Системы заземления tn c tn s tn c s tt it со схемами: Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

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

Системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, IT показаны на рис.1-5 соответственно.

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

• Т — непосредственное соединение нейтрали источника питания с землей;
• I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:

• Т — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землей, независимо от характера связи источника питания с землей;
• N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания.

Буквы, следующие через черточку за N, определяют характер этой связи -функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

• S — функции нулевого защитного РЕ и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;
• С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются одним общим проводником PEN.

Рис. 1. Система заземления, подобная TN-C, которая применяется в России.

Рис. 2. Система заземления TN-S.

В России до настоящего времени применяется система, подобная TN-C (рис.1), в которой открытые проводящие части электроустановки (корпуса, кожухи электрооборудования) соединены с заземленной нейтралью источника совмещенным нулевым защитным и рабочим проводником PEN, т.е. «занулены». Эта система относительно простая и дешевая, однако она не обеспечивает необходимый уровень электробезопасности.

Рис. 3. Система заземления TN-C-S.

Системы TN-S (рис.2) и TN-C-S (рис.3) широко применяются в Германии, Австрии, Франции и других европейских странах. В системе TN-S все открытые проводящие части электроустановки здания соединены отдельным нулевым защитным проводником PE непосредственно с заземляющим устройством источника питания.

Рис. 4. Система заземления ТТ.

При монтаже электроустановок правила предписывают применять для нулевого защитного проводника PE провод с желто-зеленой маркировкой изоляции.

В системе TN-C-S (рис.3) во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник PEN разделен на нулевой защитный PE и нулевой рабочий N проводники.

В системе TN-C-S нулевой защитный проводник PE соединен со всеми открытыми проводящими частями и может быть многократно заземлен, в то время как нулевой рабочий проводник N не должен иметь соединения с землей.

Наиболее перспективной для нашей страны является система TN-C-S, позволяющая в комплексе с широким внедрением УЗО (устройств защитного отключения) обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции. Важное примечание!

В электроустановках с системами заземления TN-S и TN-C-S электробезопасность потребителя обеспечивается не собственно системами, а устройствами защитного отключения (УЗО), действующими более эффективно в комплексе с этими системами заземления и системой уравнивания потенциалов.

Собственно сами системы заземления (без УЗО) не обеспечивают необходимой безопасности. Например, в случае пробоя изоляции на корпус электроприбора или какого-либо аппарата при отсутствии УЗО отключение этого потребителя от сети осуществляется устройствами защиты от сверхтоков — автоматическими выключателями или плавкими вставками.

Быстродействие устройств защиты от сверхтоков, во-первых, уступает быстродействию УЗО, во-вторых, зависит от многих факторов: кратности тока короткого замыкания, которая, в свою очередь, зависит от сопротивления проводников, переходного сопротивления в месте повреждения изоляции, длины линий, точности калибровки автоматических выключателей и др.

Наличие на объекте металлических корпусов, арматуры и пр., соединенных с PE-проводником, повышает опасность электропоражения, поскольку в этом случае вероятность образования цепи «токоведущий проводник — тело человека — земля» гораздо выше. Только УЗО осуществляет защиту от прямого прикосновения.

Внедрение систем TN-S и TN-C-S в европейских странах, к опыту которых мы вынуждены постоянно обращаться, поскольку там рассматриваемые проблемы решались на два десятилетия раньше, также проходило с большими трудностями.

Например, в литературе описан случай, когда электромонтер при подключении одного объекта ошибочно подключил фазу на защитный проводник, что повлекло за собой смертельное поражение нескольких человек.

В плане обеспечения условий электробезопасности при эксплуатации электроустановки серьезной альтернативой вышерассмотренным системам заземления является сравнительно новое, но все более широко применяемое эффективное электрозащитное средство — двойная изоляция.

Достижения химической промышленности в области производства пластиков и керамик, имеющих великолепные механические и электроизоляционные характеристики, позволили значительно расширить ассортимент электробезопасных электроприборов и электроинструментов в исполнении «двойная изоляция», при применении которых тип системы заземления в плане обеспечения условий электробезопасности не имеет значения.

Рис. 5. Система заземления IT.

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

Если фазный провод коснется открытых частей корпуса, произойдет короткое замыкание и сработает автоматический предохранитель. Быстрое отключение предотвращает риск возгорания или поражения людей электрическим током. Если используется система TN-C, не следует использовать дополнительные уравнительные контуры в ванных комнатах.

Содержание

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

Правильно выполненная система заземления является неотъемлемой частью планирования, монтажа и последующей эксплуатации оборудования и установок. Заземление может быть естественным или искусственным, в зависимости от используемых земляных сооружений.

Естественные заземлители представлены всевозможными металлическими предметами, постоянно находящимися в земле. К ним относятся арматура, трубы, сваи и другие конструкции, способные проводить электричество. Однако электрическое сопротивление и другие параметры, присущие этим объектам, не поддаются точному контролю и не могут быть предсказаны. По этой причине ни одно электрооборудование не может нормально эксплуатироваться с таким заземлением. Правила предусматривают только искусственное заземление с помощью специальных заземляющих устройств.

