Система заземления tn c s описание схема. Системы заземления TN S, TN C S, ТТ

По специализированному, именно, по PEN пункту 1.7.131 главы 1.7 ПУЭ, который по идее имеет приоритет над другими пунктами ПУЭ, как специализированный пункт 2.4.14 главы 2.4 имеет приоритет над пунктами главы 1.7, где сечение на воздушное ответвление обязательно не менее 16 мм2, даже если оно из меди и на дом выделено всего 1,3 кВт, так как заложена механическая прочность воздушного ответвления, указывается что PEN может быть в стационарно проложенном кабеле, а не в проводе, к тому же не стационарно проложенном, которым является СИП подвешенный на опорах ВЛ и подверженный разным стихиям!

ПУЭ-7 Россия сказал(а):

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)

1.7.131. В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм2 по меди или 16 мм2 по алюминию, функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

В нормах непосредственно относящихся к требованиям к PEN нет указаний что PEN может быть в не стационарно проложенных проводах!

Это не говоря, что в пункте 1.7.131 пишется, что PEN может быть и не где в нормах не упоминается, что PEN рекомендуется или должен быть обязательно, что говорит, что не во всех ситуациях PEN является приемлемым решением!

Пункт ПУЭ 1.7.131 вполне логичен, так как при подключении одноквартирного дома к ВЛ по системе питания с типом заземления TN условия электробезопасности не обеспечиваются из-за не надлежащей надежности цепи между шиной РЕ дома и глухозаземленной нейтралю трансформатора на ТП! Так как даже если на текущий момент ВЛ от ТП вдоль улиц в идеале, в чем я сильно сомневаюсь, то высока вероятность что в любой момент в столб въедет машина, из-за порыва ветра на провода упадет дерево, будет обледенение, подмоет столб как в теме , электрик перепутает провода ответвления как в теме Перепутали ноль и фазу... на аналогичном форуме.

По здравому смыслу для одноквартирных домов, в которых в основном застройщики не делают обязательную для электробезопасности СУП, ДСУП, которые имеют приусадебные участки, на которых фактически не реально сделать СУП, ДСУП, но на которых так же как и в доме широко будут использоваться электроприборы класс защиты 1, которые в этом случае нельзя подключать по системе питаня с типом заземления TN, нужно делать систему питания с типом заземления ТТ!

ГОСТ Р 50571.3-94 сказал(а):

413.1.3.9 Когда устройство защиты, реагирующее на дифференциальный ток, используют для автоматического отключения цепи вне зоны действия основной системы уравнивания потенциалов, открытые проводящие части не должны быть связаны с сетью системы ТN, но защитные проводники должны присоединяться к заземлителю, имеющему сопротивление, обеспечивающее срабатывание этого устройства. Цепь, защищенная таким образом, может рассматриваться как сеть системы ТТ (см. 413.1.4).
Примечание - Вне зоны действия основной системы уравнивания потенциалов могут использоваться другие защитные меры:
- питание через разделяющий трансформатор;
- применение дополнительной изоляции (см. 413.2)

В заменившем этот гост новом госте нет этого пункта, но от этого актуальность его не меняется, так как ОТ АВАРИЙ В ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ , при подключении электроприборов класс защиты 1 к сети с системой питания с типом заземления TN, ЕДИНСТВЕННОЙ ЗАЩИТОЙ ЯВЛЯЕТСЯ СУП, ДСУП!

Из-за безграмотности ресовцев, проектировщиков, штатных электриков, судя по сканам ТУ и проектов, фотографиям смонтированных ими ТП, ЩУ выкладываемых форумчанами на разных форумах, фотографиям моих заочных клиентов, своей практики, при таких схемах, монтаже, недопустимо подключать дом по системе питания с типом заземления TN, даже при кабеле в земле от обще уличного ТП, ЩУ!

2.4.1.5 … Кроме того, систему ТТ рекомендуется применять, когда в процессе эксплуатации имеется существенная вероятность неконтролированной реконструкции или расширения системы электроснабжения (например, путем подключения к ней дополнительных электроприемников) без надлежащей проверки выполнения требований, предъявляемых к автоматическому отключению питания (сети индивидуальных дачных строений, торговых точек и т. д.).

Это не говоря, что при строительстве одноквартирных домов широко используются горючие материалы!

ДБН В.2.5-27-2006 Украина сказал(а):

2.4.1.5 Систему ТТ рекомендуется применять, когда значительные токи замыканий на землю (такие, как при использовании системы TN) являются источником повышенной опасности для людей, животных, сохранности имущества и окружающей среды, например, если они могут быть причиной возникновения пожара или взрыва (нефтехимические предприятия, помещения для окраски изделий и т. д.).

Еще при типе заземления ТТ будет безопасней чем при типе заземления TN в случае утечки высокого на ТП, например как писалось в теме Негативные тенденции в электробезопасности на другом профильном форуме, что особенно актуально при теперешнем сокращении аварийного персонала, из-за чего высока вероятность второго опасного пробоя по высокому, так как не успевают даже в нормированные сроки устранить первый пробой.

