости отключать установку в случае единичной неисправности.Однако важно знать, что есть неисправность, и ее необходимо отслеживать и устранять в кратчайшие сроки, прежде чем произойдет вторая неисправность. Для удовлетворения этой потребности информация о неисправностях предоставляется устройством контроля изоляции (IMD), контролирующим все токоведущие проводники, включая нейтраль [16]. Когда нейтраль не распределена (трехфазное трехпроводное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(2)

где:

Z _S = полное сопротивление контура замыкания на землю, содержащего фазный провод. и защитный провод.

I _f = ток повреждения.

U _o = напряжение между фазой и нейтралью.

Когда нейтраль распределена (трехфазное четырехпроводное распределение и однофазное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(6.3)

, где:

= полное сопротивление контура замыкания на землю, состоящего из нейтрального и защитного проводников.

Рис. 6. Ток первого повреждения изоляции в системе заземления IT.

3.3.2. Вторая неисправность в системе заземления IT

На рисунке 7 показано возникновение второй неисправности в системе заземления IT. Максимальные времена отключения для системы заземления IT приведены в таблице 2 (как в таблицах 41B и 48A IEC 60364) [16].

Система заземления IT, используемая, когда важны безопасность людей и имущества, а также непрерывность обслуживания.

Рисунок 7. Второй ток повреждения изоляции в системе IT (распределенная нейтраль).

Таблица 2. Максимальное время отключения в системе заземления IT (вторая неисправность).

4. Архитектура исследуемой микросети

На рисунке 8 представлена ​​однолинейная диаграмма исследуемого MG. Исследуемый MG подключен к основной сети через трехфазный трансформатор ∆ / 400 кВА, 20 / 0,4 кВ. MG состоит из 7 автобусов. Маховик (накопитель) мощностью 30 кВт / 0,5 кВтч подключен к шине 1.Система ветроэнергетики (10 кВт) подключена к шине 2. Две фотоэлектрические панели мощностью 10 кВт и 3 кВт подключены к шинам 4 и 5 соответственно. Одновальная микротурбина (SSMT) мощностью 25 кВт подключена к шине 6. Автобус 7 снабжен твердооксидным топливным элементом (SOFC) мощностью 20 кВт. Все компоненты MG (микроисточники, инверторы с разными схемами управления, нагрузки и т. Д.)) подробно смоделированы в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Разработанная модель носит общий характер и может использоваться для исследования поведения MG при всех типах неисправностей. Короткое замыкание, представленное в этом исследовании, представляет собой однофазное замыкание на землю, которое является наиболее частым повреждением в помещениях потребителей. В имитационной модели учтены микроисточники. Предполагается, что все силовые электронные инверторы, которые используются для взаимодействия с микроисточниками, оснащены ограничителями тока для ограничения тока повреждения примерно до 150% от тока полной нагрузки инвертора.Этот ограничитель тока включен в каждую схему инвертора, чтобы защитить полупроводниковые переключатели инвертора от повреждений и точно представить реальную ситуацию. На рисунке 8 проиллюстрирован исследуемый MG. Параметры линии приведены в таблице 3 [17-21].

Полная модель Matlab ^® / Simulink ^® , созданная для тестирования трех систем заземления, показана в конце этой статьи (рисунок 17).

5. Производительность трех систем заземления в защите MG в режиме соединения

В этом случае MG работает в режиме соединения. Основная сетка представляет собой свободную (опорную) шину для MG. Исследуемое возмущение представляет собой короткое замыкание (однофазное замыкание на землю), возникающее на питании потребителей на шине №2. Ток повреждения, напряжения прикосновения на всех потребителях, напряжение исправных фаз и напряжение нейтрали главного трансформатора показаны ниже. цифры (рисунки 9-16), когда в MG используются три системы заземления (TN-S, TT и IT).

Из результатов, показанных на предыдущих рисунках, можно сделать следующие выводы:

1) На рисунке 9 показан ток короткого замыкания в режиме подключения к сети. При использовании системы заземления TN-S ток короткого замыкания очень высок (максимальное значение почти 1900 А). Это связано с тем, что основная сеть участвует в большей части тока короткого замыкания.В нашем случае с основной сеткой нет ограничителя тока. В реальных ситуациях ограничитель тока обычно включается последовательно с основным.

