Система ТТ представляет собой систему, в которой нейтраль источника питания надежно заземлена, в то время как открытые проводящие части электроустановки подключены к самостоятельному заземляющему устройству, которое электрически не зависит от заземленной нейтрали источника (см. Рис.5).
Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT
При проектировании, создании и эксплуатации электроустановок, включая как промышленное, так и бытовое электрооборудование, а также электрические сети освещения, важнейшим аспектом, обеспечивающим их эффективное функционирование и безопасность для человека, является проектирование и реализация системы заземления, соответствующей всем требованиям. Основные стандарты, касающиеся таких систем, представлены в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). На основе зависимости связей между проводниками, устройствами и защитными конструкциями различают естественное и искусственное заземление.
Естественными заземлителями считаются любые металлические объекты, находящиеся в земле на постоянной основе, такие как сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие элементы. Тем не менее, из-за трудности контроля и предсказуемости электрического сопротивления растекания электрических токов и зарядов от таких объектов, использование естественного заземления для электроборудования считается недопустимым и запрещено. В соответствии с нормативными документами требует использование исключительно искусственного заземления, при котором все подключения осуществляются к специально проектируемым заземляющим устройствам.
Ключевым показателем, который позволяет оценить качество заземления, считается его сопротивление. Этот параметр определяет сопротивляемость при растекании тока в землю, поступающего через заземляющее устройство. Уровень сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также от особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Одним из основных факторов, влияющих на величину сопротивления заземляющего устройства, является площадь, которая непосредственно контактирует с землей, а также характеристики самих металлических элементов заземления, таких как пластины, штыри, трубы и другие электроды.
Виды систем искусственного заземления
Главным документом, который регулирует использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7). Этот документ разработан в соответствии с принципами, классификацией и методами создания заземляющих систем, которые были утверждены специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные обозначения различных систем заземления формируются из первых букв французских слов: Terre — земля, Neuter — нейтраль, Isole — изолировать, а также английских: combined и separated — комбинированный и раздельный.
- T — заземление.
- N — соединение с нейтрали.
- I — изолирование.
- C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулей.
- S — раздельное использование функционального и защитного нулевых проводов на всей сети.
Анализируя названия различных систем заземления, можно выделить, что первая буква указывает на способ заземления источника питания (генератора или трансформатора), а вторая — на метод подключения потребителей. Существует три основных типа систем заземления: TN, TT и IT, причем первая представлена в трех разных вариантах: TN-C, TN-S и TN-C-S. Для лучшего понимания этих систем следует рассмотреть каждую из них подробнее.
Система заземления TN
Система TN — это система, при которой нейтраль источника питания надежно заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к нейтрали, находящейся под заземлением, через нулевые защитные проводники (п.1.7.3. ПУЭ).
Как уже упоминалось, система TN делится на три подкатегории: TN-C, TN-C-S и TN-S, что позволяет лучше адаптировать ее к различным условиям эксплуатации.
Система заземления TN-C
Система TN-C характеризуется тем, что нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем протяжении своей работы. Этот общий проводник, получивший название PEN, используется как для подключения электроприемников, так и для зануления открытых проводящих частей (корпусов) таких устройств.
На схеме системы заземления TN-C видно, как подключаются токопроводящие корпуса электрического оборудования. Это подключение необходимо для того, чтобы в случае замыкания фазного провода на корпус электроприемника, будь то в результате разрыва проводки или повреждения изоляции, произошло короткое замыкание, что в свою очередь вызовет срабатывание защитной аппаратуры, например автоматического выключателя, и отключение напряжения для предотвращения поражения электрическим током.
Однако одним из основных недостатков системы TN-C является потеря защитных функций в случае обрыва PEN-проводника. В таком случае на зануленных корпусах электрооборудования могут возникнуть опасные электрические потенциалы, что представляет собой серьезную угрозу для жизни и здоровья человека.
Несмотря на обладание недостатками, данная система в прошлом была довольно распространена, однако сегодня она практически не используется в современных электроустановках. Тем не менее, ее можно встретить в старых зданиях. При проведении реконструкции данных объектов система TN-C обычно заменяется на более безопасные TN-C-S или TN-S.
Типы систем: какие существуют и где используются
Группа систем с глухозаземлённой нейтралью TN
Схема таких систем устроена следующим образом: нейтраль источника питания надежно заземлена, а потребитель подключается через проводник N к заземляющему контуру источника питания.
Существует три подкатегории систем TN, каждый из которых отличается способом подключения нулевых проводов N и PE.
Название подсистемы: TN-C
Как устроена: в основе лежит классическая 4-проводная схема, где совмещенный проводник PEN используется на всем протяжении системы. По нему подключаются как электрические потребители, так и зануляются открытые корпуса и металлические детали электрического оборудования. Если произойдет обрыв или повреждение фазного провода, система вызовет короткое замыкание, что призовет к отключению напряжения.
Где используется: на сегодняшний день это устаревшая система, но иногда ее можно встретить в старых постройках и на уличных системах освещения. Она требует замены на более современные решения.
Недостатки и преимущества: в случае обрыва или возгорания PEN-проводника защитные функции кардинально теряются, что приводит к появлению опасного напряжения на зануленных корпусах. Кроме того, существующая схема требует дополнительного соединения открытых деталей корпусов с нулевым проводом.