ДБН В.2.5-27-2006 Украина сказал(а):

3 ЗАЩИТА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ НА СТОРОНЕ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

3.2 … Примечание 1. Значительные величины напряжения на открытых проводящих частях и как следствие опасные напряжения прикосновения могут возникнуть в электроустановках потребителей электроэнергии с системами TN u IT из-за выноса потенциала с заземляющего устройства открытых проводящих частей питающей подстанции.
Опасные величины напряжения прикосновения при применении системы ТТ в рассматриваемой аварийной ситуации не возникают.

Нет, голые провода не определяют по какому типу заземления сделана система питания распределительной сети.

Это TN, не соответствующая действующим нормам, при которой тем более одноквартирный дом нужно подключать только по системе питания с типом заземления ТТ.

ПУЭ-7 Россия сказал(а):

1.1.17. Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова "должен", "следует", "необходимо" и производные от них. Слова "как правило" означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано. …

1.7.134. … Изоляция PEN-проводников должна быть равноценна изоляции фазных проводников. …

2.4.13. На ВЛ должны, как правило, применяться самонесущие изолированные провода (СИП). …

Технический циркуляр № 23/01.07.2009 ассоциации Россэлектромонтаж сказал(а):

10. … Примечание. Применение системы ТТ допускается, в соответствии с положениями п. 1.7.59 ПУЭ, в ограниченных случаях, в частности при подключении индивидуального жилого дома к воздушной линии до 1 кВ, выполненной неизолированными проводами.

Разбирающимся доказывать не надо, а безргамотных нужно ставить на место! На форуме есть соответствующие темы.

Для мобильных инвертарных зданий по нормам и уму обязательно! По умолчанию нужно делать и для одноквартирных домов!

Ни чего удивительного, большинство людей здравомыслящие.

Люди каждый день в быту пользуются различными электрическими приборами, начиная от кофеварки и фена, заканчивая холодильником и стиральной машиной. Они живут в многоэтажных домах, ездят на работу в метро и даже не подозревают, сколько усилий сделано разработчиками этих приборов и устройств, чтобы они могли без страха за свою жизнь пользоваться этими дарами цивилизации. Сейчас любое устройство, здание, сооружение проверяется на электробезопасность. При проектировании любых электроустановок независимо от их назначения, главным условием является их безопасная и нормальная работа, что обеспечивается безупречным проектом и безошибочным устройством заземления. Существуют системы заземления tn, tt и другие. Основным документом, определяющим работу разработчиков систем заземления, являются Правила устройства электроустановок.

Категории

Наша земля является колоссальным поглотителем электроэнергии любого происхождения, и это ее качество используется человеком для обеспечения безопасности при использовании электрических приборов.

Все заземлители делятся на две категории: естественные и искусственные. К первым относятся все металлические изделия, находящиеся в соприкосновении с землей. Это арматура в железобетонных конструкциях, в буронабивных сваях, канализационные, водопроводные трубы и прочие электропроводные предметы.

Но проводимость земли в разных местах сильно различается, зависит от типа почвы, места расположения, поэтому нормировать ее проводимость в местах растекания электрических зарядов от этих предметов не представляется возможным. Кроме этого, использование арматуры, труб, металлических ферм приводит к ускоренной коррозии и ухудшению их прочностных характеристик. В связи с этим, запрещается использовать при эксплуатации электроприборов и оборудования.

Государственными и международными стандартами разрешено применение только искусственного заземления. В этом случае оборудование через специальную шину присоединяется к заземлителю с допустимой нормированной проводимостью.

Виды искусственного заземления

Если рассматривать по функциональности, то существует защитное и рабочее заземления. Первое обеспечивает безопасность людей при использовании электроприборов, а второе – нормальную работу электроустановок. По типу заземления нулевого провода делятся на системы с изолированной (IT) и глухозаземленной (TN) нейтралью. На рисунке показаны все .

В системе IT нулевой провод генератора электроэнергии не имеет гальванической связи с заземлением, а токопроводящие части намеренно заземляются. Допускается между заземлителем и нейтралью установка дугообразующего устройства или приборов с большим внутренним сопротивлением.

Система заземления TN самая распространенная. В ней нулевой провод генератора электроэнергии глухо заземлен, а токопроводящие части с помощью специальных шин присоединяются к нему.

Она подразделяется еще на четыре подвида:

• систему заземления TN-С, в ней рабочий и защитный нулевые провода представляют собой один проводник от источника до потребителя энергии;
• систему TN-S, в ней рабочий и защитный нулевые провода представляют собой два проводника от источника до потребителя энергии;
• систему заземления TN C S, в ней рабочий и защитный нулевые проводники представляют собой один проводник, начиная от генератора электроэнергии, затем на каком-то участке разделяются на два;
• систему ТТ, в ней нулевой провод генератора электроэнергии глухо заземлен, а открытые токопроводящие части потребителя электроэнергии заземлены через собственное заземление, которое никак не связано с нулевым проводом генератора электроэнергии.

