Objašnjenje sistema. Sistemi uzemljenja

Standard Standard PUE 1.7, EN60950, IEC60364
Učitajte šeme napajanja TNC, TNCS, TNS, TT, IT

TNC– Neutralna i PE (“zemlja”) su kombinovane svuda u sistemu u jednoj PEN magistrali.
Neutral i PE (zaštićeni uzemljivač) su kombinovani u celom sistemu.

TNS– Neutral je spojen na uzemljenje transformatora, ali nije spojen na uzemljenje (PE) nigdje drugdje u sistemu. PE dolazi na gradilište iz transformatora odvojeno i može se spojiti na lokalno uzemljenje.

Neutral je uzemljen na transformatoru, ali nije spojen na zemlju ili PE negdje drugdje. PE se prenosi na gradilište od transformatora i spaja sa zemljom na gradilištu.

TNCS– PEN sabirnica, koja je uobičajena na početku, zatim se dijeli na 2 odvojena provodnika: N (neutralni) i PE (zaštićena sabirnica uzemljenja). Američki standard je varijacija ovog standarda. Neutral je uzemljen na transformatoru.

TNCS dijeli kombinovani PEN na odvojeni neutralni i PE pri ulasku u uslugu (američka praksa je varijacija ovoga). Neutral je uzemljen na transformatoru.

TT– Neutral je uzemljen na transformatoru. Lokalno uzemljenje - PE (potrošački objekat) nije spojeno na nulu. Ne postoje veze između uzemljenja transformatora i uzemljenja potrošača (PE).

Neutral je uzemljen na transformatoru. PE nastaje na licu mjesta, ali nije vezan za neutralan. Ne postoji interkonekcija između PE i uzemljenja transformatora.

IT– Neutralni transformator nije uzemljen (ili uzemljen preko otpornika visoke impedancije).

Transformator je neuzemljen (ili uzemljen preko visoke impedancije). PE nastaje na lokaciji, ali nije vezan za servisni provodnik; nijedan provodnik u ovom sistemu nije označen kao „neutralan” (standardni IT sistem).

Vrste IT sistema:

  • A) "N / Neutral" provodnik nedostaje u sistemu (standardni IT sistem).
  • B) "N / Neutral" provodnik je u sistemu.

Neutral na potrošaču također nije uzemljen (ili uzemljen preko otpornika visoke impedancije).

Za oba slučaja moguće su varijacije:

  • I) Lokalna zemlja - PE (potrošački objekat) je odsutan. Potrošač koristi PE iz transformatora.
  • II) Lokalna zemlja - PE (potrošački objekat) je. Potrošač može koristiti lokalno uzemljenje ili uzemljenje transformatora. Ove Zemlje mogu ili ne moraju biti povezane.

Glavni zahtjev IT sistema je neuzemljena ili impedansno uzemljena neutralna tačka transformatora.

Termini / skraćenice:

  • T - Terra / Zemlja (latinski terra, francuski terre)
  • N - Neutralno / Neutralno
  • C - Kombinovano / Kombinovano
  • S - odvojeno / odvojeno
  • I - Isolated / Isolated (francuski terre isolee)
  • PE - Zaštićeni uzemljivač
  • PEN - Zaštićeno uzemljenje + neutralni provodnik / jedna sabirnica koja povezuje nulu (N) i uzemljenje (PE)

Razni standardi SISTEMA UZEMLJENJA

Tri sistema uzemljenja su dobila zvanični status kroz standard (IEC 60364) koji je podijeljen na veliki broj nacionalnih standarda.

TN sistemi

Osnovni principi TN šeme:

  • Neutral transformatora je uzemljen, tako da su kućišta opterećenja (spojena na uzemljenje transformatora PE ili PEN) galvanski spojena na nulu.

Postojeće opcije TN šeme:

  • TNC– Zemlja i nulta su kombinovani u 1 vodiču (PEN) (C = Kombinovani).
  • TNS– Zemlja i neutralna su odvojeni (PE i N) (S = odvojeno).
  • TNCS= TNC+TNS Uzemljenje i neutralno prvo kombinovani, a zatim razdvojeni (CS = Kombinovani pa odvojeni). To jest, TNC se pretvara u TNS.

TNS sistem ne može postojati prije TNC sistema.

THC sistem (TN-C). Kvar izolacije u TNC sistemu

Općenite napomene:

U TNC sistemu sa prekidačima, kvar izolacije je opasan. Uništavanje izolacije, odnosno kratki spoj faznog vodiča na "Zemlju", uzrokuje povećanje struje kvara na maksimalnu vrijednost, ograničenu prekidačima u strujnom kolu.

Takva zaštita je u mnogim slučajevima dovoljna za zaštitu samog opterećenja, ali nije potpuna, na primjer, ako izolacija nije potpuno uništena i struja faza-zemlja nije dovoljna da isključi prekidač. Međutim, to može dovesti do požara ili opasnog strujnog udara za osobu, a prekidač neće raditi (neće osigurati zaštitno isključivanje dijela strujnog kruga za hitne slučajeve).

Sistem ima najniži nivo sigurnosti, jer se RCD ne može pravilno instalirati.

Uprkos opasnosti, sistem se i dalje koristi u Rusiji, uklj. u državnim preduzećima. U Rusiji ga trenutno zamjenjuje TNS sistem.

Detaljne napomene:

Fig.1. Kvar izolacije u TNC sistemu

Moguće opcije:

  • Osoba je dodirnula fazni provodnik i "Zemlju" u isto vrijeme.
  • Prilikom poplave (požar i sl.), izolacija žice se uništava i faza se zatvara za kućište (na „Zemlju“).
  • Izolacija stare žice je uništena i faza je kratko spojena na kućište (na "zemlju").
TNS sistem (TN-S). Kvar izolacije u TNS sistemu

Općenite napomene:

Maksimalni stepen sigurnosti može se postići ugradnjom RCD-a. Sistem je najrašireniji u svijetu. U Rusiji, uveden kao standard.

