Система tn c s в электроустановках: Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Система заземления TN-C: схема подключения, недостатки

Электрические сети напряжением до 1кВ, кроме установок специального назначения, являются сетями с глухозаземлённой нейтралью. Это значит, что вторичные обмотки питающего трансформатора соединены в звезду, а её средняя точка соединяется с контуром заземления. Со средней точкой звезды соединяется также нулевой (нейтральный) провод трёхфазной линии электропередач.

Такие электроустановки, согласно ПУЭ п. 1.7.3, считаются установками с системой заземления TN. В этом разделе Правил Устройства Электроустановок рассказывается о разных типах заземлений, отличающихся методом соединения корпуса электроустановок с нейтралью трансформатора. Один из видов такого соединения — система заземления TN-C.

Особенности системы заземления TN-C

Система TN-C используется в жилых зданиях, электропроводка в которых не реконструировалась со времён Советского Союза. Это питающая линия, выполненная четырёхпроводными воздушными линиями или кабелями — 3 фазных и 1 нулевой.

В такой схеме соединения в одном проводе совмещены два проводника — нулевой «N» и заземление «РЕ». Это провод называется «PEN» и он соединяет нейтраль трансформатора и корпус электроустановки. Это является основным недостатком схемы заземления TN-C.

В Советском Союзе корпуса бытовых электроприборов не заземлялись, поэтому такая система была достаточно безопасной. Сейчас большинство устройств требуют защитного заземления «РЕ» и система заземления TN-C, фактически являющаяся не заземлением, а занулением, перестала соответствовать требованиям безопасности.

Расшифровка TN-C показывает конструкцию этой системы:

T — terre (земля). Показывает, что это система заземления.
N — neuter (нейтраль). Указывает, что линия соединяется со средней точкой звезды — нейтралью (занулена).
C — combined (объединённый). Значит, что нулевой и заземляющий провода являются одним проводом на всём протяжении от трансформатора до электроустановки.

Как выполнена схема заземления tn c

Система заземления TN-C состоит из следующих частей:

1) Контур заземления. Это заземление, находящееся на трансформаторной подстанции и соединённое со средней точкой вторичной обмотки трансформатора.
2) Нулевой провод. В четырёхпроводной трёхфазной схеме электропитания выполняет роль нулевого и заземляющего проводников и обозначается на схемах PEN проводник.

В жилых домах, имеющих такую систему заземления, на каждом этаже находится электрощиток, в который приходит 4 провода – три фазы А, В, С и нулевой провод «PEN». При этом в каждую из квартир приходит 2 провода — фаза и ноль (PEN).

В бытовых розетках, установленных во времена СССР отсутствовал заземляющий контакт, как и не было электроприборов, конструкция которых предусматривала подключение к заземлению.

Важно! Если в розетке или квартирном щитке соединить заземляющий контакт и нулевой, то получится не заземление, а зануление.

В системе заземления TN-C с проводом PEN соединяются все металлические части электроприборов, находящихся в квартире. В этом случае вместо защитного заземления получится защитное зануление.

Так как провод PEN кроме заземляющего является также нулевым проводом, то он может не соединяться с заземлёнными частями здания. В некоторых случаях к нему выполняется подключение корпуса вводного и этажных электрощитков.

Ввод электропитания в квартиру выполняется двумя проводами, без заземления. И даже при установке евровилок с заземляющими контактами их некуда подключать. В результате все приборы в доме работают без заземления, даже те, которые нуждаются в нём по инструкции завода-изготовителя.

Кроме того, без заземления не работают разрядники системы грозозащиты, предохраняющие электрооборудование от высоковольтных грозовых импульсов. Они должны подключаться к нулевому и фазному проводам, а также к контуру заземления.

Тем не менее, система TN-C является более передовой по сравнению с полным отсутствием защиты и, во время монтажа, соответствовала существовавшим в этот период нормативным документам.

Достоинства и недостатки

Система заземления TN-C, как и любая схема, имеет отличия от других заземляющих устройств и связанные с этим достоинства и недостатки.

Достоинства этой системы не связаны с высокой безопасностью людей:

Низкая стоимость. Это связано с отсутствием отдельного проводника «РЕ», который является пятым проводом при трёхфазном электропитании и третьим при однофазном.
Простота конструкции. В трёхфазной сети всегда есть четвёртый нулевой провод, поэтому для монтажа TN-C достаточно заземлить среднюю точку вторичной обмотки питающего трансформатора.

Недостаток у системы заземления TN-C всего один, но он перевешивает любые достоинства — повышенная опасность поражения электрическим током,

возможная в разных ситуациях, связанных с отсоединением PEN проводника:

обрыв этого провода между потребителем и питающим трансформатором;
срабатывание автоматического выключателя, отсоединяющего нейтральный провод при залипшем контакте фазы.

В этих случаях через включённые лампы и другие электроприборы на занулённых металлических частях электроустановок появляется сетевое напряжение.

Поэтому система TN-C в электроустановках не обеспечивает достаточного уровня электробезопасности. Несмотря на это некоторые неграмотные электромонтёры для заземления электроприборов предлагают её установит и соединить нулевой и заземляющий контакты в розетке или квартирном щитке.

Что делать? Как исправить?

При реконструкции построенных и во всех новых зданиях сохранять и устанавливать систему TN-C современными нормативными документами запрещается. Однако есть возможность модернизации этой системы в TN-C-S или TN-S.

