ВИДЫ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЙ

Заземление относится к основным техническим мероприятиям, обеспечивающим безопасность в электроустановках.

Суть заземления заключается в присоединении частей электроустановок, не находящихся под напряжением в нормальном режиме к заземляющим устройствам. Защитное заземление предотвращает поражение током людей или животных при косвенном прикосновении.

В электрических сетях трёхфазного переменного тока напряжением до 1 кВ существует несколько систем заземления, различающихся режимом работы нейтрали, рабочего и защитного нулевых проводов.

Группа систем с глухо заземлённой нейтралью трансформатора обозначаются буквами TN. Система с изолированной или заземлённой через сопротивление нейтралью обозначается буквами IT.

СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ TN – ОПИСАНИЯ И СХЕМЫ

Система TN – C.

Нейтраль трансформатора (общая точка обмоток трансформатора 0,4 кВ, соединённых в звезду) глухо заземлена на питающей подстанции. Питание потребителей осуществляется по 4-х проводной линии. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в один провод PEN.

В электроустановках на стороне потребителя дополнительные заземляющие устройства не предусматриваются.

Система TN – C была доминирующей на протяжении многих лет, поэтому электроснабжение домов старой постройки до сих пор продолжает осуществляться таким способом. Определить, что дом или квартира подключена по системе TN – C можно по следующим признакам:

• электропитание трёхфазных потребителей осуществляется 4-х проводной линией;
• однофазные потребители подключаются по двум проводам;
• электрические розетки не имеют заземляющего контакта, к ним подходит два провода.

Главный недостаток TN – C — это повышенная опасность. При повреждении изоляции корпус оборудования может длительно находиться под напряжением. УЗО в такой системе бесполезно, так как ток утечки протекает по рабочим проводам и дифференциальный орган на него не реагирует.

Самый радикальный выход из этой ситуации — переход на систему TN – S требует монтаж дополнительного провода на линиях от подстанции до потребителя и реконструкцию внутренней проводки.

Более простой путь заключается в переходе на систему заземления TN – C – S, которая требует только реконструкции внутренней разводки на объекте.

В крайнем случае, владелец дома или квартиры может обезопасить себя ещё более простым способом. Для этого нужно наиболее опасное электрооборудование (стиральная машина, электроплита и т.п.) подключить через:

• диффавтомат;
• или УЗО,

а корпус электроприборов занулить, соединив его с проводом PEN до автомата.

В этом случае ухудшение изоляции электроприбора и появление тока утечки вызовет срабатывание дифференциального устройства (про подключение УЗО без заземления и с системами заземления написано здесь).

Система TN – C – S.

Заземление на подстанции выполнено так же, как в схеме TN – C. Отходящие от подстанции линии имеют 4 провода — три фазных и PEN. Непосредственно перед вводом в электроустановку потребителя или на промежуточном участке линии провод PEN разделяется на рабочий (N) и защитный (PE) нулевой проводник.

Разделение совмещённого нулевого провода выполняется до коммутационных аппаратов, установленных на вводе питания объекта. Внутренняя разводка — 5 проводов для трёх фаз и 3 провода для одной фазы. Корпусы электроприборов соединены с защитным нулевым проводом через 3-х контактную розетку.

TN – C – S обеспечивает защиту от косвенного прикосновения при использовании УЗО или дифавтоматов. При появлении фазного напряжения на корпусе электроприбора возникает режим короткого замыкания и срабатывает обычный автомат питания даже при отсутствии УЗО.

По этой причине ПУЭ предписывает установку повторных заземлителей у опор ВЛ через каждые 100 – 200 метров в зависимости от грозовой активности района, а также применение способов механической защиты PEN – проводника линии.

TN – C – S является компромиссным решением, обеспечивающим приемлемый уровень защищённости при невозможности построения полноценной системы TN – S, требующей крупных капиталовложений.

Система TN – S.

Этот тип заземления в наибольшей степени отвечает современным требованиям безопасности. Раздельные нулевые провода N и PE, присоединённые к заземляющему устройству на подстанции идут вдоль всей ВЛ до ввода в электроустановку потребителя, то есть, линия электропередачи содержит пять проводов.

Полный перевод всех электрических сетей до 1000 вольт на систему TN – S сдерживается высокой стоимостью и трудоёмкостью реконструкции, а также необходимостью отключения большого числа потребителей на время производства работ.

Защитный нулевой проводник PE, идущий от подстанции к потребителю подвержен повреждению в меньшей степени, так как по нему не протекает рабочий ток. Защищённость от косвенного прикосновения сохраняется и при обрыве рабочего нулевого проводника.

ВИДЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПО СХЕМАМ TT и IT

Заземление по схеме TT.

Система, применяется только в особых случаях, когда нормы безопасности не могут быть соблюдены в рамках подсистем TN.

Суть заземления типа TT заключается в следующем:

• объединённый PEN – проводник соединён на подстанции с заземляющим устройством, электроснабжение осуществляется по 4-м проводам, то есть аналогично подсистемам TN;
• в электроустановке потребителя сформирован защитный PE – провод, соединённый с местным заземляющим устройством;
• исключается всякий контакт местного заземлителя с центральным заземляющим устройством на подстанции и PE – провода с PEN – проводником.

Заземление типа TT применяется в тех случаях, когда косвенное прикосновение может сопровождаться контактом с физической землёй. Например, в металлической постройке, стоящей на земле или в строении с металлическим каркасом на стальных сваях.

В таких случаях ПУЭ предписывает создание полноценного местного заземлителя с контролем сопротивления заземления.

Обязательным условием эксплуатации заземления типа TT является применение УЗО с дифференциальным током отключения не более 30 мА.

Параметры заземляющего устройства и УЗО (или дифференциального автомата) должны отвечать соотношению: RзIузо ≤ 50 вольт.

Здесь:

• Rз — суммарное сопротивление заземления, то есть сумма сопротивлений заземлителя и заземляющего проводника;
• Iузо — значение тока утечки, при котором срабатывает дифференциальный орган УЗО.

По сути, данная формула ограничивает напряжение прикосновения в рамках 50 вольт.

Система IT.

Этот тип заземления отличается изолированным режимом работы нейтрали на подстанции. Иногда выполняется соединение нейтрали с заземляющим устройством через большое сопротивление. Электроснабжение потребителей может осуществляться тремя фазными проводами, либо четырьмя, включая рабочий ноль.

Защитный нулевой провод здесь отсутствует по определению. Токопроводящие части электроустановок на стороне потребителя соединяются с местным заземляющим устройством.

Такой тип электроснабжения применяется на взрывоопасных объектах, либо там, где имеется сверхвысокая пожарная опасность. Объясняется это тем, что в сетях с изолированной нейтралью ток однофазного замыкания на землю имеет наименьшее значение.

Кроме этого, такая сеть продолжает работать при возникновении короткого замыкания.