Системы заземления нейтрали

Режим нейтрали определяет, как подключены электрические нейтральные точки источника и нагрузки в электрической сети. Существуют три основных типа систем заземления и нейтрали:

TN-система (Terre à Nuage) – в этой системе нейтраль источника питания (обычно заземленная) и проводники земли от нагрузки соединяются в одной точке. Это наиболее распространенная система в странах бывшего СССР и в большинстве стран Африки и Азии.

TT-система (Terre au Terminal) – в данной системе нейтраль источника изолирована от земли, а проводники заземления нагрузки связаны с землей отдельно. Эта система обычно используется в некоторых развивающихся странах и в ряде случаев на промышленных объектах.

IT-система (Isolated Terre) – это система, в которой нейтраль источника и все проводники нагрузки изолированы от земли. Вместо этого они связаны через сопротивление или индуктивность. IT-системы обычно используются в медицинских устройствах и лабораториях, где требуется высокая степень безопасности.

Система TT

Система TT устроена следующим образом: на подстанции глухозаземленная нейтраль, от нее идут четыре провода, только у здания появляется собственный контур заземления. PEN-проводник заземляется для того, чтобы сработало защитное отключение. А оно сработает только в том случае, если сила тока отдельного замыкания превысит уставку защитного устройства на данном участке сети. И именно этого в наших электросетях очень часто не происходит.

Рис. 1. Система нейтрали ТТ

Подобную проблему можно объяснить тем, что большая часть проводов, которые соединяют электроустановку с точкой короткого замыкания имеют заниженные показатель сечения. Дело в том, что старые электросети не были рассчитаны на эксплуатацию такого количества электроприборов. Сопротивление проводов не очень существенно, но, при этом, сами провода могут быть очень длинными. В итоге получается, что чем тоньше эти провода, тем меньше сила тока короткого замыкания, по закону Ома. Если тока короткого замыкания будет недостаточно для срабатывания защитного устройства, это короткое замыкание должна отключить тепловая защита автоматического отключения. А если не сработает и тепловая защита, то провода будут греться до тех пор, пока не начнется пожар. Убедиться в том, что сопротивление проводников не слишком велико позволяет прибор для замера параметра петли фаза-нуль, который есть в составе парка приборов электроизмерительной лаборатории.

Проблемы с соединительными проводами сказываются и на качестве электроэнергии. Это можно заметить, когда при включении какого-то энергоемкого электроприбора снижается яркость электроосвещения. Это говорит о том, что ток короткого замыкания в такой сети, вероятнее всего, будет очень низким и, даже при наличии контура заземления, защитное отключение не сработает. То есть это короткое замыкание может существовать на том же контуре до тех пор, пока что-нибудь окончательно не перегреется и не сгорит. А пока оно есть, то и напряжение на корпусе не может считаться безопасным для потребителя.

В рекомендациях ПТЭЭП говорится, что в таких случаях необходимо применять систему заземления TT с персональным контуром у каждого потребителя. И, что особенно важно, с обязательным применением защиты нагрузок этого потребителя УЗО! При наличии УЗО даже слабый ток замыкания на землю будет отключен очень быстро. Это и есть главная мотивация для установки собственного контура заземления.

Обойтись без такого заземления можно лишь в тех случаях, когда пользователь не подключает к сети энергоемких электроприборов, а довольствуется парой лампочек и радиоточкой. Если же в доме много электроприборов, об установке контура заземления точно стоит задуматься. После монтажа контура заземления необходимо произвести замер сопротивления заземлителя дабы убедиться, что параметры сопротивления растеканию тока заземлителя укладываются в допустимые нормы. Кроме этого, в ряде случаев потребуется официальное заключение электролаборатории, например при монтажа заземлителя для дома, который использует газовое оборудование.

Система заземления TN-C

Эта система основана на принципе зануления

Система заземления TT. Система ТТ – система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

По этой системе выполнялось заземление и зануление до выхода обновленных ПУЭ в 2007.

Заземленная нейтраль трансформатора соединяется с конечным потребителем посредством совмещенного проводника.

Проводник называется совмещенным, так как он сочетает в себе две функции нулевого проводника:

Защитную. Именно этот проводник соединяется с контуром заземления на подстанции и с контуром последовательных заземлителей, которые должны устанавливаться на линиях электропередач через каждые 200 м;
Рабочую. По этому проводнику идет ток

Эта система заземления имеет массу недостатков, и она совершенно не соответствует современным требованиям электробезопасности. Обеспечить безопасное подключение промышленного объекта она, в принципе может, но для использования в электрообеспечении жилого сектора TN-C уже не годится. Это объясняется тем, что в квартире, в отличие от промышленного цеха, нет и не может быть полосы заземления и подключить к ней какой-либо бытовой прибор невозможно.

Способ, когда в розетку подключается два провода, а нулевой проводник, перемычкой, на заземляющий контакт, будет работать до тех пор, пока электрик не перепутает в щитке фазу с нулем, и тогда все может закончиться трагично.

Также, в бытовых сетях, нередко такое явление, как обрыв PEN-проводника. Эта проблема довольно хорошо известна. В трехфазной системе электроснабжения все потребители электроэнергии должны быть распределены равномерно.

Рис. 2 Электроснабжение домов по TN-C системе

Однако, равномерно распределить энергопотребителей жилого сектора невозможно в силу того, что все они потребляют очень разное количество электроэнергии: в одном доме или квартире может быть подключен бойлер, кондиционер и обогреватель, а в другом всего пара лампочек и телевизор. Именно поэтому в бытовой трехфазной системе электроснабжения невозможно обеспечить одинаковых токов по всем фазам.

