Срубы и бани по всей России
Вот уже 10 лет на рынке

Тип заземления системы: Упс. Вы не туда попали!

• alexxlab
• 08.08.201905.05.2021
• 0

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

обозначение, схема, применение, достоинства и недостатки

Система заземления ТТ

Сокращенное обозначение ТТ означает следующее:

• Первая буква Т – нейтраль источника питания соединена с землей (Т – образуется от английского слова «terra», что в переводе означает – «земля». То есть, это – система с глухозаземленной нейтралью, так же, как и TN.
• Вторая буква Т – все части электроустановок потребителей, способные оказаться под опасным для жизни напряжением, принудительно соединяются с землей. Но контур повторного заземления в системе ТТ не связывается электрически с контуром заземления нейтрали источника питания – генератора или трансформатора.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

В этом и есть существенное конструктивное отличие системы ТТ от TN. В системе TN-С контура источника и потребителя соединяются между собой при помощи PEN-проводника. В системе TN-S для этого применяется проводник РЕ. У ТТ эта электрическая связь отсутствует.

Но это не означает, что связи совсем нет никакой. Поверхность земли проводит электрический ток. На этом основаны принципы защиты в системах TN-C и TN-S.

Принципы защиты системы TN

Чтобы лучше понять разницу между TN и ТТ, рассмотрим, за счет чего происходит защита потребителя от появления опасного для жизни потенциала на корпусах электрооборудования. Междуфазные короткие замыкания не рассматриваем, так как действие защиты в этих системах ничем не отличается. С этим призваны бороться автоматические выключатели.

Эти же выключатели в системе TN должны справляться и с замыканиями фазы на корпус электрооборудования, представляющими опасность для жизни человека. Чтобы снизить до минимума вероятность поражения током людей и животных, применяются две меры защиты:

Защитное заземление – соединение корпуса с потенциалом земли. Если учесть, что прикасающийся к нему человек сам «стоит на земле», а сопротивление его тела в сотни раз больше, чем у соединяющего этот корпус с землей проводника, то большая часть тока пойдет в землю мимо тела. Та часть, что все-таки пройдет через живое существо, будет слишком мала, чтобы лишить его жизни.

Защитное отключение – отключение поврежденного участка за такое время, которого будет недостаточно для причинения вреда здоровью.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

С защитным отключением нужно разобраться поподробнее. Нормы времени, за которое нужно отключить поврежденную электроустановку, определены в результате медицинских исследований. Они предписаны ПУЭ для системы TN, в зависимости от фазного напряжения электроустановки.

Для соблюдения этого условия необходимо, чтобы ток замыкания на корпус лежал в диапазоне действия электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Недостатки системы TN

А вот тут и возникают проблемы. Сопротивление линии от источника питания до повреждения порой настолько велико, что токи замыкания на землю (контур заземления) приводят только к запуску теплового расцепителя. Защита срабатывает со значительной выдержкой времени, а в некоторых случаях не способна сработать вообще.

За это время на человека, случайно оказавшегося в контакте с вроде бы и заземленной поверхностью, действует опасное для жизни напряжение.

Вторая опасность заключается в обрыве защитных проводников, соединяющих контур заземления источника с защищаемыми от появления опасных потенциалов корпусами. В этом случае то, что призвано защитить, становится еще опаснее. При отсутствии повреждений в электроустановке все заземленные ее части оказываются под напряжением. Если при этом контур повторного заземления отсутствует или недостаточно эффективен, вероятность поражения током человека стремительно возрастает.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Казалось бы, корпус электрооборудования заземлен, откуда на нем возьмется опасное напряжение? В системе TN-C это возможно в результате распределения потенциалов по мере прохождения токов от источника к земле. В системе TN-S следует учитывать тот факт, что в чистом виде их очень мало. В ходе реконструкции электроустановок реализуется система TN-C-S, в которой проводник PEN на каком-то участке просто разделяется на два: защитный РЕ и рабочий N.

Обрыв PEN-проводника до точки разделения приводит к появлению как на рабочих, так и на защитных проводниках всей отсеченной от источника сети напряжений, достигающих величины 380 В. Контур повторного заземления, если он есть, может сгладить опасный потенциал, но не удерет его совсем. А если этого контура нет?

Как система ТТ устраняет недостатки TN

Как уже указывалось ранее, заземляющие проводники в системе ТТ не связаны с нулевым проводником источника питания. Этим устраняется вероятность появления опасного потенциала на корпусах в результате обрыва нулевого проводника, являющегося при этом только рабочим.

Но что касается защитного отключения – при использовании только автоматических выключателей эта мера становится еще более невыполнимой. Отсутствие нулевого защитного проводника приводит к тому, что ток замыкания фазы на корпус идет к источнику только по поверхности земли. Логично, что он не исчезает совсем, но становится еще меньше.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Задать вопрос

Поэтому автоматические выключатели в системе ТТ защищают только электроустановку от междуфазных коротких замыканий. Для защиты же человека в обязательном порядке применяются УЗО. ПУЭ указывает на то, что их дифференциальный ток не должен превышать 30 мА. Почему так? Он попадает в диапазон токов, при которых в подавляющем большинстве случаев человек из-за сокращений мышц не может отпустить оказавшийся под напряжением проводник.

Особые требования в системе ТТ предъявляются к контуру заземления электроустановки потребителя. Он должен обеспечивать срабатывание защиты (УЗО) при напряжении на защищаемом корпусе электрооборудования, не превышающем допустимого напряжения прикосновение – 50 В. То есть:

Rа Iа≤ 50 В,

где Iа — ток срабатывания защитного устройства (УЗО).

Ra- сопротивление заземлителя, сложенное с сопротивлением заземляющего проводника до корпуса электроприемника.

Если УЗО используется для защиты группы электроприемников, то в Ra входит сопротивление заземляющего проводника до самого удаленного из них.

Система защитного заземления: устройство системы. Полоса заземления — ОБО Беттерман

Системы заземления

Система защитного заземления обеспечивает защиту людей от поражения электрическим током, а также позволяет минимизировать последствия попадания в здание (объект) молнии которое может привести к выходу из строя электроприборов, систем связи и пр. В ее типовой состав входят кабели, металлические полосы (полоса заземления), уголки, и другие проводники, которые обеспечивают отвод «нежелательных» токов в землю.

Классификация систем заземления

Классификация систем защитного заземления осуществляется по таким параметрам, как способ, использующийся для организации заземления источника питания, открытых правящих элементов здания (электроустановки), а также по способу обустройства нулевого рабочего проводника и нулевого защитного. Исходя из сочетания этих параметров, Госстандартом РФ и МЭК выделяются следующие типы систем заземления:

• TN. В этом случае нулевой рабочий проводник источника энергии в системе непосредственно (без включения в цепь сопротивления) соединен с землей (об этом говорит первая буква T), и потребители электроэнергии заземлены через единый с ним PEN-проводник. Также различают несколько подсистем этого типа, среди которых TN-C (в таком варианте функции нулевого рабочего и защитного проводников выполняет общий проводник), TN-S (используются раздельные проводники) и TN-C-S («симбиоз» двух предыдущих подсистем).
• TT. Здесь также нулевой рабочий проводник источника, обеспечивающего потребителей из состава сети энергией, непосредственно соединяется с землей, но при этом используется раздельное заземление потребителей.
• IT. Устройство системы заземления такого типа предусматривает соединение нейтрали источника энергии с землей с обязательным использованием сопротивления, и раздельной вариант заземления потребителей из состава сети.