Stepen sigurnosti TNS-a je veći od TNC-a iz sljedećih razloga (P1, P2):

  • P1) prekidači u TNS-u, kada se aktiviraju, mogu potpuno otvoriti strujni krug (i neutralni i fazni), dok zaštitna sabirnica uzemljenja PE nastavlja obavljati svoje funkcije. Istovremeno, kao iu TNC sistemu, mogu se otvoriti samo faze u slučaju nezgode.
  • P2) Zaštitni provodnik "Zemlja" PE obavlja samo svoje funkcije, odnosno služi kao uzemljenje. Dok u TNC sistemu, zaštitni provodnik obavlja dvije funkcije odjednom: uzemljenje i neutralno, što može dovesti do problema, na primjer: opterećenje (PC) će "visiti" od smetnji zbog lošeg uzemljenja, jer se smetnje javljaju na uzemljenju provodnik (interferencija) uzrokovana strujom opterećenja koja teče kroz njega.

Detaljne napomene:

Fig.2. Kvar izolacije u TNS sistemu

Moguće opcije:

TNCS sistem (TN-C-S). Kvar izolacije u TNCS sistemu

Općenite napomene:

U TNS sistemu sa prekidačima, kvar izolacije je opasan. Uništavanje izolacije, odnosno kratki spoj faznog vodiča na "Zemlju", uzrokuje povećanje struje kvara na maksimalnu vrijednost, ograničenu prekidačima u strujnom kolu.

Takva zaštita je u mnogim slučajevima dovoljna za zaštitu samog opterećenja, ali nije potpuna, na primjer, ako izolacija nije potpuno uništena i struja faze „Zemlja“ nije dovoljna da isključi prekidač. Međutim, ova struja može biti dovoljna da izazove požar ili da izazove opasan strujni udar za osobu, a prekidač neće raditi (neće osigurati zaštitno isključivanje dijela strujnog kruga za hitne slučajeve).

Zaštitni sistem ima prosječnu razinu sigurnosti, jer ugradnjom RCD-a možete postići dovoljno visok stupanj sigurnosti, ali ostaje problem nekvalitetnog uzemljenja zbog korištenja kombinirane PEN sabirnice.

Često se koristi u Rusiji. U Rusiji ga trenutno zamjenjuje TNS sistem.

Detaljne napomene:

Fig.3. Greška izolacije u TNCS sistemu

Moguće opcije:

  • Osoba je dodirnula fazni provodnik i Zemlju u isto vrijeme.
  • Prilikom poplave (požar i sl.) izolacija žice se uništava i faza se zatvara za kućište ("Zemlja").
  • Izolacija stare žice je uništena i faza je kratko spojena na kućište ("Uzemljenje").

TT sistem

Osnovni principi TT šeme:

  • Neutral transformatora je uzemljen.
  • Kućište uzemljenja/opterećenja je također uzemljeno.
  • "Uzemljenje" transformatora nije povezano kablom sa uzemljenjem opterećenja/potrošača (PE).
Kvar izolacije u TT sistemu

Općenite napomene:

Stepen sigurnosti ovisi o otporu između "Zemlje" transformatorske stanice i "Zemlje" potrošača. Ako je ovaj otpor nizak, sigurnost je ista kao kod TNS-a sa RCD-om. Ako je ovaj otpor visok, sigurnost sistema je smanjena, jer se RCD možda neće isključiti.

RCD instalacija je uobičajena u TT sistemu. Ovaj sistem se rijetko koristi u Rusiji.

Detaljne napomene:

Fig.4. Kvar izolacije u TT sistemu

Moguće opcije:

  • Osoba je dodirnula fazni provodnik i Zemlju u isto vrijeme.
  • Prilikom poplave (požar i sl.) izolacija žice se uništava i faza se zatvara za kućište ("Zemlja").
  • Izolacija stare žice je uništena i faza je kratko spojena na kućište ("Uzemljenje").

Prikazan je tipičan CT sa RCD. Struja proboja (kršenje) izolacije faznih žica i neutralne žice ograničena je otporom (impedancijom) dijela između "Uzemljenja" transformatora i "Uzemljenja" potrošača.

Zaštita je osigurana pomoću uređaja za preostale struje (RCD): oštećeni blok/sekcija se isključuje od strane RCD-a čim struja propadanja/proboja izolacije premaši strujni prag ΔI RCD-a postavljenog ispred ovog bloka/sekcije (na uzemljenje) IL:

IL > ΔI

IL = UL / RL - kvar / struja curenja / curenje

Uvjet za pouzdan rad RCD-a:

R (CD)<< 220 В / ΔI; для УЗО с ΔI =30мА: R (CD) << 7кОм.

R (AB) \u003d RL - otpor oštećenog dijela (između točke strujnog vodiča iz koje je došlo do curenja na "zemlju" i "zemlju").

U (AB) \u003d UL - razlika potencijala između točke vodiča koji nosi struju (iz koje je došlo do curenja na "zemlju") i "Zemlje" (napon proboja).

R (CD) - otpor između "Zemlje" TS transformatora i "Zemlje" potrošača.

Ako je R (CD) mali (normalan), tada će u slučaju kvara izolacije RCD isključenje osigurati sigurno gašenje odjeljka za hitne slučajeve i ukazati da ovo mjesto treba popraviti.

Ako je R (CD) velik (nije normalan) i RCD neće raditi, tada prvo kršenje izolacije neće dovesti do električnog udara, ali odsutnost aktiviranog RCD-a neće omogućiti otkrivanje nesreće i pravovremene popravke, a drugi kvar će dovesti do nesreće.

IT sistem (izolovano neutralno)

Osnovni principi IT šeme:

Detaljne napomene:

Fig.5b. Dvostruki kvar/kvar izolacije u IT sistemima

I L1 \u003d U F / R linije

U L1 = R L1 * I L1

Prvo kršenje izolacije nije opasno u IT! Odnosno, osoba može bezbedno dodirnuti i fazu i "Zemlju" u IT-u.

R L1 - otpor oštećenog dijela (između tačke strujnog vodiča iz koje je došlo do curenja na zemlju i "Zemlje".

U L1 - razlika potencijala između tačke strujnog vodiča (iz koje je došlo do curenja na zemlju) i "Zemlje" (probojni napon).

U f - fazni napon transformatora

I L1 - kvar / struja curenja / curenje.

Ako dođe do drugog kvara izolacije na drugom faznom provodniku, dok prva povreda još nije otklonjena (vidi sliku 5b), razlika potencijala kontakta druge tačke kršenja (napon proboja) je jednaka U L2 = √3 * U F -U L1 može biti velika i opasna.

