Система тn s: TN, TN-S, TN-C-S, IT, T?

Системы заземления

Для подключения оборудования в жилых зданиях существует несколько различных схем электроснабжения. Различаются они по способу заземления электрооборудования и источника электроэнергии (в качестве которого часто используется понижающий трансформатор). В настоящее время применяются три основные системы заземления: TN, ТТ и IT. В том случае, если тип используемой системы неизвестен, следует обратиться для его уточнения к технической документации на присоединительный ввод.

Тип системы заземления обозначают двумя буквами.
Первая буква в обозначении определяет характер заземления источника питания:
Т — непосредственное соединение нейтрали (нулевого рабочего проводника) источника питания с землей;
I — нейтраль источника электропитания соединена с землей через сопротивление.
Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания:
Т — раздельное (местное) заземление источника электропитания и электрооборудования;
N — источник электропитания заземлен, а заземление потребителей производится только через PEN-проводник.
Следующие за N буквы 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).

В системе ТТ все открытые проводящее части электроустановки присоединены к заземлению, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания. ГОСТ Р 50669-94 предписывает применение системы ТТ как основной в случае подключения указанных электроустановок к вводно-распределительным устройствам соседнего (капитального) здания.
В ГОСТ Р 50571.3-94 п. 413.1.4 указано, что в системе ТТ устройства защиты от сверхтока могут использоваться для защиты от косвенного прикосновения только в электроустановках, имеющих заземляющие устройства с очень малым сопротивлением. При этом гарантированное отключение питания электроустановки должно производиться при появлении на открытых проводящих частях электроустановки напряжения не более 50 В. В реальных условиях осуществить автоматическое отключение питания электроустановки системы ТТ с помощью автоматических выключателей по ряду причин (необходимости обеспечения большой кратности тока короткого замыкания, низкого сопротивления заземляющего устройства и др.) весьма проблематично. Эффективное решение проблемы автоматического отключения питания дает применение чувствительных ВД. В п. 1.7.59 ПУЭ (7-е изд.) содержится требование обязательного применения ВД для обеспечения условий электробезопасности в системе ТТ. При этом уставка (номинальный отключающий дифференциальный ток) должна быть меньше значения тока замыкания на заземленные открытые проводящие части при напряжении на них 50 В относительно зоны нулевого потенциала.

Допустимые значения сопротивления заземления
Чувствительность ВД, мА	Сопротивление, Ом
	предельное безопасное напряжение 25 В	предельное безопасное напряжение 50 В
10
30
100
300
500
650
1000
3000

В электроустановках индивидуальных жилых домов, коттеджей, дачных (садовых) домов и других частных сооружений, где не всегда имеется возможность выполнить заземлитель с требуемыми нормами, необходимо применять систему ТТ с обязательной установкой ВД. В этом случае требования к значению сопротивления заземлителя значительно снижаются.В зависимости от схемы подключения нулевого рабочего проводника изменяются и условия применения ВД. Чувствительность ВД определяется сопротивлением заземления при выбранном предельном безопасном напряжении. Порог чувствительности ВД рассчитывается по формуле:

где — предельное безопасное напряжение,
— сопротивление заземления.

В электроустановках системы TN все открытые проводящие части электроустановок должны быть присоединены к заземленной нейтральной точке источника питания посредством защитных проводников. Основное условие электробезопасности системы TN состоит в том, чтобы значение тока при коротком замыкании между фазным проводником и открытой проводящей частью превышало величину тока срабатывания защитного устройства за нормированное время. В случае использования в качестве защитного устройства ВД значение тока короткого замыкания следует заменить на значение номинального отключающего дифференциального тока устройства 1Дп. При этом задача обеспечения низкого значения сопротивления «фаза-ноль», которую надо решать при использовании защиты от сверхтока, заменяется на проверку работоспособности ВД и защитного проводника.
Контроль сопротивления цепи «фаза-ноль» следует производить только на входных зажимах ВД. Самой используемой разновидностью системы TN является система TN-C. В качестве защитного проводника при этом используется проводник PEN, который одновременно выполняет функции рабочего и нулевого защитного проводника. В ПУЭ 7-го издания имеется указание: «Не допускается применять ВД, реагирующее на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C). В случае необходимости применения ВД для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN-C, защитный РЕ проводник электроприемника должен быть подключен к PEN проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата». Это означает, что, как исключение, для защиты отдельных электроприемников ПУЭ допускают применение ВД в системе TN-C, при соблюдении определенных условий — подсоединения открытых проводящих частей электроприемников к PEN-проводнику со стороны источника питания по отношению к ВД.

