Tn c s земята. Какво означава заземяване
Най-важната част от проектирането, монтажа и по-нататъшната експлоатация на оборудването и електрическите инсталации е правилно изпълнената система за заземяване. В зависимост от използваните заземителни конструкции, заземяването може да бъде естествено и изкуствено. Естествените заземителни проводници са представени от всички видове метални предмети, които са постоянно в земята. Те включват фитинги, тръби, пилоти и други конструкции, способни да провеждат ток.
Но електрическото съпротивление и други параметри, присъщи на тези обекти, не могат да бъдат точно контролирани и прогнозирани. Следователно, с такова заземяване е невъзможно да се работи нормално с електрическо оборудване. Нормативните документи осигуряват само изкуствено заземяване с помощта на специални заземителни устройства.
Класификация на заземителните системи
В зависимост от схемите на електрическите мрежи и други условия на работа се използват заземителни системи TN-S, TNC-S, TN-C, TT, IT, обозначени в съответствие с международната класификация. Първият знак показва параметрите на заземяване на захранването, а вторият буквен знак съответства на параметрите на заземяване на отворени части на електрически инсталации.
Буквените обозначения се дешифрират, както следва:
- T (terre - земя) - означава заземяване,
- N (среден - неутрален) - връзка към източника неутрален или неутрален,
- I (изола) съответства на изолация.
Нулевите проводници в GOST имат следните обозначения:
- N - е нулевият работен проводник,
- PE - нулев защитен проводник,
- PEN - комбиниран нулев работен и защитен заземяващ проводник.
TN-C заземителна система
Заземяване TN се отнася за системи със стабилно заземена неутрала. Една от неговите разновидности е системата за заземяване TN-C. Съчетава функционални и защитни нулеви проводници. Класическата версия е представена от традиционна четирипроводна верига, в която има три фазови и един неутрален проводник. Използва се като основна заземителна шина, свързана към всички проводящи открити части и метални части, като се използват допълнителни неутрални проводници.
Основният недостатък на системата TN-C е загубата на защитни качества, когато нулевият проводник изгори или се счупи. Това води до появата на животозастрашаващо напрежение върху всички повърхности на корпусите на устройствата и оборудването, където няма изолация. Системата TN-C няма защитен заземителен проводник PE, така че всички свързани гнезда също не са заземени. В тази връзка за цялото използвано електрическо оборудване е необходимо устройство - свързване на частите на тялото към нулевия проводник.
Ако фазовият проводник докосне отворени части на корпуса, ще възникне късо съединение и автоматичният предпазител ще се включи. Бързото аварийно изключване елиминира риска от пожар или токов удар за хората. Строго е забранено използването на допълнителни вериги за изравняване на потенциала в бани, когато се използва заземителната система TN-C.
Въпреки че схемата tn-c е най-простата и икономична, тя не се използва в нови сгради. Тази система е запазена в къщите на стария жилищен фонд и в уличното осветление, където вероятността от токов удар е изключително ниска.
Схема на заземяване TN-S, TN-C-S
По-оптимална, но скъпа схема е системата за заземяване TN-S. За да се намалят разходите, са разработени практически мерки за пълноценно използване на тази схема.
Същността на този метод се състои в това, че когато електричеството се доставя от подстанция, се използва комбиниран нулев проводник PEN, който е свързан към твърдо заземен неутрал. На входа на сградата той е разделен на два проводника: нулев защитен PE и нулев работен N.
Системата tn-c-s има един съществен недостатък. Ако PEN проводникът изгори или се повреди по друг начин в участъка от подстанцията до сградата, възниква опасно напрежение върху PE проводника и свързаните с него части от кутията на инструмента. Следователно, едно от изискванията на нормативните документи за осигуряване на безопасно използване на системата TN-S са специални мерки за защита на PEN проводника от повреда.
Схема за заземяване ТТ
В някои случаи, когато електричеството се доставя чрез традиционни въздушни линии, става доста проблематично да се защити комбинираният заземителен проводник PEN, когато се използва схема TN-C-S. Следователно в такива ситуации се използва система за заземяване TT. Същността му се състои в глухото заземяване на неутрала на източника на захранване, както и използването на четири проводника за предаване на трифазно напрежение. Четвъртият проводник се използва като функционална нула N.
Свързването на модулната щифтова заземителна електродна система най-често се осъществява от консуматорите. Освен това, той е свързан към всички защитни заземителни проводници PE, свързани с частите на корпусите на инструмента и оборудването.
Схемата TT се използва сравнително наскоро и вече се е доказала в частни селски къщи. В градовете системата TT се използва във временни съоръжения, като например търговски обекти. Този метод на заземяване изисква използването на защитни устройства под формата на RCD и прилагането на технически мерки за защита срещу гръмотевични бури.
ИТ система за заземяване
Системите с мъртво заземен неутрал, разгледани по-рано, въпреки че се считат за доста надеждни, обаче имат значителни недостатъци. Много по-безопасни и по-съвършени са вериги с напълно изолирана от земята неутрала. В някои случаи за заземяване се използват устройства и устройства със значително съпротивление.
Подобни вериги се използват в системата за заземяване на IT. Те са най-подходящи за медицински заведения, като поддържат непрекъснато захранване на животоподдържащо оборудване. ИТ схемите са се доказали добре в енергийни и петролни рафинерии и други съоръжения, където са налични сложни високочувствителни устройства.
Сърцето на ИТ системата е изолираният източник неутрален I и T, инсталиран от страна на потребителя. Подаването на напрежение от източника към потребителя се извършва с помощта на минимален брой проводници. В допълнение, всички проводящи части, присъстващи на кутиите на оборудването, инсталирани на потребителя, са свързани към заземителния електрод. В IT системата няма нулев функционален проводник N в участъка от източника до потребителя.
