Заземена неутрална система. Заземителни системи за електрически инсталации

- отклоняване на напрежението, възникнало на място, застрашаващо безопасността, към място, където няма да навреди на никого: това мястото е земята. Заземяването свързва всички тоководещи части, които при нормална работа не са под U, със земята.

Нулиране - това е свързването на всички части на електроуреда, които не трябва да са под U, с работеща нула. В този случай, ако възникне прекъсване на фазата на тоководещите части, които са под работната нула, тогава ще възникне късо съединение и прекъсвачизключете захранването на електрическия уред. Това разбира се е по-малко безопасно от заземяването, късо съединение може да причини последващи неизправности в устройството. За съжаление, нулирането е основният вид защита в повечето жилищни помещения.

Заземителни системи

Помислете за системите, използвани в домашните помещения:

TN-C

Първата буква T означава, че неутралът на захранването е свързан към земята, което означава, че проводникът на работната нула на подстанцията отива в земята. Втората буква - N - означава връзката на отворени проводими части на електрическата инсталация на сградата с точката на заземяване на източника на захранване. Третата буква - C - означава, че защитната и работната нула са на една и съща обща PEN, т.е. работната нула е защитна. Всъщност тази система е самото „нулиране“. Най-несигурната от системите. Всички тоководещи части, които не трябва да са под U, са под работна нула. Защитата се изгражда върху действието на автомата след късо съединение. Защитната и работната нула са в един и същ проводник към таблото.



Фигура 1 TN-C система

1 - открити проводящи части.

2- захранване

3- табло за апартамент.

TN-S

Фиг. 2 TN-S система

2-захранване

Представената диаграма показва, че два отделни проводника преминават от източника на захранване към работната нула и към земята, след което проводниците не се срещат.

TN-C-S

Това е подобрена TN-C система. Функциите на нулевия работен и нулевия защитен проводник се комбинират в един проводник в частта от мрежата, която идва от източника на захранване. След това в определена зона се добавя заземен проводник. За многоетажни сградиобикновено към ASU се добавя заземен проводник (въвеждащ Разпределителна апаратурана къща). Тази система осигурява и достатъчна сигурност.



Фигура 3 TN-C-S система

1-изложени проводящи части

2-захранване

3-Табло за апартамент

Диаграмата показва мрежата преди модернизация - система TN-C и след модернизация - система TN-C-S.

ТТ система

Обикновено се използва при изграждането на частни къщи. Втората буква T означава, че заземяването и работната нула не са свързани никъде. Първото писмо вече беше споменато по-горе. Три проводника влизат в къщата по същия начин, както в системата TN-S: работна нула, фазов проводники заземяване. Едва сега заземителният проводник не идва от източник на захранване (както в системата TN-S), но в близост до частна къща е инсталиран собствен заземяващ контур в съответствие с всички правила на PUE (правила за електрическа инсталация), той от заземяващия контур идва заземителният проводник.

Фигура 4 TT система

1-изложени проводящи части

2-захранване

3-земна верига в близост до частна къща и проводник, простиращ се от нея.

Най-съвършеният за днес, заземителна система "TN-S"(тип електрическа мрежа), силно препоръчан за използване от PUE (Правила за електрическа инсталация).В Русия все още се използва система, подобна на TN-C (системата TN-C е забранена в ново строителство, в еднофазни и постоянен ток. Това изискване не се прилага за клонове от въздушни линии с напрежение до 1 kV към еднофазни потребители на електроенергия - PUE 1.7.132).

Заземителна система "TN-S"- от доставка подстанциина потребителя отиват две различни нулеви проводници: N - работна нула и PE - защитна нулаПо този начин се осигурява най-голяма електрическа безопасност, както за хората, така и за електрическите консуматори.

В случай на повреда на корпуса, токът на утечка протича през заземяващия (заземяващ) проводник към защитната нула - PE, което причинява изключване RCD(токовете през диференциалния трансформатор към товара и обратно не са равни). И при голям ток на утечка работи прекъсвач

Като цяло системата за заземяване "TN-S" е разработена за първи път през 30-те години на миналия век и въведена на територията на европейските страни, в които последните години 50 е основната схема за защита на потребителите на електроенергия. Най-вероятно същата задача е изправена пред руските предприятия за електрически мрежи, тъй като при проектирането на нови линии за развитие на захранването се препоръчва използването на пет ядра електрическа инсталацияЗа трифазни входовеи трижилен - за монофазно свързване, започвайки от източника на захранване и завършвайки с изхода на конкретен абонат. Както знаете, препоръките много често се превръщат в норми и разпоредби на стандарти, но засега един от етапите на такъв преход е задължителната електрическа инсталация според системата заземяване TN-С-S, тъй като директният преход от TN-С към TN-S включва големи капиталови инвестиции и е сравним с изграждането на нова водноелектрическа централа.