Более современной и в большинстве случаев более безопасной является система TN-S, где используется самостоятельный нулевой защитный проводник РЕ и нулевой рабочий проводник N, которые прокладываются раздельно, начиная от вывода источника питания. Эта система уже долгое время используются в телекоммуникационных сетях (при этом исключаются помехи в слаботочных сетях, образующиеся при протекании части рабочего тока в земле в сети системы TN-C). Применение ВД обязательно, кроме оговоренных особых случаев (например, цепи питания пожарной сигнализации).

При разделении, например в групповом щитке, в электроустановке системы TN проводника PEN на отдельные проводники РЕ и N образуется система TN-C-S. При этом, как в сети системы TN-S, проводники РЕ и N должны прокладываться раздельно, а их соединение после точки раздела недопустимо. Данная система в настоящее время — основная, которую можно выполнить в отдельной части электроустановки при проведении реконструкции. Сечения проводников необходимо выбирать исходя из расчетных значений токов, протекающих через них. Минимальная площадь сечения PEN-проводника должна равняться 4 мм2. В распределительном щите на шине PEN должны быть предусмотрены отдельные зажимы для каждого из проводников: для N и для РЕ. При использовании в качестве PEN-проводника одиночного или многожильного провода цвет его изоляции должен быть желто-зеленым.

В электроустановках системы IT источник питания должен быть изолирован от земли или связан с ней посредством подключения к нейтрали достаточно большого сопротивления. В сети имеется определенное активное сопротивление и емкость по отношению к земле, которые представляют собой путь для тока утечки или тока замыкания на землю. В системе IT значение тока замыкания на землю определяется состоянием изоляции сети относительно земли. При хорошем состоянии изоляции (высоком сопротивлении относительно земли) ток замыкания на землю очень мал. В случае прямого прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки ток через тело человека также определяется сопротивлением изоляции и при сопротивлении изоляции выше определенного значения не представляет опасности для жизни. Таким образом, уровень сопротивления изоляции является в системе IT фактором, определяющим как надежность, так и электробезопасность ее эксплуатации, поэтому очень важно поддерживать сопротивление изоляции на высоком уровне, а ведение автоматического постоянного контроля изоляции должно быть обязательным электрозащитным мероприятием.
Применение ВД в системе IT регламентируется ПУЭ 7 издания следующим образом (п. 1.7.58):»… В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены ВД с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА». В электроустановках системы IT устройства контроля изоляции подают сигнал при первом замыкании на землю. Если до устранения первого замыкания происходит второе замыкание на землю, то происходит срабатывание ВД.
Основное требование при использовании ВД — устанавливать его необходимо как можно ближе к электроприемнику. Одновременное функционирование устройств контроля изоляции и ВД не оказывает влияния на работу каждого из этих устройств.

Почему система TN-S считается самой безопасной

По сравнению с такими системами заземления как TN-C и TN-C-S, система заземления TN-S отличается особой надежностью и безопасностью. Данная система появилась и начала набирать популярность еще в 40-е годы, получив первое широкое распространение на территории Европы, где по сей день продолжает оставаться заслуженно востребованной.

В России система заземления TN-S также все чаще используется, и год за годом все сильнее конкурирует с остальными, менее надежными, системами заземления, поскольку считается на сегодняшний день наиболее безопасной и качественной из всех известных подходов к устройству заземления в потребительских электросетях, особенно в жилых домах.

Несмотря на то, что стоимость монтажа системы TN-S дороже остальных (просто в силу необходимости прокладывать более дорогостоящие многожильные кабеля), тем не менее именно ее выбирают исходя из требования обеспечить наибольшую безопасность для людей, о чем будет подробно разъяснено далее.