По този начин всички заземителни системи TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT осигуряват надеждна и безопасна работа на устройствата и електрическите съоръжения, свързани към потребителите. Използването на тези вериги предотвратява токов удар на хората, използващи оборудването. Всяка система се използва в специфични условия, които трябва да се вземат предвид в процеса на проектиране и последващ монтаж. Благодарение на това се осигурява гарантирана безопасност, запазване на здравето и живота на хората.
Електричеството в нашите къщи и апартаменти идва чрез електрически проводници на въздушни или кабелни линии от трансформаторни подстанции. Конфигурацията на тези мрежи оказва значително влияние върху работата на системата и особено върху безопасността на хората и домакинските уреди.
В електрическите инсталации винаги има техническа възможност за повреда на оборудването, възникване на аварийни режими и електрическо нараняване на човек. Правилната организация на системата за заземяване ви позволява да намалите вероятността от рискове, да поддържате здравето и да елиминирате повредите на домакинските уреди.
Причини за използване на заземителна система TT
По своето предназначение тази схема е предназначена за такъв случай, когато други общи системи не могат да осигурят висока степен на сигурност. Това е много ясно посочено в параграф PUE 1.7.57.
Най-често това се дължи на ниското ниво на техническо състояние на електропроводите, особено тези, използващи голи проводници, разположени на открито и закрепени на стълбове. Те обикновено се монтират в четирипроводна верига:
три фази на захранване, изместени под ъгъл от 120 градуса една спрямо друга;
една обща нула, която изпълнява комбинираните функции на PEN проводник (работна и защитна нула).
Те идват към потребителите от понижаваща трансформаторна подстанция, както е показано на снимката по-долу.
В селските райони такива магистрали могат да бъдат с голяма дължина. Не е тайна, че проводниците понякога се сблъскват или счупват поради некачествени усуквания, падащи клони или цели дървета, пренапрежения, пориви на вятъра, образуване на лед в скреж след мокър снеговалеж и по много други причини.
Това се случва доста често, тъй като е монтиран с долния проводник. И това създава много проблеми на всички свързани консуматори поради появата на изкривявания на напрежението. В такава верига няма защитен PE проводник, свързан към заземяващия контур на трансформаторната подстанция.
Много по-малко вероятно е кабелните линии да се счупят, защото са разположени в затворена земя и са по-добре защитени от повреда. Поради това те незабавно внедряват най-сигурната система за заземяване TN-S и постепенно извършват реконструкцията на TN-C към TN-C-S. Потребителите, свързани с въздушни кабели, все още са практически лишени от такава възможност.
Сега много собственици на парцели започват да строят селски къщи, предприемачите организират търговия в отделни павилиони и павилиони, производствените предприятия създават сглобяеми битови помещения и работилници или като цяло използват отделни ремаркета, които временно се захранват с електричество.
Най-често такива конструкции са изработени от метални листове, които провеждат добре електричество или имат влажни стени с висока влажност. Безопасността на хората при такива условия може да бъде осигурена само от заземителна система, направена по схемата TT. Той е специално проектиран да работи в условия, при които потенциалът на мрежата има голяма вероятност от аварийна поява върху тоководещи стени или кутии за оборудване.
Принципи за изграждане на схема за заземяване по системата TT
Основното изискване за безопасност в тази ситуация се осигурява от факта, че защитният PE-проводник е създаден и заземен не в трансформаторната подстанция, а в самия обект на потребление на електрическа енергия без комуникация с работещия N-проводник, свързан към заземяването на захранващия трансформатор. Тези нули не трябва да контактуват и да се комбинират, дори ако наблизо е монтиран отделен заземяващ контур.
По този начин всички опасни проводими повърхности на сгради от метал и корпусите на свързаните електрически уреди са напълно отделени със защитен PE проводник от съществуващата електрозахранваща система.
Вътре в сградата или конструкцията е монтиран защитен PE проводник от метална пръчка или лента, която служи като шина за свързване на всички опасни елементи с проводими свойства. От другата страна тази защитна нула е свързана към отделен заземяващ контур. PE проводникът, сглобен по този начин, комбинира всички зони с риск от опасно напрежение в една система за изравняване на потенциала.
Свързването на опасни метални конструкции към защитната нула може да се извърши с многожилен гъвкав проводник с увеличено напречно сечение, маркиран с жълто-зелени ивици.
В същото време отново обръщаме внимание на факта, че е строго забранено комбинирането на елементи от строителни конструкции и метални корпуси на електрически устройства с работна нула N.
Технически изисквания за осигуряване на безопасност в системата ТТ
Поради случайно прекъсване на изолацията на електрическото окабеляване, потенциал на напрежение може внезапно да се появи навсякъде в несвързана, но проводяща част на сградата. Човек, който се докосне до него и земята веднага се оказва под въздействието на електрически ток.
Прекъсвачите, предпазващи от свръхток и претоварване, могат да се използват само индиректно за освобождаване на напрежението в този случай, тъй като част от тока ще заобиколи работната нулева верига и съпротивлението на главния заземяващ контур трябва да бъде много ниско.
За да се защити човек при работа на прекъсвачи, е необходимо да се създаде условие за образуване на потенциал на утечка върху отворена тоководеща част не повече от 50 волта спрямо потенциала на земята. На практика това е трудно постижимо поради редица причини:
висока множественост на токовете на късо съединение на характеристиката време-ток, използвана от дизайна на различни превключватели;
висока устойчивост на земния контур;
сложността на техническите алгоритми за работа на такива устройства.