Какой именно вариант использовать, зависит от особенностей объекта. Разобраться с этим Вам помогут технические специалисты компании ОБО Беттерманн.

Устройства заземления ОБО Беттерманн

Компания ОБО Беттерманн производит полный спектр элементов, необходимых для обустройства систем защитного заземления. Обратившись к официальным дистрибьюторам, Вы можете приобрести:

• Проводники, с помощью которых обеспечивается отвод токов от молниеприемников и других компонентов на заземляющие стержни (элементы с круглым сечением, полосы заземления и пр. ).
• Заземлители различных типов для установки в грунт (пластинчатые, стержневые, трубчатые).
• Соединительные и другие элементы.

При производстве этих изделий в ОБО Беттерманн уделяется особое внимание достижению высоких показателей защиты от коррозии и иных факторов. Это обеспечивает продолжительный срок службы всех компонентов и поддержание в установленных пределах величины сопротивления (не более 10 Ом). Вся продукция из ассортимента компании имеет необходимые сертификаты, подтверждающие ее качество и надёжность.

Системы заземления

Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-С: 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, как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-C.

В своде правил СП 437.1325800.2018 (см. статью СП 437.1325800.2018 не пригоден для проектирования электроустановок зданий) система TN-C 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 (рис.) 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 и в низковольтной распределительной электрической сети, и в электроустановке здания обычно применяют PEN-проводники.
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.

Рис. Система TN-C трёхфазная четырёхпроводная: 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 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 (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.
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 мм2.

См. также статьи:
Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-S;
Как выполнить электроустановку здания с типом заземления системы TN-С-S;
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.

Тип системы заземления в доме – как его определить

Электрическая сеть современных частных домов и многоэтажных зданий может реализовывать различные схемы подключения к контуру заземления. При этом владелец любой жилой постройки попросту обязан знать ее особенности, т. к. схема того или иного типа использует собственный принцип обеспечения безопасности эксплуатации бытовых электрических приборов.

Каждое жилое здание соединяется с питающей трансформаторной подстанцией посредством кабельных, либо воздушных линий электропередач. Практически всегда в их составе имеются четыре проводка, каждому из которых присвоен свой индекс: “L1”, “L2”, “L3” и “PEN”. Подводятся эти провода к клеммам главного распределительного электрощита здания и далее разводятся по нему.

При всем этом, разводка проводника PEN может быть реализована, как напрямую, так и с разветвлением на два контура PE и N. Применение первого варианта присуще для устаревшей системы работы электропроводки TN-C, а второй вариант свидетельствует о том, что в доме используется новая, современная система TN-C-S.

Следует принимать во внимание, что использование системы TN-C-S начинается после места расщепления в центральном распределительном щите жилого здания. Все это электрооборудование закреплено за соответствующим коммунальным хозяйством, на электриков которого и возлагается задача по реализации схемы. Исключительно за этими специалистами закреплено право внесения каких-либо изменений и дополнений в действующую электрическую схему. Что касается любых попыток самостоятельного подключения, то они запрещены и несут в себе существенную опасность.

Как определить тип системы заземления, используемой в частном доме

Отдельно стоящая жилая постройка может быть запитана, как однофазным, так и трехфазным напряжением. Второй вариант подразумевает наличие четырех проводов и был рассмотрен выше. Что касается варианта с однофазным напряжением, то к распределительному щиту здания подводят всего два проводника – “L” и “PEN”.

Определить разновидность системы заземления, используемой внутри дома, можно, обратив внимания на способ расщепления PEN проводника. Если оно уже выполнено, соответственно, функционирование электропроводки реализовано по типу системы TN-C-S. В данном случае разводка из распределительного щита включает в себя три провода в случае с однофазной схемой и пять – для трехфазной. То есть, как упоминалось выше, деление PEN проводника у них выполнено на две составляющие – РЕ и N.

Если же расщепление отсутствует, значит, электрическая проводка работает по системе TN-C, соответственно, из распределительного щитка выходят два провода для однофазной системы и четыре проводника – для трехфазной.

Прибегая к описанному принципу, не трудно определить тип системы заземления. В любом частном доме, где реализована система TN-C, рекомендуется ее модернизировать, осуществив перевод в систему TN-C-S, поскольку она по праву считается существенно более перспективной и безопасной.

Как определить тип системы заземления, используемой в многоквартирном доме

Согласно технологии, расщепление совмещенного PEN-проводника всегда выполняется на повторном заземлении, которое подключается к главному распредщитку здания. Действующие нормы разрешают только из него применять защитный нулевой проводник РЕ с целью разводки по комнатам той или иной квартиры. Схема электропроводки в таком исполнении монтируется во всех новых здания, использующих систему TN-C-S. Ее применение в обязательном порядке подразумевает подвод трех проводников к каждой квартире.

В домах старой постройки, в которых давно не проводился капитальный ремонт, расщепление PEN-проводника не реализовано. Данная работа выполняется в процессе реконструкции здания специалистами по заранее разработанному техническому проекту. Вплоть до момента ее завершения должна использоваться схема заземления старого образца TN-C. Функционирование такой схемы означает, что к клеммам распределительного щитка подведен четырех жильный кабель, а в квартиру – двухжильный.

Несмотря на данное правило, на сегодняшний день достаточно часто встречаются исполнения, когда в квартире при наличии четырех проводов внутри этажного щита присутствует защитный нулевой проводник РЕ, причем, установлен он без ведома коммунальных служб и электриков, обслуживающих здание. Такое подключение является опасным и осуществляется незаконно.

: Системы заземления: разновидности и применение

Заземление – специальное электрическое соединение конкретной точки сети, электрооборудования с заземляющим устройством. Электрики при помощи него добиваются защиты от опасного влияния тока путем снижения напряжения прикосновения до безопасного для живых организмов.

Также заземление используются для эксплуатации земли в качестве проводника (к примеру, в проводной электросвязи). Типовая система состоит из заземлителя, благодаря которому происходит прямой контакт с поверхностью, и заземляющего проводника. При проектировании, установке и использовании техники, оборудования и осветительных сетей одним из важнейших факторов обеспечения стабильной работы и безопасности является точный расчет и монтаж заземления.

Обозначения систем

Главный регламент эксплуатации всех систем заземления на территории РФ является ПУЭ. Он писался с учетом принципов работы, видов и способов устройства разных заземляющих устройств, одобренных отдельным протоколом Международной электротехнической комиссии. Так, были введены некоторые обозначения, основанные на сочетании первых букв слов французского происхождения:

• Terre – земля;
• Neuter – нейтраль;
• Isole – изолирование.

Также используются и английские слова вроде «combined» и «separated» (пер. комбинированный и разделенный). Пояснения:

• Т – заземление;
• N – подключение к нейтрали;
• I – изолирование;
• С – комбинирование функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов;
• S – раздельная эксплуатация функционального и защитного нулевых проводов во всей системе.