После отделения провода PEN для подключения потребителей будет использоваться система заземления:

Системы заземления TN-S, TN-C, TN-C-S

Прежде чем перейти к рассмотрению типов заземления, важно правильно понять, что такое заземление. При упоминании этого слова у большинства людей в голове возникает образ: металлическая полоса, идущая вдоль фасада здания, которая соединена со стержнем, вбитым в землю.

К сожалению, отсутствие знаний о заземлении часто приводит к ситуациям, когда при попытке найти заземляющую розетку в помещении и не найдя ее, совершается неправильное действие.

Попытки создания заземления путем подключения третьего проводника к различным металлическим предметам. Это особенно актуально, если вы устанавливаете стиральную машину.

Это могут быть трубы отопления, стояки или что-то еще.

И в принципе это действие понятно, ведь предполагается, что трубы проходят через землю, а значит, ток пойдет туда. Но не все так радужно. Такой способ заземления очень опасен.

Ведь если в корпусе стиральной машины произойдет замыкание, то всех людей, которые в этот момент принимают ванну или просто пользуются краном, может ударить током.

В любой из квартир по стояку. И это может привести к летальному исходу.

Что такое заземление?

Поэтому важно иметь хорошее представление о заземлении и делать все в соответствии с требованиями безопасности.

Что такое заземление? По периметру здания вбивается несколько металлических стержней. Они соединены между собой металлическими полосами. Это образует контур заземления. К нему подключены электрические приборы или установки. Это называется заземлением установки (оборудования).

Существует два типа заземления:

1. Защитный – этот тип предусмотрен для всех домов, к которым подведено электричество;
2. Эксплуатационная – присутствует на всех зданиях, служит в основном для защиты от ударов молнии.

Чтобы организовать собственную систему заземления, необходимо определить тип системы заземления, подключенной в вашем здании. Существует общая точка, в которой соединяются обмотки трансформатора. Это называется нейтральной или нейтральной точкой. Название происходит от того, что потенциал нагрузки всегда равен нулю во время стабильной работы.

Существует три типа заземления:

Чтобы понять, что они означают, необходимо расшифровать составляющие их буквы. Первая буква указывает на тип заземления:

• T – нейтральная точка – подключена к земле;
• I – все токопроводящие части изолированы от земли.

Вторая буква может быть использована для указания типа заземления открытых проводящих частей электроустановок, входящих в состав здания:

• T – существующие части соединены с землей, независимо от характера соединения;
• N – части установки непосредственно подключены к заземлению, а для заземления нагрузок имеется отдельный провод PEN.

Все эти решения следует рассматривать только в случае необходимости. В качестве основного типа заземления, которое характеризуется низким напряжением, выступает напряжение до одной тысячи вольт. В этом случае используется система TN. Он включает в себя три поджанра. Они также имеют буквенную аббревиатуру (буквенное обозначение систем заземления):

Эти термины необходимо расшифровать.

Таблица 1.

Поэтому эти три подтипа следует рассмотреть более подробно.

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C широко используется в странах бывшего Советского Союза. И она есть практически во всех многоквартирных домах, называемых домами высших партий.

В этой системе два нулевых проводника (защитный и рабочий) объединены в один проводник под названием PEN. Затем провод прокладывается к распределительному щиту в доме.

В этом случае существующая система выглядит следующим образом:

Схема системы заземления системы TN-C

Из этой схемы видно, что существует 2 типа проводки:

• Однофазный – имеет два провода;
• Трехфазный – имеет четыре проводника.

В этом случае столь распространенная сейчас евророзетка с заземлением просто бесполезна. Потому что его не с чем соединить. Обычно такой тип соединения называют заземлением.

Плюс TN-C в том, что он очень простой и дешевый. Такое заземление защищает только от сверхтоков, в этом случае срабатывают автоматические выключатели.

Однако прерыватели замыкания на землю не могут быть использованы.

Опасность такого типа заземления заключается в том, что однофазное короткое замыкание часто приводит к возгоранию проводников.

Однако существует еще большая опасность разрушения PEN-проводника, также известная как нулевой ожог. В этом случае фазное напряжение появляется на корпусе электроприбора.

Такая ситуация возникает из-за превышения норм потребления, указанных в проекте.

Использование этого типа заземления теперь запрещено для нового строительства.

Система заземления TN-S

Система заземления TN-S. В этой системе нейтральные проводники разделены по всему пути их следования. Проще говоря, перед потребителем в доме или квартире прокладываются два провода. Это рабочая нейтраль (N) и защитная нейтраль (PE). В таких сетях также существует опасность замыкания на корпус электрооборудования, что опасно для жизни.

Схема выглядит следующим образом:

Схема системы заземления TN-S.

Однако, в отличие от заземления TN-C, можно также использовать устройство остаточного тока (УЗО). Это делает систему более безопасной.

В этой системе обрыв нулевой последовательности рабочего напряжения не приводит к возврату фазного напряжения на землю. Основным недостатком TN-S является его дороговизна. В основном он используется в странах Западной Европы, особенно в Великобритании.