Следователно, предпочитание при създаването на защитно изключване се дава на устройства, които реагират директно на появата на ток на утечка, разклоняващ се от основния изчислен път на потока на товара през PE проводника и неговото локализиране чрез премахване на напрежението от контролираната верига, което се извършва само от RCDs или difavtomatov.
Възможно е да се премахнат рисковете от електрически наранявания с този метод на заземяване само ако са интегрирани четирите основни задачи:
1. правилен монтаж и работа на защитни устройства като RCD или диференциални прекъсвачи;
2. поддържане на работната нула N в технически изправно състояние;
3. използване на защитни устройства срещу пренапрежения в мрежата;
4. правилна работа на локалния заземителен контур.
RCD или difavtomaty
Почти всички части на електрическото окабеляване на сградата трябва да бъдат обхванати от зоната на защита на тези устройства от появата на токове на утечка. Освен това работната им настройка не трябва да надвишава 30 милиампера. Това ще гарантира, че напрежението ще бъде изключено от аварийната секция в случай на повреда в изолацията на електрическата инсталация, ще изключи случаен контакт на човек със спонтанно възникнал опасен потенциал и ще предпази от електрически наранявания.
Инсталирането на противопожарен RCD с настройка 100 ÷ 300 mA на входния щит към къщата повишава нивото на безопасност и осигурява въвеждането на втора степен на селективност.
Работна нула N
За да се определят правилно токовете на утечка, е необходимо да се създадат технически условия за това и да се отстранят грешките. И те възникват веднага, когато веригите на работните и защитните нули се комбинират. Следователно работната нула трябва да бъде надеждно отделена от защитната и те не могат да бъдат свързани. (Трето напомняне!).
Мрежова защита от пренапрежение
Появата на електрически разряди в атмосферата, свързани с образуването на мълнии, са случайни, спонтанни. Те могат да се проявят не само като токов удар на сградата, но и като удар върху проводниците на въздушен електропровод, което се случва доста често.
Енергетиците прилагат защитни мерки срещу подобни природни явления, но те не винаги са достатъчно ефективни. По-голямата част от енергията на удар от мълния се отнема от електропроводите, но част от нея има вредно въздействие върху всички свързани консуматори.
Възможно е да се предпазите от действието на такива изблици на пренапрежение, идващи през захранващата въздушна линия, като използвате специални устройства - или устройства за защита от импулсно пренапрежение (SPD).
Поддържане на локалната земна верига в добро състояние
Тази задача е предимно на собственика на сградата. Никой друг няма да се справи сам с този проблем.
Заземителният контур е заровен в по-голямата си част в земята и по този начин е скрит от случайни механични повреди. Въпреки това в почвата постоянно има разтвори на различни киселини, основи, соли, които предизвикват окислително-възстановителни химични реакции с металните части на контура, образувайки слой от корозия.
Поради това проводимостта на метала в точките на контакт със земята се влошава и общото електрическо съпротивление на веригата се увеличава. Стойността му се използва за преценка на техническите възможности на заземяването и способността му да провежда токове на повреда към земния потенциал. Това се прави чрез електрически измервания.
Добрият заземяващ контур трябва надеждно да предава текущата настройка на устройството за остатъчен ток, например 10 милиампера, към потенциала на земята и да не го изкривява. Само в този случай RCD ще работи правилно и системата TT ще изпълни предназначението си.
Ако съпротивлението на заземяващия контур е по-високо от нормалното, то ще предотврати преминаването на ток, ще го намали, което може напълно да премахне защитната функция.
Тъй като работният ток на RCD зависи от комплексното съпротивление на веригата и състоянието на заземителния контур, има препоръчителни стойности на съпротивлението, които позволяват гарантирана работа на защитите. Тези стойности са показани на снимката.
Измерването на тези параметри изисква професионални познания и точни специализирани инструменти, които работят, но използват сложен алгоритъм с допълнителна схема на свързване и строга последователност от изчисления. Висококачественият измервател на съпротивлението на земния контур съхранява резултатите от работата си в паметта и ги показва на информационно табло.
Според тях с помощта на компютърна техника се изграждат графики на разпределението на електрическите характеристики на веригата и се анализира нейното състояние.
Следователно акредитирани електрически лаборатории със специално оборудване се занимават с подобна работа.
Измерването на изолационното съпротивление на заземителния контур трябва да се извърши веднага след пускането на електрическата инсталация в експлоатация и периодично по време на работа. Когато получената стойност надхвърли нормата, надхвърляйки я, тогава се създават допълнителни участъци от веригата, свързани паралелно. Завършването на правилността на извършената работа се проверява чрез многократни измервания.
Опасни повреди на веригата в CT система
При разглеждането на техническите изисквания за осигуряване на безопасност са идентифицирани четири основни условия, чието решаване трябва да се извърши по комплексен начин. Нарушаването на всяка точка може да доведе до тъжни последици по време на разрушаването на изолационното съпротивление на фазовия проводник.
Например, ако фаза удари тялото на електрически уред с дефектен RCD или счупен заземителен контур, това ще доведе до електрическо нараняване. Монтираните във веригата прекъсвачи може просто да не работят, тъй като токът през тях ще бъде по-малък от настройката.
В този случай ситуацията може да бъде частично коригирана чрез:
въвеждане на система за изравняване на потенциала;
свързване на второто селективно ниво на RCD защита към цялата сграда, което вече беше споменато в препоръките.
Тъй като цялата организация на работата по създаването на заземяване на системата TT е сложна и изисква точно изпълнение на техническите условия, такава инсталация трябва да се възлага само на обучени работници.