Первый символ аббревиатуры сообщает, в каком состоянии относительно земляного слоя находится нулевой провод производителя электроэнергии (генератора, трансформатора).

Т – заземленный нулевой проводник.

I - изолированный нулевой проводник.

Второй символ информирует о состоянии токопроводящих частей относительно заземления.

Т - токопроводящие части заземлены, состояние нулевого провода генератора электроэнергии значения не имеет;

N - токопроводящие части присоединены к глухозаземленному нулевому проводнику источника электропитания.

Символ после N показывают, как соотносятся рабочий и защитный нулевые проводники.

S (separated)- разделены рабочий (N) и защитный (PE) нулевые проводники.
С (combined)- объединены в (PEN) проводе N и PE проводники.

Системы с глухозаземлённым нулевым проводом

Система зануления TN C впервые была применена компанией AEG в начале ХХ века. Классическим ее видом является обычная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Он одновременно является функциональным (N) и защитным (PE) «нолем», наглухо заземленным. С ним соединяют все корпуса и доступные токопроводящие части устройств. Самая большая проблема у системы возникает при обрыве нулевого провода, на токоведущих частях корпусов устройств появляется линейное напряжение в 1,73 раза больше фазного. При нормальной работе, попадание фазного провода на корпус приведет к короткому замыканию, но, благодаря специальным устройствам, произойдет мгновенное отключение, что оградит людей от удара током. В странах СНГ схема заземления TN C используется в наружном освещении и в зданиях, построенных до девяностых годов ХХ века.

Система TN-S

Самая надежная и безопасная система заземления TN-S была создана перед Второй мировой войной. Главная ее особенность заключается в раздельном использовании рабочего и защитного нулевого проводников, начиная от генератора электроэнергии. При трехфазном электроснабжении используются пять проводов, однофазном - три. Электробезопасность обеспечивается за счет практического дублирования защитного проводника. Независимо от места обрыва N проводника, система оставалась относительно безопасной. Позже, благодаря этому способу заземления были разработаны дифференциальные автоматы.

ГОСТ Р50571 и новая редакция ПУЭ предписывает при электроснабжении новых объектов, при капитальном ремонте зданий использовать систему зануления TN-S. Но ее распространению мешает высокая стоимость и то, что вся российская энергетика работает по четырехпроводной системе электроснабжения.

Система TN-C-S

Компромиссной стала система заземления TN-C-S, которая использовала преимущества TN-S, но по стоимости стала значительно дешевле. Все дело в том, что с трансформатора подача электроэнергии происходит с применением объединенного нуля «PEN», наглухо заземленного. При входе на объект PEN провод разделяется на защитный и рабочий нуль, но расщепление возможно и раньше ввода в сооружение. При обрыве провода PEN на участке генерирующая станция - здание, на корпусах электроустановок, появится опасное напряжение. Поэтому в системе заземления TN C S нормами предусмотрены особые меры защиты проводника PEN.

Система TT

Самый экономичный способ доставки электроэнергии на селе по воздушным линиям. Использование системы TN-S, как наиболее безопасной, обходится дорого, у систем заземления TN-C и TN-C-S сложно обеспечить надежную защиту нулевого проводника PEN. Поэтому часто используется система TT, с заземленным нулевым проводом у источника электропитания. При трехфазном электроснабжении система работает по четырехпроводной схеме с одним нулевым проводником.

Около приемника электроэнергии делается местное заземление, к которому присоединяют токоведущие части и корпуса устройств. В случае обрыва нулевого провода, а вне города это нередкое явление, на корпусе устройства не возникает опасного напряжения благодаря местному заземлению. В городской черте система заземления TT используется при электроснабжении временных сооружений, при этом обязательно должны быть установлены устройства защитного отключения и проведена грозозащита.

Система IT

Это система, в которой имеется полностью изолированный от земли нулевой провод или соединенный с ней через высокоомное сопротивление, а также наличие у потребителя электроэнергии собственного защитного заземления. Все токопроводящие части оборудования при этом надежно заземляются. Система IT применяется в электроустановках зданий с повышенными требованиями безопасности, например, в больницах для медицинского оборудования, в шахтах, карьерах. Мобильные электростанции тоже используют изолированную нейтраль, что позволяет использовать подключенные к ним электроприборы без заземления. Раньше система IT широко использовалась и в энергоснабжении деревянных домов. В Советском Союзе сети напряжения 127/220 В долгое время использовались с изолированным нулевым проводом, это было связано с отсутствием заземления в домах. С началом панельного строительства от нее отказались.

Сами заземляющие устройства прежде выглядели как набор трехметровых стальных стержней вкопанных в землю на расстоянии нескольких метров, вершины которых соединялись стальной полосой. Получившийся огромный контактный элемент проверялся на сопротивление, если превышал нормированную величину, то вкапывались дополнительные стержни, пока не получали необходимый результат. Недостатком его были большие занимаемые площади и недостаточная стойкость к коррозии. Современные заземляющие устройства лишены этих недостатков. Они строятся на основе омедненных стальных стержней, которые могут соединяться между собой при помощи латунных муфт и забиваться на глубину до 50 м. По верху соединяются медной полосой. За счет такой конструкции могут устанавливаться на любых грунтах, не требуют земляных работ и занимают мало площади.