Система заземления TN-S является более надёжной, но требует значительных материальных затрат и прокладки пятого провода «РЕ» от потребителя к трансформатору. Правилами устройства электроустановок и другими нормативными документами допускается переделка системы TN-C в TN-C-S.

Для этого в водном щитке проводник PEN заземляется ещё раз, после чего он разделяется на два провода — нейтраль — N и заземление РЕ. После чего четырёхпроводная сеть превращается в пятипроводную и в квартиры заводится по три провода — фаза «L», ноль «N» и заземление «PE», причём заземление подключается в водном щитке на отдельную шину заземления. После электрощитка заземляющий провод подключается к клеммам заземления розеток и других электроприборов.

В отдельно стоящих коттеджах, запитанных от трёхфазной сети, такое разделение выполняется в вводном щитке учета ДО электросчётчика.

В зданиях, которым подведено однофазное напряжение, согласно ПУЭ п. 1.7.132 разделение проводника «PEN» на «РЕ» и «N» НЕ ПРОИЗВОДИТСЯ!. Это необходимо выполнить в месте подключения однофазной линии к трёхфазной сети.

Важно! Согласно ПУЭ п. 1.7.135 после разделения провода «N» и «PE» соединять в переходных коробках, розетках и других местах ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Почему система TN-C морально устарела

В значительной части современной техники используются импульсные блоки питания. В этих устройствах есть фильтры от ВЧ помех. Это конденсаторы малой ёмкости, соединяющие схему с металлическим корпусом и заземляющим контактом вилки.

Помехи, приходящие из электросети или возникающие при работе электрооборудования через конденсатор и заземляющий провод «уходят в землю» и не нарушают работу подключённых к блоку питания приборов.

В обычных условиях ток, проходящий через фильтр недостаточен для срабатывания УЗО или поражения человека электричеством, но при пробое этого конденсатора корпус оказывается подключённым к сети 220В. Эта ситуация не является опасной при наличии системы заземления, соответствующей требованиям ПУЭ, но может привести к электротравме, при её отсутствии или использовании системы TN-C.

Так же является опасной ситуация обрыва нулевого провода «N». В этом случае корпус окажется под напряжением через цепь «фаза-электроприбор-ноль-заземление-корпус».

Аналогичная ситуация возникает при возникновении течи в стиральной или посудомоечной машине или перегорании ТЭНа в бойлере.

Главный недостаток системы TN-C это появление опасного потенциала на заземленных корпусах техники при отгорании PEN проводника. То есть в случаи обрыва PEN проводника заземление (зануление) теряет свои защитные свойства.

Опасные способы заземления

Для того, чтобы обезопасить себя и членов своей семьи от поражения электрическим током, некоторые «специалисты» прокладывают линию заземления самостоятельно. Для этого используются различные варианты:

Подключение к радиаторам центрального отопления или к водопроводным трубам. Это опасно тем, что при небольшой утечке по трубам начнёт протекать ток, вызывающий быструю коррозию, а при ремонте водопроводчики могут получить электротравму.
Соединение в розетке нулевого и заземляющего контакта. Это не заземление, а зануление. В ПУЭ п.1.7.50 зануление отсутствует среди средств, защищающих от поражения электрическим током.
Присоединение защитного проводника РЕ к корпусу электрощита, находящемуся на этаже. Этот вариант лучше предыдущих, но качество соединения самого PEN провода с корпусом щитка неизвестно. Кроме того, место соединения проводов «PEN», «N» и «РЕ» должно быть заземлено.

Кроме того неизвестно заземлен ли вообще PEN проводник в этажном щите. К примеру, можно представить ситуацию, когда при такой «схеме заземления» произойдет обрыв нулевого провода N и тогда все заземленные корпуса приборов в квартире через этот дополнительный проводник РЕ окажутся под напряжением.

Тем более если разобраться то такое подключение является не заземлением, а занулением.

Кроме различных вариантов самостоятельного подключения к проводу «PEN», возможен монтаж контура заземления из стальных уголков, штырей и труб, закопанных ниже уровня промерзания почвы. К этим уголкам присоединяется провод, заводится в квартиру и подключается к розеткам. В этом случае есть опасность обрыва этого провода или окисливания в месте контакта, находящемся на улице.

Важно! Контур заземления, выпоненный по всем правилам, соединяется при помощи электросварки с металлическими элементами конструкции здания и подлежит регулярной проверке.

Единственной надёжной защитой от поражения электрическим током является установка систем заземления TN-C-S или TN-S. В этом случае при нарушении изоляции между заземлённым корпусом электроприбора и токоведущими частями возникнет замыкание по цепи «токоведущие части-корпус-заземление», ток через автоматический выключатель возрастёт и автомат отключит питание установки.

Желательно дополнительно к системе заземления в электрощите подключить УЗО. Это устройство будет отключать электропитание в том случае, если изоляция нарушена и появился ток утечки, но отсутствует короткое замыкание.

Похожие материалы на сайте:

Виды систем заземления согласно ПУЭ
Как выполнить зануление в электроустановках

что это такое, особенности, как её выполнять

Содержание:

Для чего вообще нужно заземление?

Главная роль заземления – это безопасность. Построение эффективной системы защиты от поражения электрическим током невозможно без системы заземления. Даже само по себе заземление металлического корпуса уменьшает напряжение прикосновения при нарушении изоляции внутри оборудования. А для большей надежности применяется устройство защитного отключения (т.н. УЗО), которое отключает электроприборы при нарушении изоляции и возникновении опасного напряжения на их корпусах. А эффективность работы УЗО во многом зависит от качества системы заземления.