В названиях эксплуатируемых систем специального заземления по первой букве удается определить способ отвода электрической энергии из источника (генератора и др.), а по второй – потребителя. Чаще всего разделяют TN, TT, IT разновидности. Первая из них также делится на три более мелких типа: TN-C, TN-S, TN-C-S.

Аббревиатуры и расшифровка обозначений дают общее знание о системах, но для глубокого понятия каждое заземление нужно рассматривать отдельно.

Системы с глухонемой нейтралью

Обозначение схем, в которых для соединения нулевых функциональных и защитных проводников эксплуатируется общая глухозаземленная нейтраль источника или понижающего трансформатора. Тут все корпусные элементы, способные передавать энергию и экраны потребителя обязательно соединяются с общим нулевым проводником, подключенным к этой нейтрали. Согласно ГОСТУ, нулевые проводники разного формата также помечают латинскими обозначениями:

• N – рабочий ноль;
• PE – защитный ноль;
• Комбинирование рабочего и защитного нулевых проводников – PEN.

Интересно! Принцип работы каждой системы заземления разный, потому правила не разрешают эксплуатировать конкретные типы заземления до проверки соответствия нормам определенных электрических сетей.

Виды и их назначение

Типы заземления:

ТN и ее разновидности

Это самая часто используемая система, в которой ноль совмещен с землей по всей длине. Особенности такой схемы в том, что для ее обустройства рядом с трансформатором должен находиться вспомогательный реактор. Его цель – гашение дуги, образующейся в проводке.

Система TN делится на 3 подтипа: -С, -S, -CS.

TN-C характеризуется тем, что для обеспечения безопасности задействован один комбинированный проводник, в котором предусмотрена и земля и нейтраль. Схему чаще обустраивают в жилых зданиях, в промышленных помещениях и др.

Отличительные характеристики:

1. Среди преимуществ выделяется простота монтажа – подобное заземление можно устроить без профессиональных навыков;
2. Заметным недостатком считается отсутствие отдельного провода заземления. В панельном доме подобное решение может стать не только неэффективным, но и опасным. Также, когда напряжение проходит по незащищенным проводникам, они могут оказаться под током. Во избежание этого мастеру придется отдельно выстроить защитное зануление.
3. Перед началом работ должны проводиться тщательные расчеты сечения проводников.
4. Схема не позволяет выполнять выравнивание потенциалов.
5. Чаще система применяется на дачах, в старых квартирах или частных домах. В современных зданиях схема встречается реже, так как она не соответствует техническим требованиям.

Теперь рассмотрим систему TN-S. Если сравниваться с –С, -S отличается большей безопасностью в бытовом плане. Она проводится по  двум проводникам: заземление и зануление. Если монтируется проводка в новом здании, то лучше остановиться именно на этом раздельном варианте – он лучше подходит для строения жилого дома.

Тянется заземление от трансформаторной подстанции, где напрямую подсоединено к заземляющему контуру. Это усложняет работы при монтаже. Кроме этого техническое проектирование и требования регламента заставляют использовать 3-х или 5-ти жильный кабель при реализации этой схемы.

Для упрощения заземления была разработана система, включающая преимущества и нивилирующая недостатки систем –С и –S – это TN-C-S. Тут имеется нулевой провод, как в TN-C, но он раздельный, как в TN-S. Благодаря такому решению происходит мгновенная реакция отвода напряжения в случае опасной ситуации.

Также эта система не требует монтажа дорогостоящего пятижильного кабеля и может быть использована в любых зданиях с разными сечениями проводников. Заземление обустраивается по стоякам в подъезде, потому заранее нужно оформить разрешение у энергоснабжающей организации. К недостатку можно отнести то, что при обрыве PEN проводника, заземляющий провод может оказаться под напряжением.

ТТ

При подаче электричества по стандартной для районов сельской и загородной местности линии – по воздуху, сложно добиться должного уровня защиты. Тут все чаще выбирают схему ТТ, которая подразумевает передачу 3-х фазового напряжения по 4 проводам (последний – это функциональный ноль).

Со стороны потребителя монтируется местный, часто модульно-штыревой заземлитель. К нему подсоединяются все проводники защитного заземления РЕ, связанные с корпусными элементами.

Эта схема совсем недавно была разрешена к обустройству на территории России, но уже успела распространиться по сельской местности для обеспечения подачи электричества потребителям. В городах система ТТ чаще применяется при подводке энергии к точкам оказания услуг и розничной торговли.

Изолированная нейтраль – IT

Все перечисленные виды заземления связаны одной особенностью – нейтраль соединяется с землей, что делает их надежными, но сказывается в виде проблемы прокладки четвертого провода. Более дешевым и практичным решением считаются схемы, в которых нейтраль совсем не связывается с землей.

Один из примеров – систем IT. Такой вариант подключения обычно монтируется в зданиях медицинского назначения для подачи энергии в технику жизнеобеспечения, на заводах по нефтепереработке и энергетике, научных центрах с крайне чувствительными приборами и других важных строениях.

Классическая схема, главной чертой которой считается изолированная нейтраль от источника, а также имеющийся на стороне потребитель контура защитного заземления (IT). Напряжение с одной стороны в другую передается по минимально возможному числу проводов, а все токопроводящие элементы корпуса техники-потребителя обязательно надежно соединены с заземлителем. Нулевой функциональный проводник на отрезке от потребителя к источнику в варианте схемы IT не предусмотрен.

Безопасность и заземление

Все ныне эксплуатируемые системы заземления разработаны для максимальной безопасности и надежности использования электрической техники и оборудования, а также для исключения случаев увечий людей путем получения травмы током.

При расчетах и проектировании схем все должно быть продумано максимально точно, что максимально снизить риск образования напряжения на корпусах приборов – оно опасно для жизни живых организмов. Система должны или нейтрализовать опасный потенциал на поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание механизмов защиты в срочном порядке. Любая ошибка может стоить человеческой жизни.

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 — отдельный)
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 показывает соединение между землей и электронным оборудованием, на которое подается электричество. Значение каждой буквы следующее:

• T (Terra) = прямое соединение с землей.
• 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 — раздельный)

Система TN-C-S имеет нейтральный канал от основного распределительного оборудования (источника питания), подключенный к земле и заземляющий 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 подключение к земле, 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) ясно, 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.

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

Основы систем заземления

Следует ли устанавливать систему заземления: незаземленную, сплошную или с высоким сопротивлением? Этот вопрос задают многие дизайнеры и установщики. Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Чтобы принять правильное решение, вы должны полностью понимать плюсы и минусы каждого типа системы. Но сначала вы также должны понимать различные типы неисправностей, которые могут возникать в вашей системе, и с какой частотой они могут появляться.

Неисправности и отказы. Неисправности могут привести к повреждению оборудования и сооружений, увеличить затраты из-за потери производственного времени и привести к травмам сотрудников и даже смертельным исходам. К четырем типам неисправностей относятся:

• КЗ на землю, которые составляют около 98% всех отказов.

• Междуфазные замыкания, на которые приходится около 1,5% всех сбоев.