Вот такими заземляющими устройствами и системами заземления обеспечивается электробезопасность людей.

В распределительных электрических сетях российского жилого фонда на протяжении нескольких десятилетий устаревшая система заземления TN-C стала массово заменяться на более современную (и гораздо более безопасную) TN-C-S. По сути последняя из них представляет собой симбиоз систем TN-C и TN-S и отличается от прочих такой конструктивной особенностью, как парное «расщепление» PEN-проводника, осуществляемое на участке разветвления общей распределительной сети на отдельные, идущие к потребителям. В результате, образуется 2 проводника:

• РЕ (защитный);
• N (рабочий нулевой).

При этом схема электроснабжения с такой системой заземления в распределительном подъездном щитке принимает следующий вид:

При использовании однофазного питания (и соответствующем счетчике, установленном внутри коробки щитка) на внутренний квартирный щиток уходит 3-жильный кабель (соответственно с фазой С, защитным проводником РЕ и рабочим нулевым проводником N) – на схеме обозначенный красной, голубой и салатовой линиями.
При наличии трехфазного питания (и счетчика) используется уже 5-жильный кабель, в котором добавляется пара проводов А (обозначен желтым цветом) и В (темно-зеленый цвет).

Таким образом, в отличие от «совдеповской» TN-C системы, TN-C-S предполагает использование еще и не устаревших, а новых евророзеток, обязательно снабжаемых внутренними клеммами заземления.

Что касается упоминавшегося «расщепления» одного проводника на пару, то рабочий (N) по-прежнему служит для выполнения основной функции – подачи на различные устройства потребителя электропитания. В то же время дополнительный, защитный РЕ замыкается на корпуса электроприборов и бытовой техники (посудомоечных и стиральных машин, электрических плит, микроволновых печей и т.д.).

Однако где именно разделять общий РЕ-N проводник? Вопрос этот не праздный, и потому требует отдельного тщательного рассмотрения с пояснениями.

Разделение PEN проводника в системе TN-C-S

На входе электросети общего пользования с улицы в крупные здания обязательно устанавливается ВРУ (вводно-распределительное устройство). Конструктивно оно выглядит примерно следующим образом:

Как видно из рисунка, стандартный ВРУ (в данном случае – 0,4кВ) содержит совокупность:

• различного защитного оборудования ( , автовыключателей, предохранителей и пр.);
• электрооборудования преобразовательного и передаточного назначения (трансформаторов, рубильников, сборных шин и др.);
• электронных приборов измерения и учета (счетчиков, вольтметров, амперметров и т.д.),компактно закрепленных внутри металлического шкафа. Именно в нем целесообразно провести и разделение общего проводника на их пару PE и N.

При этом общая наглядная картина при использовании системы TN-C-S примет следующий вид:

А поскольку проводник будет разделяться внутри ВРУ, схематически это будет выполнено так, как показано на фото ниже:

Для разделения потребуется использовать две соответствующие шины:

• нижнюю, идущую на «землю», т.е. PE;
• и верхнюю, защитную, т.е. N, установленную на изоляторах.

Вводный кабель (с общим проводником) будет запитан на шину заземления. Та же, в свою очередь, будет соединена с верхней шиной жесткой перемычкой (по возможности изготовленной из того же материала и примерно такой же ширины, как и обе шины, либо выполненной в виде провода, сечением равному проводнику PEN).

Тогда схема соединения примет следующий внешний вид:

Кроме того, нижнюю шину, РЕ, потребуется заземлить повторно – иначе говоря, вывести на заземляющий контур самого здания.

Важно! Электротехнические размерные параметры проводника, идущего к месту его разделения, могут быть различными, но в сечении, ни в коем случае, не падать нижней предельной нормы:для медного провода – не менее 10 мм2; для алюминиевого – не менее 10 мм2.

При этом все вышеперечисленное является не просто рекомендациями, а прямыми требованиями ПУЭ.

Достоинства системы заземления TN-C-S

Следует отметить, что система TN-C-S в электросетях России на сегодня является не только наиболее распространенной, но и, пожалуй, самой перспективной. Благодаря использованию УЗО (устройств, обеспечивающих автоматическое защитное отключение), ее уровень безопасности гораздо более высок, чем все еще во множестве оставшихся (в основном в «хрущевках» и «брежневках») старых систем TN-C, хотя и ниже, чем у современных TN-S.

Однако именно возможность легко и без лишних финансовых и временных затрат осуществить симбиоз устаревших и передовых систем заземления в единое целое и позволяет отнести ее к оптимальным на данный момент для нашего государства.