Рисунок 8. Однолинейная схема исследуемого MG.

Рисунок 9.Ток короткого замыкания с тремя системами заземления в режиме подключения к сети. Сеть

во время периода отказа, чтобы ограничить ток короткого замыкания до определенного уровня, который может быть легко сброшен с помощью устройств защиты от перегрузки по току небольшого номинала. С другой стороны, в системах заземления TT ​​и IT ток короткого замыкания немного увеличивается, чем значение в установившемся режиме.

2) На рисунке 10 показано напряжение прикосновения в месте повреждения. При использовании системы заземления TN-S значение напряжения прикосновения мало по сравнению с двумя другими системами заземления, однако оно больше, чем значение, ограниченное безопасностью (U _L = 50 Вольт). Это связано с большим значением тока короткого замыкания. В реальной ситуации это напряжение прикосновения (с системой заземления TN-S) меньше, чем значение, показанное на Рисунке 10, из-за уменьшения тока короткого замыкания путем включения ограничителя тока последовательно с основной сетью.С другой стороны,

Рисунок 10. Напряжение прикосновения на потребителе шины №2 (неисправная шина).

с использованием системы заземления TT, напряжение прикосновения в месте повреждения очень высокое. Чтобы уменьшить это значение с помощью системы заземления TT, потребители должны использовать заземляющий электрод с низким сопротивлением.Для системы заземления IT напряжение прикосновения в месте повреждения равно нулю. На всех оставшихся шинах MG напряжение прикосновения с системой заземления TN-S меньше предельного значения безопасности, как показано на Рисунках 11–14. Напряжения прикосновения на всех шинах MG, кроме неисправной шины, при использовании систем заземления TT ​​и IT почти одинаковы. до нуля.

3) На Рисунке 15 показаны напряжения исправных фаз (неповрежденных фаз) в месте повреждения.Как показано, наиболее опасной системой является система IT, в которой напряжение между исправными фазами и нейтралью подскакивает до значения, равного фазному напряжению (т. все автобусы MG. В системах заземления TT ​​и TN-S напряжения на исправных фазах имеют небольшое падение.

Рисунок 11.Напряжение прикосновения на потребителе шины №4.

Рисунок 12. Напряжение прикосновения на потребителе шины №5.

Рисунок 13. Напряжение прикосновения на потребителе шины №6.

Рисунок 14. Напряжение прикосновения на потребителе шины №7.

Рисунок 15. Напряжение исправных фаз (на шине №2).

4) На рисунке 16 показано напряжение нейтральной точки основной сети.Как показано, при использовании системы заземления IT это значение перескакивает на значение фазного напряжения (в идеале равное нулю) и вызывает скачок напряжения всех исправных фаз до линейного значения на всех шинах MG. В двух других системах заземления (TN-S и TT) напряжение нейтральной точки имеет небольшое значение из-за несимметричных нагрузок в MG.

5) В заключение, система TN-S является наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения к сети, однако ограничитель тока следует использовать последовательно с основной сетью для ограничения тока повреждения, снижения напряжения прикосновения на поврежденной шине и снизить номинальные характеристики устройств максимальной токовой защиты, используемых для устранения неисправностей в MG в режиме подключения к сети.

6. Выводы

В этой статье используются три системы заземления для защиты MG от различных повреждений во время режима подключения к сети. Из результатов видно, что

Рисунок 16. Напряжение в нейтральной точке главного трансформатора.

Рисунок 17. Matlab ^© / Simulink ^© Разработанная модель MG с системой стирания.

Наиболее подходящей системой является система заземления TN. Это связано с тем, что тока короткого замыкания с системой заземления TN достаточно для срабатывания реле защиты.С другой стороны, для двух других систем заземления (TT и IT) реле защиты не может различать ток повреждения и ток перегрузки. Кроме того, напряжения прикосновения на неисправной шине меньше, чем напряжение прикосновения при использовании системы заземления TT. В то время как с системой заземления TT ​​напряжение прикосновения к неисправной шине очень высокое и превышает предельное значение безопасности. Чтобы решить эту проблему, все потребители должны использовать заземляющие электроды с низким сопротивлением, чтобы снизить напряжение прикосновения по сравнению с безопасным предельным значением.При использовании системы заземления IT, напряжения исправных фаз почти удвоятся (220 В стало 380 В) и вызовут напряжение для всего оборудования, которое питается от исправных фаз. В режиме подключения к сети следует использовать ограничитель тока, чтобы уменьшить ток повреждения, который участвует в основной сети, и, следовательно, уменьшить напряжение прикосновения на неисправной шине.