TN-C, зануление, заземление — основные определения

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока; с глухозаземленным выводом источника однофазного тока; с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Чтобы понять, что к чему соединяется при занулении, рассмотрим в качестве примера две системы заземления TN-C и TN-C-S (сети постоянного тока опустим):

Система заземления TN-C	Система заземления TN-C-S

1 — соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.	2 — соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленным выводом источника однофазного тока. То есть, разделив с одновременным заземлением PEN проводник на нулевой рабочий N и защитный РЕ, вы трансформируете TN-C в более безопасную и надежную систему TN-C-S. Убрав же перемычку между PE и N (разделение PEN не происходит) вы получите систему TT.

В системе TN сопротивление заземлителя повторного заземления PE проводника на вводе в частный дом не нормируется (но лучше его сделать достаточно низким), сопротивление заземлителя повторного заземления PEN проводника ВЛ не более 30 Ом — и это обязанность оператора распределительной электрической сети. Сопротивление заземлителя TT для отработки УЗО 500 — 1500 Ом.

Заземление — это преднамеренное соединение частей электроустановок и заземляющего устройства (конструкции из металлических полос и штырей, снижающие уровень напряжения до безопасного для человека значения). И важно понимать принципиальное отличие заземления от зануления.

TN-C — эта система заземления, при которой к потребителю от трансформатора с глухо заземленной нейтралью приходит три фазы и PEN проводник. Последний объединяет в себе рабочий нулевой проводник и защитный проводник.

В современном жилищном строительстве система TN-C запрещена (ПУЭ 7.1.13). Она встречается лишь в домах старой постройки. И если вы живете в таком доме, нужно понимать, что PEN (в данном случае — нулевой) проводник является только рабочим. Он не может применяться одновременно и для защиты путем соединения с корпусами электроприборов. В противном случае при обрыве комбинированного нулевого проводника на корпусах электроприборов появится опасное для жизни напряжение.

Система TN-C может применяться только в трехфазных сетях, и только на заводах, в различных производственных зданиях (там находятся бригады дежурных электриков, которые планово проводят осмотр и техническое обслуживание электрооборудования), а также в многоэтажных жилых зданиях, но только до ввода в квартиру. В жилых и общественных зданиях может применяться до ближайшей реконструкции. Если в жилом здании проводится ремонт электросетей, то электромонтажники должны перевести сеть на систему TN-S или TN-C-S.

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.

Условные обозначения

Для лучшего понимания материала, разберем принятые условные обозначения:

L1, L2, L3 — проводник, на который подключена фаза источника питания. В однофазных системах, обозначается буквой L.
N — рабочий нуль источника питания (нулевой проводник).
PE — защитный нуль: он же заземляющий проводник, соединенный с заземлителем.
PEN — проводник, совмещающий в себе рабочий и защитный нули.

Особенности

При типе заземления системы TN-C-S (рис. 1 и 2) заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением, обычно – нейтраль трансформатора. Открытые проводящие части электроустановки здания имеют электрическое соединение с заземлённой частью источника питания, находящейся под напряжением. Для обеспечения этого соединения в низковольтной распределительной электрической сети обычно применяют PEN-проводники, а в электроустановке здания используют защитные проводники PE. В системе TN-C-S возможно также применение PEN-проводников в головной (по току электроэнергии) части электроустановки здания. При этом в электрических цепях остальной части электроустановки здания используют защитные проводники.

В системе TN-C-S также, как в системе TN-C в распределительной электрической сети применяют PEN-проводники, а в электроустановке здания так же, как в системе TN-S используют защитные проводники.

При типе заземления системы TN-C-S PEN-проводник всегда разделяют на защитный и нейтральный проводники в какой-то точке электроустановки здания. Это разделение может быть произведено на вводе в электроустановку здания – на вводном зажиме или на защитной шине вводно-распределительного устройства (рис. 1). Так следует делать в электроустановках жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений.

Рис. 1. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная. PEN-проводник разделен на вводе электроустановки здания (на основе рисунка 2.13 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

PEN-проводник может быть разделён также на вводном зажиме или на защитной шине другого распределительного устройства, которое соединено с ВРУ посредством распределительной электрической цепи, имеющей PEN-проводник в составе своих проводников (рис. 2).

Рис. 2. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная. PEN-проводник разделен для части электроустановки здания (на основе рисунка 2.14 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

На рисунках 1 и 2 обозначено:

заземляющее устройство источника питания;
заземляющее устройство электроустановки здания;
открытые проводящие части;
защитный контакт штепсельной розетки;
ПС — трансформаторная подстанция;
КЛ — кабельная линия электропередачи;
ВЛ — воздушная линия электропередачи.

В первом случае (см. рисунок 1) во всей электроустановке здания применяются два проводника — защитный и нейтральный. Во втором случае (см. рисунок 2) в головной (по току электроэнергии) части электроустановки здания используют PEN-проводник, а после точки его разделения применяют защитный и нейтральный проводники. Открытые проводящие части электрооборудования класса I присоединяют соответственно к защитным проводникам во всей электроустановке здания (см. рисунок 1) или в головной части электроустановки здания их присоединяют к PEN-проводникам, а в остальной её части — к защитным проводникам (см. рисунок 2).