Схема заземления TN-C-S

Были предприняты усилия, чтобы сделать систему TN-C более безопасной, не делая ее слишком дорогой. Это привело к созданию системы, объединяющей TN-C и TN-S. В этой системе имеется один общий PEN-проводник до входа в здание, который разделяется на два отдельных нуля, защитный и рабочий проводник. Они снова заземлены.

К сожалению, в России и СНГ система TN-C была модернизирована относительно недавно. Но в большинстве западных стран и США такие изменения были систематическими и начались в 1960-х годах. В системе заземления TN-C-S однофазная система имеет три проводника, а трехфазная – пять проводников.

Схема подключения заземляющего устройства TN-C-S (если это невозможно, используется заземление TT):

Схема системы заземления TN-C-S

В этом случае три провода подключаются к розетке в квартире. Это позволяет подключить заземляющий контакт евророзетки. Если в секции TN-S используется прерыватель замыкания на землю, это обеспечивает хорошую безопасность.

С другой стороны, в секции TN-C возможно перегорание нейтрали и появление фазного напряжения. В этой ситуации необходимо использовать дополнительную систему выравнивания потенциалов.

Но, к сожалению, не все применяют это при замене старого дома.

Основным рабочим документом, определяющим разделение типов заземлений в России, является ПУЭ (в частности, пункт 1.7). В нем описаны характеристики, которые используются для различения существующих систем заземления. Их аббревиатуры основаны на сочетании первых букв слов “Terre”, “Neuter”, “Isole”, что переводится с французского как “земля”, “нейтральный” и “изолированный”.

Что такое нейтралитет

Чтобы понять, чем отличаются различные методы заземления, важно понять, что является нейтралью в любой электрической системе.

Его наличие в составе комплекса проводников, обеспечивающих передачу электроэнергии от подстанции к потребителю, обусловлено следующими обстоятельствами:

1. В трехфазной системе компоненты тока в каждой фазе теоретически должны быть одинаковой величины;
2. При протекании через обратную ветвь, называемую нейтральной, благодаря векторному сложению (три фазы сдвинуты на 120 градусов относительно друг друга), они должны фактически аннулировать друг друга;
3. В действительности, из-за перекоса фаз, вызванного неравномерным распределением нагрузки, обратная составляющая тока через этот проводник постоянно ненулевая.

Важно! Кроме того, перекос может быть значительным, что заставляет уделять особое внимание нейтральному проводнику.

Общая толщина нейтрального проводника, в частности, не должна быть меньше половины сечения фазных шин. В противном случае из-за высоких токовых нагрузок часто возникает такое неприятное явление, как “выгорание нуля”. По этой причине нельзя устанавливать защитные устройства в нулевой проводник, что может привести к его обрыву в случае перегрузок.

Но проводимость земли сильно варьируется в зависимости от типа почвы и местоположения, поэтому невозможно стандартизировать ее проводимость там, где электрические заряды рассеиваются этими объектами. Кроме того, использование металлических фитингов, труб и ферм приводит к ускоренной коррозии и ухудшению их прочностных характеристик. По этой причине при эксплуатации электрооборудования нельзя использовать естественное заземление.

Системы с глухо заземленным нейтральным проводником

Система TN C была впервые разработана компанией AEG в начале 20-го века. Классической формой является обычная система электроснабжения с тремя фазными проводами и одним нейтральным проводом. Это одновременно функциональный (N) и защитный (PE) “ноль”, который надежно заземлен. Все корпуса и доступные токопроводящие части оборудования подключены к нему. Наибольшая проблема для системы возникает при обрыве нейтрального проводника, когда на активных частях корпусов оборудования появляется сетевое напряжение, в 1,73 раза превышающее фазное. При нормальной работе контакт фазного провода с корпусом вызовет короткое замыкание, но благодаря специальным устройствам произойдет мгновенное отключение, что защитит людей от поражения электрическим током. В странах СНГ схема заземления TN C используется для наружного освещения и в зданиях, построенных до 1990-х годов.

Система TN-S

Самая надежная и безопасная система заземления TN-S была разработана еще до Второй мировой войны. Его главной особенностью является раздельное использование проводников рабочей и защитной нейтрали, начиная от генератора. Для трехфазного питания используется пять проводников, для однофазного – три. Электробезопасность обеспечивается практическим резервированием защитного проводника. Независимо от места разрыва N-проводника, система остается относительно безопасной. Позже благодаря этому методу заземления была разработана дифференциальная автоматика.

ГОСТ P50571 и новая редакция ПУЭ предписывают использование системы TN-S при электроснабжении новых зданий, при капитальном ремонте зданий. Однако его широкому использованию препятствуют высокая стоимость и тот факт, что весь российский энергетический сектор работает на основе четырехпроводной системы электроснабжения.

Система TN-C-S

Компромиссным вариантом является система TN-C-S, которая обладает преимуществами TN-S, но значительно дешевле по стоимости. Идея заключается в том, что питание от трансформатора осуществляется через объединенный нейтральный проводник “PEN”, который плотно заземлен. Провод PEN разделяется на защитную нейтраль и рабочую нейтраль после ввода в здание, но разделение возможно и до ввода в здание. Если провод PEN оборван между электростанцией и зданием, на корпусах электроустановок появится опасное напряжение. Поэтому в системе заземления TN C S предусмотрены специальные меры для защиты PEN-проводника.