В заключение, система заземления TN является самой лучшей системой для защиты MG с точки зрения тока короткого замыкания и напряжений прикосновения.Судя по результатам этой статьи, система заземления TN является наиболее рекомендуемой системой для защиты MG в режиме подключения к сети. Кроме того, следует использовать ограничитель тока основной сети для снижения напряжения прикосновения на всех потребителях MG.

ССЫЛКИ

1. Камель Р.М. и Б. Керманшахи, «Разработка и реализация моделей для анализа динамических характеристик распределенных генераторов в микросети, часть I: микротурбина и твердооксидный топливный элемент», Scientia Iranica, Transactions D, Computer Наука и техника и электротехника, Vol.17, No. 1, июнь 2010 г., стр. 47-58.
2. Р. М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Повышение динамического отклика MicroGrid с использованием нового пропорционального интегрального контроллера шага ветровой турбины и нейро-нечеткого фотоэлектрического контроллера слежения за точкой максимальной мощности», Электрические компоненты и системы, Vol. 38, No. 2, Januaruy 2010, pp. 212-239.
3. р.М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Сглаживание энергии ветра с использованием контроллера шага с нечеткой логикой и системы конденсаторов энергии для улучшения характеристик микросетей в автономном режиме», Energy, Vol. 35, № 4, март 2010 г., стр. 2119-2129. doi: org / 10.1016 / j.energy.2010.01.030
4. RM Kamel, A. Chaouachi и K. Nagasaka, «Повышение динамического отклика в переходных процессах микросети во время snd после огромных и множественных сбоев путем подключения к ближайшим микросетям», Международный журнал устойчивой энергетики, Vol.30, № 4, август 2010 г., стр. 223–245. doi: org / 10.1080 / 1478646X.2010.509499
5. Р.М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Влияние сбоя микроисточников на динамические характеристики микросети во время и после процесса островков», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 6, No. 9, май 2010 г., стр. 2-10.
6. Камель Р.М., Камель А.Чауачи и К. Нагасака, «Улучшение переходного динамического отклика микросети, последующее отключение и отказ микроисточников за счет двух соединенных соседних микросетей», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 5, № 8, ноябрь 2009 г., стр. 46-55.
7. Р. М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Новый контроллер шага PI и система конденсаторов энергии для уменьшения колебаний энергии ветра и поддержания стабильности микросетей при последующих островных образованиях», Международный журнал электроэнергетических и энергетических систем, том.30, No. 2, апрель 2010 г., стр. 131-138.
8. Р. М. Камель и Б. Керманшахи, «Оптимальный размер и расположение распределенных генераторов для минимизации потерь мощности в первичной распределительной сети», Scientia Iranica, Transactions D, Компьютерные науки и инженерия и Электротехника, Vol. 16, № 6, декабрь 2009 г., стр. 137–144.
9. р.М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Снижение выбросов углерода и снижение потерь мощности помимо улучшения профилей напряжения с использованием микросетей», Low Carbon Economy, Vol. 1, No. 1, октябрь 2010 г., стр. 1-7. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11001
10. Р. М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Влияние рейтинга ветроэнергетической системы на переходные динамические характеристики микросети в автономном режиме», Низкоуглеродная экономика, Vol.1, № 1, октябрь 2010 г., стр. 28–37. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11005
11. С. Барсали и др., «Методы управления рассредоточенными генераторами для улучшения непрерывности электроснабжения», Зимнее собрание энергетического общества, Нью-Йорк, 27-31 января 2002 г., том . 2. С. 27-37.
12. С. Р. Уолл, «Производительность распределенной генерации с инверторным интерфейсом», Конференция и выставка по передаче и распределению IEEE / PES 2001 г., Атланта, 28 октября — 2 ноября 2001 г., Vol.2. С. 945-950.
13. Н. Джаяварна и др., «Задача TE2 — Вклад тока короткого замыкания от преобразователей», Проект отчета по микросетям для задачи TE2, Европейская комиссия, 2004 г.
14. К. Преве, «Защита электрических сетей», ISTE Ltd, Лондон, 2006.
15. Б. Лакруа и Р. Кальвас, «Системы заземления в низковольтном оборудовании», Методика Кайера компании Schneider Electric, No.172, март 2002 г.
16. Н. Джаяварна, М. Лоренцу и С. Папатанассиу, «Обзор заземления в микросети», проект «Крупномасштабная интеграция микрогенерации в низковольтные сети» MICROGRIDS, РАБОЧИЙ ПАКЕТ E, № 1 , 23 апреля 2004 г.
17. С. Папатанассиу, Н. Хатциаргириу и К. Струнц, «Эталонная сеть микросетей низкого напряжения», Материалы симпозиума СИГРЭ: Энергетические системы с рассредоточенной генерацией, Афины, 13–16 апреля 2005 г.
18. W. Xueguang, N. Jayawarna, Y. Zhang, N. Jenkins, JP Lopes, C. Moreira, A. Madureira и J. Pereira da Silva, «Рекомендации по защите микросетей», конечный результат DE2 для микросетей ЕС проект, июнь 2005 г.
19. WGE4 — Рабочая группа по безопасности подстанций, «Руководство IEEE по безопасности при заземлении подстанций переменного тока», Стандарт IEEE 80–2000 (пересмотр стандарта IEEE 80–1986), 2000 г.
20. «Анализ подстанций в городских районах», Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Монреаль, версия 8, январь 2000 г.
21. К. Марней, Ф. Дж. Робджо и А. С. Сиддики, «Форма микросети», Зимнее собрание IEEE PES, нов. Йорк, январь 2001 г.