Uz niske otpore prvog i drugog oštećenog dijela (R L1, R L2), znatna struja curenja može teći kroz provodnik koji povezuje "masu" prvog i drugog oštećenog dijela (opterećenja):

I L1 = I L2 = √3*U F / (R L1 + R L2)

Drugo kršenje izolacije je opasno u IT!

Slučajevi opterećenja dobivaju potencijale zbog ove struje. Dakle, ako kratki spoj u sekciji 1 nije opasan, onda je naknadni kratki spoj u sekciji 2 jednako opasan kao u TN sistemima. Stoga je potreban RCD.

Oznake:

  • U L1 (U L2) - probojni napon prvog (drugog) oštećenog područja.
  • U F - fazni napon transformatora.
  • I L1 (I L2) - struja kvara / curenja 1 sekcije (2 sekcije).
  • R L1 (R L2) - otpor 1 (2) oštećenog područja.

Kombinirana upotreba strujnih zaštitnih prekidača i RCD-ova osigurava potrebnu zaštitu u ovim slučajevima. U ovom slučaju, u pogledu sigurnosti, IT sistem je uporediv sa TNS-om sa RCD-om, odnosno, rad RCD-a (odsek za hitne slučajeve je isključen) ukazuje na to da je došlo do prvog kršenja izolacije i omogućava njegovo otklanjanje u blagovremeno.

Za pouzdan rad RCD-a potrebna je ugradnja prisilnog otpora Z N (Neutralno-„Zemlja“), obično ne više od 1500 oma. Bez ovog otpora, prvi kvar se ne može otkriti (i blagovremeno eliminirati) ako u sistemu nema drugih uređaja (osim RCD-ova i strujnih prekidača - vidi dolje).

Osim ovih mogućnosti, jedino IT sistem vam omogućava da dodatno povećate sigurnost.

Možete dodatno povećati stepen sigurnosti instaliranjem PMI / PIM (Permanent Insulation Monitoring / Insulation Sensor). PMI je ampermetar visokog otpora (ili voltmetar spojen paralelno Z N ), uključen na isti način kao Z N između Neutralne i "Zemlje" TS-a.

PMI dozvoljava:

  • Precizno popravite ozbiljne kvarove faze - "Zemlja", do kratkog spoja.
  • Trajno evidentirati stanje izolacije provodnika u sistemu (sporo starenje i propadanje parametara izolacionog materijala).

Za razliku od drugih sistema (TN, TT), ovo vam omogućava da otkrijete prvo kršenje izolacije, ali ne da isključite sekciju za hitne slučajeve (pošto u IT-u prvo narušavanje izolacije nije opasno), već da završite radove na njemu, i samo nakon što je završeno, izvršiti redovno isključenje i popravku izolacije. Ovo je posebno važno, na primjer, za bolnice i druga mjesta gdje je važno ne toliko da se pravovremeno automatski „presječe“ krug hitne pomoći, već unaprijed otkloni sve kvarove i isključi mogućnost iznenadnog nekontroliranog automatskog isključenje strujnih kola. Stoga je IT sistem uveden u mnogim zemljama kao standard za bolnice, strukture povezane sa provodljivim medijima (voda, zemlja, itd.), kao što su brodovi, metroi i druga mjesta koja zahtijevaju povećanu sigurnost.

Dakle, poboljšana sigurnost IT sistema se odnosi na sposobnost bezbednog otkrivanja i popravke izolacionih grešaka na svim provodnicima u sistemu.

U informatičkom sistemu, ugradnja strujnih prekidača je obavezna. RCD se ugrađuju ovisno o karakteristikama opterećenja i primijenjenim Z N i PMI.

Osim toga, sami PMI zaštitni krugovi su dodatno zaštićeni, na primjer, na transformatorskim stanicama pomoću odvodnika prenapona ili jedinice za zaštitu od prenapona (graničnik prenapona, supresor prenapona).

Oznake:

  • SCPD(Uređaj za zaštitu od kratkog spoja) - prekidač za zaštitu od kratkog spoja, strujni prekidač, prekidač sa termomagnetnim okidačem. Mašina otvara strujni krug ako struja u krugu premašuje nazivnu struju mašine.
  • RCD(Uređaji diferencijalne struje) - RCD, uređaj za diferencijalnu struju, uređaj za diferencijalnu struju ili precizniji naziv: uređaj za diferencijalnu struju kontroliran diferencijalnom (rezidualnom) strujom, skraćeno RCD-D) ili diferencijalni strujni prekidač (RCD) ili uređaj za zaštitno isključivanje ( ZOU) je mehanički sklopni uređaj, koji, kada diferencijalna struja dostigne (premaši) zadanu vrijednost, uzrokuje otvaranje kruga opterećenja.
  • PIM(permanentni nadzor izolacije) - PMI permanentni nadzor izolacije / senzor izolacije.
  • ZN opciona impedansa - dodatni prisilni otpor Neutralna zemlja na TS.
  • Surge Limiter(supresor, prenaponski odvodnik) - odvodnik prenapona ili jedinica za zaštitu od prenapona ili jedinica za zaštitu od prenapona.

Pažnja!

Sve navedene informacije odnose se na zaštitu korisnika, koji ima pristup samo izoliranim žicama i električnoj opremi u zaštitnom kućištu.

Imajte na umu da dublje prodiranje u električnu opremu može biti opasno po život, čak i kod najsigurnijih sistema uzemljenja, kada se koriste prekidači, RCD, izolacijski senzori itd.

Primjeri ozbiljne opasnosti za ljude:

Primjer 1

Instaliran: Bilo koji sistem uzemljenja. Svi zaštitni uređaji u AC krugovima. UPS 100 kVA - baterije u ormariću za baterije su uvijek pod naponom (uključujući i kada je UPS isključen) i opasne su.
PAŽNJA! HIGH DC VOLTAGE!

Primjer 2

IT sistem. Postoji automat. Postoji RCD. Postoji izolacijski senzor. Postoji izolovana prostirka. Postoji bilo koji uređaj, na primjer, električni motor, stabilizator, 100 kVA UPS. Ljudski kontakt (istovremeni) između faze i nule, ili između dvije faze na priključnoj ploči (ili odgovarajućim slomljenim žicama) ovog uređaja je opasan
PAŽNJA! VISOKI AC VOLTAGE!
(RCD neće raditi ako je osoba na izolacijskoj prostirci!)