Система TT

Наиболее экономичным способом подачи электроэнергии в сельской местности являются воздушные линии. Система TN-S, как наиболее безопасная, является дорогостоящей, а в системах заземления TN-C и TN-C-S трудно надежно защитить нулевой проводник PEN. По этой причине часто используется система TT с заземленным нейтральным проводником на источнике питания. В случае трехфазного электроснабжения система работает в четырехпроводной системе с одним нейтральным проводником.

Вблизи токоприемника выполняется местное заземление, к которому подключаются токоведущие части и корпуса приборов. В случае обрыва нулевого провода, что не редкость за городом, на корпусе прибора не возникает опасного напряжения благодаря местному заземлению. В городских районах система TT используется для питания временных зданий, где необходимо установить отключающие устройства и обеспечить молниезащиту.

ИТ-система

Это система, в которой нейтральный проводник полностью изолирован от земли или соединен с ней через высокое сопротивление, а потребитель энергии имеет собственное защитное заземление. Все токопроводящие части оборудования надежно заземлены. Система IT используется в электроустановках объектов с повышенными требованиями к безопасности, например, больниц для медицинского оборудования, шахт и карьеров. В переносных электростанциях также используются изолированные нулевые провода, что позволяет использовать подключенное оборудование без заземления. В прошлом IT-система также широко использовалась для энергоснабжения деревянных домов. В Советском Союзе из-за отсутствия заземления в домах долгое время использовались сети 127/220 В с изолированными нулевыми проводами. От этого отказались с введением панельного домостроения.

Сами заземляющие устройства раньше выглядели как набор трехметровых стальных стержней, заглубленных на несколько метров в землю, вершины которых соединялись стальной лентой. Полученный огромный контактный элемент проверялся на сопротивление, и если оно превышало стандартное значение, вкапывались дополнительные стержни до достижения желаемого результата. Недостатками этого решения были большая площадь поверхности и недостаточная коррозионная стойкость. Современные системы заземления лишены этих недостатков. В их основе лежат стальные стержни с медным покрытием, которые можно соединить с латунными рукавами и загнать на глубину 50 метров. Сверху они соединены медной лентой. Благодаря такой конструкции они могут быть установлены в любой тип почвы, не требуют земляных работ и занимают мало места.

Благодаря таким заземлениям и системам заземления обеспечивается электробезопасность людей.

Важно! В системах заземления TN-S и TN-C-S розетки соединяются трехжильным кабелем. К заземляющему контакту подключается желтый или желто-зеленый изолированный провод.

Это почти система TN. Однако проводники защитного (PE) и рабочего (N) заземления объединяются в один проводник (PEN) для всей линии от трансформатора до установки.

Это почти система TN. Однако, в отличие от TNC, проводники N и PE не соединены друг с другом, а разделены по всей линии от трансформатора до установки.

TNCS означает, что проводники PE и N соединены только на участке линии.

системы заземления tn-c-s

Информационная система

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

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленных и бытовых электроприборов и сетей электроосвещения одним из основных факторов, обеспечивающих их функциональность и электробезопасность, является тщательно продуманная и правильно выполненная система заземления. Основные требования к системам заземления можно найти в Кодексе по электроустановкам (CIE). Различают естественное заземление и искусственное заземление в зависимости от способа и метода присоединения заземляющих конструкций, оборудования или предметов к соответствующим проводникам, корпусам аппаратов, приборам или конкретным точкам сети.

Естественное заземление – это любой металлический предмет, постоянно находящийся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, поскольку электрическое сопротивление токам заземления и электрическим зарядам от таких объектов трудно контролировать и прогнозировать, использование естественного заземления при эксплуатации электрооборудования запрещено. Правила предусматривают использование только искусственного заземления, при этом все соединения должны быть выполнены с предусмотренным для этой цели заземляющим устройством.

Сопротивление системы заземления – это основная стандартизированная величина, определяющая, качественная система заземления или нет. Измеряется сопротивление току, протекающему на землю через заземленное устройство. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния земли, а также от особенностей конструкции и материалов заземлителя. Решающим фактором, влияющим на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления, является ПУЭ, разработанный в соответствии с принципами, классификациями и методами систем заземления, утвержденными специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления обычно обозначаются комбинацией первых букв французских слов: “Терре” – Земля, “Матка” – нейтральный, “Isole” – изолированный, и английские слова: “объединенные” и “разделенные” – объединенные и разделенные.

• T – заземление.
• N – подключение к нейтральному проводнику.
• I – изоляция.
• C – функциональное подключение, подключение функционального и защитного нулевого проводника.
• S – Раздельное использование функциональных и защитных нейтральных проводников во всей сети.

В названиях систем искусственного заземления, приведенных ниже, первая буква обозначает способ заземления источника электроэнергии (генератора или трансформатора), а вторая – способ заземления потребителя. Принято различать системы заземления TN, TT и IT. Первая поставляется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для того чтобы понять различия и методы построения перечисленных систем заземления, необходимо более подробно проанализировать каждую из них.