Фиг. 1. TN-C система

Фиг.2. TN-S система

Фиг.3. TN-C-S система

Какво му е забележителното, ако се налага макар и постепенен, но задължителен преход? За да разберем, нека първо го разгледаме. електрическа схема. Тя е напълно идентична с традиционната система за електрозахранване, където освен тоководещи линии е включен и неутрален проводник, с важната разлика, че към веригата се добавя още един неутрален проводник, който също не изисква повторно заземяване на линията “N” или на линията “PE”, която се извършва само при първоначалното захранване. По този начин им позволява да отделят своите работници и защитни функциина отделни захранващи шини. Тоест работният проводник "N" изпълнява само функциите на ЕМП ( електродвижеща сила - физическо количествохарактеризиращи работата на външни (непотенциални) сили в източници на постоянна или променлив ток. В затворена проводяща верига ЕМП е равна на работата на тези сили при преместване на един положителен заряд по веригата), а проводникът „PE“ е само защитна функция, като същевременно се постига пълна изолация един от друг. Такава електрическа схема е особено подходяща в контекста на проблеми, когато няма абсолютно никакъв контрол върху състоянието на защитните заземени вериги, както можете да видите, необходимостта от това е напълно елиминирана.

Сега, след като разбрахме електрическата верига, става очевидно, че такава система за заземяване "TN-S" осигурява максимална защита електрическо оборудванеи самият човек. Освен това, той елиминира високочестотни сигнали и други смущения в потребителските линии, идващи от някои устройства. Сигурно всеки от нас е наблюдавал подобна ситуация, когато в следващата вратанякой е използвал електрическа самобръсначка, понякога бормашина или машина за заваряване, на телевизионния екран се появи тракащо изкривяване. Такава система, ако не напълно, то повечетосмущения, осцилаторни и електромагнитни възбуждения, които понякога възникват в електрически мрежи, със сигурност изключва. Следователно системата за заземяване TN-S е много любима на служители, които работят с информационно, телекомуникационно, радарно или локално оборудване, тъй като максималната изолация от корпуси и кутии на други електрически устройства, както и пикапи през "земята", с други думи, от източници на смущения.

Конвенциизаземителни системи:

Първа буквае състоянието на източника, неутрален по отношение на земята.

T- заземена неутрала.
аз- изолирана неутрална.

Второ писмо- състояние на откритите проводящи части спрямо земята.

T- откритите проводими части са заземени независимо от връзката със земята на неутрала на електрозахранването или която и да е точка от захранващата мрежа.
н- откритите проводими части са свързани към мъртво заземен неутрал на източника на захранване.

Букви след Н- комбинация в един проводник или разделяне на функциите на нулевия работен и нулевия защитен проводник.

С- нулев работен (N) и нулев защитен (PE) проводници са разделени.
СЪС- функциите на нулевия защитен и нулевия работен проводник се комбинират в един проводник (PEN-проводник).

Електрозахранващите системи се класифицират от Международната електротехническа комисия (IEC) в зависимост от начина на заземяване на разпределителната мрежа и приложените мерки за защита срещу повреда. токов удар. Разпределителните мрежи са разделени на мрежи с заземен нулаи мрежи с изолиран неутрален. Стандартът IEC-364 подразделя разпределителните мрежи в зависимост от конфигурацията на тоководещите проводници, включително нулевия работен (неутрален) проводник, и типовете заземителни системи. В този случай се използва следната нотация. Първата буква, I или T, характеризира връзката със земята на тоководещи проводници (заземяване на мрежата). Втората буква, T или N, характеризира връзката към земята на отворени проводящи части (HFC) и проводящи части на трети страни (HFC) (заземяване на оборудването).
Първа буква (I или T) Първата буква I означава, че всички тоководещи части са изолирани от земята, или - че една точка от мрежата е свързана към земята чрез съпротивление или - чрез искрова междина или - въздух празнина. Мрежите с изолирана неутрална (I) могат да бъдат: (1) много малки мрежи като мрежи за безопасност с изключително ниско напрежение (SELV) с електрическо разделяне чрез изолиращи трансформатори или (2) мрежи със среден размер, като тези, използвани за захранване на отделни работилници, или (3) разпределителни мрежи за захранване на цели райони на града, като например трифазни 230 V мрежи (ИТ система). През последните години IT системата беше широко използвана в Европа, но след това беше заменена почти навсякъде от системи със заземена неутрала.
Има няколко причини за това заместване. Една такава причина е защитата от пренапрежение. Само в Норвегия ИТ системата все още се използва широко. Изолираната неутрална система постепенно се заменя трифазна система 230/400 V със заземена неутрала. Навсякъде по света използването на ИТ системата е ограничено до специални приложения в онези отрасли, където прекъсването на захранването може да бъде опасно. Например за захранване на експлозивни индустрии.
Първата буква T показва пряка връзка, поне една точка от мрежата, със земята (terra). Например, захранвано от вторична намоткатрансформатор, свързан звезда, трифазна разпределителна мрежа с неутрален проводник, напрежение 127/220 V или 220/380 V с неутрала, свързана към земята чрез заземително устройство.
Специални изисквания, наложени върху заземяващите устройства, в зависимост от вида на мрежите, ще бъдат разгледани в следващите глави.
Втора буква (T или N) Втората буква показва типа връзка между HRE, защитния заземителен проводник (заземяване на оборудването) на инсталацията и земята. Втората буква T означава директна връзка между HRE и HFC и земя (тера), независимо от системната земя, която може или не може да съдържа тоководещи части от системата. Втората буква N означава директна връзка на HRE и HFC със заземена точка (точки) на мрежата с помощта на PEN или PE проводник. Заземяването на електрическата мрежа и защитата срещу токов удар подлежат на независим преглед.