• Трехфазные повреждения, составляющие менее 0. 5% всех неисправностей и часто вызваны человеческим фактором. Невозможность удаления прерывателя заземления, оставление групп заземления в системах и подъем кузова грузовика в систему с разомкнутыми проводами могут вызвать этот тип неисправности.

• Дуговые замыкания — это периодические отказы между фазами или фазой на землю. Это прерывистые токи, которые попеременно ударяют, гаснут и снова ударяют.

Теперь, когда мы рассмотрели различные типы неисправностей, которые могут появляться в электрической системе, пришло время сделать обзор трех основных типов систем заземления, с которыми вы можете столкнуться в полевых условиях.

Системы заземления.

1. Незаземленный. Электроэнергетические системы, которые работают без намеренного заземления, называются незаземленными. Хотя эти системы были стандартными в 40-х и 50-х годах, они используются до сих пор. Основное преимущество этого типа системы заземления заключается в том, что она обеспечивает низкое значение протекающего тока и надежность во время повреждения. К сожалению, этот тип системы также имеет ряд серьезных недостатков. Одним из основных недостатков незаземленной системы является сложность обнаружения замыкания на землю.Поиск неисправности — это трудоемкий процесс. По этой причине это часто делается по выходным, чтобы компании не приходилось прекращать нормальные производственные процессы. Кроме того, неисправность должна быть обнаружена и быстро устранена, потому что, если возникает вторая неисправность, неисправность действует как межфазное замыкание, расширяя процесс ремонта.

Преимущества

• Предлагает низкое значение тока, протекающего при межфазном замыкании на землю (5 А или меньше).

• Не представляет опасности вспышки для персонала в случае случайного замыкания линии на землю.

• Обеспечивает непрерывную работу процессов при первом возникновении замыкания на землю.

• Низкая вероятность перерастания дугового замыкания линия-земля в междуфазное или трехфазное замыкание.

Недостатки

• Трудно обнаружить замыкание на землю.

• Не контролирует переходные перенапряжения.

• Стоимость обслуживания системы выше из-за трудозатрат на поиск замыканий на землю.

• Второе замыкание на землю в другой фазе приведет к межфазному короткому замыканию.

2. С глухим заземлением. Этот тип системы заземления чаще всего используется в промышленных и коммерческих энергосистемах, где заземляющие проводники подключаются к заземлению без намеренного добавления импеданса в цепи. Главный вторичный автоматический выключатель — жизненно важный компонент, необходимый в этой системе, хотя он не имеет отношения к другим системам заземления.Этот компонент имеет большие размеры, потому что он должен выдерживать полный ток нагрузки трансформатора. В системах заземления этого типа часто используются резервные генераторы на случай, если из-за неисправности производственный процесс остановится. Когда это происходит, генераторы надежно заземляются. Однако важно отметить, что генераторы не рассчитаны на больший ток короткого замыкания, связанный с глухозаземленными системами.

Система с глухим заземлением имеет высокие значения тока в диапазоне от 10 кА до 20 кА.Этот ток протекает через заземляющие провода, строительную сталь, кабелепровод и водопроводные трубы, что может вызвать серьезные повреждения оборудования и остановить производственные процессы. Когда происходит замыкание на землю, искрение может вызвать вспышки — обычно в оконечной коробке. В этом замкнутом пространстве вода превращается в пар, вызывая оконечную коробку. Чтобы найти неисправность, все, что вам нужно сделать, это проследить за дымом.

Преимущества

• Хороший контроль переходных перенапряжений от нейтрали к земле.

• Позволяет пользователю легко находить неисправности.

• Может питать нагрузку с нейтралью.

Недостатки

• Создает серьезную опасность вспышки дуги.

• Требуется покупка и установка дорогостоящего главного выключателя.

• Незапланированная остановка производственного процесса.

• Возможность серьезного повреждения оборудования во время неисправности.

• Высокие значения тока короткого замыкания.

• Вероятное перерастание однофазного короткого замыкания в трехфазное.

• Создает проблемы в основной системе.

3. Высокоомное заземление. Системы заземления с высоким сопротивлением (HRG) обычно используются на заводах и фабриках, где непрерывная работа процессов имеет первостепенное значение в случае неисправности. Заземление с высоким сопротивлением обычно достигается путем подключения стороны высокого напряжения однофазного распределительного трансформатора между нейтралью системы и землей и подключения резистора ко вторичной обмотке низкого напряжения для обеспечения желаемого более низкого значения тока заземления на стороне высокого напряжения.В системе HRG обслуживание поддерживается даже при замыкании на землю. Если неисправность все-таки происходит, сигнальные индикаторы и световые индикаторы помогают пользователю быстро найти и исправить проблему или позволяют упорядоченно остановить процесс. Система HRG ограничивает ток замыкания на землю в пределах от 1 до 10 А.

Преимущества

• Ограничивает ток замыкания на землю до низкого уровня.

• Снижает опасность поражения электрическим током.

• Контролирует переходные перенапряжения.

• Снижает механические нагрузки в цепях и оборудовании.

• Поддерживает непрерывность обслуживания.

• Уменьшает падение напряжения в сети, вызванное возникновением и устранением замыкания на землю.

Недостатки

Заземление электрической системы — это решение, с которым многие из нас сталкиваются ежедневно. Как мы видели, существует несколько методов для выполнения этой задачи, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.Как проектировщик или специалист по установке, вы должны принять окончательное решение о том, когда лучше всего установить наиболее подходящую систему.

Джек Вудхэм, ИП, старший инженер-электрик компании Jedson Engineering, Inc.

Примечание редактора: Информация, представленная в этой статье, основана на презентации, сделанной на симпозиуме по заземлению в октябре 2002 г. и организованной Post Glover Resistors.

Три различных типа заземления

Сегодня я собираюсь дать вам краткий обзор трех различных типов систем заземления, которые важны.

Базовое представление системы заземления

Этими тремя системами являются:

1. Незаземленные системы
2. Системы с заземлением через сопротивление
3. Системы с глухим заземлением

Я уже немного рассказал о том, что такое заземление, в том числе дал краткий обзор того, почему мы это делаем и для чего оно используется. Если вы еще не читали эту статью, прочтите ее, прежде чем продолжить.
Прочитали, что такое заземление? Хорошо, давайте перейдем к теме сегодняшнего дня.

«Эй, подожди», — можете подумать вы: «Мы только что закончили читать о том, как важно заземление для безопасности! Зачем нам незаземленные системы? » Ответ заключается в том, что на самом деле у не должно быть незаземленных систем, но они существуют, и у них есть свои цели.
Видите ли, незаземленная система не на самом деле незаземленная. Электрически ваша система соединена с землей через емкость между линиями и землей, поэтому вы можете сказать, что это система с заземленной емкостью .Мы называем это просто незаземленным из-за условностей и потому, что нет прямого физического соединения между какой-либо из ваших линий электропередач и землей.