При типе заземления системы TN-C-S теоретически возможно разделение PEN-проводника на защитный и нейтральный проводники в любой точке распределительной электрической сети. Однако более надёжно производить разделение PEN-проводника в электроустановке здания, например, на вводных зажимах ВРУ (ВУ) или на его защитной шине.

Если трансформаторная подстанция встроена в здание, то электроустановку здания целесообразно выполнить с типом заземления системы TN-S, поскольку система распределения электроэнергии не будет иметь линии электропередачи.

Причины широкого распространения типа заземления системы TN-C-S в электроустановках жилых зданий.

Тип заземления системы TN-C-S получил широкое распространение в электроустановках жилых зданий, что обусловлено рядом причин:

Во-первых, для реализации системы TN-C-S возможно использование существующих низковольтных распределительных электрических сетей без проведения их реконструкции.
Во-вторых, систему TN-C-S можно рассматривать как логическое развитие системы TN-C. Поэтому электроустановки здания, соответствующие типу заземления системы TN-C-S, можно рассматривать как один из вариантов «модернизации» низковольтных электроустановок, получивших повсеместное распространение на территории нашей страны. Проектировщикам, электромонтажникам и персоналу, обслуживающему электроустановки зданий, сравнительно легко понять логическую трансформацию системы TN-C в систему TN-C-S, а также основные требования, которыми следует руководствоваться при выполнении защитных проводников в электроустановках зданий, имеющих этот тип заземления системы.
В-третьих, в электрических цепях электроустановок зданий, соответствующих типу заземления системы TN-C-S, которые защищены устройствами дифференциального тока (УДТ), достаточно легко выявить ошибки, допущенные при соединении защитных и нейтральных проводников электропроводок. УДТ будут без какой-либо причины отключать защищаемые ими электрические цепи, сигнализируя о следующих ошибках, допущенных при выполнении монтажа проводников электропроводок:
— присоединении нейтральных проводников к открытым проводящим частям электрооборудования класса I;
— присоединении защитных проводников к зажимам электрооборудования, предназначенным для подключения нейтральных проводников;
— электрическом соединении между собой защитных проводников и нейтральных проводников.

В-четвёртых, при типах заземления системы TN ток замыкания на землю, протекающий в аварийной электрической цепи с фазного проводника на открытую проводящую часть и защитный проводник, может быть равным току однофазного короткого замыкания. Поэтому в составе такой меры защиты от поражения электрическим током, как автоматическое отключение питания, возможно использование устройств защиты от сверхтока — автоматических выключателей и плавких предохранителей. Однако в некоторых случаях нельзя обеспечить нормируемое время отключения с помощью устройств защиты от сверхтока. Тогда автоматическое отключение питания следует производить с помощью УДТ.

При применении типа заземления системы TN-C-S в электроустановках зданий можно обеспечить более высокий уровень электрической безопасности, чем при использовании типа заземления системы TN-C. Больший уровень электробезопасности, прежде всего, достигается вследствие использования в электроустановках зданий отдельных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения существенно меньшие значений токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам. Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное воздействие на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери непрерывности электрической цепи у защитного проводника существенно меньше, чем у PEN-проводника.

При необходимости повысить уровень электробезопасности электроустановку здания следует выполнить с типом заземления системы TN-S. Это потребует строительства новой или реконструкции существующей низковольтной линии электропередачи.

В настоящее время систему TN-C-S повсеместно применяют на территории нашей страны. Для реализации системы TN-C-S используют существующие и новые низковольтные распределительные электрические сети, воздушные и кабельные линии электропередачи которых имеют три фазных проводника и PEN-проводник. На основе этих сетей можно также реализовать системы TN-C и TT.

Как рассчитать заземление

Сопротивление заземления сильно зависит от грунта, в котором оно находится. Причем, забитый в землю заземлитель, зачастую находится одновременно в разных слоях грунта, которые обладают различными удельными сопротивлениями, что усложняет расчет и при этом получаются довольно приблизительные результаты. Тем не менее, такие расчеты существуют, и они обязательны для большинства промышленных объектов. В частном секторе обычно делается некая минимальная конструкция, измеряется сопротивление, а потом она усиливается по необходимости (заземлитель загоняется глубже, либо добавляются новые заземляющие электроды). Ниже приводится формула для расчета одиночного вертикального заземлителя в однородном грунте:

R=(ρ/2πL)(ln(2L/d)+0.5ln((4T+L)/(4T-L)))

ρэкв – удельное сопротивление грунта, Ом*м

L – длина стержня в метрах

d – диаметр стержня в милиметрах

T – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м

Удельное сопротивление грунта

Грунт	Удельное сопротивление грунта, Ом·м
Торф	20
Почва (чернозем и др.)	50
Глина	60
Супесь	150
Песок при грунтовых водах до 5 м	500
Песок при грунтовых водах глубже 5 м	1000

Обозначения и перевод названий систем заземления

Существуют TN, TT и IT системы заземления. Система TN, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Первая буква говорит о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя.

Типы систем заземления

Буквы эти взялись из французского, и означают: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также из английского: «Combined» и «Separated» – комбинированный и раздельный.

T — провод подключен к земле .
N — подключение к нейтрали.
I — изолирование.
C — объединение функций, соединение рабочего и защитного нулевых проводов.
S — раздельное использование во всей сети рабочего и защитного нулевых проводов.