Мрежово (работно) и защитно заземяване

Тоководещите части на мрежата са свързани към земята, за да се ограничи напрежението, което може да се появи върху тях в резултат на директен удар на мълния (p.l.s.) или вторични прояви на мълния (вълни на индуцирано пренапрежение), или в резултат на неволен контакт с линии с по-високо напрежение или в резултат на пробив на изолация на тоководещи части от разпределителната мрежа.
Причините, поради които тоководещите части на разпределителната мрежа не са заземени са следните: за да се избегне прекъсване на електрозахранването на потребителя с еднократна повреда (пробив на изолацията на земята на тоководещите ленти на разпределителна мрежа); за да се избегне искрене във взривоопасни и пожароопасни зони с еднократно увреждане на изолацията на тоководещите части на мрежата. Заземяването на електрическо оборудване, по-специално заземяването на открити проводящи части (HPC), е една от многото мерки, които могат да се използват за защита срещу токов удар. Заземяването на HRE включва създаването на еквипотенциална среда, която намалява вероятността от напрежение върху човешкото тяло. В система TN заземяването на HRE осигурява верига с ниско съпротивление за тока на повреда. Това улеснява работата на устройствата за защита от свръхток.
Обозначенията TN, TT и IT се отнасят само за конфигурацията на разпределителната мрежа. Тези обозначения са ограничени до различни методи, който може да се използва за осигуряване на защита срещу токов удар, включително заземяване на HRE. Въпреки че всяка система се осигурява чрез свързване на HRE към земята, ефективен методизползван в инсталация за защита срещу токов удар може да включва други защитни мерки като двойна изолация.
Конфигурацията на разпределителната мрежа и мерките, използвани за защита срещу токов удар, са предмет на независимо разглеждане.
На фиг. 1. - 5. са дадени системи трифазни мрежи. Обозначенията, използвани на фигурите, имат следното значение:
T - директно свързване на една точка на тоководещите части на източника на захранване към земята,
I - всички тоководещи части са изолирани от земята или една точка е заземена чрез съпротивление.
Втората буква е естеството на заземяването на отворени проводящи части (HFC) на електрическата инсталация:
T - директна връзка на HRE със земята, независимо от естеството на връзката между източника на литанията и земята,
N - директна връзка на HRE с точката на заземяване на захранването (обикновено заземена с неутрала в системи за променлив ток).
Следващите букви (ако има такива) са устройството на нулевия работен и нулевия защитен проводник.
S - функцията на нулевия защитен и нулевия работен проводник се осигурява от отделни проводници.
C - функциите на нулевия защитен и нулевия работен проводник се комбинират в един проводник (PEN-проводник).

TN система

Захранващите мрежи на системата TN имат точка, директно свързана със земята. Отворените проводими части на електрическата инсталация се свързват към тази точка с помощта на нулеви защитни проводници.
В зависимост от устройството на нулевия работен и нулевия защитен проводник се разграничават следните три типа TN системи:
TN-S система - нулева работна и нулева защитни проводнициработят отделно в цялата система.

Ориз. 1. TN-S система (нулев работен и нулев защитен проводник работят отделно) 1 - заземяване на захранването; 2 - открити проводими части

Система TN-C-S - функциите на нулевия работен и нулевия защитен проводник са комбинирани в един проводник в мрежовата част.



Ориз. 2. Система TN-C-S (в частта от мрежата нулевият работен и нулевият защитен проводник са комбинирани) 1 - заземяване на източника на захранване; 2 - открити проводими части
TN-C система - функциите на нулевия работен и нулевия защитен проводник се комбинират в един проводник в цялата мрежа.



Ориз. 3. TN-C система (нулеви работни и нулеви защитни проводници се комбинират в цялата мрежа) 1 - заземяване на захранването; 2 - открити проводими части

ТТ система

Захранващата мрежа на системата ТТ има точка, директно свързана със земята, а откритите проводящи части на електрическата инсталация са свързани към заземителен електрод, електрически независим от заземителния електрод на неутрала на захранването.

Ориз. 4. ТТ система
1 - заземяване на захранването; 2 - отворени проводими части; 3 - заземяване на кутии за оборудване

информационна система

Захранващата мрежа на ИТ системата няма директна връзка на тоководещите части към земята, а откритите тоководещи части на електрическата инсталация са заземени.

Ориз. 5. ИТ система
1 - съпротивление; 2 - заземяване на захранването; 3 - отворени проводими части; 4 - заземяване на корпусите на оборудването