Primjer 3

Također, do poraza osobe može doći i bez dodirivanja vodiča pod naponom, na primjer, ključ koji je pao na terminale sklopa baterije od 100 Ah može izgorjeti kao osigurač uz opasan svjetlosni bljesak i pogoditi okolno područje prskanjem metala.

Pažnja!

Za potpunu sigurnost neophodna su 4 dodatna uslova:

  1. Dizajner opreme je poduzeo korake kako bi osigurao visok nivo sigurnosti i održavanja opreme.
  2. Inženjer koji radi sa opremom je preduzeo mere da obezbedi visok nivo bezbednosti radova koji se izvode.
  3. Okruženje je normalno, kao što je temperatura, vlažnost normalna i nema opasnosti od pucanja susjedne vodovodne cijevi itd.
  4. Radni sati opreme nisu prekoračili opasnu granicu (pitanje vremena).

Mreže napajanja TN sistema imaju tačku direktno povezanu sa zemljom. Otvoreni provodni dijelovi električne instalacije povezani su na ovu tačku pomoću nultih zaštitnih provodnika.

U zavisnosti od uređaja nultog radnog (N) i nultog zaštitnog (PE) vodiča, razlikuju se tri tipa TN sistema:

  • TN-C sistem - funkcije nultog radnog i nultog zaštitnog provodnika su kombinovane u jednom vodiču u celoj mreži;
  • TN-C-S sistem - funkcije nultog radnog i nultog zaštitnog provodnika su kombinovane u jednom provodniku u delu mreže;
  • TN-S sistem - nulti radni i nulti zaštitni provodnici rade odvojeno u celom sistemu.

TN sistem uzemljenja

1 - neutralno uzemljenje, 2 - provodni dijelovi

U TN-C sistemu, nulti radni provodnik - N je kombinovan sa nultim zaštitnim vodičem - PE u jedan provodnik - PEN.

TN-C sistem je zabranjen u novogradnji, u jednofaznim i jednosmernim strujnim kolima. Ovaj zahtjev se ne odnosi na ogranke od nadzemnih vodova napona do 1 kV do jednofaznih potrošača električne energije (PUE 1.7.132).

Sistem uzemljenja TN-C-S

U sistemu TN-C-S, u ulaznom uređaju električne instalacije, kombinovani nulti zaštitni i radni provodnik - PEN je podeljen na nulti zaštitni - PE i nulti radni - N vodič.

Za električne instalacije sa tipom sistema uzemljenja TN-C-S, neutralni vod napojnog voda je kombinovani nulti zaštitni - PE i nulti radni - N provodnik (PEN). U sistemu TN-C-S svi otvoreni provodni dijelovi električne instalacije su direktno povezani sa uzemljenjem trafostanice.

Oznake za električne instalacije napona do 1 kV

/1.7.3./ Za električne instalacije napona do 1 kV prihvataju se sledeće oznake:

  • TN sistem- sistem u kojem je nula izvora napajanja čvrsto uzemljena, a otvoreni provodni dijelovi električne instalacije povezani su sa čvrsto uzemljenim nultom izvora pomoću nultih zaštitnih provodnika;
  • TN-C sistem- TN sistem, u kojem su nulti zaštitni i nulti radni provodnici kombinovani u jedan provodnik cijelom dužinom;
  • TN-S sistem- TN sistem, u kojem su nulti zaštitni i nulti radni provodnici razdvojeni cijelom dužinom;
  • TN-C-S sistem- TN sistem, u kojem su funkcije nultog zaštitnog i nultog radnog provodnika kombinovane u jednom provodniku u nekom njegovom dijelu, počevši od izvora napajanja;
  • IT sistem- sistem u kome je nulta napajanja izolovana od zemlje ili uzemljena preko uređaja ili uređaja sa visokim otporom, a izloženi provodni delovi električne instalacije su uzemljeni;
  • TT sistem- sistem u kojem je nula izvora napajanja čvrsto uzemljena, a otvoreni provodni dijelovi električne instalacije su uzemljeni pomoću uređaja za uzemljenje koji je električno nezavisan od čvrsto uzemljenog neutralnog izvora izvora.

Prvo slovo je stanje neutralnog napajanja u odnosu na zemlju:
T - uzemljena neutralna;
I - izolovan neutralan.
Drugo slovo je stanje otvorenih vodljivih dijelova u odnosu na tlo:
T - otvoreni provodni dijelovi su uzemljeni, bez obzira na odnos prema zemlji neutralnog izvora napajanja ili bilo koje tačke napojne mreže;
N - otvoreni provodni dijelovi su spojeni na uzemljeni neutralni izvor napajanja.
Naredna (nakon N) slova - kombinacija u jednom vodiču ili razdvajanje funkcija nultog radnog i nultog zaštitnog vodiča:
S - nulti radni (N) i nulti zaštitni (PE) provodnici su odvojeni;
C - funkcije nultog zaštitnog i nultog radnog vodiča su kombinovane u jednom vodiču (PEN-provodnik);

U stavu 1.7 EMP-a utvrđeni su zahtjevi za šeme uzemljenja, budući da postoji prirodni sistem uzemljenja i vještačka šema za uređaje, konstrukcije i opremu.

Shema uzemljenja smatra se prirodnom ako u zemlji uvijek postoje metalni dijelovi objekata za uzemljenje, kao što su metalne cijevi i šipovi, armature različitih promjera i drugi objekti koji imaju sposobnost provođenja struje.

S obzirom na činjenicu da je teško kontrolirati parametre širenja struje u tlu iz prirodnih uzemljivača, zabranjena je njihova upotreba u radu električnih instalacija. U svim regulatornim dokumentima dozvoljeno je rukovanje električnim instalacijama s umjetnim uzemljenjem.

Stvoreni uređaj za uzemljenje za opremu ili zgrade ima glavni parametar - ovo je vrijednost otpora, koja je podložna normalizaciji. U ovom slučaju postoji kontrola nad širenjem struje koja teče kroz uređaj za uzemljenje u zemlju.