За огромното мнозинство от „електрифицираната“ част от населението на планетата думата заземяване напомня две картини: или метален щифт, вкопан в земята, към който се спуска жица от гръмоотвод, разположен на покрива, или две метални "езици" в така наречената "евро розетка" е прикрепена. Подобно „осъзнаване“ води до доста често срещана ситуация, когато, след като не са намерили трети проводник в електрическото окабеляване на апартамент за свързване към заземяващите контакти на гнездото, занаятчиите ги свързват с допълнителен проводник към водопроводните или отоплителните тръби.
Логиката на подобни действия се основава на твърдо вкорененото убеждение, че щом тези тръби минават под земята, те трябва да имат електрически контакт с нея. Някога, в дните на СССР, беше така, но днес, когато пластмасовите диелектрични тръби са станали ежедневие, такова „заземяване“ ще бъде опасно за хората във всички помещения, през които преминава тръбната секция, изолирана с пластмасова вложка. Ако сега възникне електрическа повреда на корпуса на пералня, „заземена“ по този начин, тогава в съседния апартамент ще възникне потенциална разлика между канализационната тръба и крана за вода.
Представете си сега чувствата на съсед, който докато се къпе, докосва крана и през тялото му протича електрически ток! Като се има предвид ниската устойчивост на мократа кожа, тази ситуация може да има трагични последици. Но правилно оборудваното заземяване е нашата основна защита срещу токов удар в случай на повреда на корпуса на електрическото оборудване или повреда на изолацията.
Организацията на собствената заземителна система на трансформаторната подстанция и проводниците, отиващи към потребителя, определя вида на заземителната система в сградите, свързани към тази трансформаторна подстанция. Без да навлизаме в технически подробности, посочваме, че общата точка на свързаните намотки на трансформатора се нарича неутрална или нулева точка (тъй като при нормални условия на натоварване неговият потенциал е нула).
Неутралът, свързан към собствената заземителна система на подстанцията, е плътно заземен и в абревиатурата за типа заземяване се обозначава с буквата Т на първо място (Terra - земя). Ако неутралът е изолиран (свързан към заземителната система чрез високо съпротивление), тогава буквата I (Isole) ще бъде на първо място.
От своя страна, заземяването на отворени проводящи части на потребителите, тоест електрически инсталации и електрически уреди, разположени в къщата, може да се извърши или чрез същата система за заземяване, организирана в трансформаторната подстанция чрез проводник (втората буква N (Neutre - нула) в съкращението), или използвайки собствено електрически независимо заземяване на неутралната земна верига (втората буква е T). Комбинацията от тези опции ни дава три вида заземяване за централизирано захранване TN, TT и IT.
За захранващи линии с ниско напрежение (до 1000 V) основната е системата за заземяване тип TN, която е разделена на три подтипа. Във всеки случай за захранване на потребителите от трансформаторната подстанция се полагат кабели от фазови проводници (L) и нулев работен проводник (N). Електрическият ток протича както през фазовия, така и през нулевия работен проводник, като само първите имат животозастрашаващ потенциал спрямо земята, а вторият е заземен в подстанцията. Те също идват с нулев защитен проводник (PE - Protective Earthing). От техническото изпълнение на изпълнението на функциите и на двата неутрални проводника, имаме системата TN:
TN-C СИСТЕМА
На територията на ОНД системата TN-C се използва навсякъде в многофамилни сгради, построени преди началото на 21 век.
С такава схема в къщи еднофазното окабеляване има два, а трифазните четири проводника и заземяващ контакт в евро гнездото нямат към какво да се свържат. Този тип заземяване често се нарича заземяване.
Предимствата на TN-C заземяването включват простота и ниска цена в сравнение с други системи. В този случай работи само защита срещу претоварване (автоматичните прекъсвачи), а устройствата за остатъчен ток (RCD) с този тип заземяване не работят.
В случай на еднофазно късо съединение токовете могат да достигнат няколко килоампера, което води до пожар в окабеляването, така че такава електрическа мрежа има ниска пожарна безопасност. Но най-голямата опасност в заземителната система от този тип е появата на фазово напрежение върху корпусите на електрическото оборудване, когато PEN проводникът се счупи (така нареченото нулево изгаряне).
Това се случва все по-често, тъй като окабеляването е положено, като се фокусира върху стандарта за консумация на енергия от не повече от 1100 W на апартамент, чиято стойност в днешните реалности се надвишава няколко пъти (електрическа кана + телевизор + хладилник + компютър + маса лампа + осветление вече дава минимум 2 kW ).
В допълнение, имайки симетричен филтър от импулсен шум на входа със средна точка, прикрепена към корпуса, импулсните захранвания на съвременната електронна технология допринасят за отстраняването на напрежение от 110 V към корпуса. Всичко това допринесе за забраната в текущата версия на "Правилата за електрическа инсталация" за използването на заземителната система TN-C в нови сгради.
TN-S СИСТЕМА
Системата TN-S е опция за заземяване, когато по целия път от източника на захранване до потребителя нулевите проводници са разделени, т.е. два различни проводника са положени от трансформаторната подстанция до гнездата в апартамента - работната нула N и защитната нула PE (Separe - отделно).
В мрежи от този тип, в случай на повреда на корпуса, както в случая на заземителна система TN-C, възниква и животозастрашаващо напрежение.
Но възможността за използване на RCD (по време на повреда на кутията, токът ще тече към защитната нула PE, което води до работата на RCD) прави системата TN-S най-безопасната днес.
Разделянето на неутралните проводници предотвратява и появата на високочестотни смущения и други смущения, което е важно за работата на чувствителната електроника.
Прекъсването на работната нула N в такава система за заземяване не води до появата на фазово напрежение върху корпусите на оборудването, свързано към захранващата линия. Основният "проблем" на системата TN-S, която сега се използва универсално само в Обединеното кралство, е нейната цена, тъй като трябва да се постави допълнителен кабел от TS до потребителя.
