Системы заземления электрических сетей
Режим заземления нейтрали и отрытых проводящих частей обозначается двумя буквами: первая указывает режим заземления нейтрали источника питания (силового трансформатора 6–10/0,4 кВ), вторая – открытых проводящих частей. В обозначениях используются начальные буквы французских слов:
- ТN – нейтраль источника глухо заземлена, корпуса электрооборудования присоединены к нейтральному проводу;
- ТТ – нейтраль источника и корпуса электрооборудования глухо заземлены (заземления могут быть и раздельными);
- IТ – нейтраль источника изолирована или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление; корпуса электрооборудования глухо заземлены.
- ТN–С – нулевые рабочий и защитный проводники объединены (С – от английского слова combined – объединенный) на всем протяжении. Объединенный нулевой проводник называется РЕN по первым буквам английских слов protective earth, neutral – защитная земля, нейтраль.
- ТN–S – нулевой рабочий проводник N и нулевой защитный проводник РЕ разделены (S – от английского слова separated – раздельный).
- ТN–С–S – нулевые рабочий и защитный проводники объединены на головных участках сети в проводник РЕN, а далее разделены на проводники N и РЕ.
Название типа системы заземления электрической сети часто присваивают самой сети. Так, например, электрическую сеть с системой заземления типа ТN–С называют сетью типа ТN–С, или просто сеть ТN–С.
Вид связи нейтралей с землей в значительной степени определяет:
- условия безопасности работы в электрических сетях (защита от поражения электрическим током);
- значения перенапряжений и способы их ограничения;
- электромагнитную совместимость в нормальном режиме работы и при коротких замыканиях;
- пожаробезопасность (вероятность возникновения пожаров при коротких замыканиях);
- токи при однофазных замыканиях на землю, повреждаемость и выбор оборудования;
- бесперебойность электроснабжения потребителей;
- проектирование и эксплуатацию сети.
Взяв перечисленное за критерии сравнения, отметим преимущества и существенные недостатки возможных режимов заземления нейтрали и открытых проводящих частей в сетях 0,4 кВ. (На схемах сетей цвета проводов соотвествуют ГОСТ Р 50462-2009)
Что такое ТТ?
- Сети TN–С и TN–С–S характеризуются низким уровнем электро- и пожаробезопасности, а также возможностью значительных электромагнитных возмущений.
- Сети TN–S рекомендуются для статичных (не подверженных изменениям) установок, когда сеть проектируется «раз и навсегда».
- Сети ТТ следует использовать для временных, расширяемых и изменяемых электроустановок.
- Сети IT следует использовать в тех случаях, когда бесперебойность электроснабжения является крайне необходимой.
Сеть TN–С
Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей (занулением), широко распространены в России.
Пожаробезопасность сетей TN–С низка. При однофазных КЗ в этих сетях возникают значительные токи (килоамперы), которые могут вызвать возгорание. Ситуация осложняется возможностью возникновения однофазных замыканий через значительное переходное сопротивление, когда ток замыкания относительно невелик и защиты не срабатывают либо срабатывают со значительной выдержкой времени.
Бесперебойность электроснабжения в сети TN–С при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как замыкания сопровождаются значительным током и требуется отключение присоединения.
В процессе однофазного КЗ в сетях TN–С возникает повышение напряжения (перенапряжения) на неповрежденных фазах примерно на 40%.
Значительный ток однофазных КЗ в сетях TN–С может вызвать существенные разрушения электрооборудования.
Система заземления IT
Рассмотренные ранее системы с глухозаземленной нейтралью хотя и считаются достаточно надежными, однако обладают существенными недостатками. Значительно безопаснее и совершеннее являются схемы с нейтралью, полностью изолированной от земли. В некоторых случаях для ее заземления применяются приборы и устройства, обладающие значительным сопротивлением.
Подобные схемы используются в системе заземления IT. Они наилучшим образом подходят для медицинских учреждений, сохраняя бесперебойное питание оборудования жизнеобеспечения. Схемы IT хорошо зарекомендовали себя на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях, других объектах, где имеются сложные высокочувствительные приборы.
Системы заземления типа TN-S, TN-C, TN-C-S
Область применения
В соответствии с ПУЭ, эксплуатация электрооборудования, заземление которого выполнено по системе ТТ, запрещена без использования УЗО. На рисунке 2 проиллюстрирована схема подключения УЗО.
Самой важной характеристикой заземляющего устройства является его сопротивление. Требование к этому параметру, если заземление выполнено по системе ТТ, можно выразить следующим образом:
При этом, в случае применения нескольких устройств защитного отключения, учитывается дифференциальный ток срабатывания того устройства, где он имеет максимальное значение.
Кроме этого требования, должна быть выполнена основная система уравнения потенциалов. Суть мероприятия заключается в соединении между собой следующих конструкций:
- Заземляющее устройство, выполненное на объекте.
- Металлические трубопроводы отопления, водоснабжения (холодного и горячего), канализации, газоснабжения.
- Металлические конструкции, относящиеся к каркасу здания.
- Металлические детали вентиляционных систем, а также систем кондиционирования.
- Заземляющее устройство, входящее в состав молниезащиты частного дома.
Достоинства
К достоинствам системы защиты ТТ можно отнести, что при возникновении повреждения на линии электропередачи все приборы остаются защищенными. Это обеспечивается отдельным контуром заземления.
Несмотря на высокую степень защиты, система имеет и недостатки. Схема заземления ТТ требует изготовления заземлителей контура. Эта работа трудоемкая и для изготовления необходимо выполнить земляные работы.
Также в схеме обязательное использование УЗО, что приводит к удорожанию. Однако, она надежно защищает при аварийной ситуации, когда неожиданно происходит повреждение изоляции и напряжение питания появляется на корпусе прибора.
При прикасании к токоведущим частям человек попадает под воздействие напряжение. Обычные устройства отключения не позволяют произвести отключение линии.
При организации такой защиты обычными способами возникают осложнения по следующим причинам:
- Технически сложно создать алгоритм работы отключающих устройств;
- Высокое сопротивление контура заземления;
- Большие значения токов коротких замыканий, которые обусловлены конструкциями отключающих устройств.
А это значит, что для обеспечения эффективной защиты устанавливаются системы, реагирующие на токи утечки, которые не должны превышать значения в 30 мА. Это обеспечивает безопасность человека при случайном прикосновении к токоведущим частям или корпусу, на котором присутствует потенциал. Для этого и предназначены приборы УЗО.
Кроме этого, эти устройства защищают проводку частного дома при возникновении больших токов утечки. Часто устанавливают УЗО на вводе в дом с током срабатывания 100-300 мА. Это повышает уровень безопасной селективности второй степени.
Система заземления tn и ее подвиды, схема заземления tn c s, tt, система зануления tn s
- Строительных домиков и бытовок;
- Павильонов и торговых точек, киосков и металлических контейнеров;
- Помещений с повышенной влажностью или с поверхностью стен изготовленных из диэлектрика;
- Коттеджей и частных домов при подключении к трехфазной сети.
