Классификация систем заземления

Системы заземления

1. Введение.

Заземление является одним из основных факторов обеспечивающих защиту от поражения электрическим током. В соответствии с главой 1.7 ПУЭ все системы заземления электроустановок можно разделить на две группы:

• системы с глухозаземленной нейтралью к ним относятся система заземления TN (которая в свою очередь делится на системы TN-C, TN-C-S, TN-S) и система заземления TT
• системы с изолированной нейтралью к ним относится система заземления IT

Первая буква аббревиатуры указывает на характер заземления источника питания, а вторая — на характер заземления открытых проводящих частей электроприемника:

• T (от франц. terre — земля) — заземлено;
• N (от франц. neutre — нейтраль) — соединение с нейтралью источника питания (зануление);
• I (от франц. isolé — изолированный) — изолировано от заземления.

Так же в статье встречаются следующие аббревиатуры:

• N — функциональный (рабочий) ноль — нулевой проводник используемый для подключения электроприемника.
• PE — защитный ноль — защитный проводник предназначенный для заземления корпусов электрооборудования.
• PEN — проводник совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

Теперь подробно разберем перечисленные типы систем заземления.

2. Система заземления TN

Система TN — это система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания посредством нулевых защитных проводников (п.1.7.3. ПУЭ).

Как уже было написано выше система TN подразделяется на следующие системы (подсистемы): TN-C, TN-C-S, TN-S.

2.1 Система заземления TN-C

Система TN-C — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении. То есть при данной системе применяется общий PEN-проводник который используется как для подключения электроприемников так и для зануления их открытых проводящих частей (корпусов).

Система заземления TN-C схема:

Как видно на схеме при данной системе выполняется зануление токопроводящих корпусов электрооборудования, это необходимо для того, что бы при замыкании фазного провода на корпус электроприемника, вследствие его обрыва или повреждения изоляции, произошло короткое замыкание которое, в свою очередь, привело бы к срабатыванию защитной аппаратуры (автоматического выключателя) и отключению напряжения.

Главным недостатком системы TN-C является утеря ее защитных функций в случае отгорания (обрыва) PEN-проводника, при этом на зануленном корпусе электрооборудования может возникнуть опасный для жизни электрический потенциал.

Из-за недостаточной степени защиты в настоящее время данная система не применяется, однако она все еще встречается в зданиях старой постройки. При реконструкции старых зданий система заземления TN-C заменяется на систему TN-C-S или TN-S.

2.2 Система заземления TN-C-S

Система TN-C-S — это система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания. Другими словами при данной системе имеется PEN-проводник который, в определенной части этой системы, разделяется на нулевой рабочий (N-проводник) и нулевой защитный (PE-проводник).

Согласно пункту 1.7.135 ПУЭ В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

Таким образом схема системы заземления TN-C-S будет иметь следующий вид:

Примечание: перемычка между шинами должна иметь сечение не менее сечения PEN-проводника.

Данная система более надежна и обеспечивает более высоки уровень электробезопасности чем система TN-C, кроме того система TN-C-S обеспечивает защиту от обрыва нуля, а ее устройство обходится немногим дороже системы системы TN-C.

Однако эта система так же имеет существенный недостаток — при повреждении PEN проводника на участке сети между источником питания и зданием на всех корпусах электрооборудования соединенных с PE проводником появится опасный для жизни электрический потенциал.

Для предотвращения такого развития событий при системе TN-C-S выполняется повторное заземление PEN проводника, как показано на схеме.

Благодаря невысокой стоимости устройства системы TN-C-S и ее хорошими защитными характеристиками в настоящее время эта система получила наиболее широкое применение.

Подробную инструкцию по устройству заземления в частном доме по системе TN-C-S вы можете посмотреть здесь.

2.3 Система заземления TN-S

Система TN-S — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении.

Система заземления TN-S схема:

Данная система обеспечивает высокий уровень безопасности, т.к. при ней исключена возможность возникновения опасного электрического потенциала на корпусах электрооборудования при повреждении питающей линии.

Однако система TN-S не получила широкого распространения ввиду своего главного недостатка — высокой стоимости, которая обусловлена необходимостью выполнения подключения электроустановок потребителей к источнику питания пятью проводами при трехфазном подключении либо тремя проводами при однофазном подключении, при этом отечественная энергетика ориентирована на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения, это значит, что при решении выполнить подключение по системе TN-S присоединение к существующим сетям электроснабжения будет невозможно, для такого подключения необходимо будет вести отдельную пятипроводную линию от источника питания (трансформаторной подстанции).

3. Система заземления TT

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

Система заземления TT схема:

В соответствии с пунктом 1.7.59. ПУЭ питание электроустановок по системе ТТ, допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Кроме того в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:

где I_а — ток срабатывания защитного устройства; R_a — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

4. Система заземления IT

Система IT — система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.