СИСТЕМА TN-C-S
Желанието да се подобри безопасността на системата за заземяване на TN-C и в същото време да не се правят многомилионни разходи доведе до появата на хибрид TN-C + TN-S, когато общ PEN преминава от трансформаторната подстанция към ASU на сградата или до най-близката опора, след което се разделя на два отделни проводника N и PE със задължително повторно заземяване. Тази организация за заземяване е обозначена като TN-C-S.
И ако в постсъветското пространство модернизацията на системата TN-C започна сравнително наскоро, то в страни като САЩ, Швеция и Финландия, Полша, Унгария, Чехия и Словакия, Великобритания, Швейцария, Германия те започна да прави това още през 60-те години. В този случай в къщите еднофазното окабеляване има три, а трифазното окабеляване има пет проводника.
По правило в апартамента се въвежда група гнезда (L, N и PE), група за електрическа печка (L, N и PE) и група за осветление (L, N). Тоест три проводника отиват към изхода и вече има нещо, към което да свържете заземяващия контакт. Възможността за използване на RCD в секцията TN-S осигурява високо ниво на защита срещу изтичане на ток.
Но в секцията TN-C остава опасността от нулево изгаряне, в резултат на което на PE ще се появи фазово напрежение. Допълнителна система за изравняване на потенциала е предназначена да предпази от този проблем, но когато реконструираме захранващата система в стари къщи, почти никога не го правим.
Ако искате сами да организирате заземителна система TN-C-S във вашия апартамент и в същото време да спестите много, често има желание да разделите PEN проводника директно в кутията на гнездото, като свържете единия край към работния полюс на изхода, а другият към контакта със земята.
Опасността от тази опция е, че фазовият потенциал ще се появи на заземителния контакт и съответно на тялото на оборудването, включено в гнездото, в два случая, вероятността от което е доста висока: 1) прекъсване на PEN проводника , което в този случай включва апартаментно окабеляване до контакта; 2) пермутация на нулевите и фазовите проводници, отиващи към този изход.
В къщи със старо строителство се правят и опити за организиране на TN-C-S чрез разделяне на PEN не на ASU, а в подова дъска, полагане на допълнителен проводник. В същото време, тъй като съгласно изискванията на PUE е забранено свързването на работните и защитните нулеви проводници под обща контактна клема, те са свързани към различни клеми на неутралната шина в щита.
Фазовият потенциал на корпуса на свързаното оборудване може да се появи в същите случаи, както е описано по-горе, но вероятността от нулево изгаряне е намалена. В къщи, построени през 80-те години на миналия век, при инсталиране на електрически печки е използвана подобна схема за разделяне на PEN в електрическото табло до измервателния уред и е положен защитен PE проводник само за печката.
), следните системи се използват в електрически мрежи до 1 kV:
1. TN система - система, при която неутралата на източника на захранване е глухо заземена, а отворените проводящи части на електрическата инсталация са свързани към глухо заземената неутрала на източника с помощта на нулеви защитни проводници. Тя е разделена на следните подсистеми:
1.1. Подсистема TN-C - система TN, в която нулевите защитни и нулеви работни проводници са комбинирани в един проводник по цялата му дължина;
1.2. Подсистема TN-S - система TN, в която нулевият защитен и нулевият работен проводник са разделени по цялата й дължина;
1.3. Подсистема TN-C-S - система TN, в която функциите на нулевия защитен и нулевия работен проводник са комбинирани в един проводник в някаква част от него, започвайки от източника на захранване;
2. ИТ система - система, при която неутралата на захранването е изолирана от земята или заземена чрез устройства или устройства с високо съпротивление, а откритите проводящи части на електрическата инсталация са заземени;
3. ТТ система - система, при която неутралата на източника на захранване е твърдо заземена, а отворените проводящи части на електрическата инсталация са заземени с помощта на заземител, електрически независим от твърдо заземената неутрала на източника.
Буквено обозначение
В обозначенията на системите се приема:
Първата буква е състоянието на неутралата на захранването спрямо земята:
T (terra - земя) - заземена неутрала;
I (изолирам - изолиран) - изолиран неутрален.
Втората буква е състоянието на отворените проводими части спрямо земята:
T - отворените проводящи части са заземени, независимо от връзката към земята на неутрала на източника на захранване или която и да е точка от захранващата мрежа;
N (неутрално - неутрално) - откритите проводящи части са свързани към здраво заземена неутрала на източника на захранване.
Следващи (след N) букви - комбинация в един проводник или разделяне на функциите на нулевия работен и нулевия защитен проводник:
S (селективно - разделени) - нулев работен (N) и нулев защитен (PE) проводници са разделени;
C (пълен - общ) - функциите на нулевия защитен и нулевия работен проводник се комбинират в един проводник (PEN-проводник);
Приема се следното буквено обозначение на неутралните проводници:
N - нулев работен (неутрален) проводник;
PE (protecteath - защитно заземяване) - защитен проводник (заземителен проводник, нулев защитен проводник, защитен проводник на системата за изравняване на потенциала);
PEN - комбинирани нулеви защитни и нулеви работни проводници.
Област на приложение
Системата TN по правило трябва да се използва в електрически инсталации до 1 kV в жилищни, обществени и промишлени сгради и външни инсталации.
ИТ системата трябва да се прилага по правило в електрически инсталации с напрежение до 1 kV с недопустимост на прекъсване на захранването при първото заземяване или на открити проводящи части.
Системата TT е разрешена само в случаите, когато не могат да бъдат осигурени условията за електрическа безопасност в системата TN.
