Обозначения системы заземления

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания:

· T — непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй;

· I — все токоведущие части изолированы от земли.

Вторая буква определяет состояние открытых проводящих частей относительно земли:

· T — открытые проводящие части заземлены, независимо от характера связи источника питания с землёй;

· N — непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки с глухозаземленной нетралью источника питания.

Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют характер этой связи — функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников:

· S — функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками;

· C — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.

Защитная функция заземления

 Принцип защитного действия

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

· Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

· Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые ÷ сотые доли секунды — время срабатывания УЗО).

Разновидности систем заземления

Классификация типов систем заземления приводится в качестве основной из характеристик питающей электрической сети. ГОСТ Р 50571.2-94 «Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики» регламентирует следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT. Система TN-C

Самая укоренившаяся в нашей стране система заземления со времён правления коммунистической партии – это система «TN-C». Данный тип заземления устроен таким образом: заземлитель (контур заземления) установлен на трансформаторной подстанции, к нему присоединен нулевой проводник, который идет к потребителю и выполняет функцию рабочего и защитного проводника. Обозначается он «PEN»-проводником. Присоединив корпус электроустановки к «PEN»-проводнику получаем тип защиты, который называется «занулением». Электропроводка при этом выполняется двухжильным или четырехжильным кабелем, контакты защитных проводников (заземления) в розетках и светильниках отсутствуют.

Единственным достоинством системы заземления «TN-C» считается простота и дешевизна электромонтажа, но в ущерб электробезопасности, так как существует реальная опасность поражения людей электрическим током, что приводит к летальным исходам. Те электромонтажники, которые советуют выполнить электромонтажные работы по системе заземления «TN-C» должны быть посланы в сторону «моря». При использовании такой системы заземления, защитные аппараты защищают только электрическую сеть от сверхтоков короткого замыкания, но не защищают людей от поражения электрическим током. При включении современной электронной техники с импульсными источниками питания в розетки электрической сети с системой заземления «TN-C» возникает вынос напряжения на металлические корпуса электрооборудования. Это происходит потому, что импульсные блоки питания имеют на входе симметричный фильтр импульсных помех, средняя точка которого, в большинстве случаев, присоединена к корпусу. При «занулении» электрооборудования, напряжение 220 В делится на плечах фильтра, а на металлических корпусах электрооборудования оказывается 110 В.

Большинству пользователей электроэнергии неизвестно, что в настоящее время при строительстве новых зданий и сооружений или при реконструкции электроснабжения устанавливать систему заземления «TN-C» запрещено. Энергетическим компаниям, обслуживающим электроснабжение зданий и сооружений старой постройки, рекомендовано перевести системы заземления «TN-C» в систему заземления «TN-C-S» или систему заземления «TN-S». В связи с тем, что не у всех энергетических компаний, поставляющих электроэнергию, существует достаточно средств на модернизацию электроснабжения, то чаще всего устанавливают повторное заземление нулевого проводника на вводе в здание с последующим разделение совмещённого проводника «PEN» на защитный проводник «PE» и нулевой рабочий проводник «N». В соответствии с ПУЭ, сечение «РЕN»–проводника должен быть не менее: медный проводник – 10 мм2; алюминиевый проводник – 16 мм2.

Переведя, таким образом, систему заземления «TN-C» в «TN-C-S», большинство электромонтажных организаций, обслуживающих здания и сооружения старой постройки, забывают или не хотят модернизировать распределительные сети в стояках и распределительных щитах, не говоря уже о том, чтобы выполнить замену всей электропроводки в помещениях и квартирах у пользователей электроэнергии. Как говорится «спасение утопающего – дело самого утопающего», то есть, если у вас в помещении или квартире двухпроводная система электроснабжения, то стоит обратиться в эксплуатирующую организацию, чтобы они модернизировали электроснабжение вашей квартиры или помещения в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ-7).

Приобретая домик в деревне, мы получаем вместе со старенькими покосившимися стенами устаревшую во всех отношениях систему заземления «TN-C». Не установив контур заземления, вы подвергаете себя и своих близких опасности. Рассмотрим такую ситуацию: обрыв нулевого проводника на линии электропередач от питающего трансформатора (в зависимости от подключённых нагрузок), напряжение в трёх фазах перекашивается, что непременно приводит к выходу из строя электрооборудования. Но самое печальное в этой ситуация то, что в момент прикосновения человека к металлическим частям электроприбора или электроустановки, его поражает электрическим током. Такие ситуации зачастую оканчиваются летальным исходом. Выполняя электромонтаж контура заземления, следует предусмотреть всевозможные варианты и проложить такой горизонтальные заземлитель, при котором не будет страшен обрыв нулевого проводника у питающего трансформатора. Это можно сделать увеличением сечения проводника от очага заземления до главной заземляющей шины и установкой заземлителя с соответствующим сопротивлением растеканию тока. Непременно следует установить повторное заземление нуля на столбе питающей линии (ВЛ) в точке отвода к вашему домику.

