Классификация систем заземления

С выходом новых стандартов, направленных на согласование терминов, обозначений и определений со стандартами Междуна­родной электротехнической комиссии (IEC или МЭК), вводится

следующая классификация систем заземления электрических сетей: IT, ТТ, TN-C, TN-C-S, TN-S.

В сетях до 1кВ (380/220 В), наиболее распространенных в АПК, буквенные обозначения систем заземления имеют следующие оп­ределения.

Первая — характер заземления нейтрали источника питания (Т

• глухозаземленная, I — изолированная).

Вторая — характер заземления открытых проводящих частей (ОПЧ) электроустановок (корпусов электродвигателей, электрона­гревательных и других установок). Здесь Т — непосредственная связь ОПЧ с землей, а N — связь ОПЧ с заземленной нейтралью источника питания (трансформатора).

Третья и четвертая буквы (С, S) определяют место соединения проводов N и РЕ.

Буква С — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) про­водники объединены по всей сети.

Буквы С-S — проводники N и РЕ объединены в части сети.

Буква S — проводники N и РЕ работают раздельно во всей сети. С учетом систем заземления сети переменного тока делятся на: однофазные двухпроводные и трехпроводные; двухфазные трехпроводные и четырехпроводные; трехфазные четырехпроводные и пятипроводные.

В системе заземления TN-C-S нулевой рабочий проводник N со­единяется с защитным заземляющим проводником РЕ на вводе в здание, превращая четырехпроводную сеть от трансформатора в пятипроводную внутри здания (рис. 2).

В системе заземления TN-S сеть на всем протяжении пятипро­водная, так как нулевой провод используется только в качестве нейтрального рабочего проводника N, к которому присоединяются нулевые точки четырехполюсных электроприемников и электриче­ских светильников, а токопроводящие корпуса электроприемников (электродвигателей и т.п.) присоединяют к защитному проводнику РЕ, который соединяется непосредственно с нейтралью трансфор­матора или генератора (рис. 3).

hu\ 2. Система заземления TN - С - S: N - нулевой рабочий проводник; 1Ч\ - защитный проводник; К - точка соединения N и РЕ проводников (на шин)е); PEN - совместный рабочий нулевой и защитный проводник; М- т'ктродвигатель; ЕК - электронагревательная установка с выведенным

нулевым проводом

1*ис. 3. Система заземления TN -S: N - нейтральный рабочий проводник; !Ч\ - проводник защитного заземления; К - точка соединения N и РЕ про­водников на заземленной нейтрали трансформатора; М- электродвига­тель; ЕК - электронагреватель; РЕ - заземляющий проводник

В электросетях АПК наибольшее распространение находит сис­тема TN-С (см. рис. 1), где нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (РЕ) объединены по всей сети в PEN — провод­ник. При определенном обосновании могут применяться система заземления TN-C-S и система TN-S, а также система ТТ при защите электроустановки устройством защитного отключения (У30).

Устройства защитного отключения

Под защитным отключением в электроустановках напряжением 380/220 В понимается автоматическое отключение всех фаз участ­ков сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания си­лы тока и времени его протекания при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже допустимого значения (рис. 4).

Рис. 4. Схема устройства защитного отключения (У30): 1 - фазный про­вод; 2 - нулевой провод; 3 - электроприемник; 1_ут - ток утечки при пробое изоляции; /; - входной ток; /₂,1_ут - выходные токи; Ф/ - магнитный поток от входного тока /у/ - магнитный поток от выходного тока I2

В электроустановках АПК применяют устройства защитного от­ключения (УЗО) по току утечки. Они реагируют на разность токов нулевой последовательности, обусловленную появлением в защи­щаемой зоне сети утечки тока на землю. В аппарат встроен диффе­ренциальный трансформатор тока, сквозь окно которого проходят все три фазы и нулевой рабочий провод, образующие собой одно- ииткомую первичную обмотку, вторичная обмотка имеет большое число иитков с постоянным (одинаковым) шагом (рис. 5).

/*т\ 5. Схема включения четырехполюсных У30 в системе заземления TN ('-S: F1 - У30; РЕ - защитный проводник; PEN - рабочий нейтраль­ный // защитный проводник; К - точка соединения РЕ и N проводников

При отсутствии тока утечки геометрическая сумма токов, про­текающих по трем фазным проводам и по нулевому рабочему про- моду. равна нулю. Следовательно, равна нулю и суммарная магни­том роводящая сила. Магнитный поток в магнитопроводе отсутст­вует, а значит, отсутствует и ток во вторичной обмотке дифферен­циал ьного трансформатора тока. При появлении утечки тока, вы­шиной повреждением изоляции, случайным прикосновением че­ловека к фазному проводу, а также в результате однофазного замы- кйнмм на корпус или на землю, симметрия токов нарушится, и во вторичной обмотке трансформатора появляется ток нулевой после­довательности, воздействующий на чувствительный орган аппара- 1й, |{сли при этом величина тока утечки равна или превышает ток срабатывания аппарата, то последний в доли секунды отключит защищаемый участок сети или оборудование, чем предотвращает гпектротравматизм.

Проверка работоспособности аппарата осуществляется кнопкой «Контроль». При нажатии на кнопку через цепь имитации пони­женной изоляции протекает ток утечки 1,5-кратной величины от уставки, и включенное защитное устройство срабатывает. Отклю­чение осуществляется кнопкой «Стоп». Горящая сигнальная лампа указывает на то, что аппарат находится под напряжением. Аппара­ты ЗОУП-25, например, хорошо работают с передвижными элек­трифицированными машинами при кабельном способе питания, такими как кормораздатчики (нулевая жила кабеля используется лишь как защитная) мощностью до 10 кВт и для зашиты зоны сети к отдельным трехфазным потребителям или их группам суммар­ной мощностью не более 10 кВт.

Согласно ГОСТ Р50807-95, IEC (МЭК) 1008, EN № 61008 и DIN VDE 0664 устройства защитного отключения выпускаются двухпо­люсного и четырехполюсного исполнения. Номинальные токи на­грузки от 16 до 224 А, напряжение от 125 до 230 В и от 230 до 400 В, отключающий дифференциальный ток 10, 30, 300, 500, 1000 мА.

В соответствии с ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) отклю­чающие устройства выпускают под названием «Выключатели дифференциального тока (ВДТ)» и «Автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ)».