Проверете колко добре сте усвоили въпроса „Видове заземителни системи за електрически инсталации“, като отговорите на няколко контролни въпроса.
Режими на заземяване на неутралата в мрежи 0,4 kV
В глава 1.7 от новото издание на PUE са дадени възможни опции (режими) за заземяване на неутралните и отворените проводящи части 1 в мрежи 0,4 kV. Те отговарят на опциите, посочени в стандарта на Международната електротехническа комисия (IEC).Режимът на заземяване на неутралните и отворените проводящи части се обозначава с две букви: първата показва режима на заземяване на неутрала на източника на захранване (мощен трансформатор 6-10 / 0,4 kV), втората 13 отворени проводящи части. Нотацията използва началните букви на френски думи:
- T (terre 13 земя) 13 заземена;
- N (неутрален 13 неутрален) 13 е свързан към неутралния източник;
- I (изол) 13 изолиран.
- TN 13 неутралният източник е глухо заземен, кутиите на електрическото оборудване са свързани към неутралния проводник;
- ТТ 13 неутралата на източника и корпусите на електрическото оборудване са глухо заземени (заземленията могат да бъдат отделни);
- IT 13 неутралният източник е изолиран или заземен чрез устройства или устройства с високо съпротивление, корпусите на електрическото оборудване са здраво заземени.
- TN-C 13 нулеви работни и защитни проводници са комбинирани (C 13 първата буква на английската дума комбинирани 13 комбинирани) навсякъде. Комбинираният неутрален проводник се нарича PEN с първите букви на английския език. думи защитно заземяване неутрално 13 защитно заземяване, неутрално;
- TN-S 13 неутрален проводник N и неутрален защитен проводник PE са разделени (S 13 първата буква на английската дума разделено 13 отделно);
- TN-C-S 13 нулеви работни и защитни проводници се комбинират в главните секции на мрежата в PEN проводник и след това се разделят на N и PE проводници.
2 Индиректен контакт 13 електрически контакт на хора и животни с отворени проводящи части, които са под напрежение при повреда на изолацията. Тоест, това е докосване на металния корпус на електрическото оборудване по време на разрушаването на изолацията на корпуса.
Нека сравним възможните режими на заземяване на неутралните и отворените проводими части в мрежи от 0,4 kV 13, отбележете предимствата и значителните недостатъци. Основните критерии за сравнение са:
- електрическа безопасност (защита срещу токов удар на хора);
- пожарна безопасност (вероятност от пожари в случай на късо съединение);
- непрекъснато захранване на потребителите;
- защита от пренапрежение и изолация;
- електромагнитна съвместимост (при нормална работа и при късо съединение);
- повреда на електрическото оборудване при еднофазни къси съединения;
- проектиране и експлоатация на мрежата.
TN-C МРЕЖА
Мрежи от 0,4 kV с такъв режим на заземяване на неутралните и отворени проводими части (нулиране) бяха широко използвани в Русия доскоро.Електрическата безопасност в мрежата TN-C с индиректен контакт2 се осигурява чрез деактивиране на еднофазни къси съединения към корпуса с помощта на предпазители или прекъсвачи. Режимът TN-C беше възприет като доминиращ режим във време, когато предпазителите и прекъсвачите бяха основните устройства за защита срещу късо съединение в корпуса. Характеристиките на реагиране на тези защитни устройства някога се определяха от характеристиките на защитените въздушни линии (VL) и кабелни линии (CL), електрически двигатели и други товари. Осигуряването на електрическа безопасност беше второстепенна задача.
При относително ниски стойности на еднофазни токове на късо съединение (отдалеченост на товара от източника, малко напречно сечение на проводника), времето за изключване се увеличава значително. В същото време е много вероятно токов удар за човек, който докосне метален корпус. Например, за да се осигури електрическа безопасност, късо съединение към корпуса в мрежа от 220 V трябва да се изключи за време не повече от 0,2 s. Но предпазителите и прекъсвачите могат да осигурят такова време на изключване само при кратни токове на късо съединение по отношение на номиналния ток на ниво 6-10. По този начин в TN-C мрежа има проблем със сигурността при непряк контакт поради невъзможността да се осигури бързо прекъсване на връзката. В допълнение, в мрежата TN-C, с еднофазно късо съединение на тялото на приемника на енергия, има потенциално пренасяне по нулевия проводник към телата на неповредено оборудване, включително изключено и изнесено за ремонт. Това увеличава вероятността от нараняване на хората в контакт с електрическото оборудване на мрежата. Премахването на потенциала към всички заземени сгради също се случва при еднофазно късо съединение на захранващата линия (например прекъсване на фазовия проводник на въздушна линия 0,4 kV с падане към земята) чрез малко съпротивление ( в сравнение със съпротивлението на земния контур на подстанцията 6-10 / 0,4 kV) . В същото време, докато трае защитата, на нулевия проводник и свързаните към него корпуси се появява напрежение, близко до фазовото. Особена опасност в мрежата TN-C е прекъсването (изгарянето) на неутралния проводник. В този случай всички метални нулеви корпуси на електрически приемници, свързани зад точката на прекъсване, ще бъдат под фазово напрежение.
Най-големият недостатък на мрежите TN-C е неработоспособността на устройствата за остатъчен ток (RCD) или устройствата за остатъчен ток (RCD) в тях според западната класификация.
Пожарната безопасност на мрежите TN-C е ниска. При еднофазни къси съединения в тези мрежи възникват значителни токове (килоампери), които могат да причинят пожар. Ситуацията се усложнява от възможността за еднофазни къси съединения чрез значително контактно съпротивление, когато токът на късо съединение е относително малък и защитите не работят или работят със значително закъснение.