Система заземления IT схема:

Система IT применяется, как правило, в электроустановках специального назначения, к которым предъявляются повышенные требования безопасности, например лаборатории, угольные шахты, также может применяться в больницах для аварийного электроснабжения и освещения и т.п

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Классификация систем заземления электроустановок

Классификация систем заземления электроустановок и модернизация квартирной электропроводки. Опыт применения.

Для правильного ремонта или модернизации проводки нужно точно знать, какая система заземления применена на объекте. От этого зависит ваша безопасность, кроме того, это важно при составлении проекта реконструкции. В одних случаях, например, применяется трехжильный кабель, а в других четырех и пятижильный.

Классификация систем заземления электроустановок по МЭК

Международная электротехническая комиссия и с ее подачи 7 редакция ПУЭ (правила устройства электроустановок) различают 3 системы заземления и несколько их подсистем.

1. Система TN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S);

Система TN

Система TN, это система с глухозаземленной нейтралью, при которой открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника с помощью нулевых защитных проводников.

Термин глухозаземленная нейтраль значит, что на трансформаторной подстанции нейтраль (ноль) подключен непосредственно к заземляющему контуру (заземлен).

Подсистема TN-C, это TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены на всем ее протяжении, т.е. защитное зануление.

TN-S – это система, в которой на всем протяжении разделены нулевой защитный и нулевой рабочий проводники. Это самая безопасная, но и самая дорогая система.

Подсистема TN-C-S – это промежуточный вариант. В ней нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в какой-то ее части. Обычно это главный щит здания (защитное заземление дополняется защитным занулением). Далее по всему зданию эти проводники разделены. Эта система оптимальна с точки зрения соотношения цена — качество.

Система IT

Это система, в которой ноль источника изолирован от земли, или заземлен через приборы, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющих устройств. Сейчас система IT практически никогда не используется.

Система TT

Это система, в которой ноль источника заземлен, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от заземленного нуля источника. Иными словами, используется свой контур заземления на объекте никак не связанный с нулем.

Сегодня эта система является основной для мобильных сооружений, например бытовки, дома-вагоны и т.д. Отметим, что согласовать применение такой системы сложнее, чем TN. Становится обязательным применение УЗО, необходимо качественное заземление ( 4 Ом для 380 В ), есть особенности при подборе защитных автоматов.

Иллюстрация для сравнения отличий схем электроснабжения при различных системах заземления:

Схема самой безопасной системы заземления TN-S:

Какую систему зазаемления электроустановок применять и как модернизировать?!

Исходя из вышесказанного, лучше всего применять систему заземления TN.

Система TN-C применялась ранее и ее нельзя рекомендовать для нового жилья.

Всем хороша система TN-S, но дорога и пока применяется редко. Оптимальный вариант пока – это система TN-C-S.

Остановимся теперь на типичных трудностях и ошибках, встречающихся при модернизации систем заземления.

1. Если рассматривать частный дом, в котором проводка уже сделана трехжильным проводом ( фаза, ноль, заземление), то замена TN-C на TN-C-S довольно проста. Нужно только сделать качественное заземление, подключить его к вводному электрощитку и к точке соединения нуля и земли ( N и РЕ) подключить РЕ провода розеток и светильников (обычно это желто-зеленый провод).

2. В квартире или многоквартирном доме, не оборудованном контуром заземления так делать нельзя. Проводку, конечно, лучше сделать тоже трехпроводным кабелем, но провод заземления не нужно подключать, ни в розетках (светильниках) не в электрощитке.

Причина заключается в том, что если вы подключите этот провод к нулю проводки (больше подключить его некуда, кроме разве батареи, что запрещено), то за счет падения папряжения в нулевом проводе от токов включенных нагрузок, корпуса вашей аппаратуры будут под напряжением относительно земли (батареи, трубы и т.д.).

3. В процессе эксплуатации встречаются и другие казусы, например, после устранения аварии электрики перепутывают нулевой и фазный провод. Соседям, у которых нет нулевого провода на корпусе аппаратуры, ничего не грозит, а у вас корпус под потенциалом фазы!

4. Нередки случаи отгорания нуля входного кабеля, происходящие при перекосе фаз, в этом случае на корпусе тоже будет опасный потенциал.

Исходя из вышесказанного, вытекает необходимость использования УЗО или дифавтоматов. Это устройства, выключающие сеть 220/380 В при протекании по телу человека незначительных ( но чувствительных !) токов 10-30 мА. Недостаток этих устройств в том, что они будут срабатывать при любых токах утечки, например, когда вас пролили соседи. Бывает весьма сложно найти, где происходят эти утечки.

Итак, при ремонте проводки применяйте систему заземления TN-C-S. Прокладывайте проводку трехжильным медным кабелем с цветной изоляцией жил (например ВВГ НГ).