1. Системы с непосредственно заземленной нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение для систем, использующих общую глухую нейтраль генератора или понижающего трансформатора для соединения функционального и защитного нейтрального проводника. В этом случае все корпусные токопроводящие части и экраны потребителей должны быть подключены к общему нейтральному проводнику, соединенному с этим нейтральным проводником. Согласно ГОСТ P50571.2-94, нейтральные проводники различных типов также обозначаются латинскими буквами:

• N – функциональный “ноль”;
• PE – защитный “ноль”;
• PEN – подключение функционального и защитного нулевого проводника.

Система заземления TN, построенная с использованием глухого заземления нейтрали, характеризуется подключением функциональной “нейтрали” – N (нейтрального) проводника – к контуру заземления вблизи трансформаторной подстанции. Конечно, в этой системе не используется заземление нейтрали с помощью специального компенсирующего устройства, например, дугогасительного дросселя. На практике используются три подкласса системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются способом соединения нейтральных проводов “N” и “PE”.

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, система TN-C характеризуется соединением функционального нулевого провода с защитным нулевым проводом. Классическая система TN-C – это традиционная четырехпроводная система с тремя фазными и одним нулевым проводником. Основным заземляющим проводником в этом случае является нейтраль без напряжения, к которой все открытые части, корпуса и металлические детали оборудования, способные проводить электричество, должны быть подключены дополнительными нейтральными проводниками.

Эта система имеет несколько существенных недостатков, главным из которых является потеря защитной функции в случае обрыва или перегорания нейтрального проводника. В этом случае на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появляются опасные для жизни напряжения. Поскольку в этой системе не используется отдельный защитный проводник PE, все подключенные розетки не заземлены. Поэтому используемое электрооборудование должно быть заземлено – части тела должны быть соединены с нулевым проводом.

Если фазный провод коснется корпуса таким образом, предохранитель сработает из-за короткого замыкания, и риск поражения людей электрическим током или возгорания искрящего оборудования будет устранен путем быстрого аварийного отключения. Важным ограничением на обязательное заземление бытовых приборов, о котором должны знать все люди, проживающие в помещениях, оборудованных системой TN-C, является запрет на использование дополнительного уравнительного заземления в ванных комнатах.

Сегодня эта система все еще используется в старых жилых домах, а также в системах уличного освещения, где риски сведены к минимуму.

Система TN-S

Более прогрессивная и безопасная система, чем TN-C, TN-S, с разделенными рабочим и защитным напряжениями, была разработана и внедрена в 1930-х годах. При высоком уровне электробезопасности для людей и оборудования это решение имеет один, но довольно существенный недостаток – высокую стоимость. Поскольку разделение нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников осуществляется непосредственно на подстанции, трехфазное напряжение подается по пяти проводникам, а однофазное – по трем. Глухая нейтральная точка генератора или трансформатора используется для соединения обоих нейтральных проводников на стороне источника.

ГОСТ Р50571 и действующее издание ПУЭ требуют применения системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности, на всех критически важных объектах и строящихся или капитально ремонтируемых зданиях. К сожалению, высокий уровень стоимости и ориентация российской энергетики на четырехпроводные трехфазные схемы питания препятствуют широкому использованию и внедрению TN-S.

Система TN-C-S

Для снижения стоимости оптимальной по безопасности, но дорогостоящей системы TN-S с разделенными нейтральными проводниками N и PE было разработано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим стоимость питания TN-C. Суть данного способа подключения заключается в том, что электроэнергия подается от подстанции с помощью комбинированного нейтрального проводника “PEN”, соединенного с глухим нейтральным проводником. На входе в здание он разветвляется на защитный проводник “PE” и другой проводник, выполняющий функцию рабочего заземления “N” на стороне потребителя.

Эта система имеет существенный недостаток – если PEN-провод между трансформаторной подстанцией и зданием поврежден или перегорел, то на PE-проводе, а значит, и на корпусах всего связанного с ним оборудования появится опасное напряжение. Для системы TN-C-S, которая является довольно распространенной, правила требуют специальных мер для защиты PEN-проводника от повреждений.

Система заземления TT

При использовании традиционных воздушных линий электропередачи в сельских и пригородных районах трудно обеспечить надлежащую защиту PEN-проводника составного заземления для системы TN-C-S, что небезопасно. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает “глухое” заземление нейтрали источника и передачу трехфазного напряжения на четыре проводника. Четвертый – “N” – функциональный нейтральный. Со стороны потребителя выполняется местное, обычно модульное, заземление, к которому подключаются все защитные заземляющие проводники PE, связанные с компонентами шкафа.

Для такого типа заземления необходимо использовать защитные разъединители, а также технические меры молниезащиты.

1. Системы с изолированной нейтральной точкой

Во всех описанных выше системах нейтральная точка соединена с землей, что делает их достаточно надежными, но также имеет ряд серьезных недостатков. Гораздо лучше и безопаснее системы, в которых нейтральная точка либо полностью отключена от земли, либо заземлена с помощью специальных высокоомных приборов и устройств. Например, как в IT-системе. Этот тип соединения часто используется в медицинских учреждениях для питания оборудования жизнеобеспечения, на нефтеперерабатывающих заводах, электростанциях, в исследовательских лабораториях с особо чувствительной аппаратурой и других чувствительных установках.