1. TN-C – отличается отсутствием разделения защитного и рабочего проводников по всей протяженности системы. Это делает ее максимально простой и экономичной – но в определенных ситуациях принужденной к короткому замыканию и отключению питания. При этом следует помнить, что, скажем, в ванных комнатах выравнивание потенциалов не допускается в принципе.
2. TN-C-S – как уже было подробно описано выше – лишена этого недостатка. При этом переход на нее с TN-C очень прост (и сложность заключается разве что в необходимости модернизировать расположенный в каждом подъезде стояк).
3. Наконец, TN-S – благодаря изначально полному разделению защитных и рабочих «нулевок» — устанавливается во всем мире в новом жилом фонде из-за максимальной степени безопасности. Однако система эта достаточно дорога – и именно поэтому для установки в зданиях старой постройки проигрывает «промежуточной» TN-C-S.

Недостатки системы TN-C-S

Фактически, он всего один – и состоит в в том случае, если PEN-проводник вследствие каких-либо форс-мажорных обстоятельств оборвется, и корпуса электроприборов окажутся под напряжением.

Вывод

Несмотря на «отсутствие совершенства» системы TN-C-S, переход в зданиях с абсолютно устаревшим заземлением типа TN-C на нее более чем рекомендуется.

Похожие материалы.

Режимы заземления нейтрали в сетях 0,4 кв

В главе 1.7 нового издания ПУЭ приведены возможные варианты (режимы) заземления нейтрали и открытых проводящих частей 1 в сетях 0,4 кВ. Они соответствуют вариантам, указанным в стандарте Международной электротехнической комиссии (МЭК).
Режим заземления нейтрали и открытых проводящих частей обозначается двумя буквами: первая указывает режим заземления нейтрали источника питания (силового трансформатора 6-10/0,4 кВ), вторая 13 открытых проводящих частей. В обозначениях используются начальные буквы французских слов :

• Т (terre 13 земля) 13 заземлено;
• N (neutre 13 нейтраль) 13 присоединено к нейтрали источника;
• I (isole) 13 изолировано.

МЭК и ПУЭ предусматривают три режима заземления нейтрали и открытых проводящих частей:

• TN 13 нейтраль источника глухо заземлена, корпусы электрооборудования присоединены к нейтральному проводу;
• ТТ 13 нейтраль источника и корпусы электрооборудования глухо заземлены (заземления могут быть раздельными);
• IT 13 нейтраль источника изолирована или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, корпуса электрооборудования глухо заземлены.

Режим TN может быть трех видов:

• TN-C 13 нулевые рабочий и защитный проводники объединены (С 13 первая буква англ. слова combined 13 объединенный) на всем протяжении. Объединенный нулевой проводник называется PEN по первым буквам англ. слов protective earth neutral 13 защитная земля, нейтраль;
• TN-S 13 нулевой рабочий проводник N и нулевой защитный проводник PE разделены (S 13 первая буква англ. слова separated 13 раздельный);
• TN-C-S 13 нулевые рабочий и защитный проводники объединены на головных участках сети в проводник PEN, а далее разделены на проводники N и PE.

1 Открытая проводящая часть 13 доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. То есть к открытым проводящим частям относятся металлические корпуса электрооборудования.
2 Косвенное прикосновение 13 электрический контакт людей и животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции. То есть это прикосновение к металлическому корпусу электрооборудования при пробое изоляции на корпус.
Сравним возможные режимы заземления нейтрали и открытых проводящих частей в сетях 0,4 кВ 13 отметим преимущества и существенные недостатки. Основными критериями для сравнения являются:

• электробезопасность (защита от поражения людей электрическим током);
• пожаробезопасность (вероятность возникновения пожаров при коротких замыканиях);
• бесперебойность электроснабжения потребителей;
• перенапряжения и защита изоляции;
• электромагнитная совместимость (в нормальном режиме работы и при коротких замыканиях);
• повреждения электрооборудования при однофазных коротких замыканиях;
• проектирование и эксплуатация сети.