Название подсистемы: TN-S
Как устроена: основана на системе TN, однако в ней проводники PE и N на всем протяжении разделены. Для достижения такого разделения от подстанции до потребителя используется пяти проводов для трехфазной сети и три провода для однофазной.
Где используется: в основном применяется на объектах с высокой ответственностью, таких как энергоснабжающие компании.
Недостатки и преимущества: система TN-S обеспечивает более высокий уровень электробезопасности по сравнению с TN-C, исключая риск возникновения опасного напряжения на корпусах в случае повреждения линии. Вместе с тем стоимость таких систем, как правило, выше. Применение системы в российских реалиях также осложнено из-за предпочтения в основном четырехпроводных схем для трехфазных сетей.
Название подсистемы: TN-C-S
Как устроена: также система TN, однако при данной схеме проводник PEN, который изначально подает энергоснабжение от источника, разделяется на N и PE в какой-то момент (например, на входе в объект) с помощью обязательных зажимов или шины. Важно, чтобы сечение перемычки не было меньше, чем сечение PEN.
Где используется: данная система получила широкое распространение в различных сферах.
Недостатки и преимущества: TN-C-S была создана как альтернатива TN-C для оптимизации бюджета, обеспечивая при этом хороший уровень безопасности при обрыве нулевого провода. Главное понижение соотношения обеспечивается тем фактом, что в случае повреждения PEN потенциально опасное напряжение может появиться на корпусах электроустановок, которые соединены с PE-проводником от источника питания до самого объекта. Специальные меры защиты и повторное заземление PEN позволяет эффективно применять TN-C-S на практике.
Название системы с глухозаземлённой нейтралью: TT
Как устроена: здесь предусмотрено глухое заземление нейтрали, а подача питания осуществляется по классической схеме 4-проводной трехфазной сети с N-проводником. С потребительской стороны организовывается заземляющее устройство, к которому подводятся проводники PE, направленные на корпуса электрических установок.
1 Система TN-C
Система TN-C представляет собой систему TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники объединены в одном проводнике на протяжении всей системы. Это означает, что используется общий PEN-проводник, который служит как для питания электрооборудования, так и для зануления открытых проводящих частей (см. Рис.2).
Основным недостатком системы TN-C является то, что через PEN-проводник протекает рабочий ток. Это может привести к возникновению на нем опасного электрического потенциала, а также указывать на возможность его обгорания или обрыва, в результате чего не только выйдет из строя подключенное электроборудование, но и возникнет опасный потенциал на зануленных корпусах.
В связи с имеющимися недостатками в настоящее время система TN-C почти не используется в современных электроустановках. Однако ее все еще можно наблюдать в старых зданиях. При проведении реконструкции таких зданий система TN-C, как правило, заменяется на более безопасные системы TN-C-S или TN-S.
2 Система TN-C-S
Система TN-C-S — это модификация системы TN, в которой в какой-то момент осуществляется совмещение функций нулевого защитного и рабочего проводников. Это выражается в том, что существует PEN-проводник, который, в определенной части данной системы, разделяется на нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники (см. Рис.3).
Основным достоинством системы TN-C-S является наличие отдельных PE проводников в электрической сети, что исключает возможность протекания токов по ним в нормальных условиях. В комбинации с системой уравнивания потенциалов, система TN-C-S обеспечивает достаточно высокий уровень электробезопасности.
Однако одним из недостатков является наличие PEN-проводника, обрыв которого, при наличии определенных условий, может поведать опасность. Благодаря сравнительно низкой стоимости устройства системы TN-C-S, связанной с отсутствием необходимости прокладывать отдельный защитный проводник от источника, а также хорошими защитными характеристиками, эта система является наиболее популярной и широко используемой сегодня.
Подробная инструкция для реализации системы заземления в частном доме в рамках TN-C-S доступна здесь.
Какую систему заземления выбрать
Определение, какую систему заземления следует выбрать, зависит от ряда факторов, включая тип здания, его расположение, наличие как естественных, так и искусственных заземлителей, а также требования по безопасности и надежности электроснабжения. Необходимо учесть как требования, выдвигаемые национальными и международными стандартами, так и действующие правила устройства электроустановок (ПУЭ).
Кроме того, стоит уделить внимание нескольким важным аспектам:
- Тип здания: обычно для жилых зданий больше всего подходит система TN-C, в то время как для промышленных и коммерческих объектов лучше использовать систему TN-S или TT.
- Расположение здания: если здание расположено в зоне с высоким уровнем грунтовых вод, рекомендуется использовать систему TT или IT.
- Наличие естественных и искусственных заземлителей: если имеются возможности для применения естественных заземлителей, таких как металлические трубы или арматура, это может снизить общие затраты на систему заземления.
- Требования к безопасности и надежности: при необходимости высокой степени безопасности и надежности следует выбирать систему IT или TT.
Купить элементы системы заземления в Минске
В нашей компании вы сможете приобретите все необходимое для создания качественного заземления и надежной молниезащиты для зданий, сооружений и электрического оборудования, работающего под напряжением. При необходимости мы готовы помочь вам определиться с наиболее эффективной системой заземления, соответствующей вашим конкретным требованиям.
Мы предлагаем как готовые комплекты заземления для частных домов, так и отдельные элементы, включая заземляющие пластины и сетки. Кроме того, у нас имеется смесь Поспех, которая применяется для нормализации заземления на сложных грунтах.