ИТ-система

Классическая система, главной особенностью которой является изолированная нейтраль источника – “I” – и наличие контура защитного заземления – “T” – на стороне потребителя. Напряжение от источника к потребителю передается по как можно меньшему количеству проводников, и все токопроводящие части корпуса оборудования потребителя должны быть надежно соединены с заземляющим проводником. В архитектуре ИТ-системы нет нейтрального N-функционального кабеля между источником и потребителем.

Надежное заземление – гарантия безопасности

Все существующие схемы заземления предназначены для обеспечения безопасной и надежной работы электроприборов и оборудования, подключенных со стороны потребителя, а также для предотвращения поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и строительстве систем энергоснабжения, в которых функциональное и защитное заземление является неотъемлемым компонентом, необходимо минимизировать возможность возникновения опасных для жизни и здоровья напряжений на токопроводящих корпусах промышленного оборудования и приборов.

Система заземления должна либо снимать опасный потенциал с поверхности объекта, либо обеспечивать срабатывание соответствующих защитных устройств с минимально возможной задержкой. В каждом конкретном случае ценой технического совершенства или, напротив, неадекватности используемой системы заземления может стать самое дорогое – человеческая жизнь.

Читайте далее:

• Классифицируются ли помещения как влажные в соответствии с ESM?.
• Система выравнивания потенциалов.
• Глава 2. 7. Заземляющие устройства Приказ Минэнерго России от N 6 (издан от ) об утверждении Правил технического обслуживания электроустановок потребителей (зарегистрирован в Минюсте России N 4145).
• Самый возмутительный вопрос – заземление; Школа электриков: электротехника и электроника.
• Электрощиты на лестничных клетках: что должны делать сотрудники управляющих компаний – Рамблер/.
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 1. 7. Меры заземления и защиты для обеспечения электробезопасности (6-е издание) от 30 апреля 1980 года.
• Защита при косвенном контакте; Школа для электриков: Электротехника и электроника.

Система заземления TNC: подробное объяснение, недостатки, схемы

Система заземления TN-C (или система TN-C): распределительная система, в которой установки подключаются к заземленной токоведущей части источника питания проводниками PEN, PEM или PEL [этот термин определен в IEC 60364-1].

BS7671 дает следующее определение: система, в которой функции нейтрали и защиты объединены в одном проводнике по всей системе.

Значение букв T, N, C

Буквенные коды, используемые для обозначения типов систем заземления, имеют следующие значения.

Первая буква определяет наличие или отсутствие заземления токоведущих частей источника питания:

• Т – заземлена одна токоведущая часть источника питания.

Могут быть предусмотрены дополнительные заземляющие проводники PEN, PEM, PEL и защитный заземляющий проводник (PE) в распределительной сети (при наличии).

Вторая буква указывает на заземление открытых токопроводящих частей электроустановки или наличие электрического соединения между открытыми токоведущими частями и заземленной токоведущей частью источника питания:

• Н -детали имеют непосредственную связь с заземленной токоведущей частью источника питания, выполненную проводниками PEN, PEM, PEL или защитными заземляющими проводниками (PE).

Следующие за Н буквы указывают, как выполняется электрическое соединение между заземленной токоведущей частью источника питания и открытыми токопроводящими частями электроустановки в распределительной сети, а также назначают особенности расположения проводников, осуществляющих функции защитного заземляющего провода (PE) и нейтрального (N), среднего (M) или заземленного провода (LE) в распределительной системе:

• C – указанное соединение осуществляется по всей распределительной системе с помощью проводников PEN, PEM или PEL. Функции защитного заземляющего проводника и нулевого, среднего или заземленного линейного проводника обеспечиваются по всей распределительной системе посредством единственного проводника соответственно – PEN, PEM или PEL.

Описание системы заземления TNC

В системе заземления типа TN-C (см. рис. 1) заземляется одна из токоведущих частей источника питания, обычно нейтраль трансформатора. Все открытые проводящие части электрооборудования класса 1, установленного в электроустановке здания, имеют электрическое соединение с заземленной нейтралью трансформатора. PEN-проводники, как правило, используются для обеспечения этого соединения как в низковольтной распределительной сети, так и в электроустановке здания. Если воздушная линия (ВЛ) входит в состав распределительной сети, то ее PEN-проводник заземляют, как правило, в нескольких точках, выполняя так называемое повторное заземление PEN-проводника.

PEN-проводник распределительной электрической сети «начинается» на соответствующей шине защитного заземления и нейтрали (PEN-шине) низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции и «заканчивается» на вводном зажиме распределительного устройства электроустановки здание. С этой клеммы начинаются PEN-проводники электроустановки здания, к которым, как правило, присоединяются все открытые токопроводящие части электрооборудования I класса. То есть PEN-проводник, как защитный проводник, пронизывает всю систему электроснабжения от источника питания до открытых токопроводящих частей электроустановки здания.

Однако в некоторых случаях открытые проводящие части электрооборудования класса I могут быть соединены не только с PEN-проводниками, но также и с защитными заземляющими проводниками (PE) электроустановки здания. Например, при использовании в электроустановке здания трехфазного электрооборудования I класса, не имеющего нейтрали и не требующего для своей нормальной работы наличия нулевых проводников (см. схему 2), подключают защитные проводники к их открытым токопроводящим частям.