СЕТЬ TN-C

Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей (занулением) до последнего времени были широко распространены в России.
Электробезопасность в сети TN-C при косвенном прикосновении2 обеспечивается отключением возникших однофазных замыканий на корпус с помощью предохранителей или автоматических выключателей. Режим TN-C был принят в качестве главенствующего в то время, когда основными аппаратами защиты от замыканий на корпус были предохранители и автоматические выключатели. Характеристики срабатывания этих аппаратов защиты в свое время определялись особенностями защищаемых воздушных линий (ВЛ) и кабельных линий (КЛ), электродвигателей и других нагрузок. Обеспечение электробезопасности было второстепенной задачей.
При относительно низких значениях токов однофазного КЗ (удаленность нагрузки от источника, малое сечение провода) время отключения существенно возрастает. При этом электропоражение человека, прикоснувшегося к металлическому корпусу, весьма вероятно. Например, для обеспечения электробезопасности отключение КЗ на корпус в сети 220 В должно выполняться за время не более 0,2 с . Но такое время отключения предохранители и автоматические выключатели способны обеспечить только при кратностях токов КЗ по отношению к номинальному току на уровне 6-10. Таким образом, в сети TN-C существует проблема обеспечения безопасности при косвенном прикосновении из-за невозможности обеспечения быстрого отключения. Кроме того, в сети TN-C при однофазном КЗ на корпус электроприемника возникает вынос потенциала по нулевому проводу на корпуса неповрежденного оборудования, в том числе отключенного и выведенного в ремонт. Это увеличивает вероятность поражения людей, контактирующих с электрооборудованием сети. Вынос потенциала на все зануленные корпуса возникает и при однофазном КЗ на питающей линии (например, обрыв фазного провода ВЛ 0,4 кВ с падением на землю) через малое сопротивление (по сравнению с сопротивлением контура заземления подстанции 6-10/0,4 кВ). При этом на время действия защиты на нулевом проводе и присоединенных к нему корпусах возникает напряжение, близкое к фазному. Особую опасность в сети TN-C представляет обрыв (отгорание) нулевого провода. В этом случае все присоединенные за точкой обрыва металлические зануленные корпуса электроприемников окажутся под фазным напряжением.
Самым большим недостатком сетей TN-C является неработоспособность в них устройств защитного отключения (УЗО) или residual current devices (RCD) по западной классификации.
Пожаробезопасность сетей TN-C низкая. При однофазных КЗ в этих сетях возникают значительные токи (килоамперы), которые могут вызывать 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 электроснабжения3 в сетях TN-C при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как замыкания сопровождаются значительным током и требуется отключение присоединения.
В процессе однофазного КЗ в сетях TN-C возникает повышение напряжения (перенапряжения) на неповрежденных фазах примерно на 40%. Сети TN-C характеризуются наличием электромагнитных возмущений. Это связано с тем, что даже при нормальных условиях работы на нулевом проводнике при протекании рабочего тока возникает падение напряжения. Соответственно между разными точками нулевого провода имеется разность потенциалов. Это вызывает протекание токов в проводящих частях зданий, оболочках кабелей и экранах телекоммуникационных кабелей и соответственно электромагнитные помехи. Электромагнитные возмущения существенно усиливаются при возникновении однофазных КЗ со значительным током, протекающим в нулевом проводе.
Значительный ток однофазных КЗ в сетях TN-C вызывает существенные разрушения электрооборудования. Например, прожигание и выплавление стали статоров электродвигателей. На стадии проектирования и настройки защит в сети TN-C необходимо знать сопротивления всех элементов сети, в том числе и сопротивления нулевой последовательности для точного расчета токов однофазных КЗ. То есть необходимы расчеты или измерения сопротивления петли фаза-нуль для всех присоединений. Любое существенное изменение в сети (например, увеличение длины присоединения) требует проверки условий защиты.

СЕТЬ TN-S

Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей называются пятипроводными. В них нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены. Само по себе использование сети TN-S не обеспечивает электробезопасность при косвенном прикосновении, так как при пробое изоляции на корпусе, как и в сети TN-C, возникает опасный потенциал. Однако в сетях TN-S возможно использование УЗО. При наличии этих устройств уровень электробезопасности в сети TN-S существенно выше, чем в сети TN-С. При пробое изоляции в сети TN-S также возникает вынос потенциала на корпуса других электроприемников, связанных проводником PE. Однако быстрое действие УЗО в этом случае обеспечивает безопасность. В отличие от сетей TN-С обрыв нулевого рабочего проводника в сети TN-S не влечет за собой появление фазного напряжения на корпусах всех связанных данной линией питания электроприемников за точкой разрыва.
Пожаробезопасность сетей TN-S при применении УЗО в сравнении с сетями TN-С существенно выше. УЗО чувствительны к развивающимся дефектам изоляции и предотвращают возникновение значительных токов однофазных КЗ.
В отношении бесперебойности электроснабжения и возникновения перенапряжений, сети TN-S не отличаются от сетей TN-С.
Электромагнитная обстановка в сетях TN-S в нормальном режиме существенно лучше, чем в сетях TN-С. Это связано с тем, что нулевой рабочий проводник изолирован и отсутствует ответвление токов в сторонние проводящие пути. При возникновении однофазного КЗ создаются такие же электромагнитные возмущения, как и в сетях TN-С.
Наличие в сетях TN-S устройств УЗО существенно снижает объем повреждений при возникновении однофазных КЗ по сравнению с сетями TN-С. Это объясняется тем, что УЗО ликвидирует повреждение в его начальной стадии.
В отношении проектирования, настройки защит и обслуживания, сети TN-S не имеют каких-либо преимуществ по сравнению с сетями TN-С. Отмечу, что сети TN-S более дорогие в сравнении с сетями TN-С из-за наличия пятого провода, а также УЗО.

СЕТЬ TN-С-S

Это комбинация рассмотренных выше двух типов сетей. Для этой сети будут справедливы все преимущества и недостатки, указанные выше.