Pokazatelji otpora uzemljenja zavise od faktora kao što su:

  • vrsta tla i njegovo stanje;
  • dizajn uređaja za uzemljenje;
  • materijal koji se koristi za izradu sistema uzemljenih elektroda;
  • površina kontakta uređaja za uzemljenje sa zemljom.

Vrste umjetnih uzemljenih elektroda:

Klasifikaciju sistema uzemljenja vrši Međunarodna elektrotehnička kompanija (IEC), a dokument za implementaciju krugova uzemljenja u Ruskoj Federaciji je PUE, klauzula br. 1.7. Reguliše i klasifikuje sisteme uređaja za uzemljenje. Svi sistemi imaju skraćenu oznaku, prema početnim slovima francuskih riječi: Zemlja - "TERRE" (T), Isolate - "ISOLE" (I), Neutral - "NEUTER" (N) i riječi engleskog porijekla: Kombinirano - "KOMBINOVANO" (C ), Odvojeno - "RAZVOJENO" (S).

Svrha prihvaćene IEC skraćenice je kako slijedi:

  • T označava tlo;
  • N prikazuje vezu uređaja na neutralni;
  • I označava upotrebu izoliranih žica;
  • C označava da uređaj za uzemljenje kombinira funkcije zaštitne i funkcionalne "neutralne" žice;
  • S označava da krug uzemljenja koristi odvojenu upotrebu funkcionalne "neutralne" žice i zaštitne žice za uzemljenje.

Sheme uzemljenja, vrste:

U svim sustavima umjetnog uzemljenja, prvo slovo označava kako je napravljen uređaj za uzemljenje na izvoru energije (transformator, generator), a drugo - način uzemljenja objekata koji troše električnu energiju. Stručnjaci razlikuju tri sistema uređaja za uzemljenje: TT, IT, TN. Osim toga, u TN sistemu uzemljenja postoje tri podsistema, oni su označeni kao TN-S, TN-C, TN-C-S.

Uređaj za uzemljenje TN

TN sistem uzemljenja podrazumijeva zajednički rad žice "nulte" funkcionalne namjene, kao i zaštitne žice sa "uobičajenom" gluvo uzemljenom "neutralom" iz generatora ili iz transformatorske trafostanice. Ova shema predviđa povezivanje na "nulu", koja je spojena na "neutral", sve kablove sa ekranom, kao i kućište provodljive opreme. Neutralne žice u ovom sistemu označene su prema GOST R50571.2 - 94:

  • N označava funkciju, "nula";
  • PE označava zaštitnu svrhu "nula";
  • PEN prikazuje kombinovanu namenu funkcionalnih i zaštitnih "nula" žica.

TN sistemi su izgrađeni koristeći gluvo uzemljene „neutralne“ i „neutralne“ žice (N) za povezivanje sa petljom za uzemljenje. Radi se pored transformatorske stanice. Ovaj krug za uzemljenje ne koristi lučni reaktor. Ima podvrste, koje se dijele prema načinu uključivanja "nulte" žice N i PE.

TN-C sistem uzemljenja

Opis TN-C kruga uređaja za uzemljenje mora početi s dekodiranjem slovnih vrijednosti, koje označavaju kombinaciju funkcionalnih "neutralnih" žica sa zaštitnim žicama. Četvorožična shema povezivanja opreme, sistemi uzemljenja elektroinstalacija primjer su implementacije ovog uređaja za uzemljenje, kada na objekt priključka dolaze tri faze i "nula". Sabirnica za uzemljenje je ulazna "nula", mora biti povezana preko zaštitnih žica sa svim električno vodljivim elementima kućišta opreme, uređaja i instrumenata, sistema rasvjete.

Šta je TN-C sistem uzemljenja:

Prilikom implementacije ovog kruga za uzemljenje opreme postoji značajan nedostatak - nedostatak zaštitne funkcije, kada tokom rada instalacije "nulta" žica gubi kontakt s opremom (izgara, lomi). U tom slučaju na provodnim dijelovima kućišta pojavit će se napon opasan po ljudsko zdravlje. U praksi, u stanu, prilikom implementacije ove sheme uzemljenja, utičnice ostaju bez uzemljenja, sva oprema je "nulta".

U ovom sistemu uzemljenja, kada faza udari u kućište opreme, aktivira se zaštitni uređaj za isključivanje, a mogućnost da osoba dobije struju se isključuje brzim isključenjem. Bitan! Osigurači i prekidači moraju imati izračunate nazivne vrijednosti da bi strujno kolo radilo (C i TN). Takođe je potrebno obratiti pažnju na činjenicu da je u ovom sistemu uzemljenja nemoguće koristiti dodatni zaštitni krug u vlažnim prostorima kuće, stana (kupatilo, toalet). Preko ovog sistema su povezane sve stambene zgrade sovjetske gradnje i ulična rasvjeta.

TN-S sistem

Vrsta uzemljenja prema TN-S shemi smatra se naprednom verzijom TN uređaja za uzemljenje, ovo je siguran tip uzemljenja u kojem je funkcionalna "nula" odvojena od zaštitne žice. Sistem se koristi od početka 30-ih godina dvadesetog veka, pruža visok stepen zaštite u pogledu električne sigurnosti za zdravlje ljudi, ali kao nedostatak ima visoku cenu implementacije šeme uzemljenja. TN-S shema uređaja za uzemljenje predviđa odvajanje PE i N žica na transformatorskoj stanici za snižavanje i povezivanje objekata za trofazni napon pomoću pet žica, a za jednofazne objekte - tri žice.

PUE pravila skreću pažnju na činjenicu da se ovaj tip uređaja za uzemljenje preporučuje za ugradnju na važnim objektima koji koriste napajanje, kao i na objektima za napajanje, što daje visok stepen zaštite električne sigurnosti. Ovaj sistem nije široko rasprostranjen: visoka potrošnja na materijale, fokus ruskih električnih sistema na četverožičnu shemu za isporuku energije potrošaču.

Vrste sistema uzemljenja po TN šemi su u širokoj upotrebi, a da bi se TN-S šema češće koristila, koja će biti malo skuplja u novcu, TN-C je TN-C-S sistem koji omogućava vam opskrbu električnom energijom iz opadajućeg transformatora korištenjem kombinirane "nule» (PEN) koja ima vezu sa čvrsto uzemljenim neutralnim elementom. U ovoj shemi, na ulazu u postrojenje za napajanje, žica je podijeljena na PE - zaštitna funkcija i N - funkcionalna (radna) "nula".