Преимущества

У незаземленной системы есть несколько преимуществ. Во-первых, поскольку ваша система никогда физически не связана с землей, у вас будет незначительный ток замыкания на землю. Например, в 3-фазной системе, поскольку весь ток замыкания на землю является емкостным, когда у вас есть одно замыкание на землю в незаземленной системе, ток и напряжение, которые вы потеряете, незначительны и вместо этого переносятся. двумя другими строками.Это позволяет вам беспрепятственно продолжать работу во время одиночного замыкания на землю.
Другое большое преимущество состоит в том, что из-за незначительного тока замыкания на землю можно использовать специальные незаземленные системы, чтобы минимизировать риск поражения людей электрическим током. Отличным примером может служить медицинское оборудование в больнице: пациент напрямую подключен к аппарату, и в случае неисправности электричество могло бы пройти через пациента в землю. Поскольку ток замыкания на землю в незаземленной системе незначителен, ток питания не будет проходить от устройства через пациента в землю.

Недостатки

Конечно, недостатки незаземленной системы очевидны. Если есть неисправность, вы теперь используете два провода, чтобы провести ток, который был отведен для трех проводов: увеличение тока и напряжения приведет к увеличению тепла, а дополнительное тепло приведет к гораздо более быстрому износу вашей изоляции. Изношенная изоляция может привести к ненужному повреждению вашей электрической системы, особенно двигателей.
Другим большим недостатком незаземленной системы является то, что обнаружение неисправностей невероятно сложно и требует много времени.Каждую линию необходимо тестировать индивидуально, что является очень медленным процессом, полностью прерывающим обслуживание. Альтернативные издержки отказа в незаземленной системе очень высоки.
Незаземленные системы были нормой в 40-х и 50-х годах, но поскольку их недостатки перевешивают их преимущества в большинстве сценариев, сегодня вы не увидите слишком много новых незаземленных систем.

Заземление через сопротивление — это соединение между нейтралью и землей через резистор. Этот резистор используется для ограничения тока короткого замыкания через нейтральную линию: если ваше напряжение не меняется, то ваш ток зависит от размера резистора в соответствии с законом Ома (V = IR).

Преимущества перед незаземленными системами

Поскольку ток в нейтрали контролируется, а не незначителен, системные перенапряжения также контролируются. Этот пониженный ток и пониженное перенапряжение означают пониженное тепловыделение, что сводит к минимуму износ вашей электрической системы. Это особенно важно для обеспечения безопасности ваших двигателей, поскольку пониженный ток не повредит магнитное железо двигателя (ремонт дорогостоящий). Сниженные токи также снижают риск поражения электрическим током и опасности дугового разряда / взрыва.
Существует два типа резистивного заземления: заземление с высоким сопротивлением и заземление с низким сопротивлением.

Заземление с высоким сопротивлением

Заземление с высоким сопротивлением обычно используется для ограничения тока замыкания на землю до <10 ампер. Низкий ток замыкания на землю также означает, что, как и в случае с незаземленной системой, вы можете продолжать работу системы при одном замыкании на землю. Низкий ток обычно не вызывает срабатывания защитных устройств во время одиночного замыкания на землю.
В целом, вы хотите использовать заземление с высоким сопротивлением, когда вам нужен низкий ток короткого замыкания и вы все еще хотите работать с одним замыканием. Заземление с высоким сопротивлением обычно наблюдается при модернизации ранее незаземленных систем в дополнение к новым системам.

Заземление с низким сопротивлением

Заземление с низким сопротивлением обычно ограничивает ток замыкания на землю в пределах от 100 до 1000 ампер. Это дает то же преимущество, что и заземление с высоким сопротивлением, в том, что вы можете контролировать ток замыкания на землю, что означает, что вы можете спроектировать свою систему так, чтобы выдерживать токи без повреждений.
Системы заземления с низким сопротивлением имеют преимущество срабатывания защитных устройств при возникновении неисправности. Их цель состоит в том, чтобы немедленно отключить питание цепи, и поэтому, в отличие от систем заземления с высоким сопротивлением, система заземления с низким сопротивлением не будет поддерживать работу во время одиночного замыкания линии на землю.
Заземление с низким сопротивлением также снижает перенапряжение и используется в системах среднего напряжения 15 кВ или меньше, обычно там, где используются большие генераторы / двигатели.

Надежное заземление — это то, что вы получаете, когда подключаете систему напрямую к земле без какого-либо сопротивления.Заземление обычно подключается к системе в нейтральной точке, например, нейтральной клемме генератора или трансформатора.

Плюсы и минусы

Прочное заземление, как и резистивное заземление, может значительно снизить перенапряжения в вашей электрической системе. Однако системы с глухим заземлением могут иметь большой ток замыкания на землю. В результате системы с глухим заземлением не могут работать при замыкании на землю (поскольку весь ток в системе идет от замыкания на землю).
Прочное заземление имеет два основных назначения:

• В системах с напряжением 600 В или ниже можно использовать твердое заземление, если нет необходимости поддерживать работу неисправной цепи.
• В системах с напряжением 15 кВ или выше, твердое заземление может использоваться, если по какой-либо причине желательны высокие токи замыкания на землю, например, быстрое обнаружение замыкания на землю (поскольку большой ток наверняка приведет к срабатыванию защитных устройств).

• Вы можете использовать незаземленные системы, если хотите, чтобы ток замыкания на землю был незначительным.
• Резистивное заземление предлагает преимущества незаземленных систем без риска больших перенапряжений.
• Прочное заземление снижает перенапряжения, но имеет высокие токи замыкания на землю.

В конце концов, тип заземления, который вы используете для своей системы, будет зависеть от того, какой тип заземления лучше всего соответствует вашим потребностям и бюджету.

Связанные

Что такое заземление и почему мы заземляем систему и оборудование?

Что такое заземление?

Термин «заземление» обычно используется в электротехнической промышленности для обозначения «заземления оборудования» и «заземления системы».Заземление оборудования означает соединение заземления с нетоковедущими проводящими материалами, такими как кабелепровод, кабельные лотки, распределительные коробки, кожухи и корпуса двигателей.

Что такое заземление и почему мы заземляем систему и оборудование? (на фото: заземляющий электрод и проводник; кредит: nachi.org)

Заземление системы означает соединение заземления с нейтральными точками токопроводящих проводов , такими как нейтральная точка цепи, трансформатор, вращающееся оборудование или система, либо монолитная, либо с токоограничивающим устройством.

На рисунке 1 показаны два типа заземления.

Рисунок 1 — Система заземления (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Что такое система с заземлением?

Это система, в которой по крайней мере один провод или точка (обычно средний провод или нейтральная точка обмоток трансформатора или генератора) намеренно заземлены либо жестко, либо через полное сопротивление (IEEE Standard 142-2007 1.2).

Типы системного заземления, обычно используемые в промышленных и коммерческих энергосистемах: твердое заземление , заземление с низким сопротивлением, заземление с высоким сопротивлением и незаземленное .

Какова цель заземления системы?

Заземление системы или преднамеренное соединение фазного или нейтрального проводника с землей используется для цели для управления напряжением относительно земли или земли в предсказуемых пределах. Он также обеспечивает прохождение тока, что позволит обнаружить нежелательное соединение между проводниками системы и землей [замыкание на землю].

Что такое замыкание на землю?