Принадлежности TNC-S для хозяйственных построек — нестандартное мышление | НАПИТ

Пол Чафферс, менеджер по техническим мероприятиям и технический автор руководства NAPIT «Местные решения», подробно рассматривает потенциальные проблемы, связанные с использованием расходных материалов TNC-S для хозяйственных построек.

Подрядчики часто задают вопрос: «Могу ли я использовать систему заземления TN-C-S (PME) для питания хозяйственной постройки?»

К сожалению, ответ не всегда черно-белый, и, как и во многих других областях проектирования электроустановок, он требует инженерной оценки.

Эта статья представляет собой небольшой отрывок из руководства NAPIT On-site Solutions , которое содержит множество примеров установки и исследует различные возможности, а также предоставляет полезные решения для повседневных задач электромонтажа.

Ограничения на многократное защитное заземление (PME)

При поставке хозяйственной постройки из TN-C-S (PME) мы должны знать, какие проблемы могут возникнуть. BS 7671 запрещает использование PME в некоторых местах; Например, особые требования предъявляются к стоянкам для автофургонов и пристаням для яхт. Это связано с тем, что Правила безопасности, качества и непрерывности электроснабжения (ESQCR) запрещают подключение заземляющего устройства PME к любым металлическим конструкциям в транспортном средстве для отдыха. Дополнительные условия, касающиеся PME, применяются к большинству разделов Части 7 в BS 7671 для специальных установок или мест.Но почему?

PME — это система TN-C-S, в которой функции нейтрали и заземления объединены в одном проводе (проводе PEN) на стороне питания установки. PEN-проводник привязан к земле в нескольких положениях с заземляющими электродами, как показано на рис. , рис. 1, . Для воздушных кабелей это выполняется на трансформаторах и на нескольких опорах электросети между трансформатором и установкой. Подземные кабели обычно заземляют по длине трассы с помощью электродов.

Исторически системы PME имели то преимущество, что они подкреплялись многочисленными случайными подключениями к Земле через металлические трубы и т. Д., Которые подключены к сети через защитное соединение близлежащих установок, следовательно, обеспечивая форму дополнительного заземления. На это случайное подключение никогда не следует полагаться, однако оно играет значительную роль в системах заземления PME. В то время как нейтраль и земля затем разделены внутри установки, характеристики PME могут вызвать проблемы при использовании PME вне установки; одна проблема известна как воспринимаемый шок.