Также в схемах систем заземления используются следующие обозначения:

L – Line, Линия, на которой действует фазное напряжение по отношению к нулевому проводу.
N – Neutral, рабочий ноль, по которому протекает рабочий ток, равный току в проводе L (для однофазных систем).
PE – Protect Earth, защитная земля, провод защитного заземления.
PEN – совмещенный рабочий и защитный нулевой проводник.

Недостатки

«Классическую» систему TN-C можно реализовать только в тех низковольтных электроустановках специального назначения, которые имеют небольшое число электроприёмников класса I, подключенных к электрическим цепям, выполненным медными проводниками сечением 10 мм2 и более или алюминиевыми проводниками сечение 16 мм2 и более. Поскольку доля таких низковольтных электроустановок в общем их числе ничтожно мала, а подобных электроустановок зданий практически не существует, тип заземления системы TN-C можно рассматривать в качестве «теоретического» типа заземления системы, как правило, применяемого для разъяснения 4 «практических» типов заземления системы TN-S, TN-C-S, TT и IT.

Обеспечение надлежащего уровня электрической безопасности в электроустановках зданий в большей степени зависит от надёжного функционирования защитных проводников, а именно от гарантированного обеспечения непрерывности их электрических цепей. Непрерывность электрической цепи защитного проводника может сколько угодно долго поддерживаться при протекании по нему в нормальных условиях малого электрического тока, длительное воздействие которого на соединительные контакты не приводит к ухудшению их качества. По PEN-проводнику постоянно протекают значительные рабочие токи, которые, воздействуя на соединительные контакты, могут привести к ухудшению их качества и даже потере электрической непрерывности цепи PEN-проводника.

При применении типа заземления системы TN-C в электроустановках зданий нельзя обеспечить такой же уровень электрической безопасности, как при использовании типов заземления системы TN-C-S и TN-S. Больший уровень электробезопасности в системах TN-C-S и TN-S, прежде всего, достигается вследствие использования в электроустановках зданий отдельных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения существенно меньшие значений токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам. Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное воздействие на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери непрерывности электрической цепи у защитного проводника существенно меньше, чем у PEN-проводника.

Поэтому защитные проводники, обладающие более высокой степенью надёжности, чем PEN-проводники, следует применять в электроустановках зданий, которые «эксплуатируют» обычные лица. По этой причине вполне обоснованным является запрет, наложенный пунктом 312.2.1 ГОСТ 30331.1-2013 на применение типа заземления системы TN-C для электроустановок жилых и общественных зданий, торговых предприятий и медицинских учреждений, в электрических цепях которых требованиями национального стандарта запрещено использовать PEN-проводники.

Поэтому, логично сказать, что низковольтные электроустановки, соответствующие типу заземления системы TN-C, должны обслуживать обученные и квалифицированные лица, которые прошли специальную подготовку, позволяющую им осознавать риски и избегать опасностей, создаваемых электричеством.

Опасность защитного зануления TN-C в быту

Определившись, что в квартирах старого жилого фонда с системой заземления TN-C проводка состоит только из фазы и нуля, перейдем к рассмотрению опасности использования «защитного зануления».

Отсутствующее по проекту заземление (зануление) делает эксплуатацию домашней электропроводки небезопасной. В нашем распоряжении остается только фаза и ноль, которые не обеспечивают защиту от пробоя фазы на корпус электроприбора.

Известно что при замыкании фазы с нулем (PEN) происходит короткое замыкание, мгновенное срабатывание автоматических выключателей и обесточивание сети. В связи с этим некоторые «экспериментаторы» проводят сомнительные манипуляции:

Используют перемычки в розетках с заземлением. В этом случае перемычка ставится между заземляющим контактом и контактам нулевого проводника.
Соединяют ноль с землей на корпусе электроприбора.
Либо соединяют ноль с землей в распаечных коробках или этажных щитах.

Основная цель такой модернизации — добиться срабатывания автоматических выключателей при пробое фазы на корпус. Но делать так ни в коем случае нельзя. Стоит PEN проводнику пропасть (отгореть), и через нагрузку появляется опасный потенциал на всех корпусах электроприборов.

Рассмотрим подробнее ситуацию, когда у нас подключен бытовой прибор (например, стиральная машина). Если в розетке будет перемычка, то в случае обрыва нулевого проводника путь прохождения тока будет следующим:

Перемычки в розетках недопустимы

По фазному проводнику через стиральную машинку.
Далее ток будет возвращаться по нулевому проводнику в розетку.
Поскольку дальше у нас идет обрыв, он через перемычку пойдет через PE проводник и окажется на корпусе стиральной машины.
В этом случае, если человек коснется корпуса стиральной машины, его ударит током. Поэтому нельзя выполнять такой вид зануления перемычкой в розетке.

Следующий вариант — попытка выполнить зануление в этажном либо квартирном щите путем псевдоразделения PEN на PE и N. В этом случае устанавливается дополнительная шина, от которой отходят PE жилы на корпуса приборов. Данная PE шина соединяется перемычкой с основной N шиной, на которую приходит PEN от питающей линии. В случае появления опасного потенциала на корпусе благодаря перемычке произойдет короткое замыкание и домашняя сеть обесточится. Но, при пропадании нуля произойдет все то же, что и в предыдущем примере. При этом, если додуматься и соединить PE шину с корпусом щитка, то и на последнем будет опасный потенциал.

Если в щитке будет перемычка, то в случае обрыва нулевого проводника путь прохождения тока будет следующим:

Неправильное разделения PEN в TN-C

Ток проходит через фазный проводник через электроприбор.
Далее по нулевому проводнику идет в щит.
В щите у нас разделение PEN.
Через точку соединения мы получаем занос потенциала через PE на корпус электрического прибора.