Nedostatak ove sheme uzemljenja je mogućnost potpunog gubitka zaštite na području transformatora (izvora), a kao rezultat toga, objekt napajanja ostaje bez zaštite od električnog udara. Iz tog razloga, propisi preciziraju provođenje mjera na strani napajanja za potpunu zaštitu žice (PEN) od mehaničkih oštećenja.

Uređaj za uzemljenje (TT)

Ova shema uređaja za uzemljenje koristi se za potrošače električne energije preko nadzemnog voda. Kada nije moguće osigurati pouzdanost kombinovane "nule", koristi se TT shema, kada je neutralni izvor "gluvo" uzemljen, energija se prenosi na četiri žice s funkcionalnom "nulom" i tri faze . Na objektu potrošnje energije, ovaj sistem predviđa lokalni uzemljivač u skladu sa važećim pravilima, a svi strujni elementi i kućišta opreme su provodnicima povezani na lokalno kolo uzemljenja.

Ova metoda implementacije uređaja za uzemljenje široko se koristi u izgradnji vikendica; u seoskim kućama koristi se za osiguranje električne sigurnosti. U gradovima se ova šema koristi za snabdijevanje privremenih punktova električne energije (otvoreni koncertni prostori, tezge). Prilikom korištenja ovog uređaja za uzemljenje obavezna je upotreba opreme za diferencijalnu struju, prisustvo gromobrana i gromobranske zaštite.

Krug uzemljenja (IT)

U organizaciji uređaja za uzemljenje prema IT šemi važan element je izolirana neutralna nula na strani napajanja (I), a na strani objekta koji prima energiju mora postojati petlja za uzemljenje (T) .

Prema ovoj shemi, objekt potrošača prima električnu energiju kroz minimalne žice potrebne za prijenos, a sva oprema na strani potrošača mora biti uzemljena preko žica do lokalnog uređaja za uzemljenje.

Zaključak

Mora se shvatiti da svi sistemi uzemljenja imaju jednu svrhu - osigurati zaštitu zdravlja ljudi u smislu električne sigurnosti, što podrazumijeva pouzdan rad sve opreme. Zadatak dizajnera pri odabiru krugova uređaja za uzemljenje je pronaći kompromisnu opciju, u kojoj mogućnost pojave napona na dijelovima opreme koji nose struju postaje minimalno moguća.

Odabrani sistem treba da zaštiti osobu od napona brzim isključivanjem fazne žice iz mreže ili mogućnošću uklanjanja napona iz kućišta opreme.

Ova šema se koristi od 40-ih godina 20. vijeka. Prvi put je korišćen u evropskim zemljama, gde se koristi i danas. Mi, u Rusiji, sada smo suočeni sa potpuno istim zadatkom. Ovaj zadatak je sljedeći: pri projektovanju i ugradnji ožičenja na novim objektima u jednofaznim mrežama potrebno je koristiti kablovske vodove sa tri jezgre (fazna, neutralna i PE jezgra), za mreže sa tri faze takav kabel mora imati pet radni provodnici (faze A, B, C, neutralni i PE). Sve ovo treba početi od izvora energije do posljednjeg izlaza potrošača. Drugim riječima, takav sistem uzemljenja ima dvije neutralne žice (radnu i zaštitnu).

Takvi zahtjevi nisu prazna fraza: takve preporuke koje propisuju prelazak sa uzemljenja prema TN-C shemi na TN-S, ili TN-C-S sistem, nastaju zbog dobro poznatog dokumenta pod nazivom PUE (u paragrafu 1.7.132 ). Brz prelazak na ovaj sistem je nemoguć zbog visoke cijene i visoke cijene takvog sistema.

Prednosti

Evo prednosti ove sheme uzemljenja:

  1. Nema potrebe za kontrolom stanja petlje uzemljenja;
  2. Značajno veća pouzdanost i sigurnost sistema u odnosu na druge;
  3. Ovaj sistem takođe omogućava upotrebu difautomata u cilju povećanja sigurnosti;
  4. Takav sistem gotovo u potpunosti eliminira pojavu visokofrekventnih prijemnika na potrošačkim dalekovodima.

Jedini nedostatak je visoka cijena prerade.

Pokušat ću jasnije objasniti izvanrednost ove tranzicije. Da biste saznali, morate razmotriti njegov dijagram ožičenja. Slično je tradicionalnoj opciji napajanja, u kojoj pored faznih žica postoji i nulta žica, s tom ogromnom razlikom što joj nije potrebno dodatno uzemljenje ni na "N" liniji ni na "PE" liniju, ali se izvodi samo na prvom izvoru napajanja. Sve to omogućava odvajanje radnih funkcija i zaštitnih funkcija na različitim sabirnicama napajanja. Takva shema postaje vrlo relevantna u potpunom odsustvu kontrole nad stanjem zaštitnih petlji uzemljenja.

Takav sistem je postao glavni radni sistem uzemljenja koji se primenjuje na zgrade koje sadrže informatičku i telekomunikacionu opremu. U ovom sistemu je osigurano potpuno odsustvo reverznih struja PE provodnika, što značajno smanjuje mogućnost elektromagnetnih smetnji. Tokom rada sistema, potrebno je samo osigurati da se poštuju žice PE i N. Da bi se smetnje svele na minimum, najbolje je imati ugrađen (ili priključen) TS.

Zgrade koje imaju, ili će vjerovatno imati značajnu količinu opreme za obradu informacija ili bilo koje druge opreme koja je podložna smetnjama, zahtijevaju posebnu kontrolu zaštitnih žica i rad nultih žica iz tačke napajanja kako bi se spriječili ili minimizirali efekti elektromagnetnog tipa. Ovi vodiči se ni u kom slučaju ne smiju kombinirati, jer će u suprotnom struja opterećenja, posebno prekomjerna struja koja se javlja tijekom jednofaznog kratkog spoja, ići, pored neutralne radne žice, duž zaštitne nule i dovesti do smetnji.

Konačno, ima smisla razgovarati o tome. Činjenica je da upravo oni osiguravaju povezivanje opreme s uzemljivačima. Ako je potrebno direktno uzemljenje, onda se montira ispod posebne matice. U utičnici se takva veza događa putem posebnih "noževa za uzemljenje". Utičnice evropskog standarda razlikuju se od starih "Sovdep" utičnica po prečniku utičnice i prisustvu specijalnih "noževa za uzemljenje".