Если в доме нет контура заземления, не подключайте провод заземления к нулю. Для проводки в помещения, где много влаги, используйте дифавтоматы и УЗО.

Системы заземления и их схемы подключения

Для работы электроприборов достаточно присоединить к ним ноль и фазу. Однако такое подключение может привести к аварии и опасно для людей, проживающих в доме. Для предотвращения подобных ситуаций необходимо выбрать, устанавливать и подключить системы заземления и зануления.

Питание бытовых потребителей осуществляется от понижающего трёхфазного трансформатора, имеющего напряжение на выводах вторичной обмотки 0,4кВ или 380В. Катушки этого аппарата соединены звездой, средняя точка которой подключается к контуру заземления, находящемуся в земле возле трансформаторной будки. Такой аппарат называется «трансформатор с глухозаземлённой нейтралью».

В квартиру или частный дом от трансформатора приходят как минимум два провода — ноль и фаза, соединённых с фазным выводом и средней точкой звезды соответственно. Такое подключение обеспечивает напряжение в розетках 220В.

Кроме нулевого и фазного проводов в квартирах прокладывается заземляющий проводник, защищающий людей от поражения электрическим током при нарушении изоляции между корпусом электроприбора и частями электросхемы, находящимися под напряжением. Этот провод соединяется с системой заземления.

Такая система состоит из двух основных элементов — трансформатор и электроустановка. В простейшем случае это однофазная нагрузка, однополюсный автомат и одна фаза трёхфазного трансформатора.

Справка! Само понятие «система» происходит от др. греч. σύστημα «целое, состоящее из отдельных частей» — несколько элементов, работающих вместе и объединённых в одну конструкцию.

В этой статье рассказывается о классификации систем заземления, различии между чаще всего применяющимися видами — ТТ, TN-C и TN-C-S и про опасность применения зануления вместо заземления, а также о системах заземления TN-S и IT.

Классификация систем заземления по ПУЭ

Электроустановки (в частности трансформаторы) напряжением до 1000В по наличию систем заземления делятся на две категории, каждая из которых имеет свои сферы применения:

1. С глухозаземлённой нейтралью . Самый распространённый тип электротрансформаторов. Вторичные обмотки соединены в «звезду», средняя точка которых имеет постоянное подключение к контуру заземления. Жилые дома питаются только от трансформаторов с таким способом заземления нейтрали.
2. С изолированной нейтралью . Вторичные обмотки трансформаторов не заземляются. Являются разделительными и используются только в промышленности в специальных установках, таких, как нагревательные печи и некоторые другие, в которых важно отсутствие электрического соединения токоведущих частей и контура заземления.

Глухозаземлённая нейтраль в электротрансформаторах обозначается «TN» . Самое распространённое защитное применение такой нейтрали — соединение с ней токопроводящих корпусов электроприборов отдельными проводами, однако они могут соединяться и другими способами.

При проектировании систем электроснабжения проектная организация выбирает тип заземления согласно полученному техническому заданию и описанию систем заземления. Этот выбор определяется ПУЭ и другими нормативными документами и от него зависит безопасность людей и приёмка здания в эксплуатацию.

Важно! Неправильный выбор вида системы заземления или некачественный монтаж приведут к требованию контролирующей организации исправить допущенные ошибки.

Виды систем заземления

Основным способом защиты от поражения электрическим током является применение одной из систем заземления. В главе 1.7 ПУЭ перечисляются пять типов таких устройств:

• TN-C;
• TN-C-S;
• TN-S;
• TT;
• IT.

Любая из этих систем надёжно защищает людей в условиях городской квартиры или частного дома, но имеет свои конструктивные и защитные отличия.

Применение конкретного вида защиты в особых условиях регламентируется ПУЭ и связано с особенностями помещений и электроустановок.

Информация! Установка заземления обязательна во всех новых зданиях и желательна при ремонте старых сооружений.

Выбор системы заземления производится на стадии проектирования здания и электропроводки до начала монтажных работ.

Система TN-C

Самый старый вид системы заземления — это система TN-C. В ней отсутствует отдельный провод для заземления и оно (заземление) осуществляется общим проводом PEN. Начиная от подстанции (трансформатора) PEN провод совмещает в себе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (PEN = PE + N). В старых жилых домах применяется именно такое заземление.

По системе TN-C заземляются только вводные щитки в подъездах и столбы уличного освещения. В квартирах таких домов заземление в розетках отсутствует, а электропроводка выполнена двухпроводной – фаза и ноль.

Такое защитное заземление морально устарело и не обеспечивает надёжной защиты от поражения электрическим током. При необходимости заземлить электроприборы, а также во время реконструкции электропроводки заземление тип TN-C заменяется на TN-C-S.