Если электроустановка здания присоединена к ВЛ и ответвление от ВЛ к истоку выполнено неизолированными проводами, PEN-проводник распределительной электрической сети «заканчивается» на зажиме, соединяющем его с ВЛ PEN-проводник вводного кабеля электроустановки здания.

Примеры схем системы заземления TN-C

Схемы систем заземления TNC показаны ниже.

Схема 1. Система TN-C 3-фазная 4-проводная

На схеме 1 показаны:

• 1 – схема заземления источника питания
• 2 – устройство заземления электроустановки здания
• 3 – открытые проводящие части
• 4 – защитный контакт розетки
• ТС – трансформаторная подстанция
• UC – подземный кабель
• ВЛ – ВЛ

Схема 2. Система TN-C 3-фазная, 4-проводная с функциями нейтрального и защитного проводника, объединенными в одном проводнике по всей системе распределения [на основе рисунка 31C1 IEC 60364-1]Диаграмма 3. Система TN-C, 1-фазная , 2-проводная схема 4. Система TN-C, 3-фазная, 3-проводная схема 5. Система TN-C, однофазная, 2-проводная с заземленным фазным проводом и функциями защитного проводника, объединенными в одном проводнике по всей распределительной системе [на основе рисунок 31C2 МЭК 60364-1]

При заземлении системы типа TNC проводник PEN обычно разделяется на защитный проводник и нулевой проводник на клеммах стационарного электрооборудования. Если переносное и ручное электрооборудование I класса подключается через штепсельные розетки, то PEN-проводник в штепсельной розетке отделяется.

При реализации системы TN-C сечение PEN-проводников в электрических цепях электроустановки здания не может быть менее 10 мм ² для меди и 16 мм ² для алюминия. Сечение фазных проводов в оконечных цепях освещения обычно 1,5 и 2,5 мм ² , в оконечных цепях розеток 2,5 мм ² .

В электроустановке здания, соответствующей системе заземления типа TN-C, PEN-проводник должен присутствовать во всех распределительных цепях и в подавляющем большинстве оконечных цепей. Разделение PEN-проводника в такой электроустановке здания допускается производить только при подключении ручного и переносного электрооборудования I класса, осуществляемого посредством штепсельных розеток.

Кроме того, проводники PEN заменяют защитные проводники в ограниченном числе оконечных цепей, проводники которых имеют сечение менее 10 мм ² для меди и 16 мм ² для алюминия, а также в некоторых однофазных конечные цепи. Такие цепи обычно являются конечными цепями розеток и освещения. В других концевых цепях должны использоваться PEN-проводники.

Систему TN-C можно легко реализовать при подключении недавно построенной низковольтной установки к существующей или строящейся распределительной сети. Однако при таком типе заземления системы трудно обеспечить такой же уровень электробезопасности, как в системах TN-C-S, TN-S и TT. Кроме того, низковольтные установки, соответствующие системе заземления типа TN-C, характеризуются повышенным уровнем электромагнитных помех, негативно влияющих на чувствительное информационное оборудование. По этой причине заземление системы типа TN-C допустимо только в системах распределения электроэнергии, которые включают в себя низковольтные установки специального назначения.

В чем разница между TNC и TNCS?

Таким образом, тип системного заземления TN-C практически невозможно реализовать в наиболее распространенной системе распределения электроэнергии, состоящей из распределительной сети и подключенной к ней электроустановки здания, поскольку в электрических цепях должны использоваться защитные проводники РЕ подавляющего большинства электроустановок зданий. Более того, можно утверждать, что, исходя из их применения к электроустановке здания, на схеме 1 показан пример системы TN-C-S, а не системы TN-C. Это не противоречит требованиям IEC 60364-1 к типам систем заземления.

Основным критерием, на основании которого выделяют типы систем заземления TN-C и TN-C-S, является разделение PEN-проводника со стороны системы распределения электроэнергии. Международный стандарт устанавливает следующие общие правила:

• если в качестве защитного проводника в системе распределения электроэнергии используется только PEN-проводник, то это система TN-C;
• , если в части электрической распределительной системы PEN-проводник разделен на два проводника, защитный проводник и нейтральный проводник, то это система TN-C-S.

В то время как стандарты допускают защитные проводники в системе электроснабжения, соответствующие системе заземления типа TN-C, они не предписывают никаких требований относительно «размера» той части электроустановки здания, в которой защитные проводники используются.

Поэтому иногда крайне сложно правильно определить тип системы заземления TN-C или TN-C-S в конкретной электроустановке здания, если в какой-либо ее части используются защитные проводники. Для решения этой задачи можно применить дополнительный критерий – «размер» части электроустановки здания, в которой используются PEN-проводники.

Каковы недостатки заземления TN-C?

«Классическая» система TN-C может быть реализована только в тех низковольтных установках специального назначения, в которых имеется небольшое количество приборов класса I, подключенных к электрическим цепям, изготовленным из медных проводников сечением 10 мм ² или более, или с алюминиевыми жилами сечением 16 мм ² и более. Поскольку доля таких низковольтных установок незначительна, а таких установок в зданиях практически не существует, тип системного заземления TN-C можно рассматривать как «теоретический» тип системного заземления, обычно используемый для уточнения 4 «практичные» типы систем заземления TN-S, TN-C-S, TT и IT.