Воспринимаемый шок

На рис. 1 показано, что питание главного здания осуществляется через распределительную систему TN-C, а ближайший заземляющий электрод находится где-то на улице. Это расстояние может быть значительным, примерно 30-40 м. Воспринимаемый шок может возникнуть от прикосновения к чему-либо металлическому, подключенному к системе PME главного здания, например, к элементу оборудования класса I, находясь в контакте с истинной Землей. Для хозяйственных построек, таких как наш пример, может существовать разность потенциалов между истинной Землей и Землей, экспортированной из главного здания.Это происходит из-за падения напряжения в проводе PEN, вызванного обратным током нагрузки, и происходит при нормальных условиях эксплуатации.

Проблема усугубляется, когда сопротивление тела низкое. Например, представьте себе вечеринку в саду летом; все дети прыгают в бассейн и выходят из него, пропитывая траву, и вы установили временный пивной холодильник в нижней части сада, который питается из хозяйственной постройки. Любой, кто соприкасается с холодильником, стоя босиком на мокрой траве, имеет хорошие шансы почувствовать неприятное покалывание из-за разницы потенциалов.

Это связано с тем, что любая случайная утечка на землю из холодильника идет по пути наименьшего сопротивления, и в этом случае она проходит через влажный корпус обратно в соседнее заземленное место, которое не обязательно является заземлением установки, а только одно в системе, см. Рис. 1 .

PEN-проводник — обрыв цепи

Больше беспокойства, чем предполагаемые потрясения, представляют собой опасности, связанные с потерей нейтрали в поставке. Это может произойти из-за выхода из строя подземного кабельного соединения или, возможно, отключения нейтрали в воздушной сети, например, на опоре электросети из-за падающего дерева.Проблема в том, что, если линейный провод остается подключенным, возвращаемый ток нагрузки не сможет вернуться к источнику из-за потери нейтрали, и поскольку и нейтраль, и земля подключены к сервисной головке, ток нагрузки теперь будет искать альтернативный возврат.

Следовательно, все открытые проводящие части и посторонние проводящие части, подключенные к установке PME, будут иметь повышенный потенциал, создавая риск поражения электрическим током. Защитное эквипотенциальное соединение ограничит эффекты внутри эквипотенциальной зоны.Однако снаружи — совсем другая история, и она может быть фатальной.

Система ТТ для хозяйственных построек

Как видно из вышеупомянутых опасений, многие электрики будут вынуждены делать инженерное суждение о вероятности потенциальной проблемы на основе всех факторов, представленных им на работе. Если бы источник PME использовался для осветительной арматуры в деревянном сарае, где вся арматура была пластиковой, а пол сарая был бы деревянным, вероятность возникновения проблемы была бы небольшой.

С другой стороны, если бы в сарае были розетки, которые можно было бы использовать для оборудования снаружи, то могла бы возникнуть возможная проблема. Следует отметить, что несчастные случаи, связанные с потерей PEN-проводника, немногочисленны и редки. Фактически, такая же опасность поражения электрическим током будет применяться к любой установке PME, в которой потеряна нейтраль питания и имеется металлический наружный отвод, который соединен с устройством заземления посредством защитного соединения.

Для любых внешних установок, требующих использования источника питания PME из главного здания, рекомендуется преобразовать пристройку в систему TT.Это предполагает использование местного заземляющего электрода вместо заземления из главного здания. Заземление PME должно быть отключено в надстройке. Это может быть достигнуто с помощью изолированной адаптируемой коробки или с помощью изолирующего сальника для разделения систем заземления.

На рис. 2 показан пример отдельно стоящей мастерской с заземлением ТТ. Это позволяет сработать устройству защиты от сверхтоков в главном здании, если в питающем кабеле произойдет замыкание на землю.Местное УЗО обеспечивает защиту от короткого замыкания для цепей в мастерской.

Следует промаркировать внутреннюю часть адаптируемой коробки, чтобы гарантировать, что это преднамеренное разделение систем заземления не будет повторно подключено в будущем менее опытным электриком — см. Рис. 3 для примера этикетки.

Заключение

Надеюсь, эта статья продемонстрировала, что не всегда есть однозначный ответ на такой выбор проекта, и подрядчики должны помнить об этом при выполнении работ EICR, поскольку некоторые хозяйственные постройки могут использовать PME с небольшим риском.

В случае сомнений используйте систему заземления TT, чтобы избежать возможных проблем.

Чтобы получить более подробную информацию о регистрации схемы НАПИТ, нажмите здесь

.