Система TN-C: определение, особенности, примеры выполнения
Определение.
Система TN-C — это система распределения электроэнергии, в которой заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением. Открытые проводящие части электроустановки здания присоединены к заземленной части источника питания, находящейся под напряжением, посредством PEN-проводников, PEM-проводников или PEL-проводников (определение на основе СП 437.1325800.2018).
Вся информация, которую вы прочитаете ниже практически полностью основана на статьях Ю.В. Харечко с его книги [1], а также нормативной документации [2] и [3].
Особенности
При типе заземления системы TN-C (смотрите рисунок 1) заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением, обычно – нейтраль трансформатора. Все открытые проводящие части электрооборудования класса I, установленного в электроустановке здания, имеют электрическое соединение с заземлённой нейтралью трансформатора.
Для обеспечения этого соединения и в низковольтной распределительной электрической сети, и в электроустановке здания обычно применяют PEN-проводники. Если в состав распределительной электрической сети входит воздушная линия электропередачи (ВЛ), то её PEN-проводник, как правило, заземляют в нескольких точках, выполняя так называемое повторное заземление PEN-проводника.
PEN-проводник распределительной электрической сети «берет своё начало» от соответствующей защитной заземляющей и нейтральной шины (PEN-шины) низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции и «заканчивается» на вводном зажиме ВРУ электроустановки здания. С этого зажима начинаются PEN-проводники электроустановки здания, к которым, как правило, присоединяют все открытые проводящие части электрооборудования класса I. То есть PEN-проводник, выполняя функции защитного проводника, пронизывает всю систему распределения электроэнергии от источника питания до открытых проводящих частей электроустановки здания.
Однако в некоторых случаях открытые проводящие части электрооборудования класса I могут быть присоединены не только к PEN-проводникам, но и к защитным проводникам PE электроустановки здания. Например, когда в электроустановке здания применяют трёхфазное электрооборудование класса I, которое не имеет нейтрали и не требует для своего нормального оперирования наличия нейтральных проводников (смотрите рисунок 2), к их открытым проводящим частям присоединяют защитные проводники.
Если электроустановка здания подключения к ВЛ и ответвление от ВЛ к вводу выполнено неизолированными проводами, то PEN-проводник распределительной электрической сети «заканчивается» на зажиме, соединяющем его с PEN-проводником кабеля ввода в электроустановку здания.
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.
Примеры выполнения
Рис. 1. Пример выполнения системы TN-C трехфазной четырехпроводной (на основе рисунка 2.4 автора Харечко Ю.В. из книги [1])На рисунке 1 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.
При типе заземления системы TN-C PEN-проводник обычно разделяют на защитный и нейтральный проводники на зажимах стационарного электрооборудования. Если переносное и передвижное электрооборудование класса I подключают с помощью штепсельных розеток, PEN-проводник разделяют в штепсельной розетке.
При реализации системы TN-C сечения PEN-проводников в электрических цепях электроустановки здания не может быть меньше 10 мм2 – медных и 16 мм2 – алюминиевых. При этом сечение фазных проводников в конечных цепях освещения обычно равно 1,5 и 2,5 мм2, в конечных цепях штепсельных розеток – 2,5 мм2.
В электроустановке здания, соответствующей типу заземления системы TN-C, PEN-проводник должен иметь место во всех распределительных электрических цепях и в подавляющем числе конечных электрических цепей. Разделение PEN-проводника в таком электроустановке здания может быть произведено только при подключении переносного и передвижного электрооборудования класс I, выполняемого посредством штепсельных розеток. Кроме того, PEN-проводники заменяют защитными проводниками в ограниченном числе конечных электрических цепей, проводники которых имеют сечения менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию, и в некоторых однофазных конечных электрических цепях. Такими электрическими цепями обычно являются конечные электрические цепи штепсельных розеток и освещения. В остальных конечных электрических цепях должны быть использованы PEN-проводники.
Систему TN-C можно легко реализовать при подключении вновь сооружаемой низковольтной электроустановки к существующей или сооружаемой распределительной электрической сети.
Однако при этом типе заземления системы сложно обеспечить такой же уровень электрической безопасности, как в системах TN-C-S, TN-S и TT. Кроме того, низковольтные электроустановки, соответствующие типу заземления системы TN-C, характеризуются повышенным уровнем электромагнитных помех, негативно воздействующих на чувствительное информационное оборудование. Поэтому применение типа заземления системы TN-C можно допустить только в тех системах распределения электроэнергии, в состав которых входят низковольтные электроустановки специального назначения.