Обеспечение надлежащего уровня электробезопасности в электроустановках зданий в значительной степени зависит от надежного функционирования защитных проводников, а именно от обеспечения непрерывности их цепей. Непрерывность цепи защитного проводника может поддерживаться сколь угодно долго за счет пропускания небольшого тока при нормальных условиях, что не ухудшает качество соединения клемм с течением времени. По PEN-проводнику постоянно протекают значительные рабочие токи, что может привести к ухудшению качества соединения контактов и даже к потере электрической непрерывности в PEN-цепи.

Важно! При системе заземления типа TN-C нельзя обеспечить такой же уровень электробезопасности в электроустановках зданий, как при системах заземления типов TN-C-S и TN-S. Более высокий уровень электробезопасности в системах TN-C-S и TN-S достигается прежде всего за счет применения в электроустановках зданий индивидуальных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения значительно ниже токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам.

Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное влияние на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери электрической непрерывности в цепи защитного проводника значительно ниже, чем в PEN-проводнике.

Поэтому в электроустановках зданий, «эксплуатируемых» обычными людьми, следует применять защитные проводники с более высокой степенью надежности, чем PEN-проводники. По этой причине обоснован запрет некоторых стран на применение системы заземления типа TN-C для жилых и общественных зданий, коммерческих учреждений и медицинских учреждений, где использование PEN-проводников в электрических цепях запрещено национальными стандартами.

Таким образом, логично предположить, что низковольтные электроустановки, соответствующие системе заземления типа TN-C, должны эксплуатироваться обученными и квалифицированными лицами, прошедшими специальную подготовку, позволяющую им понимать риски и избегать опасностей, связанных с электричество.

Каталожные номера

1. МЭК 60364-1
2. БС 7671:2018+А2:2022
3. Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий. Издание 6-е, перераб. и доп. – М.: ПТФ МИЭЭ, 2012. – 304 с.

Было ли это полезно?

ДаНет

Типы систем заземления TN, TT, IT и системы заземления – Aktif

Содержание

В настоящее время технические установки во всех отраслях промышленности характеризуются все возрастающей сложностью и автоматизацией. От высокоразвитых производственных линий до робототехники количество оборудования, для бесперебойной работы которого требуется надежный источник питания, неуклонно растет. Поэтому основы надежности и доступности установки уже заложены выбором правильной системы электропитания. Наряду с защитой персонала и противопожарной защитой отказоустойчивость является ключевым фактором при выборе соответствующего источника питания. На этапе планирования установки доступны три типа системы: система TN, система TT и система IT.

Меры защиты всегда требуют согласования заземления, типов токопроводящих проводников и средств защиты по отношению к типам систем заземления. В этом разделе описываются системы и их заземление в соответствии с IEC 60364-1.

Стандарт оценивает следующие характеристики системы распределения;

• Типы систем токопроводов;
• Типы заземления системы.

В результате получены следующие значения характеристик для типа распределительной системы

• Тип и количество активных проводников системы

Системы различаются на системы переменного и постоянного тока.

В стандарте учитываются следующие системы проводов под напряжением.

Типы систем заземления

Различные используемые коды основаны на отношении распределительной системы к земле и взаимосвязи открытых проводящих частей электроустановки с землей. Используемые коды имеют следующее значение;

Первая буква	Связь распределительной системы с землей
Т	Прямое соединение одной точки с землей;
я	Все токоведущие части изолированы от земли или одна точка соединена с землей через импеданс
Второе письмо	Отношение открытых проводящих частей установки к земле
Т	Прямое электрическое соединение открытых проводящих частей с заземлением независимо от заземления любой точки энергосистемы;
Н	Прямое электрическое соединение открытых проводящих частей с заземленной точкой энергосистемы (в системах переменного тока заземленной точкой энергосистемы обычно является естественная точка или, если нейтральная точка отсутствует, фазный провод).
Последующее письмо	Расположение нейтральных и защитных проводников
С	Защитная функция, обеспечиваемая проводником, отделенным от нейтрали или от заземленной линии (или в системах переменного тока, заземленной фазы).
С	Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводнике (PEN-проводник)
ПЭ	Защитный проводник.

Основные распределительные системы;

Система TN, Система TT, Система IT

Система TN

Распределительные системы TN имеют одну точку с прямым заземлением, открытые проводящие части установки соединены с этой точкой защитными проводниками. Существуют различные типы систем TN в отношении расположения нейтральных и защитных проводников. Они следующие;

• Система TN-S: во всей системе используется отдельный защитный провод;
• Система TN-C-S: функции нейтрали и защиты объединены в одном проводнике в части системы;

Система

• TN-C: функции нейтрали и защиты объединены в одном проводнике по всей системе.

Система TT

Распределительная система TT имеет одну точку, непосредственно заземленную, при этом открытые проводящие части установки электрически соединены с заземляющими электродами

независимо от заземлителей энергосистемы.