Система TN-C

(фр. Terre-Neutre-Combine) предложена немецким концерном AEG в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник (англ. Protection Earth) в этой системе совмещены в один провод. Самым большим недостатком была возможность появления фазного напряжения на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля. Несмотря на это, данная система все еще встречается в постройках стран бывшего СССР.

Система TN-S

Для тех, у кого есть хотя бы поверхностные знания об электрических сетях, и имеется минимальный опыт работы с прежними системами заземления «TN-C», не составит особого труда разобраться с более безопасным заземлением типа «TN-C-S». Главные и важные отличия, которых заключаются в обустройстве нулевых защитных (РЕ) и нулевых рабочих (N) проводников. Даже, несмотря на то, что обозначение «С», соотносит их к одному методу электромонтажа заземлений с использованием объединенного проводника «PEN». Поэтому, чтобы подробно разобраться в преимуществах и в работе систем заземления «TN-C-S», вкратце охарактеризуем принцип действия и причину запрещения электромонтажных работ по типу «TN-C», при запитывании к электричеству законченных объектов строительства.

Статьи цикла «Системы заземления»:

Итак, системы заземления «TN-C», по своей электрической схеме предусматривали использование одного единственного заземляющего проводника, исполняющего сразу две функции: рабочего – для приведения в действие электроприборов и устройств; и защитного – для сохранения оборудования электрических сетей, заметим, только электрических сетей, а не безопасности граждан и бытовых приборов. Такая ситуация, независимо от типа подключения «фаза-ноль» или «три фазы-ноль», нередко приводила к проскакиванию опасных для людей напряжений сквозь металлические поверхности и кожухи электрических устройств, а иногда через диэлектрические стены, двери, ручки и другие элементы зданий в сырую погоду. Причем, это из самых безобидных негативных явлений. Аварии с пробиванием напряжения на массу, с внутрикабельным сообщением или с наводками высоких токов на нулевую фазу, зачастую приводили к летальным исходам, даже при защитном отключении, так как нулевой проводник имел постоянное соединение.

Что касается систем заземлений «TN-C-S», то всего выше перечисленного нет. Это достигается, прежде всего, разделением функций защиты и рабочих нагрузок на отдельные шины при вводе в здание. То есть для однофазной разводки применяется трехжильный кабель, а для трехфазного – пятижильный. Наиболее приемлемым, является установка отдельного трансформатора непосредственно у запитываемого объекта, а также использование специальных розеток и устройств распределения с выводом клемм на защитный проводник. При этом защитный проводник «РЕ» соединяется со всеми токопроводными корпусами, оболочками и кожухами оборудований, устройств и приборов, и может быть дополнительно заземлен. А нулевой рабочий проводник «N», выполняет только функции электродвижущей силы, притом, что во время аварийного отключения, тоже отсоединяется от сети, тем самым, оберегая от вышеозначенных проблем.

Поэтому, очень важно осуществить переход от системы заземления «TN-C» к заземлению «TN-C-S», если вы проживаете в зданиях со старыми электропроводками. Это не только сохранит высокую безопасность людей, но и убережет ваши бытовые электроприборы. Только помните, что это дело лучше всего доверить специалистам, так как необходимо точно просчитать сечения и емкости электрических сопряжений, а при необходимости заменить всю электропроводку в помещениях.

Разделение нулей в TN-S и TN-C-S

На замену условно опасной системы TN-C в 1930-х годах была разработана система TN-S (фр.Terre-Neutre-Separe), рабочий и защитный ноль в которой разделялись прямо на подстанции, а заземлитель представлял собой довольно сложную конструкцию металлической арматуры. Таким образом, при обрыве рабочего нуля в середине линии, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения. Позже такая система заземления позволила разработать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные почувствовать незначительный ток. Их работа и по сей день основывается на законах Кирхгофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току.

Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделение нулей происходит в середине линии, однако, в случае обрыва нулевого провода до точки разделения, корпуса окажутся под линейным напряжением, что будет представлять угрозу для жизни при касании.

 Система TN-C-S

В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи на участке трансформаторная подстанция — электроустановки здания применяется совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник (PEN), в основной части электрической цепи — отдельный нулевой защитный проводник (PE).

 Система TT

В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически независимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.