Суть в том, что однофазные и трехфазные электрические сети на самом деле всегда нуждаются в трехжильных и пятижильных питающих кабелях, поскольку в идеале в однофазной сети от источника к потребителю необходимо проложить три проводника (фазный, нейтральный N и защитный проводник PE), а для трехфазной сети это будет уже пять проводников (три фазных — A, B, C, нейтральный N и защитный проводник PE).

Так вот, в системе TN-S главный заземлитель расположен на трансформаторной подстанции, а отделенные друг от друга в кабеле проводники N и PE тянутся от него, от самой подстанции, — к потребителю, и дополнительного заземления на стороне потребителя монтировать уже не нужно.

Таким образом, с системой заземления TN-S оборудование у потребителя всегда будет максимально защищено, а самого человека от поражения электрическим током защитят дифавтоматы и устройства защитного отключения, для монтажа и подключения которых оказываются доступны сразу все необходимые проводники в одном кабеле.

Причем регулярно контролировать состояние контура заземления у себя дома обывателю уже не придется. Кстати, высокочастотные помехи от работающих пылесосов и дрелей будут не страшны силовым линиям в такой системой заземления.

Напомним, что та же устаревшая система заземления TN-C имеет совмещенные проводники PE и N в одном проводнике — PEN, что ставит людей под угрозу поражения электрическим током. Так или иначе, в целях обеспечения безопасности систему заземления TN-C все равно приходится дорабатывать, хотя изначально к системе TN-C прибегают из соображений экономии.

В итоге система заземления TN-C принципиально уступает по качеству и надежности системе TN-S. Не даром ПУЭ (пункт 1.7.132) склоняет потребителей к необходимости категорически отказаться от использования системы заземления TN-C в пользу более безопасной и надежной TN-S (или в крайнем случае TN-C-S).

Система заземления TN-C-S немного лучше чем TN-C, поскольку в ней присутствует разделение нулевого, заземленного на подстанции, проводника PEN — на нулевой и защитный (N и PE) проводники, однако точка данного разделения обычно находится на вводно-распределительном устройстве самого здания.

Таким образом, очевидный и ключевой недостаток системы TN-C-S заключается в том, что в случае обрыва PEN проводника при нарушении изоляции может случиться пробой на корпус электрического прибора, что опять же поставит человека под угрозу поражения электрическим током. Вот почему наиболее безопасной считается система заземления TN-S, где защитный проводник надежно заземлен и идет сразу в кабеле вместе со всеми остальными проводниками.

Смотрите также:

Принципы работы систем заземления для зданий ТN-C и TN-C-S

Чем опасно самостоятельное выполнение заземления в квартире (переделка TN-C в TN-C-S)

Источник: http://electrik.info

Системы электроснабжения | CLOU GLOBAL

Главная  »  Блог об измерениях   »   Системы электроснабжения

Опубликовано 01 сент. 2020 г. автором LaoRen
Последнее обновление 30 сент. 2022 г.
Время чтения: 3 мин, 5 изображений, 1,4 тыс. просмотров

90 008 Системы электроснабжения

Обычно системы электроснабжения называются однофазными, трехфазными трехпроводными или трехфазными четырехпроводными. Немецкий VDE и IEC60364-1 унифицируют системы питания на основе заземления.
У нас есть система TN, разделенная на TN-C, TN-S и TN-C-S, система TT и система IT.
Какая разница?
Давайте посмотрим поближе.

Система TN-C

Французская аббревиатура от: T erre- N eutre- C ombiné
проволока. Называется ПЕН.
Эта система в Германии устарела.

Система электропитания TN-C

Система TN-S

Французское сокращение от: T erre- N eutre- S eparé
В этой системе нейтральный проводник и защитный провод проводник полностью разделены.

Система электропитания TN-S

Система TN-C-S

Французская аббревиатура от:   T erre- N 9 0019 белый C комбинированный – С eparé
Защитный провод (PE) объединяется с нейтралью (N) на пути к местной распределительной сети (PEN). PE отделяется от N обычно на распределительном щите рядом со счетчиком энергии. Здесь PE заземляется индивидуально для каждого здания.
Эта система обычно используется для бытовых установок в Германии.