Zaključak

Odavde vidimo da je takav sistem organizacije uzemljenja mnogo pouzdaniji od drugih. Iz tog razloga se u Rusiji postavlja pitanje postepenog prelaska na ovu konkretnu shemu uzemljenja. Nadam se da sam dovoljno jasno objasnio suštinu i principe TN-S sistema uzemljenja i niko neće imati pitanja o njegovoj korisnosti, sigurnosti i potrebi da se cijela Rusija prebaci na njega.

U projektovanju, montaži i eksploataciji električnih instalacija, industrijske i električne opreme za domaćinstvo, kao i električnih rasvjetnih mreža, jedan od temeljnih faktora za osiguranje njihove funkcionalnosti i električne sigurnosti je precizno projektovano i pravilno izvedeno uzemljenje. Osnovni zahtjevi za sisteme uzemljenja sadržani su u tački 1.7 Pravilnika o električnim instalacijama (PUE). Ovisno o tome kako su i s kojim uzemljivačima, uređajima ili objektima povezane odgovarajuće žice, uređaji, kućišta uređaja, oprema ili određene točke mreže, razlikuju se prirodno i umjetno uzemljenje.

Prirodni uzemljivači su svi metalni predmeti koji su stalno u zemlji: šipovi, cijevi, spojni elementi i drugi provodljivi proizvodi. Međutim, zbog činjenice da je električni otpor širenju električne struje i električnih naboja iz takvih objekata u zemlji teško kontrolirati i predvidjeti, zabranjeno je korištenje prirodnog uzemljenja prilikom rada električne opreme. Regulatorna dokumentacija predviđa korištenje samo umjetnog uzemljenja, u kojem se svi priključci izvode na posebno dizajnirane uređaje za uzemljenje.

Glavni normalizirani pokazatelj koji karakterizira koliko je dobro izvedeno uzemljenje je njegov otpor. Ovdje se kontrolira otpor širenju struje koja teče u zemlju kroz ovaj uređaj, uzemljujuću elektrodu. Vrijednost otpora uzemljenja ovisi o vrsti i stanju tla, kao i o karakteristikama dizajna i materijala od kojih je napravljen uređaj za uzemljenje. Odlučujući faktor koji utječe na vrijednost otpora uzemljene elektrode je područje direktnog kontakta sa zemljom njenih sastavnih ploča, iglica, cijevi i drugih elektroda.

Vrste sistema veštačkog uzemljenja

Glavni dokument koji reguliše upotrebu različitih sistema uzemljenja u Rusiji je PUE (klauzula 1.7), razvijen u skladu sa principima, klasifikacijom i metodama sistema uzemljenja, odobrenim posebnim protokolom Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC). Skraćeni nazivi sistema za uzemljenje obično se označavaju kombinacijom prvih slova francuskih riječi: "Terre" - zemlja, "Neuter" - neutralno, "Isole" - izolirati, kao i engleski: "combined" i "separated" - kombinovani i odvojeni.

  • T- uzemljenje.
  • N- priključak na neutralni.
  • I- izolacija.
  • C- kombinacija funkcija, povezivanje funkcionalnih i zaštitnih neutralnih žica.
  • S- odvojeno korištenje funkcionalnih i zaštitnih neutralnih žica u cijeloj mreži.

U nazivima sistema umjetnog uzemljenja u nastavku, prvo slovo se može koristiti za procjenu načina uzemljenja izvora električne energije (generator ili transformator), a drugo - potrošača. Uobičajeno je razlikovati TN, TT i IT sisteme uzemljenja. Prvi od kojih se, pak, koristi u tri različite verzije: TN-C, TN-S, TN-C-S. Da bismo razumjeli razlike i načine izgradnje navedenih sistema uzemljenja, svaki od njih treba detaljnije razmotriti.

1. Sistemi sa čvrsto uzemljenim neutralom (TN sistemi uzemljenja)

Ovo je oznaka sistema u kojima se za povezivanje nultih funkcionalnih i zaštitnih vodiča koristi zajednički uzemljeni neutral generatora ili transformatora. U tom slučaju svi električno vodljivi dijelovi tijela i ekrani potrošača trebaju biti povezani na zajednički neutralni provodnik koji je povezan sa ovim neutralnim. U skladu sa GOST R50571.2-94, neutralni provodnici različitih tipova takođe su označeni latiničnim slovima:

  • N- funkcionalna "nula";
  • PE— zaštitna "nula";
  • OLOVKA- kombinacija funkcionalnih i zaštitnih neutralnih provodnika.

Izgrađen korišćenjem neutralnog uzemljenja, TN sistem uzemljenja karakteriše povezivanje funkcionalne "nule" - provodnika N (neutralnog) na petlju za uzemljenje, opremljenu pored transformatorske podstanice. Očigledno je da se u ovom sistemu ne koristi neutralno uzemljenje pomoću posebnog kompenzacionog uređaja - reaktora sa lučnim lukom. U praksi se koriste tri podvrste TN sistema: TN-C, TN-S, TN-C-S, koje se međusobno razlikuju po različitim načinima povezivanja neutralnih provodnika "N" i "PE".

Kao što slijedi iz slovne oznake, TN-C sistem karakterizira kombinacija funkcionalnih i zaštitnih neutralnih vodiča. Klasični TN-C sistem je tradicionalna četverožična shema napajanja sa trofaznom i jednom neutralnom žicom. Glavna sabirnica uzemljenja u ovom slučaju je uzemljena neutralna, s kojom je potrebno povezati sve otvorene dijelove, kućišta i metalne dijelove uređaja koji mogu provoditi električnu struju dodatnim neutralnim žicama.

Ovaj sistem ima nekoliko značajnih nedostataka, od kojih je glavni gubitak zaštitnih funkcija u slučaju prekida ili izgaranja neutralne žice. U tom slučaju na neizolovanim površinama kućišta instrumenta i opreme pojavit će se napon opasan po život. Pošto se u ovom sistemu ne koristi poseban zaštitni provodnik uzemljenja PE, sve priključene utičnice nemaju uzemljenje. Zbog toga se električna oprema koja se koristi mora biti nulirana - za spajanje dijelova tijela na neutralnu žicu. .