Замыкание на землю — это нежелательное соединение между проводниками системы и землей .Неисправности заземления часто остаются незамеченными и наносят ущерб производственным процессам растений. Выключение питания и повреждение оборудования, замыкания на землю нарушают поток продукции, что приводит к часам или даже дням потери производительности.

Необнаруженные замыкания на землю представляют потенциальную угрозу здоровью и безопасности персонала. Замыкания на землю могут привести к угрозам безопасности, таким как неисправности оборудования, возгорание и поражение электрическим током.

Замыкания на землю вызывают серьезные повреждения оборудования и ваших процессов.Во время неисправности оборудование может быть повреждено, а процессы прекращены, что серьезно повлияет на вашу прибыль.

Вопросы и ответы

ВОПРОС №1 — У меня есть максимальная токовая защита. Нужна ли мне дополнительная защита от замыкания на землю?

Защита от перегрузки по току будет действовать для прерывания цепи на токи, для которых она была разработана и настроена на работу. Однако некоторые замыкания на землю, особенно дуговые замыкания низкого уровня, вызовут значительные повреждения и создадут источник возгорания, даже не достигнув уровня, необходимого для срабатывания устройства защиты от сверхтока.

ВОПРОС № 2 — Есть ли опасность при эксплуатации незаземленной системы на 480 В на старом производственном предприятии? Следует ли заземлить систему?

Основная опасность при работе незаземленной системы 480 В заключается в том, что при замыкании на землю единственным индикатором, который у вас будет, являются три лампочки. Напряжение на незаземленных фазах увеличится до 480 В по отношению к земле, напряжение на заземленном проводе составит 0 В относительно земли .

В этой системе единственный способ указать наличие замыкания на землю — это когда два индикатора имеют большую яркость, чем индикатор неисправности фазы. Чтобы определить место замыкания на землю, вы должны включить каждый выключатель фидера, пока все три индикатора снова не загорятся с одинаковой яркостью.

Как только это будет сделано, вы продолжите работу по этому фидеру, пока не найдете неисправность . Звучит очень легко сделать, но в реальном мире оказывается очень сложно.

Установка обычно не заземлена, потому что она работает постоянно, и следует избегать изоляции из-за замыкания на землю ! К сожалению, это означает определение места замыкания на землю.Единственный способ определить место замыкания на землю — это включить и выключить выключатели фидера.

Это то, чего вы пытаетесь избежать. Таким образом, в конце концов, замыкание на землю остается в системе, потому что нет простого способа его локализовать. Это опасно, потому что любое обслуживание, выполняемое в системе в заземленном состоянии, зависит от полного линейного потенциала по отношению к земле.

Хорошая новость в том, что решение есть! Незаземленные объекты можно легко преобразовать в объекты с заземлением с высоким сопротивлением, а обнаружение и локализация замыкания на землю могут быть выполнены без прерывания подачи электроэнергии.

ВОПРОС № 3 — Какое воздействие, если таковое имеется, на движущееся оборудование, спроектированное для электростанции с плавающим заземлением или незаземленной вторичной обмоткой, оказывает на станцию, имеющую полностью заземленную систему? На мой взгляд, это не должно иметь значения, но я могу ошибаться.

В вашем случае (от незаземленной системы к глухозаземленной) нет, не имеет значения. Однако, если бы вы пошли другим путем (от SG к системе UNG), то да, это имело бы значение. При нормальной работе это, скорее всего, не имеет значения.

Однако при замыкании на землю это произойдет. В незаземленной системе напряжение поврежденной фазы падает до потенциала земли (или ~ 0 В) , а неповрежденные фазы повышаются до межфазного напряжения относительно земли.

Например, система 480 В будет иметь фазное напряжение ~ 277 В во время нормальной работы, поэтому она должна работать нормально. Однако при замыкании на землю на одной фазе ее напряжение повышается до 0 В , а на двух других фазах повышается с 277 В до 480 В, фаза-земля.

Так как этого не происходит в системе с глухим заземлением, все, что рассчитано только на 300 В фаза-земля, взорвется , например TVSS, VFD, счетчики и т. Д.

ВОПРОС № 4 Какое напряжение вы бы прочитали если вы подключили провода от L1, L2 или L3 к земле 460-вольтовой трехфазной системы питания переменного тока, подключенной по схеме Y?

Если система с Y-соединением надежно заземлена , вы увидите 266В между линией и землей . Если система с Y-соединением не заземлена или заземлена с высоким сопротивлением, и в системе нет замыкания на землю, вы также читаете 266V.В случае неисправности одной фазы, неисправная фаза будет показывать низкое напряжение около 0, а две другие фазы будут показывать около 460 В.

Ссылка // Заземление через сопротивление — вопросы и ответы отраслевых экспертов от iGard

Все о системах электрического заземления

В этом блоге мы рассмотрим необходимость системы электрического заземления, ее важность, типы заземленной системы, общие методы и факторы, влияющие на установку заземленной системы, советы по безопасности и т. Д.Проще говоря, этот блог посвящен системе электрического заземления.

Земля — ​​это обычная точка возврата электрического потока. Система заземления — это резервный путь, по которому электрический ток может протекать на землю по альтернативному пути из-за любого риска в электрической системе до того, как произойдет возгорание или поражение электрическим током.

Проще говоря, «заземление» означает, что был проложен путь с низким сопротивлением для прохождения электричества в землю. «Заземленное» соединение включает соединение между электрическим оборудованием и землей через провод.После правильного подключения это обеспечивает вашим устройствам и приборам безопасное место для разряда избыточного электрического тока. Это потенциально предотвратит ряд рисков для электрического оборудования. Провод заземления в розетке — это, по сути, предохранительный клапан.

Национальный электрический кодекс определяет заземление как «проводящее соединение, намеренное или случайное, между электрической цепью или оборудованием и землей или каким-либо проводящим телом, которое служит вместо земли». NEC также заявляет, что «земля не должна использоваться в качестве единственного заземляющего проводника оборудования.«(NEC) ограничивает напряжение от молнии, скачков напряжения в сети и контакта с линией более высокого напряжения с помощью заземляющих проводов оборудования.

Заземление электрической системы — это разумный и самый простой способ сделать всю систему более безопасной и обеспечить защиту от колебаний в электросети. Система должна быть идеально заземлена, если вы хотите иметь безопасную и надежную сеть и избегать рисков для жизни людей.

Необходимость заземленной системы в электрической сети:

Некоторые люди, особенно в крупномасштабных жилых или коммерческих проектах, думают, что установка системы заземления и любых дополнительных конструкций из электрических материалов будет сложной и трудоемкой, если будет выполнено своевременное техническое обслуживание.Это чрезвычайно опасная практика, которая может привести к поражению электрическим током в случае короткого замыкания внутренней проводки в приборе.

По словам Джона Гриззи Грзивача, почетного профессора Национального учебного института OSHA, «большинство несчастных случаев и смертельных случаев в связи с контактом с линией являются результатом отсутствия соответствующих средств индивидуальной защиты, изолированного прикрытия линии или надлежащего заземления. »

Общие риски незаземленной электрической системы — это поражение электрическим током и возгорание, поскольку электрический ток всегда проходит через путь с низким сопротивлением.Рабочие на рабочем месте подвергаются более высокому риску, когда незаземленное устройство разряжает избыточное электричество. В результате электричество передается человеку, причинившему травму или ведущему к смерти. Вероятность неисправности в незаземленной системе очень высока. Чтобы обеспечить максимальную защиту человека и электрического оборудования, убедитесь, что ваша система заземлена.