Возможные проблемы:
Когда линии (L1, L2, L3) сильно разбалансированы, на PE влияет N-потенциал. Эта система может уменьшить разность потенциалов, например. корпус двигателя на землю, но это не может полностью устранить напряжение.
Величина напряжения зависит от асимметрии нагрузки и длины проводки. Повторное заземление PE обязательно.

TN-C-S-система электропитания

Система TT

Французская аббревиатура от: T erre   T erre
В системе TT нейтраль- точка трансформатора и корпуса потребителей находятся непосредственно заземленный. Нейтральный провод (N) не имеет соединения с PE. Следовательно, N не имеет функции защиты.

TT-система электропитания

The IT System

Французское сокращение от: I solé T erré
Трансформатор не заземлен , потребители заземлены. В случае неисправности (линия к корпусу) не будет замкнутой цепи и предотвращены опасные токи.
Защита осуществляется устройствами контроля изоляции.

IT-система энергоснабжения

Это была краткая информация о различных системах электроснабжения, определенных в IEC. В реальном мире заземление иногда бывает странным. Я слышал истории о разнице потенциалов> 100 В между нейтралью и защитным заземлением.
Для безопасности это большая проблема.

Хищение энергии с помощью этого метода обнаруживается функцией частичного вмешательства в заземление счетчиков энергии CLOU. Выставление счетов остается точным, и событие регистрируется.

Спасибо, что прочитали.

Примечание редактора. Эта статья была первоначально опубликована в сентябре 2020 г. и обновлена ​​для полноты картины.

Категория РубрикиБлог об измерениях Заземление

— Может ли ток течь на землю в системе заземления TN-S?

спросил 4 года, 6 месяцев назад

Изменено 4 года, 6 месяцев назад

Просмотрено 593 раза

\$\начало группы\$

На приведенном выше рисунке системы заземления TN-S показано одно общее соединение с землей между нейтральным и защитным заземлением.

Если предположить, что короткое замыкание произошло за короткую секунду до обнаружения автоматическим выключателем, я бы подумал, что ток потечет обратно к своему источнику, а не в землю, так как ток должен течь по петле (а ток не может течь в обе стороны одновременно).

Имеются ли в действительности несколько независимых соединений с землей на генераторе/трансформаторе, которые могли бы обеспечить необходимую петлю?

Если нет, то какова цель физического соединения с землей в такой конфигурации?

• заземление

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Все зависит от того, где произошло короткое замыкание.

Если одна из трех фаз (А, В или С) закоротит на корпус оборудования, то замыкание будет выполнено через защитный проводник. Там ток на землю не течет.

Однако также возможно замыкание фазы на что-то, что само по себе заземлено, но не подключено ни к одному проводнику защитного заземления. Это может быть водопроводная труба или даже человек. В этом случае сама земля является частью обратного пути к земле трансформатора.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Трехфазные системы в некоторых случаях не требуют заземления, в случае однофазных нагрузок заземление может иметь преимущество.

Во-первых, напряжение системы относительно земли фиксируется фазное напряжение обмотки нейтрали. Поскольку части энергосистемы, такие как рамы оборудования, заземлены, а остальные окружающая среда, по существу, также находится под потенциалом земли, это имеет большое значение. последствия для системы. Это означает, что линия-земля уровень изоляции оборудования должен быть таким же большим, как междуфазное напряжение, которое составляет 57,7% от междуфазного Напряжение.

Это также означает, что система менее чувствительна к помехам между фазами и землей. переходные процессы напряжения. Во-вторых, система подходит для подачи нагрузки фаза-нейтраль. Работа однофазной нагрузки, подключенной между одной фазой и нейтралью будет одинаковым на любой фазе, так как величины фазных напряжений равны. Такое устройство системы очень общий, как на уровне использования, так и 480 Y/277 В и 208 Y/120 В, а также в большинстве систем распределения коммунальных услуг.

Источник: http://static.schneider-electric.us/assets/consultingengineer/appguidedocs/section6_0307.pdf

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Ближайший к генератору повышающий трансформатор обычно имеет соединение звездой на вторичной обмотке, чаще всего с заземленной нейтралью. Итак, подключение к источнику через землю (короткое замыкание). При нормальной работе в трехфазной системе нет необходимости иметь N и PE, если только вам не требуется фазное напряжение.