Изображенная на рисунке схема неверна и по причине того, что разделение PEN должно производиться до коммутационного аппарата (в частности вводного автомата). Но даже если и сделать по правилам, то при отгорании нуля в месте до разделения PEN проводника занос потенциала через PE также будет происходить.

Важно не путать отгорание нуля в рассмотренных примерах с отгоранием нуля в распределительном щите, когда в розетках появляется повышенное напряжение.

Помимо опасности зануления важно понимать, что при разделении PEN на PE и N существуют требования к PEN проводнику. Сечение PEN-проводника должно быть не менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию. А таких сечений в этажных щитах домов старой постройки нет!

РазноеЭлектромагнитное излучение – невидимый убийца.

РазноеКак правильно соединить провода между собой

Системы заземления в электроустановках

Техническая группа Stroma Certification предлагает свои экспертные консультации по системам заземления в электроустановках.

В электроустановках используются три распространенных типа систем заземления, включая TNS, TN-C-S и TT. Если дистрибьютор поставил средства заземления вместе со своей поставкой, это будет либо TNS, либо TN-C-S. Если дистрибьютор не предусмотрел средство заземления, необходимо будет установить заземляющий электрод в помещении потребителя для формирования системы заземления ТТ.

Водопроводные трубы
Вплоть до 1966 года металлическая водопроводная труба из общего водопровода обычно использовалась в качестве средства заземления, и подрядчики могут иногда обнаружить, что общественные водопроводные трубы все еще используются для этой цели. Хотя металлические водопроводные трубы должны быть заземлены, Правила электропроводки больше не разрешают использовать их в качестве средства заземления. Если подрядчики обнаружат, что этот метод заземления все еще используется, им необходимо будет запросить у оператора распределительной сети (DNO) поставку заземления. Или, если это отклонено, тогда необходимо будет установить заземляющий стержень, чтобы сформировать систему заземления TT.

Применение зажимов
Подрядчикам не разрешается вмешиваться в работу оборудования дистрибьютора, и они не должны пытаться применять зажимы к входящим кабелям или выполнять соединение с нейтралью питания внутри головки. Применение зажимов BS951 к старым кабелям со свинцовой оболочкой может быть очень опасным, поскольку свинцовая оболочка очень тонкая, а жилы внутри будут заключены в промасленную бумагу. Затягивание зажима на кабеле может вызвать короткое замыкание между внутренними проводниками и подвергнуть подрядчика серьезным ожогам. Прежде чем вносить какие-либо дополнения и изменения в установку, подрядчики должны убедиться, что средства заземления удовлетворительны, а необходимое защитное соединение выполнено в соответствии с Положением 132.16.

Кабели PILC
Подрядчики обнаружат, что более старые установки поставляются из служебных кабелей с бумажной изоляцией, покрытых выводами (PILC), со свинцовой оболочкой, обеспечивающей систему заземления TNS; заземляющий проводник припаивается к свинцовой оболочке или прижимается к свинцу специальным зажимом. Эти кабели могли находиться в земле в течение многих десятилетий и, возможно, пришли в негодность из-за возраста и проникновения воды в тех местах, где служебный кабель соединяется под землей с водопроводом на улице.

Важно, чтобы проверка контура заземления для подтверждения значения Ze и непрерывности заземления выполнялась при изолированной установке и отсоединении заземляющего проводника от главной клеммы заземления (MET). Если испытание Ze проводится с заземляющим проводником, подключенным к MET, можно получить кажущийся удовлетворительным результат испытания благодаря параллельным путям к земле, обеспечиваемым защитным соединением служебных труб.

PILC и DNO
Часто проверка контура заземления может привести к сопротивлению 10 с или обрыву цепи из-за отказа кабельного соединения PILC под землей. В этом случае необходимо связаться с DNO, чтобы провести ремонт кабеля или поставить новый кабель, или они могут преобразовать установку в TN-C-S. Нередко DNO заявляют, что они никогда не предоставляли средства заземления для данного помещения, и отказываются предоставить заземление. В этом случае установку необходимо будет преобразовать в систему заземления ТТ.

Начиная с 1970-х годов, большинство DNO перестали использовать кабели PILC и предоставили служебные кабели с покрытием из ПВХ, в основном с комбинированным проводником защитного заземления и нейтрали (PEN). Нейтраль питания и земля объединяются в одном проводе в служебном кабеле, а затем разделяются в начале помещения потребителя. Это средство заземления TN-C-S, известное как комбинированная нейтраль и земля (CNE), которое обычно используется только там, где установка одного потребителя питается непосредственно от трансформатора.

При питании нескольких потребителей от одних и тех же кабелей с PEN-проводниками кабель должен иметь дополнительные соединения с заземлителями, установленными на стыках по ходу кабеля или у оснований опор воздушных линий электропередач. Это система заземления TN-C-S и дополнительно защитное множественное заземление (PME).

Кабели SNE
В некоторых районах и для определенных установок, например ферм, DNO могут поставлять служебный кабель с покрытием из ПВХ, который имеет отдельные нейтральный и заземляющий проводники внутри кабеля; эти кабели известны как отдельные нейтраль и земля (SNE).