Как правило, системы питания подключаются к земле через емкость между линиями и землей, и нет прямого физического соединения между какими-либо линиями питания и землей.

Типы заземленных систем:

Ниже перечислены три важных типа систем заземления.

• Незаземленные системы
• Системы с заземлением через сопротивление
• Системы с глухим заземлением

Когда система электроснабжения работает и нет преднамеренного подключения к земле, это называется незаземленной системой. Хотя эти системы были нормальными в 40-х и 50-х годах, они все еще используются сегодня.

В незаземленной системе ток замыкания на землю незначителен, поэтому его можно использовать для снижения риска поражения людей электрическим током. При возникновении неисправности два провода должны пропускать ток, который был назначен для трех проводов: повышение тока и напряжения вызовет нагрев и приведет к ненужному повреждению электрической системы.

Поскольку ток замыкания на землю незначителен, поиск любой неисправности становится очень трудным и трудоемким процессом. Альтернативные издержки отказа в незаземленной системе чрезвычайно высоки.

Системы с заземлением через сопротивление:

Заземление через сопротивление — это когда в системе электроснабжения имеется соединение между нейтралью и землей через резистор. Здесь резистор используется для ограничения тока короткого замыкания через нейтраль.

Существует два типа резистивного заземления: заземление с высоким сопротивлением и заземление с низким сопротивлением.

Заземление с высоким сопротивлением: Ограничьте ток замыкания на землю до <10 ампер.

Заземление с низким сопротивлением: Ограничивает ток замыкания на землю в пределах от 100 до 1000 ампер.

Системы заземления с высоким сопротивлением (HRG) обычно используются на заводах и фабриках, где текущая работа процессов вмешивается в случае неисправности.

С другой стороны, системы заземления с низким сопротивлением (LRG) используются в системах среднего напряжения 15 кВ или менее и срабатывают защитные устройства при возникновении неисправности.

Системы с глухим заземлением:

Твердое заземление означает, что система электропитания напрямую подключена к земле, и в цепи нет преднамеренного добавления импеданса.Эти системы могут иметь большой ток замыкания на землю, поэтому повреждения легко обнаруживаются.

Обычно используется в промышленных и коммерческих энергосистемах. Есть резервные генераторы на случай, если в результате неисправности производственный процесс остановится.

Общие методы для систем электрического заземления:

Заземляющие пластины изготовлены из меди или оцинкованного железа (GI) и помещаются вертикально в землю в яме (заполненной слоями древесного угля и соли) глубиной более 10 футов.Для более мощной системы электрического заземления необходимо поддерживать влажность земли вокруг системы заземляющих пластин.

Национальный электротехнический кодекс требует, чтобы заземляющие пластины имели площадь поверхности не менее 2 футов, контактирующую с окружающей почвой. Черные металлы должны иметь толщину не менее 0,20 дюйма, а цветные материалы (медь) должны быть толщиной не менее 0,060 дюйма.

Трубки и стержни заземления:

Труба из оцинкованной стали (смесь соли и древесного угля) укладывается вертикально в почву путем просверливания для подключения заземляющих проводов.Длина и диаметр трубы в основном зависит от типа почвы и электроустановки (силы тока). Влажность почвы будет определять длину трубы для укладки в землю.

Медный стержень с оцинкованной стальной трубой вертикально помещается в землю. Это очень похоже на заземление трубы. Здесь стержни имеют форму электродов, поэтому сопротивление земли снижается до определенного значения. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы длина приводных штанг была не менее 8 футов, а длина 8 футов должна находиться в непосредственном контакте с почвой.

Фактор, влияющий на установку системы заземления:

Ниже перечислены факторы, влияющие на работу любого заземляющего электрода:

• Материал, используемый в системе заземления
• Заземляющий электрод (длина или глубина, диаметр, количество заземляющих электродов)
• Почва (тип, влажность, температура, удельное сопротивление, количество соли)
• Проектирование наземной системы
• Местоположение котлована

Важность заземления электрических токов:

Защита от перегрузки:

На электрическом рабочем месте, когда по какой-либо причине происходит чрезмерный скачок напряжения, в системе вырабатывается электричество высокого напряжения, вызывающее поражение электрическим током и пожар.В этом сценарии существенно помогает заземленная система, вся эта избыточная электроэнергия уходит в землю. Эта простая форма защиты от перенапряжения потенциально может спасти рабочих, электрические приборы, данные и устройства, а не повредить все, что подключено к электрической системе.

Стабилизация напряжения:

Заземленная система гарантирует, что цепи не будут перегружены и не будут работать за счет распределения нужного количества мощности между источниками напряжения. Земля обеспечивает общую точку отсчета для стабилизации напряжения.

Защита от поражения электрическим током:

Общие риски незаземленной электрической системы — это серьезное поражение электрическим током или возгорание. В худшем случае незаземленная система вызовет возгорание, повреждение оборудования, потерю данных и травмы или смерть персонала. Система с заземлением обеспечивает бесчисленные преимущества, устраняет опасность поражения электрическим током, защищает оборудование от напряжения, предотвращает электрические пожары, снижает затраты на ремонт и время простоя оборудования, снижает уровень электрического шума (колебания электрического сигнала).

В электрической системе поддержание заземления должно быть приоритетом для безопасности. Чтобы обеспечить безопасность сотрудников и рабочих мест, повсюду соблюдаются меры предосторожности. Некоторые советы по безопасности упомянуты ниже:

• Перед тем, как начать, ознакомьтесь с правилами электробезопасности (см. OSHA 29 CFR 1910.269 (a) (3) и .269 (c))
• Соединение с заземлением должно устанавливаться первым и удаляться последним при удалении заземления (OSHA 29CFR 1910.269 (n) (6)).
• Убедитесь, что рабочее место электрооборудования оборудовано датчиками напряжения, токоизмерительными клещами и тестерами розеток.
• Используйте устройство защиты от перенапряжения для отключения электропитания на рабочем месте при возникновении неисправности, устройства защиты кабеля для пола для предотвращения срабатывания на рабочем месте и прерыватели цепи замыкания на землю для всех розеток для предотвращения поражения электрическим током.
• Выберите правильное оборудование при заземлении электрической системы. Помните, что ваше оборудование настолько сильное, насколько самое слабое в системе.
• Убедитесь, что рабочие знают, как правильно использовать каждый инструмент, особенно при постоянном электрическом токе.
• Используйте автоматический выключатель или предохранитель с соответствующим номинальным током.
• Регулярная чистка наземных комплектов продлевает жизнь и безопасность комплекта.
• Никогда не используйте оборудование с изношенными шнурами, поврежденной изоляцией или сломанными вилками.
• Осматривайте, обслуживайте и организуйте ремонт проводов в местах, где они входят в металлическую трубу, прибор или в местах, где кабели, проложенные в стене, входят в электрическую коробку.