Ako fazni provodnik dotakne kućište tokom ovog povezivanja, automatski osigurač će raditi zbog kratkog spoja, a rizik od strujnog udara za ljude ili paljenja opreme koja varniče biće eliminisana brzim isključivanjem u nuždi. Važno ograničenje u prinudnom nuliranju kućnih aparata, kojeg treba da znaju svi koji žive u prostorijama napajanim TN-C sistemom, je zabrana korištenja dodatnih krugova za izjednačavanje potencijala u kupaonicama.

Trenutno je ovaj sistem uzemljenja očuvan u kućama starog stambenog fonda, a koristi se iu mrežama ulične rasvjete, gdje je stepen rizika minimalan.

TN-S sistem


Progresivniji i sigurniji od TN-C, sistem sa odvojenim radnim i zaštitnim nulama TN-S razvijen je i implementiran 30-ih godina prošlog veka. Uz visok nivo električne sigurnosti ljudi i opreme, ovo rješenje ima jedan, ali prilično značajan nedostatak - visoku cijenu. Budući da se razdvajanje radne (N) i zaštitne (PE) nule provodi odmah na trafostanici, trofazni napon se napaja preko pet žica, jednofazni - kroz tri. Za spajanje oba neutralna vodiča na strani izvora koristi se uzemljeni neutral generatora ili transformatora.

GOST R50571 i ažurirana verzija PUE sadrže recept za uređaj na svim kritičnim objektima, kao i zgradama u izgradnji i remontu napajanja na bazi TN-S sistema, koji pruža visok nivo električne sigurnosti. Nažalost, visok nivo troškova i fokus ruskog energetskog sektora na četverožične trofazne sheme napajanja ometaju široku distribuciju i implementaciju TN-S sistema.

TN-C-S sistem


Kako bi se smanjili troškovi optimalnog sigurnosnog, ali financijski intenzivnog TN-S sistema sa odvojenim neutralnim provodnicima N i PE, stvoreno je rješenje koje vam omogućava da iskoristite njegove prednosti uz niži budžet, nešto više od cijene napajanja. za TN-C sistem. Suština ovog načina povezivanja je da se električna energija napaja iz trafostanice koristeći kombinovanu „PEN“ nulu spojenu na čvrsto uzemljenu nulu. Koji se na ulazu u zgradu račva na "PE" - zaštitnu nulu, i drugi provodnik koji obavlja funkciju radne nule "N" na strani potrošača.

Ovaj sistem ima značajan nedostatak - u slučaju oštećenja ili pregaranja PEN žice u dijelu trafostanice - zgrade, opasan napon će se pojaviti na PE vodiču, a samim tim i na svim povezanim dijelovima tijela električnih uređaja. Stoga, kada se koristi TN-C-S sistem, koji je prilično uobičajen, propisi zahtijevaju posebne mjere zaštite PEN provodnika od oštećenja.


Prilikom snabdijevanja električnom energijom preko tradicionalnog nadzemnog voda za ruralna i prigradska područja, ako se ovdje koristi nesiguran TN-C-S sistem, teško je obezbijediti adekvatnu zaštitu za PEN kombinovani uzemljivač. Ovdje se sve više koristi TT sistem koji podrazumijeva „slijepo“ uzemljenje neutralnog izvora i prijenos trofaznog napona preko četiri žice. Četvrta je funkcija nula "N". Na strani potrošača je napravljen lokalni, po pravilu, modularno-pinski uzemljivač, na koji su spojeni svi PE provodnici koji su spojeni na dijelove kućišta.

Nedavno odobren za upotrebu na teritoriji Ruske Federacije, ovaj sistem se brzo proširio u ruskom zaleđu za snabdevanje energijom privatnih domaćinstava. U urbanim sredinama, TT se često koristi u elektrifikaciji privremenih trgovačkih i servisnih punktova. Kod ovog načina uzemljenja preduslov je postojanje zaštitnih uređaja za isključivanje, kao i sprovođenje tehničkih mjera zaštite od groma.

2. Sistemi sa izolovanim neutralnim

U svim gore opisanim sistemima neutralni spoj je povezan sa zemljom, što ih čini prilično pouzdanim, ali ne i bez niza značajnih nedostataka. Mnogo napredniji i sigurniji su sistemi koji koriste izolovanu neutralnu stranu koja apsolutno nije povezana sa zemljom, ili uzemljena pomoću posebnih uređaja i uređaja visokog otpora. Na primjer, kao u IT sistemu. Ovakve metode povezivanja se često koriste u medicinskim ustanovama za napajanje opreme za održavanje života, u naftnim i energetskim preduzećima, naučnim laboratorijama sa posebno osjetljivim uređajima i drugim kritičnim objektima.

IT sistem


Klasičan sistem čija je glavna karakteristika izolirani izvor neutralan - "I", kao i prisustvo zaštitne petlje uzemljenja - "T" na strani potrošača. Napon od izvora do potrošača prenosi se kroz najmanji mogući broj žica, a svi provodni dijelovi kućišta potrošačke opreme moraju biti čvrsto spojeni sa uzemljenjem. Ne postoji nulti funkcionalni provodnik N u sekciji izvor-potrošač u arhitekturi IT sistema.

Pouzdano uzemljenje - garancija sigurnosti

Svi postojeći sistemi uređaja za uzemljenje su dizajnirani da obezbede pouzdan i siguran rad električnih uređaja i opreme priključenih na strani potrošača, kao i da isključe slučajeve strujnog udara ljudi koji koriste ovu opremu. Prilikom projektovanja i izgradnje elektroenergetskih sistema, čiji su sastavni elementi funkcionalno i zaštitno uzemljenje, treba minimizirati mogućnost pojave na provodnim kućištima kućnih aparata i industrijske opreme napona opasnog po život i zdravlje ljudi.

Sistem uzemljenja mora ili ukloniti opasan potencijal sa površine objekta, ili osigurati rad odgovarajućih zaštitnih uređaja sa minimalnim zakašnjenjem. U svakom takvom slučaju cijena tehničkog savršenstva, ili obrnuto, nedovoljne savršenosti korišćenog sistema uzemljenja, može biti ono najvrednije - ljudski život.

vidi takođe.

Podijeli: