Сети tn c

Содержание

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

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» — комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Система заземления TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

Система заземления TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Система заземления IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

Надежное заземление — гарантия безопасности

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

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

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

Основные понятия в теме типы заземления

Чтобы разобраться с системами заземления определюсь с основными понятиями, которые будут использоваться в этой статье. Вы, конечно, можете прочитать пункты 1.7.3-1.7.7 главы 7, ПУЭ, если любите первоисточники. Здесь я не буду переписывать ПУЭ, просто расскажу, что нужно понимать под отдельными словами в этой статье.

Прежде всего, что такое заземление эклектической сети, по сути

Заземление электрической сети это соединение всех открытых для прикосновения токопроводящих частей электроприборов (например, корпусов) и доступной арматуры (например, металлические водопроводные трубы) с землей (в буквальном смысле).

Зачем нужно заземление?

Земля, вернее проводящая часть земли, имеет нулевой электрический потенциал в любой своей точке. Части электроприборов, по которым в нормальном режиме не протекает электрический ток, совершенно безопасны для человека. Другая ситуация в аварийной ситуации при которой по корпусу бытового прибора начинает течь ток. В такой аварийной ситуации прикосновение к корпусу будет представлять серьезную опасность для человека. Именно для защиты человека от поражения электрическим током, а также для защиты от последствий электроаварий (например, пожара) и предназначено ЗАЗЕМЛЕНИЕ.

Почему заземление защищает человека?

Как я сказал, проводящая часть Земли имеет нулевой электрический потенциал. Если на стороне проводника соединенного с землей возникает электрический потенциал (возникает аварийная ситуация), то он будет стремиться сравняться с нулевым потенциалом земли и ток потечет по направлению земли. Специальный электроприбор, отвечающий за аварийное отключение электропитания, также соединен с землей. Между аварийным проводником и устройством защиты возникает электрическая цепь, которая и отключает аварийный участок от электропитания.

Но эта схема защиты сработает, если все элементы электросети соединены с землей. Причем говоря обо всех элементах сети, имеется в виду элементы сети от генераторов подающих электропитания до простой розетки в квартире.

При этом. Схема, по которой сделано заземление основного генератора (источника) электропитания электросети должна совпадать со всеми схемами заземления этой сети. Вернее наоборот. Схемы заземления сети должны соответствовать схеме заземления источника электропитания.

Разделяют три основные системы заземления электросети TN;TT; IT

Система заземления TN (открытые части соединены с нейтралью)

При системе заземления TN одна точка источника питания электрической сети соединяется с землей при помощи заземляющего электрода и заземляющих проводников. Заземляющий электрод имеет непосредственный контакт с землей. При системе заземления TN открытые проводящие части соединяются с нейтралью, а нейтраль соединяется с землей.

Система TN-C

Если нейтраль объединена с защитными проводами (землей) на всем протяжении электросети, такая система называется и обозначается TN-C.

Если нейтраль и защитный проводники разделены на всем протяжении электросети, а объединяются только у источника питания, такая система называется TN-S.

Система заземления TN-C-S

Важно! При системе заземления TN-C-S, запрещено использовать систему TN-C ниже системы TN-S,так как любой обрыв нейтрали в системе TN-C приведет к обрыву защитного провода после системы TN-S.(смотри рисунок)

Система заземления TT-заземленная нейтраль

При системе заземления ТТ средняя точка источника питания соединяется с землей. Все проводящие части электросети соединяются с землей через заземляющий электрод отличный от электрода источника питания. При этом зоны растекания обоих электродов могут пересекаться.

Система заземления IT –изолированная нейтраль

При системе заземления IT полностью изолирована для всей электросети или сопротивление соединения с землей стремится к бесконечности.

На этом все! Относитесь к электрике с почтением!

©Elesant.ru

Другие статьи раздела: Электрические сети

  • Автоматы защиты
  • Виды опор линий электропередачи по материалу
  • Виды опор по назначению
  • Воздушные линии электропередачи проводами СИП
  • Деревянные опоры воздушных линий электропередачи
  • Железобетонные опоры линий электропередачи
  • Железобетонные опоры линий электропередачи
  • Защита человека от поражения электрическим током, прямое и косвенное прикосновение
  • Как получает электроэнергию потребитель низкого напряжения 380 Вольт
  • Колодцы кабельной сети этапы установки

Система заземления TN-S (ПУЭ) — преимущества

Самой эффективной системой защитного заземления, обеспечивающей максимальную защиту людей от поражения электрическим током, является система заземления TN-S.

Раньше в жилых зданиях использовалось заземление морально устаревшего типа TN-С и ГОСТ Р50571 рекомендует заменить его новой, более современной системой защиты. В этой статье рассказывается про особенности системы TN-S, схемах подключения к ней электроприборов, а также о достоинствах и недостатках этого вида защиты.

Описание системы заземления TN-S

Этот вид защитного заземления первоначально был внедрён в 30-х годах ХХ века в европейских странах, где уже более 50 лет является основным. Перед российскими электрокомпаниями сейчас ставится задача перевести на эту схему защиты всех потребителей.

Система заземления TN-S проектируется и устанавливается во всех новых кабельных и воздушных линиях, а так же при замене существующих сетей.

Для этого вместо четырёхжильного провода (A,B,C,PEN) на всём протяжении от трансформаторной подстанции до ввода в здание прокладывается пятижильный кабель (A,B,C,N,PE). В квартиру в этом случае ввод осуществляется трёхжильным проводом (L,N,PE).

Описание системы заземления TN-S имеется в ПУЭ п.1.7.132. В данной схеме нулевой защитный (N) и нулевой рабочий (PE) проводники не связаны между собой на всем протяжении. К потребителю от источника питания приходит три фазы, ноль и заземление, либо фаза, ноль, заземление (при однофазном питании).

Вместо заземления этого типа при реконструкции имеющихся сетей допускается монтаж более простой и дешёвой схемы TN-C-S.

Дело в том, что перевод существующих линий на схему TN-S обходится достаточно дорого. При этом требуется полная замена вводных кабелей с 4 жильных на 5 жильные или реконструкция всех столбов и прокладка дополнительного провода воздушной линии.

Информация! Любая система заземления, применяемая в жилом фонде, предусматривает подвод заземляющего проводника РЕ к квартире и разводку его по всем комнатам и розеткам.

Схема электроснабжения системы TN-S

Система заземления TN-S имеет ряд особенностей, отличающих её от защиты других типов:

  • Нейтральный провод N отделён от заземляющего РЕ на всей длине. Этим она отличается от системы TN-C-S, в которой проводники объединены в линии от подстанции до вводного щита в доме. Единственное место их соединения — заземлённая средняя точка вторичных обмоток питающего трансформатора.
  • Заземляющий провод во вводном щите допускается не заземлять. Вместо этого выполняется система уравнения потенциалов (СУП). Основным заземлителем является глухозаземлённая нейтраль трансформатора, в отличие от заземления TN-C-S, при котором в каждом здании необходимо иметь свой контур заземления, с которым соединяется место разделения PEN-проводника.
  • При обрыве нейтрального провода в любой точке напряжение на корпусе электроприборов отсутствует. Благодаря этому система TN-S является лучшей защищитой потребителей от поражения электрическим током.

Подробно схема заземления TN-S и требования к ней описаны в ПУЭ п. 1.7.3 и показана там же, на рис. 1.7.2.

Название системы TN-S указывает на её основные конструктивные особенности:

В этой схеме защиты исключено попадание питающего напряжения на корпус оборудования. При отгорании нулевой клеммы в щите, обрыве нейтрали или отключении двухполюсного автоматического выключателя в однофазной сети провод РЕ остаётся соединённым с заземлением.

Отсутствие соединения с заземлением после вводного автомата позволяет использовать УЗО или дифференциальный автомат. Работа этих устройств основана на первом правиле Кирхгофа, согласно которому ток в нейтрали в трёхфазной сети равен алгебраической сумме токов всех фаз. В однофазной сети ток в нейтральном проводе равен току в фазном.

При нарушении изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям это равенство нарушается и появляется ток утечки, что приводит к срабатыванию защиты. Его величина зависит от места установки и составляет 30-100мА.

Принцип работы системы заземления TN-S

Электрическая схема питания электроприборов, подключённых к системе TN-S, а аналогична обычной схеме электроснабжения, которая использовалась со времён Теслы и Эдисона. Отличие заключается в наличии дополнительного провода, соединяющего корпус оборудования со средней точкой вторичной обмотки трансформатора. Разделение нейтрали N и заземления РЕ позволяет исключить попадание высокого напряжения на непредназначенные для этого части электроприборов.

В системе заземления TN-S нейтраль трансформатора соединяется с заземляющими устройствами напрямую, без автоматов или рубильников. Такая нейтраль называется «глухозаземлённой».

Согласно ГОСТ Р 50571.1-2009 п.312.2.1.1, заземлять проводник РЕ в дальнейшем нет необходимости. Однако при монтаже этой схемы следует учесть требования ПУЭ п.7.1.87, согласно которым в водном щитке этот провод присоединяется к системе уравнения потенциалов СУП.

Для этого соединяются следующие элементы:

  1. провод РЕ, приходящий из трансформаторной подстанции;
  2. стальные трубы коммуникаций, в том числе те, в которых проложены кабеля;
  3. металлические элементы конструкции и инженерных сооружений.
  4. корпус вводного электрощита и этажных щитков.

При пробое изоляции на корпус через заземление начинает идти ток, что вызывает отключение автоматического выключателя. Если же он недостаточен для срабатывания защиты то, благодаря заземлению, напряжение на корпусе будет отсутствовать. Это позволит избежать электротравмы, а появляющийся при этом ток утечки вызовет срабатывание УЗО.

Соединение большинства бытовых электроприборов с заземлением происходит в розетках с заземляющим контактом, во время монтажа к которому присоединяется провод РЕ.

Важно! В системах защитного заземления TN-S и TN-C-S розетки подключаются трёхжильным кабелем. К заземляющему контакту присоединяется провод с жёлтой или жёлто-зелёной изоляцией.

Достоинства системы TN-S по сравнению с другими системами

На сегодняшний день система защитного заземления TN-S обеспечивает максимально возможную защиту людей от поражения электрическим током. Её надёжность можно ещё больше повысить, если дополнительно установить систему уравнивания потенциалов и подключить УЗО или дифавтомат.

Дополнительное достоинство этого вида защиты в отсутствии необходимости устанавливать контур заземления в каждом доме. Такие заземления, согласно ПТЭЭП п.2.7.9., требуют ежегодной проверки своего состояния. Естественно, в большинстве случаев она проводится формально или не производится совсем, что не делает проживание в доме более безопасным.

Ещё одно преимущество заключается в том, что вся электронная аппаратура, находящаяся в металлическом заземлённом корпусе, оказывается защищённой от высокочастотных помех. Такие помехи создают электробритвы, пылесосы, электросварка и другая аппаратура. Поэтому эту систему предпочитают работники, имеющие дело с компьютерными сетями, телевидением, звукозаписывающей и радиолокационной аппаратурой.

Единственный, но существенный, недостаток этой системы заключается в её более высокой цене, поэтому допускается использовать вместо схемы TN-S уже установленное заземление типа TN-C-S.

Заключение

Подводя итог статье можно увидеть, что система TN-S является лучшей из существующих видов заземления и должна применяться во всех новых электросетях. При невозможности заменить на эту схему существующие линии электропередач следует использовать схему TN-C-S.