ВЫВОД:

Система электрического заземления обеспечивает безопасность персонала и оборудования при работе на линии. Помните, что обесточенная линия просто активируется в мгновение ока, поэтому электрическая система должна быть надежно заземлена в любое время.

Проверенный опыт нашей команды сертифицированных профессиональных инженеров поможет в оценке вашей системы и предоставит самые современные решения по заземлению для защиты вашей энергосистемы.Мы тесно сотрудничаем с нашими клиентами в сборе данных, моделировании системы, моделировании наихудших условий и отклонений, построении ступенчатого и контактного потенциалов и предоставлении рекомендаций в соответствии с последними промышленными стандартами.

Если у вас остались вопросы о системах заземления или наших услугах, оставьте их в комментариях ниже, и мы поможем вам ответить.

Типы систем заземления — Часть первая ~ Электрическое ноу-хау

Различные типы конструкций заземления — Подробнее

Система заземления внешнего здания относится только к методу внешнего заземления здания. Обычно используется в сочетании с одноточечной системой заземления.

Система заземления Halo (HGS) — это философия заземления, согласно которой все неэлектрические металлические компоненты имеют короткие отрезки заземляющих проводов от металлических предметов, не создающих скачков напряжения, до системы заземления Halo (HGS) в целях безопасности персонала.Система заземления Halo (HGS) иногда называется системой внутреннего заземляющего кольца. Система Halo Ground (HGS) когда-то широко использовалась в помещениях для радиоаппаратуры.

Система заземления Halo (HGS) обычно состоит из неизолированного одножильного или многожильного провода сечением не менее 2 AWG, проложенного по внутреннему периметру стен здания или помещения. Система заземления Halo (HGS) обычно подключается в каждом углу здания или комнаты к внешней системе заземляющих электродов через отдельный провод заземляющего электрода.

Система громоотвода (LRS) — это метод размещения металлического стержня выше здания, чтобы притягивать к нему молнию и направлять ее на землю. Эта система используется вместе с системой заземления внешнего здания.

Многоточечная наземная система (MPGS) иногда называют интегрированной наземной системой (IGS). Многоточечная система заземления (MPGS) — это философия заземления, согласно которой все основные компоненты системы защиты здания должны быть спроектированы и подключены к как можно большему количеству компонентов заземления.Эти компоненты состоят из проводов заземляющих электродов, заземляющих проводов, заземленных проводов и случайных соединений. Эти заземляющие проводники и случайные соединения предназначены для создания нескольких путей сопротивления / импеданса. Это позволяет любому уровню напряжения, который будет создаваться как ток, течет или возвращается к своему источнику по этим множественным путям. Это должно снизить опасность для персонала и защитить оборудование.

Заземляющие проводники и их заземленные компоненты не требуют изоляции от любого случайного контакта с другими заземляющими проводниками или заземленными компонентами.Чем больше количество случайных точек соприкосновения между различными заземляющими проводниками и компонентами в системе многоточечного заземления (MPGS), тем лучше, потому что таким образом создаются контуры заземления.

Система одноточечного заземления Система одноточечного заземления (SPGS) — это философия заземления, которая требует, чтобы все основные компоненты системы защиты здания были спроектированы и подключены к единой контрольной точке заземления. Эти компоненты состоят из заземляющих электродов, проводов заземляющих электродов, заземленных проводов и заземляющих проводов.Эти проводники предназначены для создания пути наименьшего сопротивления / импеданса. Это позволяет любому напряжению, создаваемому как ток, течь или возвращаться к своему источнику по надлежащему обозначенному пути.

Реализация философии единой точки заземления (SPGS) проста, но очень сложна. Обозначенные заземляющие проводники методично подключаются по всей системе защиты здания в определенных областях к единой контрольной точке заземления, главной шине заземления (MGB).

Заземляющие проводники и их заземленные компоненты должны быть изолированы от любого непреднамеренного контакта с другими заземляющими проводниками и заземленными компонентами, за исключением единственной контрольной точки заземления, главной шины заземления (MGB).Любые непреднамеренные точки соприкосновения между различными заземляющими проводниками и компонентами создают контуры заземления в системе одноточечного заземления (SPGS) и являются нарушением системы одноточечного заземления (SPGS).

Система одноточечного заземления (SPGS) идентифицирует каждый проводник на шине заземления по типу проводника или типу работы, для которой он предназначен. Система называется системой PANI . Шина разделена на секции, и только один тип проводов помещается в эту секцию шины заземления.Ниже приведены некоторые описания проводников. Затем каждый проводник будет помещен в соответствующую часть шины заземления слева направо. Примеры всех P, , всех A, , всех N, , а затем всех I.

Радиокадры
Шина заземления на входе телефонного кабеля (CEGB)
Экраны на входе телефонного кабеля
Корпус трансформатора внутри здания

Вход питания переменного тока с заземленной нейтралью (MGN)
Система заземления здания (BEGS)
Строительные конструкции Сталь (BSS)
Изолированное заземление оборудования переменного тока (ACEG)
Система металлических кабелепроводов
Обсадная труба

Внутриофисная кабельная экранирующая планка (IOCSB)
Внутриофисные кабельные экраны
Основная распределительная рама (MDF)
(-) Ссылка в постоянном токе Электростанция с отрицательным заземлением
(+) Опорный сигнал в электростанции постоянного тока с положительным заземлением
Шкафы для хранения
Передаточные рамы
Рабочие столы

(I) — Изолированное заземление (IGP) Заземление оборудования

Изолированное заземляющее оборудование переменного тока Заземление (ACEG)
Изолированные кабельные трассы заземления
Изолированная шина возврата корпуса заземления (IGP-FRB)
Изолированный журнал заземления Возвратный стержень ic (IGP-LRB)
Изолированная заземляющая пластина с металлическими кабелепроводами
Изолированная заземляющая пластина (IGPB) должна иметь четкую трафаретную маркировку и быть изолирована от ее опоры в изолированной заземляющей пластине (IGP)

Эта изолированная заземляющая пластина (IGPB) становится «окном» к фактической главной планке заземления (MGB).Изолированная заземляющая шина (IGPB) ДОЛЖНА иметь правильно проложенный, соединенный заземляющий провод и размер, подключенный непосредственно к главной заземляющей шине (MGB).

Зоны изолированной поверхности земли (IGP) должны быть четко и постоянно обозначены на полу или другим легко узнаваемым способом. Уместна краска или лента отличительного цвета, например, оранжевого.

Назначение изолированной заземляющей плоскости (IGP) — изолировать все чувствительное к напряжению оборудование внутри изолированной заземляющей пластины (IGP) от любого события напряжения, происходящего за пределами изолированной заземляющей пластины (IGP).Это предотвратит любое событие за пределами изолированной заземляющей плоскости (IGP), которое не вызовет любой формы перебоя в обслуживании чувствительного к напряжению оборудования внутри изолированной заземляющей плоскости (IGP).

В большинстве зданий используется изолированный слой заземления (IGP) для изоляции чувствительного к напряжению оборудования, такого как цифровой коммутатор, от остального оборудования в здании.