СЕТЬ TТ

Особенностью данного типа сетей 0,4 кВ является то, что открытые проводящие части электроприемников присоединены к заземлению, которое обычно независимо от заземления питающей подстанции 6 1310/0,4 кВ.
Электробезопасность в этих сетях обеспечивается использованием УЗО в обязательном порядке. Само по себе использование режима ТТ не обеспечивает безопасности при косвенном прикосновении. Если сопротивление местного заземлителя, к которому присоединены открытые проводящие части, равно сопротивлению заземления питающей подстанции 6(10)/0,4 кВ и возникает замыкание на корпус, то напряжение прикосновения составит половину фазного напряжения (110 В для сети 220 В). Такое напряжение опасно, и необходимо немедленное отключение поврежденного присоединения. Но отключение не может быть обеспечено автоматическими выключателями и предохранителями за безопасное для прикоснувшегося человека время из-за малой величины тока однофазного замыкания. Например, если принять, что сопротивления заземления питающей подстанции 6(10)/0,4 кВ и местного заземлителя равны 0,5 Ома, и пренебречь сопротивлениями силового трансформатора и кабеля, при фазном напряжении 220 В ток однофазного замыкания на корпус в сети ТТ составит всего 220 А. С учетом всех сопротивлений в цепи замыкания ток будет еще меньше.
Пожаробезопасность сетей TТ в сравнении с сетями TN-С существенно выше. Это связано со сравнительно малой величиной тока однофазного замыкания и с применением УЗО, без которых сети ТТ вообще эксплуатироваться не могут.
Бесперебойность электроснабжения3 в сетях TТ при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как требуется отключение присоединения по условиям безопасности.
При возникновении однофазного замыкания на землю в сети ТТ напряжение на неповрежденных фазах относительно земли повышается, что связано с появлением напряжения на нейтрали питающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ. Если принять сопротивления, указанные выше, то напряжение на нейтрали составит половину фазного. Такое повышение напряжения не опасно для изоляции, так как однофазное замыкание достаточно быстро ликвидируется действием УЗО, причем в большинстве случаев до своего полного развития и достижения током максимума.
В системе ТТ нескольких корпусов электроприемников обычно объединены одним защитным проводником РЕ и присоединены к общему заземлителю, отдельному, как уже сказано, от заземлителя питающей подстанции. Выполнять отдельный заземлитель в сети ТТ для каждого электроприемника нецелесообразно по экономическим соображениям. В нормальном режиме по защитному проводнику в системе ТТ не протекает ток и соответственно между корпусами отдельных электроприемников нет разности потенциалов. То есть в нормальном режиме электромагнитные возмущения (разность потенциалов между корпусами, протекание токов по конструкциям зданий и оболочкам кабелей) отсутствуют. При возникновении однофазного замыкания ток относительно невелик, при его протекании падение напряжения на защитном проводнике невелико, длительность протекания тока мала. Соответственно возникающие при этом возмущения также невелики. Таким образом, с позиций электромагнитных возмущений сеть ТТ имеет преимущество по сравнению с сетями TN-С в нормальном режиме работы и с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S в режиме однофазного замыкания.
Объем повреждений оборудования в сетях ТТ при возникновении однофазных КЗ невелик, что связано с малой величиной тока в сравнении с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S и с использованием УЗО, которые обеспечивают отключение до полного развития повреждения изоляции.
С точки зрения проектирования, сети ТТ имеют существенное преимущество по сравнению с сетями TN. Использование в сетях ТТ УЗО устраняет проблемы, связанные с ограничением длины линий, необходимостью знать полное сопротивление петли КЗ. Сеть может быть расширена или изменена без повторного расчета токов КЗ или замера сопротивления петли тока КЗ. Учитывая, что сам по себе ток однофазного КЗ в сетях ТТ меньше, чем в сетях TN-S, TN-С-S, сечение защитного проводника РЕ в сети ТТ может быть меньше.

СЕТЬ IT

Нейтральная точка питающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ такой сети изолирована от земли или заземлена через значительное сопротивление (сотни Ом 13 несколько кОм). Защитный проводник в таких сетях отделен от нейтрального.
Электробезопасность при однофазном замыкании на корпус в этих сетях наиболее высокая из всех рассмотренных. Это связано с малой величиной тока однофазного замыкания (единицы ампер). При таком токе замыкания напряжение прикосновения крайне невелико и отсутствует необходимость немедленного отключения возникшего повреждения. Кроме того, в сети IT безопасность может быть улучшена за счет применения УЗО.
Пожаробезопасность сетей IT самая высокая в сравнении с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S, ТТ. Это объясняется наименьшей величиной тока однофазного замыкания (единицы ампер) и малой вероятностью возгорания.
Сети IT отличаются высокой бесперебойностью электроснабжения потребителей. Возникновение однофазного замыкания не требует немедленного отключения.
При возникновении однофазного замыкания на землю в сети IT напряжение на неповрежденных фазах увеличивается в 1,73 раза. В сети IT с изолированной нейтралью (без резистивного заземления) возможно возникновение дуговых перенапряжений высокой кратности.
Электромагнитные возмущения в сетях IT невелики, поскольку ток однофазного замыкания мал и не создает значительных падений напряжения на защитном проводнике.
Повреждения оборудования при возникновении однофазного замыкания в сетях IT очень малы. Для эксплуатации сети IT необходим квалифицированный персонал, способный быстро находить и устранять возникшее замыкание. Для определения поврежденного присоединения необходимо специальное устройство (в западных странах применяется генератор тока с частотой, отличной от промышленной, включаемый в нейтраль). Сети IT имеют ограничение на расширение сети, так как новые присоединения увеличивают ток однофазного замыкания.