Об идентификации типов заземления системы TN-C и TN-C-S
Тип заземления системы TN-C, таким образом, практически невозможно реализовать в наиболее распространённой системе распределения электроэнергии, состоящей из распределительной электрической сети и подключённой к ней электроустановки здания, потому, что в электрических цепях подавляющего числа электроустановок зданий следует применять защитные проводники PE.
Более того, основываясь на факте их применения в части электроустановки здания, можно утверждать, что на рисунке 1 показан пример системы TN-C-S, а не системы TN-C. Причем это утверждение не противоречит требованиям стандарта МЭК 60364-1 и ГОСТ 30331.1-2013 к типам заземления системы.
Главным критерием, на основании которого производят идентификацию типов заземления системы TN-C и TN-C-S, является разделение PEN-проводника для части системы распределения электроэнергии. В международном и национальном стандарте установлены следующие общие правила:
- если в системе распределения электроэнергии в качестве защитного проводника используют только PEN-проводник, то речь идет о системе TN-C;
- если в части системы распределения электроэнергии PEN-проводник разделяют на два проводника — защитный и нейтральный, то следует говорить о системе TN-C-S.
Хотя оба стандарта допускают применение защитных проводников в системе распределения электроэнергии, соответствующей типу заземления системы TN-C, в них не установлены какие бы то ни было требования к «размерам» той части её элемента — электроустановки здания, в электрических цепях которой используют защитные проводники.
Поэтому в некоторых случаях чрезвычайно сложно правильно идентифицировать тип заземления системы TN-C или TN-C-S в конкретной электроустановке здания, если в какой-то её части применяют защитные проводники. Для решения этой проблемы можно применить дополнительный критерий — «размер» части электроустановки здания, в электрических цепях которой используют PEN-проводники.
Список использованной литературы
- Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: ПТФ МИЭЭ, 2012. – 304 с.
- ГОСТ 30331.1-2013
- СП 437.1325800.2018
Системы заземления электроустановок, виды, типы и схемы
электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)
12.12.2021
Заземление электроустановок – это преднамеренное соединений с заземляющим устройством частей электрооборудования (электропотребителей) в нормальных условиях не находящихся под напряжением.
В зависимости от способа выполнения этого соединения различают несколько типов систем заземления: TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT.
В их буквенных обозначения используются символы:
- T – «Terre» – заземление;
- N – «Neuter» – нейтраль;
- I – «Isole» – изолированный;
- C – «combined» – объединенный;
- S – «separated» – раздельный.
Ниже рассматриваются схемы организации (подключения) заземления и приводится расшифровка их сокращенных наименований.
СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ TN-C, TN-S, TN-C-S
Система заземления TN (с глухозаземленной нейтралью) делится на три варианта: TN-C, TN-S, TN-C-S. Общим для них является заземление нейтрали на стороне подстанции, а различия заключаются в способе подключения электропотребителя.
Перед тем как перейти к рассмотрению конкретных схем – несколько пояснений.
1. Буквенные обозначения: фазы (L), нейтраль (N), заземляющий и совмещенный проводники (РЕ и PEN соответственно).
2. На схеме показано подключение к электроустановке (ЭУ) от вводно распределительного устройства (ВРУ) одной фазы.
Это сделано с целью избежать лишнего загромождения рисунка (поскольку для каждой из фаз соединение идентично) и с учетом того, что для квартир и частных домов в большинстве случаев используется однофазное подключение. На понимание способа организации заземления это не влияет.
Тип TN-S.
Это вид защиты с заземленной нейтралью и раздельными нулевым и защитным проводниками на стороне подстанции (рис.1).
Самая надежная в своем классе за именно за счет разделения нуля (N) и провода заземления (PE).
В случае обрыва нуля защитные функции системы сохраняются в полной мере.
Несмотря на высокую эффективность распространение этого типа сдерживаются ее высокой стоимостью, как видно из схемы, ее организация требует прокладки от подстанции до потребителя пятипроводной линии.
Тип TN-C-S.
Частичное решение проблемы стоимости возможно при применении схемы, представленной на рис.
2.
Здесь от подстанции до ВРУ ноль и заземление подключаются по одному совмещенному проводнику PEN, а на вводе в здание разделяются на два: ноль и «земля». Система удешевляется, но приобретает существенный недостаток: при обрыве PEN провода на корпусе электроустановки при пробое появится опасное фазное напряжение.
Выходом, как и для всех вариантов, является применение устройства защитного отключения УЗО.
Тип TN-C.
Самая простая, дешевая и не эффективная схема (рис.3).