Система TN-C-S

Защитное заземление этого типа устроено аналогично системе TN-C. Питающий трансформатор имеет глухозаземлённую нейтраль, а заземляющие провода соединяются с ней нулевым проводом PEN, который на входе в дом разделяется на нулевой проводник — N и заземляющий — PE.

Такое разделение производится только на вводе кабеля в многоквартирный дом, как правило в ВРУ (вводном распределительном устройстве). В вводном щитке эти кабеля присоединяются к общей шине или клемме. Допускается применение такой системы в частных домах, питание которых осуществляется воздушными линиями при подключении к трёхфазной сети.

Согласно ПУЭ пункт 1.7.132 разделение нулевого и заземляющего проводов в однофазной сети 220В не выполняется. При необходимости выполнить такое разделение оно производится там, где это разрешено правилами, а к дому прокладывается дополнительный провод.

То есть, если у Вас в квартире нет заземления, и вы хотите из системы TN-C сделать TN-C-S, такой способ разделения PEN проводника на просто ноли и заземление не прокатит в квартирном щитке.

Важно! Согласно ПУЭ 1.7.135 после разделения в вводном щитке провода PE и N НЕ ДОЛЖНЫ соединяться между собой.

Система TN-S

Самые дорогостоящие в реализации, но самые удобные и надёжные системы заземления — это системы TN-S, которые монтируются вместе с трансформаторами с глухозаземлённой нейтралью.

Для системы TN-S заземляющий и нулевой провода соединяются в трансформаторной подстанции. На всем протяжении больше эти проводники не связаны между собой.

К потребителю, будь то квартира или дом, приходит два независимых друг от друга проводника нулевой рабочий N и нулевой защитный PE.

Для бОльшей надёжности заземляющий провод РЕ может соединяться с контуром заземления на вводе в здание.

Это самый простой в эксплуатации тип защиты. При его монтаже отсутствуют высокие требования к контуру заземления здания.

Недостаток этой системы в необходимости вместо четырёх проводов (L1,L2,L3,РЕN) использовать пять, где пятым проводом является заземляющий PE, однако это перекрывается повышенной безопасностью эксплуатации. Поэтому новые воздушные и кабельные линии электропередач прокладываются пятижильными кабелями и проектируются по системе TN-S.

Система TT

Это такая система защитного заземления, которая выполняется при невозможности смонтировать заземление другого типа. В этом случае нейтраль трансформатора не имеет связи с заземляющими проводами электропроводки, и они подключаются к собственному контуру заземления дома.

То есть в системе TT нулевой провод сети никак не связан с заземляющим контуром потребителя.

Важно! Ток, возникающий при замыкании токоведущих частей с заземлённым корпусом может быть недостаточным для срабатывания автоматического выключателя. Поэтому, согласно ПУЭ п1.7.59 , применять систему ТТ без УЗО или дифференциального автомата запрещается.

Система IT

Применяется с трансформаторами с изолированной нейтралью. Обычно она соединяется с заземлением через разрядник, обладающий высоким сопротивлением при низком напряжении и низким при повышении напряжения выше допустимого предела. Это защищает потребителей от попадания первичного напряжения во вторичную обмотку.

В этой питающей сети отсутствует нулевой провод N, заземляющий РЕ и однофазное напряжение как таковое. Потребители подключаются на линейное напряжение 380 Вольт.

Данная система используется только с двух- и трёхфазными установками. Металлический корпус электрооборудования и другие токопроводящие элементы соединяются с контуром заземления здания.

Токи короткого замыкания на землю в такой системе незначительные, поэтому использование УЗО или дифференциальных автоматов является обязательным.

Система уравнивания потенциалов

В особоопасных сырых помещениях, таких, как бассейны или сауны, кроме непосредственного заземления корпусов электроприборов, используется система уравнивания потенциалов.

Она заключается в соединении между собой всех металлических частей в помещении — стальных дверей, нержавеющих раковин, водопроводных и канализационных труб и других элементов. Все эти соединённые между собой части подключаются к применяемой системе заземления.

В чём опасность применения зануления вместо заземления

Некоторые электромонтёры предлагают использовать зануление вместо заземления. Это нельзя делать по нескольким причинам:

• Жилые дома подключаются к трёхфазной сети и по нулевому проводу течёт уравнительный ток. Так как этот провод имеет сопротивление, то между занулённым корпусом электроприбора и заземлёнными конструкциями, например водопроводным краном, имеется разность потенциалов. В обычных условиях это неопасно, но при прикосновении к воде или мокрой земле можно получить электрическим током.
• При обрыве нулевого провода и неравномерной нагрузке между нулём и фазой может быть не 220В, а больше, вплоть до 380В. В этом случае между занулённым корпусом электрооборудования и заземлёнными конструкциями появится опасное для жизни напряжение 220В.
• Нулевой и фазный провода подключаются к квартире через двухполюсный автоматический выключатель. При его срабатывании нулевой провод N, используемый в качестве заземляющего проводника, отключается от контура заземления. Это недопустимо по требованиям ПУЭ п1.7.145

К отдельно стоящему зданию может быть подведено не однофазное напряжение 220В, а трёхфазное с тремя фазными и одним нулевым проводами. В этом случае есть возможность переделки защитного зануления в систему заземления TN-C-S.

Вывод

Системы TT и IT также являются системами с заземлением. В них заземляющий провод РЕ не имеет электрической связи с нейтралью трансформатора.

Системы заземления TN всех видов считаются системами с занулением. В них заземляющий провод РЕ связан каким-либо способом с нейтралью питающего трансформатора и проводником N:

1. В системе TN-C-S заземляющие жёлтые или жёлто-зелёные провода подключены к проводнику PEN. Он проложен от нейтрали трансформатора к вводному щитку в здании.
2. В системе TN-C заземляющий проводник РЕ совмещён с нейтральным проводом N, поэтому к нему корпуса электроприборов не подключаются. Для их заземления защитное заземление типа TN-C необходимо переделать в TN-C-S.
3. Система TN-S является самой надёжной. В ней провода РЕ и N разделены на всём протяжении от электроприбора до нейтрали питающего трансформатора.

Нет системы заземления, идеально подходящей для всех ситуаций. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками, но у всех одна задача — обеспечение максимальной безопасности людей. Для выбора типа защиты необходимо знать, какие бывают системы заземления и зануления.

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

Важнейшей частью проектирования, монтажа и дальнейшей эксплуатации оборудования и электроустановок является правильно выполненная система заземления. В зависимости от используемых заземляющих конструкций, заземление может быть естественным и искусственным.

Естественные заземлители представлены всевозможными металлическими предметами, постоянно находящимися в земле. К ним относится арматура, трубы, сваи и прочие конструкции, способные проводить ток. Но электрическое сопротивление и другие параметры, присущие этим предметам, невозможно точно проконтролировать, и спрогнозировать. Поэтому с таким заземлением нельзя нормально эксплуатировать любое электрооборудование. Нормативными документами предусматривается только искусственное заземление с использованием специальных заземляющих устройств.

1. Классификация систем заземления
2. Система заземления TN-C
3. Схема заземления TN-S, TN-C-S
4. Схема заземления TT
5. Система заземления IT

Классификация систем заземления

В зависимости от схем электрических сетей и других условий эксплуатации, применяются системы заземления TN-S, TNC-S, TN-C, TT, IT, обозначаемые в соответствии с международной классификацией. Первый символ указывает на параметры заземления источника питания, а второй буквенный символ соответствует параметрам заземления открытых частей электроустановок.

Буквенные обозначения расшифровываются следующим образом:

• Т (terre – земля) – означает заземление,
• N (neuter – нейтраль) – соединение с нейтралью источника или зануление,
• I (isole) соответствует изоляции.

Нулевые проводники в ГОСТе имеют такие обозначения:

• N – является нулевым рабочим проводом,
• РЕ – нулевым защитным проводником,
• PEN – совмещенным нулевым рабочим и защитным проводом заземления.

Система заземления TN-C

Заземление TN относится к системам с глухозаземленной нейтралью. Одной из его разновидностей является заземляющая система TN-C. В ней объединяются функциональный и защитный нулевые проводники. Классический вариант представлен традиционной четырехпроводной схемой, в которой имеется три фазных и один нулевой провод. В качестве основной шины заземления используется глухозаземленная нейтраль, соединяемая со всеми токопроводящими открытыми деталями и металлическими частями, с помощью дополнительных нулевых проводов.

Главным недостатком системы TN-C является потеря защитных качеств при отгорании или обрыве нулевого проводника. Это приводит к появлению напряжения, опасного для жизни, на всех поверхностях корпусов устройств и оборудования, где отсутствует изоляция. В системе TN-C нет защитного заземляющего проводника РЕ, поэтому у всех подключенных розеток заземление также отсутствует. В связи с этим для всего используемого электрооборудования требуется устройство зануления – подключение деталей корпуса к нулевому проводу.

В случае касания фазного провода открытых частей корпуса, произойдет короткое замыкание и срабатывание автоматического предохранителя. Быстрое аварийное отключение устраняет опасность возгорания или поражения людей электрическим током. Категорически запрещается использовать в ванных комнатах дополнительные контуры, уравнивающие потенциалы, в случае эксплуатации заземляющей системы TN-C.

Несмотря на то что схема tn-c является наиболее простой и экономичной, она не используется в новых зданиях. Эта система сохранилась в домах старого жилого фонта и в уличном освещении, где вероятность поражения электрическим током крайне низкая.

Схема заземления TN-S, TN-C-S

Более оптимальной, но дорогостоящей схемой считается заземляющая система TN-S. Для снижения ее стоимости были разработаны практические меры, позволяющие использовать все преимущества данной схемы.

Суть этого способа заключается в том, что при подаче электроэнергии с подстанции, применяется комбинированный нулевой проводник PEN, соединяемый с глухозаземленной нейтралью. На вводе в здание он разделяется на два проводника: нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N.

Система tn-c-s обладает одним существенным недостатком. При отгорании или каком-либо другом повреждении проводника PEN на участке от подстанции до здания, на проводе РЕ и деталях корпуса приборов, связанных с ним, возникает опасное напряжение. Поэтому одним из требований нормативных документов по обеспечению безопасного использования системы TN-S, являются специальные мероприятия по защите провода PEN от повреждений.

Схема заземления TT

В некоторых случаях, когда электроэнергия подается по традиционным воздушным линиям, становится довольно проблематично защитить комбинированный заземляющий проводник PEN при использовании схемы TN-C-S. Поэтому в таких ситуациях применяется система заземления по схеме ТТ. Ее суть заключается в глухом заземлении нейтрали источника питания, а также использовании четырех проводов для передачи трехфазного напряжения. Четвертый проводник используется в качестве функционального нуля N.

Подключение модульно-штыревого заземлителя осуществляется чаще всего со стороны потребителей. Далее он соединяется со всеми защитными проводниками заземления РЕ, связанными с деталями корпусов приборов и оборудования.

Схема TT применяется сравнительно недавно и уже хорошо зарекомендовала себя в частных загородных домах. В городах система ТТ применяется на временных объектах, например, торговых точках. Подобный способ заземления требует использования защитных устройств в виде УЗО и выполнения технических мероприятий по защите от грозы.

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.

Основной деталью системы IT является изолированная нейтраль источника I, а также контур защитного заземления Т, установленный на стороне потребителя. Подача напряжения от источника к потребителю производится с использованием минимального количества проводов. Кроме того, выполняется подключение к заземлителю всех токопроводящих деталей, имеющихся на корпусах оборудования, установленного у потребителя. В системе IT нет нулевого функционального проводника N на участке от источника до потребителя.

Таким образом, все системы заземления TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT обеспечивают надежное и безопасное функционирование приборов и электрооборудования, подключаемых к потребителям. Использование этих схем исключает поражение электротоком людей, пользующихся оборудованием. Каждая система применяется в конкретных условиях, что обязательно учитывается в процессе проектирования и последующего монтажа. За счет этого обеспечивается гарантированная безопасность, сохранение здоровья и жизни людей.

Зануление и заземление электроустановок

Что такое заземление

Схема подключения УЗО в однофазной сети без заземления

Заземление в частном доме своими руками: схемы, устройство, подключение

Системы защитного заземления – виды и различия

Строго говоря, применять обозначение – “системы защитного заземления” не верно. По определению Правил Устройства Электроустановок ( ПУЭ 1.7.2. и 1.7.3.) буквенные обозначения TN, TT и IT употребляются для разделения систем электроустановок в отношении мер электробезопасности. В некоторых из этих систем, для соблюдения электробезопасности, применяется как заземление так и зануление. А в других только заземление.

Системы защитного заземления подразделяются на три вида TN, TT и IT. Система TN в свою очередь разделяется на TN-C, TN-C-S и TN-S

Буквенные обозначения, характеризующие системы защитного заземления

Первая буква – положение нулевой точки (нейтрали) источника питания (трансформатора, генератора) относительно земли

• T – Terra (лат. Земля) – Нейтраль заземляется.
• I – I solation (англ. Изолированный) – Изолированная нулевая точка источника питания.

Вторая буква – положение открытых частей и корпусов электроприборов потребителя относительно земли

• T – Корпуса электроприборов заземляются.
• N – Корпуса приборов соединяются с нейтралью источника питания.

Следующие после N буквы в системе TN

• C – C ombined (англ. Объединенный) – Назначения нулевого рабочего N и нулевого защитного PE проводников объединены в одном проводнике PEN.
• S – S eparated (англ. Отдельный ) – То есть нулевой рабочий N и нулевой защитный проводники разделяются.

Остальные буквенные обозначения

• N – Neutral (англ. Нейтральный, нулевой). Нейтраль ( Нулевая точка) источника питания или электроприёмника. Соответственно Нулевой рабочий проводник соединяется с этой точкой. В рабочем состоянии по нулевому рабочему проводнику протекает электрический ток.
• PE – Protective Earth (англ. Защитное заземление) – Защитный нулевой проводник, заземляющий проводник, проводник системы уравнивания потенциалов. PE проводник соединяет открытые части электрооборудования с землей. То есть корпуса электроприборов. А также возможные места по которым во время аварии может протекать электроток. В рабочем состоянии электрический ток по защитному нулевому проводнику не протекает. (Теоретически – в идеальном случае. Практически – протекает небольшой ток. Но намного меньший, чем по N проводнику.) Течение эл. тока по проводнику PE происходит в аварийной ситуации.
• PEN – Protective Earth and Neutral (англ. Защитное заземление и нейтраль). Функции нулевого рабочего N и нулевого защитного PE объединены в одном проводнике PEN. В рабочем состоянии по проводнику PEN протекает электрический ток.

Электроустановки системы TN

Существуют три системы TN-C, TN-C-S и TN-S. Про каждую из этих систем можно сказать – это система TN. Безусловно, не существует четвертой отдельной системы TN.

Система TN своим буквенным обозначением T поясняет что нейтраль источника электроэнергии глухо заземлена. А корпуса электроприемников соединяются с нейтралью этого источника N. То есть зануляются. Различия в системах показаны с помощью последующих букв. Буквы означают, как именно занулены корпуса электроприемников. А также и другие их электропроводящие части.

ПЭУ 1.7.61. рекомендует при применении системы TN выполнять на вводе повторное заземление PE и PEN проводников. При вводе питания к потребителю с Воздушных Линий повторное заземление на вводе обязательно (ПУЭ 1.7.102).

Проводники PE и PEN не должны разрываться коммутирующими аппаратами – автоматическими выключателями, рубильниками и тому подобным (ПУЭ 1.7.145.). Это правило касается всех систем. Но только в системах TN, проводники PE и PEN приходят от ввода питающих потребителя проводников. В этом месте до счетчика часто устанавливается двух или четырехполюсный автомат или рубильник. Он не должен разрывать защитные проводники. Разрываться может только рабочий N проводник.

Во всех подсистемах системы TN применяется одновременно защитное зануление и защитное заземление. Наряду с защитными заземление и занулением обычно в системах TN используется защитное отключение.

Смысл применения систем TN

Суть применения всех систем TN в том, чтобы снизить потенциал на корпусе электрооборудовании. При аварийном прикосновении фазного проводника на зануленный и повторно заземленный корпус электрооборудования. Или другие металлические части этого оборудования. Разумеется, снижение потенциала на корпусе защищает человека, к нему прикосновшемуся, от поражения электротоком.

Одновременно со снижением потенциала происходит короткое замыкание. То есть к аварийному повышению тока. Повышение тока до больших величин приведет к отключению защитного автоматического выключателя. Или перегоранию предохранителя. Оборудование обесточится. И это защитит человека от удара электрическим током. Который бы мог произойти в результате прикосновения к оборудованию, находящемуся под напряжением.

Система защитного заземления TN-C – зануление с повторным заземлением

Именно систему TN-C в разговорном языке чаще всего называют занулением. Намного реже так говорят про системы TN-C-S и TN-S, чаще их называют заземлением. На самом деле во всех этих системах осуществляются оба эти действия.

Буква C в системе TN-C говорит о том, что соединение корпусов и нейтрали происходит с помощью проводника PEN. Который объединяет в себе рабочую N и защитную функцию PE. То есть корпуса электроприборов зануляются.

На вводе, соблюдая рекомендации ПУЭ в пункте 1.7.61, делается дополнительное заземление PEN проводника.

Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях для системы TN-C (ПУЭ 1.7.80.). При необходимости применения такого УЗО проводник PE, соединенный с корпусом электрооборудования, подключается к PEN до УЗО.

Система TN-C применяется только в трехфазных сетях. Только на еще не реконструированных промышленных предприятиях. Или в многоэтажных зданиях, в том числе жилых. И только до ввода в квартиру . Однофазные электроприемники, включенные в такую систему, не зануляются и не заземляются.

Если нулевой проводник соединен с корпусом трехфазного промышленного станка, то это защитный PEN проводник. Синего цвета изоляция и желто-зеленая окраска в месте соединения. Однако этот же нулевой проводник может быть соединен с клеммой питания однофазного прибора. Тогда это рабочий N проводник для этого прибора. Изоляция синего цвета. Несомненно, он не должен иметь соединения с корпусом однофазного прибора.

Применение системы TN-C в однофазных сетях и в быту запрещено (ПУЭ 7.1.13.). То есть квартиры и дома в системе TN-C не имеют защитного заземления. Обеспечить электробезопасность в однофазных и трехфазных сетях дома и квартиры с данной системой не возможно. Потому при реконструкции электросетей в домах старой постройки должен выполнятся переход на систему TN-C-S.

Системы защитного заземления – система TN-C-S

Система TN-C-S своим названием говорит о том, что нейтраль трансформатора заземлена. А корпуса электроприемников соединенны с нейтралью источника питания. Соединение нейтрали с корпусами оборудования происходит с помощью проводника PEN. Который на вводе к потребителю разделяется на N и PE.