Подрядчики, глядя на головку питания и видя заземляющий проводник, выходящий сбоку или сверху головки, могут сделать неправильный вывод о том, что средство заземления — TN-C-S, полагая, что проводник подключен к нейтрали питания. Головки питания могут иметь цельные латунные блоки для подключения нейтрали CNE. Для подключения заземляющего проводника некоторые могут иметь отдельные блоки, к которым может быть подключена или не подключена перемычка для заделки кабеля SNE.

Если DNO применил этикетку «PME» к питающей головке, можно предположить, что используется система заземления TN-C-S. Поскольку подрядчику не разрешается вмешиваться в работу оборудования DNO, средства заземления не могут быть определены простым визуальным осмотром. Только DNO сможет подтвердить фактическую используемую систему заземления.

Вышедшие из строя кабели PILC
С 1970-х годов, когда сервисные кабели и соединения на кабелях PILC выходили из строя под землей, DNO часто ремонтировали и соединяли их с кабелями CNE. Там, где выполнены эти переходные соединения PILC, кабельные муфты соединят нейтраль питания с заземляющим электродом, расположенным рядом с соединением. Итак, с течением времени сети некоторых DNO стали TN-C и PME. Один DNO, UK Power Networks, объявил всю свою сеть PME.

Подрядчик, увидев соединение заземляющего проводника со свинцовой оболочкой служебного кабеля PILC, может сделать вывод, что это TN-S, хотя на самом деле это может быть TN-C-S. Опять же, если DNO предоставил средства заземления, только DNO сможет подтвердить фактическую используемую систему заземления, поскольку ее нельзя определить при визуальном осмотре.

DNO и средства заземления
Хотя согласно закону DNO обязаны подтверждать наличие средств заземления для установок потребителя, это может быть сложно и требует много времени для проверки. В тех случаях, когда DNO предоставил средства заземления, если не подтверждено иное, подрядчики должны исходить из того, что это PME, и обеспечить, чтобы размеры защитных проводников соответствовали Таблице 54. 8 Правил электромонтажных работ, а размер заземляющего проводника также был соответствующим.

Кроме того, подрядчики должны помнить, что заземление PME не разрешено или не рекомендуется в некоторых специальных установках или местах, указанных в Части 7 Правил электропроводки.

Для получения более подробной информации о спектре услуг, предлагаемых Stroma Certification, посетите: www.stroma.com/certification

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

При проектировании, монтаже и действующих электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также систем электроосвещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их работоспособности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в п.п. 1.7 ПУЭ. В зависимости от того, как соединены соответствующие провода, корпуса устройств, оборудование или отдельные точки сети и с какими заземляющими конструкциями, устройствами или предметами они соединены, системы заземления делятся на естественные и искусственные заземления.

Естественным заземлением являются любые металлические предметы, находящиеся в грунте, т.е. сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако в связи с тем, что электрическое сопротивление распространению электрического тока в грунте и электрические заряды этих объектов трудно поддаются контролю и прогнозированию, использование естественного грунта при эксплуатации электрооборудования запрещается. Нормативные документы допускают использование только искусственных заземлений, где все подключения выполняются к специально созданным заземляющим устройствам.

Основным нормируемым параметром, показывающим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется сопротивление растеканию тока, поступающего в почву через систему заземлителей. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также конструктивных особенностей и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющим на величину сопротивления системы заземлителей, является площадь непосредственного контакта ее пластин, стержней, трубок и других электродов с грунтом.

Типы систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим применение различных систем заземления в России, является ПУЭ (п. 1.7), разработанное в соответствии с принципами, классификацией и методами проектирования систем заземления, утвержденными специальным протоколом Международной электротехнической комиссия (МЭК). Аббревиатуры систем заземления обычно обозначают сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земной, «Neuter» — нейтральный, «Isole» — изолировать, а также английских слов: «combined» и «combined». разошлись».

Т — Заземление.
N — Подключение к нейтрали.
I — Изоляция.
C — комбинированные функции: объединение функционального и защитного нулевого провода.
S — Раздельное использование функциональной и защитной нейтрали по всей сети.

В следующих названиях систем искусственного заземления способ заземления источника электроэнергии (генератора или трансформатора) можно определить по первой букве, а потребителя — по второй букве. Различают систему TN, TT и IT. Первый из которых, в свою очередь, используется в трех разных вариантах: TN-C, TN-S, TN-CS. Для понимания различий и устройства систем рассмотрим каждую из них более подробно.

1. Системы с глухозаземленной нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для соединения функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. Таким образом, все токопроводящие части корпуса и экраны потребителей должны быть подключены к общему нулевому проводу, подключенному к этой нейтрали. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые защитные жилы различных типов также маркируются следующими латинскими буквами:
●   N — функциональный нейтральный;
●   PE — защитная нейтраль;
●   PEN — Комбинация функционального и защитного нулевых проводников.
Система TN, построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, характеризуется подключением функциональной нейтрали — проводника N (нейтраль) — к контуру заземления, установленному вблизи трансформаторной подстанции. Очевидно, что в этой системе не используется заземление нейтрали специальным компенсационным устройством — дугогасительной катушкой. На практике используются три подтипа системы TN: TN-C, TN-S и TN-CS, отличающиеся различными способами присоединения к N и PE заземлителям.

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, система заземления TN-C характеризуется комбинацией функциональных и защитных нейтральных проводников. Классическая система TN-C представляет собой традиционную четырехпроводную схему электропитания с тремя фазами и одним нейтральным проводом. В этом случае главная заземляющая шина представляет собой глухозаземленную нейтраль. Все открытые части, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток, следует подключать к шине с помощью дополнительных нулевых проводов.