По сути это не защитное заземление, а зануление. Если мы соединим корпус прибора с нулем, которым по сути является объединенный PEN проводник, то единственной защитой от «пробоя» на корпус будет срабатывание автоматического выключателя как результат реакции на короткое замыкание.
При обрыве нуля и этого не произойдет, поэтому эффективной защиты можно добиться только при установке дифавтомата или УЗО.
СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ TT, IT
Тип TT.
Во избежании описанных выше неприятностей при повреждении заземляющих и нулевых проводников следует принимать меры к защите их от механических повреждений.
При использовании воздушных линий, например, на дачах или сельской местности это мероприятие практически невыполнимое. Поэтому в качестве защиты можно использовать схему TT (рис.4).
При этом необходим монтаж заземления (модульно штыревого или в виде контура) непосредственно на защищаемом объекте.
При использовании такого типа заземления использования устройств дифференциальной и молниезащиты обязательно.
Тип IT.
Это система заземления с изолированной нейтралью (рис. 5).
Как видно из схемы, нулевой проводник здесь отсутствует. Подключение исключительно трехфазное. Используется на объектах с повышенными требованиями к электро и пожаробезопасности. Требует качественного местного контура заземления.
© 2012-2023 г. Все права защищены.
Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Электрические системы
TN: особенности, типы и сети TN-S в электроустановках больниц
В этой статье мы хотели бы рассмотреть более техническую сторону некоторых из лучших решений по электробезопасности для больниц и их критических зон. Это относится к электрическим системам TN. Мы узнаем, из чего они состоят, чем они отличаются от других систем ТТ, и углубимся в достоинства сетей TN-S для электроустановок в больницах.
Что такое заземление?
Соединители и розетки играют ключевую роль в создании эквипотенциального соединения с землей, что помогает избежать напряжения прикосновения в критически важных медицинских зонах.
Таким образом, эквипотенциальное заземление является элементарной частью безопасной электроустановки в критических медицинских средах. Эти системы заземления подходят для хирургических отделений, отделений интенсивной терапии и в целом для критически важных медицинских помещений.
Таким образом, электромедицинское оборудование и открытые проводящие поверхности в критических медицинских зонах должны быть подключены к эквипотенциальному заземлению с помощью разъема с очень гибким проводником достаточного сечения.
Какова их цель?
Заземляющие системы облегчают функции безопасности, обеспечивая электрическую установку путем с низким импедансом для любых неисправностей в электрической сети. Заземление, в свою очередь, служит точкой отсчета для правильного функционирования устройств электропитания и безопасности.
Типы заземления
Конфигурации заземления могут быть выполнены по-разному на стороне питания и нагрузки, но всегда дают один и тот же результат. Это международный стандарт IEC 60364 (Электроустановки для зданий), который определяет три семейства заземления, которые определяются двухбуквенным идентификатором в форме «XY». «X» определяет конфигурацию нейтрали и заземления на стороне питания системы (генератор/трансформатор), а «Y» определяет конфигурацию нейтрали/земли на стороне нагрузки системы (главный распределительный щит и подключенные нагрузки).
X’ и ‘Y’ могут принимать следующие значения:
T – Земля (от французского ‘Terre’).
N – Neutral
I – isolated
And subsets of these configurations can be defined using the values:
S – Separate
C – Combined
«Согласно различным методам защиты и терминологии, определенным IEC, системы распределения электроэнергии низкого напряжения делятся на три типа в соответствии с различными методами заземления, а именно системы TT, TN и IT».
IT-система
Здесь все активные проводники отделены от земли или одна точка заземлена через импеданс. Это означает, что в случае повреждения изоляции может протекать только небольшой ток повреждения, в основном из-за шунтирующей способности сети.
Система ТТ
Метод ТТ относится к защитной системе, которая непосредственно заземляет металлический корпус электрического устройства, которая называется системой защитного заземления. В конфигурации TT каждая зона использует собственное заземление внутри объекта, независимое от любого заземления на стороне источника. Этот тип заземления обычно используется в ситуациях, когда поставщик услуг распределительной сети (DNSP) не может гарантировать низковольтное подключение к источнику питания.
Система заземления TN
Система питания и защиты в режиме TN , которая соединяет металлический корпус электрооборудования с рабочим нейтральным проводом. Называется система нулевой защиты.
Таким образом, когда одна точка на стороне источника напрямую подключена к земле, мы говорим о системе заземления TN. Любое электрооборудование, подключенное к системе, заземляется через ту же точку подключения на стороне источника. Эти системы заземления требуют установки заземляющих электродов через равные промежутки времени по всей установке.