Рис. 3 Схема питания TN-C Генератор-Приемник

На рис. 4, 5 видно, что PEN-проводник связывает между собой нули потребителя и нейтраль генератора. Когда такой PEN-проводник обрывается, он разделяет потребителей на тех, кто находится до и тех, кто находится после места обрыва. Нас интересуют последние.

Рис. 4 обрыв нуля в системе TN-C

Равномерная нагрузка на трех фазах приведет к тому, что потенциал нуля никуда не денется, т.к. токи складываются между собой векторно и, будучи одинаковыми, при сложении дадут ноль. Но, как уже говорилось, если на одной фазе будет работать несколько нагревательных приборов, а на другой только одна лампочка, равномерной нагрузки не получится. Лампочка имеет большое сопротивление, а несколько обогревателей – это единицы Ом, практически короткое замыкания. То есть вся фаза, в этом случае, перетекает на нулевой проводник, а на лампочку приходит потенциал в 380V. Лампочка, естественно, не выдерживает и перегорает. И таким образом уже было испорчено огромное количество разных электроприборов.

Рис. 5 Обрыв нуля на схеме генератор-приемник

А если к этому PEN-проводнику подключить еще и заземляющие контакты розеток, то беда приобретет уже очень серьезные масштабы: туда, где всегда был нулевой потенциал, приходит напряжение в 220V. Особую опасность, в этом случае, будут представлять водяные электроприборы, так как водопроводная вода является прекрасным проводником. В такой ситуации даже простое прикосновение к водопроводному крану может закончиться трагедией. Эта проблема перечеркивает все преимущества сети TN-C.

Система TN-S

Для того, чтобы решить проблемы, связанные с использованием системы электроснабжения TN-C, была разработана система TN-S, в которой были разделены функции совмещенного проводника по двум разным проводникам. В такой системе по одному из проводников идет рабочий ток, а другой служит только для связи корпуса электроприбора с заземляющим устройством.

Рис. 6 Питание дома по системе электроснабжения TN-S

Эта система является более надежной, но проблема заключается в том, что перевести на нее все электросети страны, в силу больших временных и материальных затрат, не представляется возможным. Поэтому была создана дополнительная, переходная система TN-C-S.

Зануле́ние — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой генератора или трансформатора, в сетях трёхфазного тока; с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока; с заземлённой точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Система TN-CS

TN-C-S, как понятно из названия, представляет собой что-то среднее между TN-C и TN-S. Она устроена таким образом, что часть ее, например, от подстанции до щитка конечного потребителя, работает как TN-C, а внутри щитка она переходит в систему TN-S таким образом, что до щитка идет четыре провода (фазы A,B,C и PEN), а выходит из щитка уже пять проводов (A,B,C, ноль и PE). Или же фаза+ноль+PE – в случае однофазных электросетей.

Рис. 7. Питание дома по системе TN-C-S

К сожалению, такая система тоже не решает проблем TN-C сетей полностью, т.к. до щитка потребителя, при такой схеме подключения, все еще идет PEN, в случае обрыва которого, напряжение так же придет на PE-шину, достигнет корпусов электроприборов и контактов заземления розеток. Получается, что при подключении электричества по схеме TN-C-S, опасность получить удар током все еще сохраняется. Для того, чтобы этого избежать, в щитке необходимо установить подключение к контуру заземления здания. При повреждении PEN-проводника с установленным подключением к контуру заземления, потенциал на “Нуле” появится, так же как и на шине PE, но в этом случае он уйдет в землю. Человек, прикоснувшийся к электроприбору не пострадает, так как будет зашунтирован очень маленьким сопротивлением. Таким образом, эта схема подключения значительно снижает вероятность получить удар током от бытового электроприбора в случае аварии.
Убедиться в том, что Ваши электрощиты и оборудование в исправном состоянии помогут сотрудники электроизмерительной лаборатории. В зависимости от объекта проводится определенная серия испытаний. Одним из самых распространенных видом испытаний является проверка целостности (непрерывности) нулевых защитных проводников.

Г. Москва, ул. Кетчерская 16, офис 514

info@konturtoka.ru

+7(995)658-92-91

ИП Журжи Дмитрий Петрович
ИНН 772274806304
ОГРНИП 319505300004974

Напишите нам в WhatsApp

Виды испытаний:

Визуальное обследование электроустановки

Замер сопротивления между заземлителями и заземляемыми элементами

Замер сопротивления проводников и электрических машин

Замер сопротивления петли «фаза нуль»

Проверка срабатывания расцепителей автоматических выключателей

Проверка времени и тока срабатывания УЗО

Замер сопротивления заземлителей

Проверка систем молниезащиты

Проверка срабатывания систем АВР

Анализ показателей качества электрической энергии

Тепловизионный контроль электрооборудования

Поиск места повреждения кабельной линии

Выявление адресаций кабельных линий

Подготовка однолинейных схем

Виды деятельности:

Регионы выезда:

Электролаборатория в Москве
Электролаборатория в Московской области
Электролаборатория в Тверской области
Электролаборатория в Ярославской области
Электролаборатория во Владимирской области
Электролаборатория в Рязанской области
Электролаборатория в Тульской области
Электролаборатория в Калужской области
Электролаборатория в Смоленской области

Система заземления TN–S является сегодня наиболее совершенной и продвинутой, с точки зрения защиты людей и электрооборудования от воздействия электрического тока.