Непрекъснатото захранване3 в мрежите TN-C по време на еднофазни къси съединения не е осигурено, тъй като късите съединения са придружени от значителен ток и е необходимо прекъсване на връзката.
По време на еднофазна повреда в мрежите TN-C се получава увеличение на напрежението (пренапрежение) на неповредени фази с около 40%. TN-C мрежите се характеризират с наличието на електромагнитни смущения. Това се дължи на факта, че дори при нормални условия на работа при протичане на работния ток на нулевия проводник възниква спад на напрежението. Съответно има потенциална разлика между различните точки на нулевия проводник. Това предизвиква протичане на токове в проводящите части на сградите, кабелните обвивки и екрани на телекомуникационни кабели и съответно електромагнитни смущения. Електромагнитните смущения се усилват значително, когато възникнат еднофазни къси съединения със значителен ток, протичащ в нулевия проводник.
Значителен ток на еднофазно късо съединение в мрежите TN-C причинява значителни щети на електрическото оборудване. Например изгаряне и топене на стомана на статори на електродвигатели. На етапа на проектиране и настройка на защити в мрежа TN-C е необходимо да се знаят съпротивленията на всички мрежови елементи, включително съпротивленията с нулева последователност, за да се изчислят точно еднофазните токове на късо съединение. Тоест изчисленията или измерванията на съпротивлението на веригата фаза-нула са необходими за всички връзки. Всяка значителна промяна в мрежата (например увеличаване на дължината на връзката) изисква проверка на условията на защита.
TN-S МРЕЖА
Мрежи от 0,4 kV с този режим на заземяване на неутралните и отворените проводими части се наричат петпроводни. В тях нулевият работен и нулевият защитен проводник са разделени. Само по себе си използването на мрежата TN-S не осигурява електрическа безопасност с индиректен контакт, тъй като в случай на повреда на изолацията на корпуса, както в мрежата TN-C, възниква опасен потенциал. Въпреки това, в мрежите TN-S е възможно използването на RCD. С тези устройства нивото на електрическа безопасност в мрежата TN-S е значително по-високо, отколкото в мрежата TN-C. В случай на повреда на изолацията в мрежата TN-S, изместване на потенциала възниква и в случаите на други електрически приемници, свързани с PE проводник. Въпреки това бързото действие на RCD в този случай гарантира безопасност. За разлика от мрежите TN-C, прекъсването на неутралния работен проводник в мрежата TN-S не води до появата на фазово напрежение върху случаите на всички приемници на енергия, свързани от тази електропроводна линия извън точката на прекъсване.Пожарната безопасност на мрежите TN-S при използване на RCD е значително по-висока в сравнение с мрежите TN-C. RCD са чувствителни към развитие на изолационни дефекти и предотвратяват появата на значителни еднофазни токове на късо съединение.
По отношение на непрекъснатото захранване и появата на пренапрежения, мрежите TN-S не се различават от мрежите TN-C.
Електромагнитната среда в мрежите TN-S в нормален режим е значително по-добра, отколкото в мрежите TN-C. Това се дължи на факта, че нулевият работен проводник е изолиран и няма разклоняване на токове в проводими пътища на трети страни. Когато възникне еднофазно късо съединение, се създават същите електромагнитни смущения, както в мрежите TN-C.
Наличието на RCD устройства в мрежите TN-S значително намалява размера на щетите в случай на еднофазни къси съединения в сравнение с мрежите TN-C. Това се дължи на факта, че RCD елиминира щетите в началния си етап.
По отношение на дизайна, настройките за защита и поддръжка, мрежите TN-S нямат никакви предимства пред мрежите TN-C. Отбелязвам, че мрежите TN-S са по-скъпи в сравнение с мрежите TN-C поради наличието на пети проводник, както и RCD.
МРЕЖА TN-C-S
Това е комбинация от двата типа мрежи, обсъдени по-горе. За тази мрежа ще бъдат валидни всички предимства и недостатъци, посочени по-горе.МРЕЖА TT
Характеристика на този тип мрежи 0,4 kV е, че отворените проводими части на електроприемниците са свързани към земя, която обикновено е независима от земята на захранващата подстанция 6 1310/0,4 kV.Електрическата безопасност в тези мрежи се осигурява от безпроблемното използване на RCD. Само по себе си използването на режим TT не осигурява безопасност в случай на индиректен контакт. Ако съпротивлението на местния заземителен проводник, към който са свързани отворените проводящи части, е равно на съпротивлението на заземяване на захранващата подстанция 6 (10) / 0,4 kV и възникне късо съединение към корпуса, тогава напрежението на допир ще бъде половината от фазово напрежение (110 V за 220 V мрежа). Това напрежение е опасно и повредената връзка трябва да се прекъсне незабавно. Но изключването не може да бъде осигурено с автоматични превключватели и предпазители за време, безопасно за докоснатия, поради ниската стойност на тока на еднофазната повреда. Например, ако приемем, че съпротивлението на заземяване на захранващата подстанция 6(10) / 0,4 kV и локалната система от заземителни електроди са 0,5 Ohm и пренебрегнем съпротивлението на силовия трансформатор и кабела, при фазово напрежение от 220 V, токът на еднофазна повреда в корпуса в мрежата TT ще бъде само 220 A. Като се вземат предвид всички съпротивления във веригата, токът ще бъде още по-малък.
Пожарната безопасност на мрежите TT в сравнение с мрежите TN-C е значително по-висока. Това се дължи на сравнително малката стойност на еднофазния ток на повреда и използването на RCD, без които TT мрежите изобщо не могат да работят.
Непрекъсваемото електрозахранване3 в мрежите TT по време на еднофазни къси съединения не е осигурено, тъй като е необходимо прекъсване на връзката поради условия за безопасност.