TN содержат три подузла, различающиеся по способу разделения/объединения нейтральных и заземляющих проводников.
TN-C
Функции нулевого и защитного проводников объединены в одном проводнике всей системы. TN-C описывает схему, в которой комбинированная защитная нейтраль (PEN) соединена с землей в источнике. Таким образом, он использует рабочую нейтральную линию в качестве защитной линии пересечения нуля, которая может называться защитной нейтральной линией и может быть представлена PEN.
TN-CS
В одной части системы функции нулевого и защитного проводников объединены в одном проводнике. На стороне питания системы используется комбинированный PEN-проводник для заземления, а на стороне нагрузки системы используется отдельный проводник для PE и N. . Отдельные проводники проложены для защитного заземления (PE) и нейтрали к потребительским нагрузкам от источника питания в одном месте (например, генератор или трансформатор). В этом случае проводники PE и N разделены почти во всех частях системы и соединены друг с другом только на входе. Таким образом, энергосистема в режиме TN-S строго отделяет рабочую нейтраль N от выделенной линии защиты PE. Давайте теперь более подробно рассмотрим некоторые из ее особенностей, которые выделяют ее и делают ее ведущей системой в больничных электроустановках.
«Энергосистема в режиме TN-S строго отделяет рабочую нейтраль N от выделенной линии защиты PE». . Он имеет одну потенциальную ссылку «источник» и «использование». Кроме того, он не использует землю в качестве проводника.
В чем разница между системами TT и TN-S?
Как видим, в заземленной сети с системой TN-S или TT одна или несколько точек сети, установки или электрооборудования заземлены на гарантия электробезопасности .
Однако в системах TN нейтраль питающего трансформатора заземляется с пренебрежимо малым сопротивлением, а заземление электроустановки соединяется с сервисным заземлением сети посредством защитного проводника. Однако в системах ТТ, хотя нейтральная точка также заземляется с пренебрежимо малым сопротивлением, заземление электроустановки заземляется отдельно от заземления системы.
Преимущества системы TN-S
что оно более чем оправдано в качестве системы заземления:
1. Обеспечивает более высокую степень электропожаробезопасности
С TN-S мы можем использовать устройства защитного отключения (УЗО) в оптимальном режиме . УЗО, включенное в электрическую сеть с цепью заземления TN-S, отключает подачу питания к неисправному потребителю при возникновении токов утечки.
2. Не создает проблем по созданию и контролю технического состояния контура заземления объекта
Поскольку контур заземления требует постоянного контроля, под воздействием погодных и природных факторов устройство может неудача. Это приведет к нарушению работы электрических систем и, что более важно, станет угрозой для здоровья.
3. Нет необходимости в использовании перемычек, соединяющих металлические корпуса медицинских приборов и оборудования с контуром заземления
Это помогает нам избежать неудобств и эстетических дефектов интерьера помещения или помещения, способствуя целостному взгляду на здоровье.
4. Устраняет высокочастотные помехи
Нарушает работу электроники.
В ETKHO мы поможем вам выбрать
As эксперты в области инженерных и электромонтажных решений для больниц , по адресу ETKHO мы индивидуально анализируем случай каждого клиента, чтобы направлять их и обеспечивать их медицинские установки наиболее оптимальными системами для настоящего и будущего. Если у вас есть какие-либо сомнения или вы ищете совет по электроустановке для вашей больницы, не стесняйтесь обращаться к нам.
ЭТК ЕЭС . Заземление для медицинского применения
ETK EBB . Шинная плата для эквипотенциальных соединений
Система TN-S-/TT
В заземленных системах (системах TN-S/TT) одна или несколько точек системы, электроустановки или электрооборудования заземляются с целью Электробезопасность.
В системах TN нейтраль питающих трансформаторов соединена с землей через низкое полное сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки соединены с защитным заземлением (PE) системы. В системах ТТ точка звезды также соединена с землей через низкоомное сопротивление, но открытые проводящие части электроустановки заземляются независимо от заземления системы.
Узнать больше!
Когда используется контроль дифференциального тока, остаточный ток и ток короткого замыкания сигнализируются до того, как установка должна быть отключена в случае неисправности. Таким образом, ухудшение уровня изоляции выявляется на ранней стадии и надежным способом.
Полная готовность к круглосуточной работе, постоянное конкурентное давление и высокое ценовое давление требуют высочайшей степени электробезопасности при электроснабжении производственных, функциональных и жилых зданий. Благодаря непрерывному мониторингу важных для безопасности цепей токов утечки, дифференциальных токов и блуждающих токов начальные критические рабочие состояния обнаруживаются на ранней стадии.