Система TN-C не может применяться в однофазных сетях и бытовом секторе. Однако она, подвергаясь модификации, может быть превращена в систему TN-C-S. Это относительно недорогое преобразование. Поскольку не требует переделки всей системы электроснабжения. Разумеется не без недостатков.

Применение PEN проводника не допускается в цепях однофазного и постоянного тока. Кроме ответвлений от ВЛ (Воздушных Линий) до 1ооо вольт к однофазным потребителям электроэнергии (ПУЭ 1.7.132.). Из этого пункта правил можно сделать однозначный вывод:

Применение системы TN-C-S в квартирах, с разделением PEN в этажном щите, недопустимо.

Разделение должно производиться в трехфазной цепи распределительного щита на вводе в здание. Применять проводник PEN можно в частных домах, к которым питание приходит по опорам электропередач. Если ввод при TN-C-S с Воздушных Линий электропередачи, то делается обязательное повторное заземление защитного проводника (ПУЭ 1.7.102.).

Такая система не может применяться в случае сильного износа электросетей. Поскольку появляется большая вероятность нарушения контакта нулевого проводника. Также она не может применяться, если жилы кабеля на вводе имеют менее 16мм² алюминия. А также менее 10мм² меди (ПУЭ 1.7.131.).

Разделение проводника PEN на проводники PE и N должно производится на вводе. То есть на главной заземляющей шине. После того как проводник PEN разделён, проводники PE и N нигде не должны соединяться обратно (ПУЭ 1.7.135.). Потому как в противном случае это будет система TN-C.

Система защитного заземления TN-S

В системе TN-S нейтраль источника питания глухо заземлена. Безусловно, как и во всех системах защитного заземления типа TN. Корпуса оборудования соединяются с нейтралью источника питания (зануляются). Соединение производится с помощью отдельного проводника PE. То есть нуль рабочий N и нуль защитный PE разделяются уже на трансформаторной подстанции. Проводник PE дополнительно заземляется на вводе к потребителю. Причем при вводе с ВЛ обязательно. В остальных случаях рекомендательно.

Это наиболее дорогая в устройстве система, так как требует ещё один дополнительный проводник. В масштабах страны только одно количество меди на этот проводник будет выглядеть внушительно. Не считая затрат на труд, производство и различные дополнительные изменения. Однако все новые электросети должны строиться уже с системой TN-S.

Для потребителя – это самая удобная и безопасная система защитного заземления. Особенно в бытовых однофазных сетях. Не требует частого осмотра и обслуживания как другие системы TN. А также менее требовательна к качеству выполнения повторного заземления на вводе к потребителю.

Система заземления TT

Система TT представляет собой систему заземления. В этой системе нейтраль источника питания и корпуса приборов потребителя заземляются отдельно. То есть независимо друг от друга. Так что зануление в этой системе не применяется.

В быту такая система может использоваться, если по условиям электробезопасности систему TN применить нельзя (ПУЭ 1.7.59.).

При однофазном замыкании на заземленный корпус в системе TT токи короткого замыкания слишком малы. То есть автоматический выключатель может не сработать. Потому применять эту систему без УЗО или диффавтоматов запрещено ПУЭ в пункте 1.7.59. Однако это не отменяет обязательного применения автоматического выключателя. Он отключает подачу питания при замыкании фазы с нулем. А также в случае замыкания между разными фазами.

Система заземления IT

В системе IT нейтраль источника питания изолированна от земли. Практически же нулевая точка чаще всего заземляется через сопротивление. В качестве сопротивления обычно используется разрядник. Эта мера безопасности предотвращает повышение напряжения на низкой стороне трансформатора со стороны потребителя. В аварийной ситуации разряд высокого напряжения пробивает сопротивление разрядника. И уходит в землю. В результате создавая повышенный ток короткого замыкания. Разумеется, на это реагирует вышестоящая защита и отключает аварийный участок.

Корпуса и другие открытые прикосновению части оборудования в системе IT заземляются. В этой системе отсутствует нулевой проводник и соответственно не проводится зануление. Если нет нулевого проводника, то нет и однофазных потребителей. В IT подключается только двухфазное и трехфазное электрооборудование. Применяется система там, где требуется повышенная пожаробезопасность. Или, к примеру, существует недопустимость прерывания электроснабжения.

Токи короткого замыкания в этой системе, при однофазном замыкании на корпус, очень малы. Потому кроме автоматических выключателей ставится дополнительная защита. То есть устанавливается или диффзащита или защитная сигнализация. Причем в обязательном порядке

Не существует идеальной системы защитного заземления. Безусловно, каждая система по электробезопасности имеет свои достоинства и недостатки. То есть должна применяться соответственно обстоятельствам.

Вы можете прочитать записи на похожие темы в рубрике – Электромонтаж

Следующие статьи могут быть полезны для Вас