Заключение

В качестве общих рекомендаций для выбора той или иной сети можно указать следующее: 1. Сети ТN-C и ТN-C-S не следует использовать из-за низкого уровня электро- и пожаробезопасности, а также возможности значительных электромагнитных возмущений.
2. Сети TN-S рекомендуются для статичных (не подверженных изменениям) установок, когда сеть проектируется «раз и навсегда».
3. Сети ТТ следует использовать для временных, расширяемых и изменяемых электроустановок. 4. Сети IT следует использовать в тех случаях, когда бесперебойность электроснабжения является крайне необходимой.
Возможны варианты, когда в одной и той же сети следует использовать два или три режима. Например, когда вся сеть получает питание по сети TN-S, а часть ее через разделительный трансформатор по сети IT.
Отметим, что ни один из способов заземления нейтрали и открытых проводящих частей не является универсальным. В каждом конкретном случае необходимо проводить экономическое сравнение и исходить из критериев: электробезопасности, пожаробезопасности, уровня бесперебойности электроснабжения, технологии производства, электромагнитной совместимости, наличия квалифицированного персонала, возможности последующего расширения и изменения сети.

Заземление — отвод напряжения, возникшего в угрожающем для безопасности месте, в место, где оно никому не повредит: это место- земля. Заземление соединяет все токоведущие части, которые в нормальном режиме работы не находиться под U, с землёй.
Зануление — это соединение всех частей электроприбора, которые не должны находиться под U, с рабочим нулём. В данном случае, если произойдёт обрыв фазы на токоведущие части, находящиеся под рабочим нулём, то произойдёт короткое замыкание и автоматический выключатель обесточит электроприбор. Это конечно менее безопасно, чем заземление, короткое замыкание может стать причиной последующих неполадок в приборе. К сожалению, именно зануление является основным видом защиты в большинстве жилых помещений.

Системы заземления

Рассмотрим системы, применяемые в бытовых помещениях:

1. TN-C.
2. TN-S.
3. TN-C-S.

TN-C

Первая буква Т означает, что нейтраль источника питания соединена с землёй, что значит, что проводник рабочего ноля на подстанции уходит в землю. Вторая буква- N — означает связь открытых токопроводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания. Третья буква- С -означает,что защитный и рабочий ноль находятся на одном общем PEN, то есть рабочий ноль и является защитным. По сути, эта система и является тем самым «занулением». Самая небезопасная из систем. Все токоведущие части, которые не должны быть под U,находятся под рабочим нулём. Защита построена на действие автомата после короткого замыкания. Защитный и рабочий ноль находятся в одном проводнике до распределительного щита.

2.Источник питания.

TN-S

Первые две буквы также, как и в предыдущей системе означают, что нейтраль источника питания связана с заземлением (которое расположено у источника питания) и открытые токопроводящие части электроустановки здания связаны с точкой заземления источника питания. Третья буква- S- значит, что нулевой и защитный PE и рабочий N находятся на разных проводниках (заземление). Это означает, что от электростанции отходят два отдельных провода на рабочий ноль и на заземление. Данная система является самой безопасной для многоэтажных зданий.

1.Открытые токопроводящие части.

2.Источник питания.

На представленной схеме видно, что от источника питания отходят два раздельных провода на рабочий ноль и на заземление, далее проводники не встречаются.

TN-C-S

Является модернизированной системой TN-C . Функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике в части сети, которая идёт от источника питания. Затем на определённом участке добавляется заземлённый проводник. Для многоэтажных домов обычно заземлённый проводник добавляют в ВРУ (вводное распределительное устройство на дом). Эта система также обеспечивает достаточную безопасность.

1.Открытые токопроводящие части.

2.Источник питания.

3.Распределительный щит на квартиру.

На схеме представлена сеть до модернизации – система TN-C и после модернизации – система TN-C-S.

Система ТТ

Обычно применяется при постройке частных домов. Вторая буква Т значит, что заземление и рабочий ноль нигде не соединяются. О первой букве уже говорилось выше. В дом заходит так же, как и в системе ТN-S, три провода:рабочий ноль, фазный провод и заземляющий. Только вот заземляющий провод идёт не от источника питания (как в системе TN-S), а возле частного дома монтирован собственный контур заземления по всем правилам ПУЭ (правила устройства электроустановок), именно от заземляющего контура и идёт заземляющий провод.

1.Открытые токопроводящие части.

2.Источник питания.

3.Контур заземления у частного дома и отходящий от него проводник.