В случай на еднофазно заземяване в мрежата TT, напрежението на неповредените фази спрямо земята се повишава, което е свързано с появата на напрежение върху неутрала на захранващия трансформатор 6 (10) / 0,4 kV. Ако приемем съпротивленията, посочени по-горе, тогава напрежението на неутрала ще бъде половината от фазата. Такова увеличение на напрежението не е опасно за изолацията, тъй като еднофазното късо съединение бързо се елиминира от действието на RCD и в повечето случаи преди да се развие напълно и токът достигне своя максимум.
В система TT няколко случая на електрически приемници обикновено се комбинират с един защитен проводник PE и се свързват към общ заземяващ електрод, отделен, както вече беше споменато, от заземяващия електрод на захранващата подстанция. Не е практично по икономически причини да се извършва отделен заземителен проводник в мрежата ТТ за всеки електрически приемник. В нормален режим през защитния проводник в системата ТТ не протича ток и съответно няма потенциална разлика между корпусите на отделните електроприемници. Тоест, в нормален режим електромагнитните смущения (потенциална разлика между сградите, протичане на ток през строителни конструкции и кабелни обвивки) липсват. Когато възникне еднофазно късо съединение, токът е сравнително малък, когато тече, спадът на напрежението върху защитния проводник е малък и продължителността на тока е кратка. Съответно възникващите в този случай смущения също са малки. По този начин, от гледна точка на електромагнитните смущения, мрежата TT има предимство пред мрежите TN-C при нормална работа и с мрежите TN-C, TN-S, TN-C-S в режим на еднофазна верига.
Количеството щети на оборудването в мрежите TT в случай на еднофазни къси съединения е малко, което е свързано с малка стойност на тока в сравнение с мрежите TN-C, TN-S, TN-C-S и използването на RCD, които осигуряват изключване преди пълното развитие на повреда на изолацията.
От гледна точка на дизайна TT мрежите имат значително предимство пред TN мрежите. Използването на RCD в TT мрежи елиминира проблемите, свързани с ограничаването на дължината на линиите, необходимостта от познаване на импеданса на веригата на късо съединение. Мрежата може да бъде разширена или модифицирана без преизчисляване на токовете на повреда или измерване на съпротивлението на веригата на тока на повреда. Като се има предвид, че токът на еднофазно късо съединение в мрежите TT е по-малък, отколкото в мрежите TN-S, TN-C-S, напречното сечение на защитния проводник PE в мрежа TT може да бъде по-малко.
IT МРЕЖА
Неутралната точка на захранващия трансформатор 6 (10) / 0,4 kV на такава мрежа е изолирана от земята или заземена чрез значително съпротивление (стотици ома 13 няколко kOhma). Защитният проводник в такива мрежи е отделен от нулата.Електрическата безопасност в случай на еднофазно заземяване в тези мрежи е най-висока от всички разгледани. Това се дължи на малката стойност на еднофазния ток на повреда (няколко ампера). При такъв ток на повреда контактното напрежение е изключително ниско и не е необходимо незабавно изключване на възникналата повреда. Освен това в ИТ мрежата сигурността може да се подобри чрез използването на RCD.
Пожарната безопасност на ИТ мрежите е най-висока в сравнение с мрежите TN-C, TN-S, TN-C-S, TT. Това се дължи на най-малката стойност на еднофазния ток на късо съединение (единици ампери) и ниската вероятност от пожар.
IT мрежите се характеризират с високо непрекъснато захранване на потребителите. Появата на еднофазна повреда не изисква незабавно изключване.
При възникване на еднофазно земно съединение в IT мрежата, напрежението на неповредените фази се увеличава с 1,73 пъти. В ИТ мрежа с изолирана неутрална точка (без резистивно заземяване) могат да възникнат пренапрежения с голяма дъга.
Електромагнитните смущения в IT мрежите са ниски, тъй като еднофазният ток на повреда е малък и не създава значителни спадове на напрежението върху защитния проводник.
Повредите на оборудването в случай на еднофазна повреда в IT мрежите са много малки. Работата на ИТ мрежата изисква квалифициран персонал, който бързо да открие и отстрани възникналото късо съединение. За определяне на повредената връзка е необходим специален уред (в западните страни се използва генератор на ток с честота, различна от индустриалната, който се свързва към неутралата). IT мрежите имат ограничение за разширяване на мрежата, тъй като новите връзки увеличават еднофазния ток на повреда.
Заключение
Като общи препоръки за избор на една или друга мрежа може да се посочи следното: 1. Не трябва да се използват мрежи TN-C и TN-C-S поради ниското ниво на електрическа и пожарна безопасност, както и възможността от значителни електромагнитни смущения .2. TN-S мрежите се препоръчват за статични (неподлежащи на промяна) инсталации, когато мрежата е проектирана "веднъж завинаги".
3. ТТ мрежите трябва да се използват за временни, разширяващи се и променящи се електрически инсталации. 4. ИТ мрежите трябва да се използват в случаите, когато непрекъснатостта на електрозахранването е от съществено значение.
Има опции, когато трябва да се използват два или три режима в една и съща мрежа. Например, когато цялата мрежа се захранва от мрежата TN-S, а част от нея се захранва през разделителен трансформатор през IT мрежата.
Имайте предвид, че нито един от методите за заземяване на неутралните и откритите проводими части не е универсален. Във всеки случай е необходимо да се направи икономическо сравнение и да се изхожда от критериите: електрическа безопасност, пожарна безопасност, ниво на непрекъснато захранване, производствена технология, електромагнитна съвместимост, наличие на квалифициран персонал, възможност за последващо разширяване и промяна на мрежата.