Данная система имеет несколько существенных недостатков, и самый серьезный из них – потеря функций безопасности при обрыве или перегорании нулевого провода. В таких случаях на оголенных поверхностях корпусов приборов и оборудования возникают опасные напряжения. Поскольку в данной системе не используется отдельный защитный заземляющий проводник PE, все подключенные розетки не имеют заземления. Поэтому все электрооборудование должно быть подключено к нейтрали, т.е. части корпуса должны быть подключены к нулевому проводу.

Такой тип подключения предусматривает, что при касании фазного провода корпуса происходит срабатывание автоматического выключателя при коротком замыкании. Таким образом, опасность поражения людей электрическим током или возгорания искрящего оборудования будет исключена за счет аварийного отключения электроэнергии. Важным ограничением, связанным с принудительным подключением нейтрали бытовых приборов с питанием по системе TN-C, является то, что использование дополнительных цепей уравнивания потенциалов в санузлах запрещено, и об этом должны знать все жильцы.

В настоящее время такие системы заземления можно встретить в домах, относящихся к старому жилому фонду. Но их также используют в сетях уличного освещения, где риск минимален.

Система TN-S

Система заземления TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с системой TN-C система заземления TN-S с отдельными нейтральным и защитным проводниками была разработана и внедрена в 1930-х годах. Данное решение обеспечивает высокий уровень электробезопасности людей и оборудования. У него есть один, хотя и очень существенный недостаток – высокая стоимость. Поскольку на самой подстанции функциональная (N) и защитная (PE) нейтрали разделены, подача трехфазного напряжения осуществляется по пяти проводам; а однофазное напряжение подается по трем проводам. Для подключения обоих нейтральных проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ предусматривает, что на всех ответственных объектах, а также в строящихся или реконструируемых зданиях энергоснабжения должна быть установлена система TN-S, так как она обеспечивает высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому использованию и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентация российской энергетики на трехфазное четырехпроводное электроснабжение.

Система TN-C-S

Система заземления TN-C-S

С целью снижения стоимости защищенной, но капиталоемкой системы TN-S с раздельными нулевыми проводниками N и PE было разработано решение, позволяющее использовать ее преимущества при меньшем бюджете, несколько выше, чем у системы TN-C . Принцип этого метода подключения заключается в том, что подстанция подает питание, используя комбинированную нейтраль PEN, подключенную к глухозаземленной нейтрали. На вводе в здание эта нейтраль разделяется на защитную нейтраль PE и еще один проводник, работающий как функциональная нейтраль N на стороне потребителя.

Данная система имеет существенный недостаток: при обрыве или перегорании PEN-проводника на участке «подстанция — здание» возникают опасные напряжения на PE-проводнике, а, следовательно, и на всех корпусных частях электроприборов. . Поэтому при использовании TN-C-S, что встречается довольно часто, нормативы требуют выполнения специальных мер по защите PEN-проводника от повреждений.

Система заземления ТТ

При подаче электроэнергии по широко распространенным в сельской местности воздушным линиям, то при использовании небезопасной системы TN-C-S сложно обеспечить достаточную защиту комбинированного нулевого провода PEN. Системы ТТ все чаще используются в таких областях. Они требуют глухого заземления нейтрали источника и передачи трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый провод — это функциональная нейтраль N. Со стороны потребителя устанавливается локальная, обычно модульная, система заземлителей, к которой подключаются все защитно-нейтральные провода РЕ, связанные с частями корпуса.

Недавно одобренная для использования в Российской Федерации, эта система быстро распространяется в российской провинции и часто используется для электроснабжения частных домовладений. В городских условиях ТТ часто используют для питания точек уличной торговли. При таком способе заземления автоматические выключатели и молниезащита обязательны.

2. Система с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль соединена с землей, что делает их достаточно надежными. Тем не менее все они имеют ряд существенных недостатков. Гораздо более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется изолированная нейтраль либо абсолютно не связанная с землей, либо заземленная с помощью специального оборудования и устройств с большим сопротивлением. Например, как в ИТ-системе. Эти методы подключения часто используются в медицинских учреждениях для питания оборудования жизнеобеспечения, на нефтеперерабатывающих заводах и электростанциях, в исследовательских лабораториях с очень чувствительными приборами и в других критически важных объектах.

ИТ-система

Система заземления IT

Это классическая система, основной особенностью которой является изолированная нейтраль источника — I, а также контур защитного заземления Т на стороне потребителя. Напряжение от источника к потребителю передается по наименьшему числу проводов, при этом все токопроводящие части корпусов потребительского оборудования должны быть надежно соединены с системой заземлителей. Функционально нулевой проводник N на участке «источник – потребитель» в архитектуре ИТ-системы отсутствует

Надежное заземление гарантирует безопасность

Все существующие виды систем заземления предназначены для обеспечения надежной и безопасной работы электроприборов и оборудования, подключаемого на стороне потребителя, а также защиты людей, использующих это оборудование, от поражения электрическим током . При проектировании и монтаже систем электроснабжения, неотъемлемыми составляющими которых являются как функциональное, так и защитное заземление, возможность возникновения опасных напряжений на токопроводящих корпусах приборов и промышленного оборудования должна быть сведена к минимуму.

Система заземления должна либо снимать опасный потенциал с поверхности объекта, либо обеспечивать бесперебойную работу защитных устройств с минимальной задержкой.