Электрическая сеть tn-c

Для питания большинства промышленных электроустановок 220/380 В сейчас обычно применяется трехфазная четырехпроводная электрическая сеть TN-C (рисунок 4.14). Основная защитная функция возложена на систему зануления, при которой замыкание фазы на корпус оборудования должно приводить к его отключению с помощью токовых защит. Четвертый проводник питающей сети совмещает функции нулевого рабочего (N) и нулевого защитного (РЕ) проводников. Совмещенный (нулевой и защитный) РЕМ-проводник согласно п. 1.7.79 ПУЭ должен иметь проводимость, не меньшую половины проводимости фазного проводника. Во вводных устройствах электроустановок с зануленным оборудованием устраивается совмещенная тина PEN. Объединение нулевых и заземляющих проводников допускается только в том месте сети, где установлены коммутационные аппараты аварийного отключения. В такой электрической сети фактически используется земля в качестве параллельного проводника для тока нулевого провода, поэтому применение УЗО-Д в этой сети недостаточно эффективно. В результате несимметрии сети в аварийных режимах (при КЗ и неполнофазном режиме) по земле протекает значительный блуждающий ток, не попадающий в зону действия токовых защит в фазных проводниках. У потребителей с малым сопротивлением заземляющего устройства наблюдается появление в нулевой жиле питающего кабеля блуждающего тока от других электроустановок. Чем меньше сопротивление заземлений в сети TN-C, тем больше блуждающие токи, которые создают дополнительную опасность пожара и электротравматизма.

В случае если сопротивление заземляющего устройства у потребителя меньше, чем на питающей подстанции, в аварийном режиме создаются неблагоприятные условия для всех прочих потребителей. При КЗ на вводном устройстве часто выгорает контакт в нулевом проводнике, сеть пере­ходит в режим ТТ, и весь аварийный сверхток протекает по земле и последовательно включенным заземлениям подстанции и потребителя. При этом у других потребителей подстанции напряжение прикосновения на корпусах зануленного оборудования превышает все допустимые значения. Стремление сделать сопротивление заземляющих устройств потребителей как можно меньше привело к тому, что, например, в условиях СКЖД сопротивления более 80 % повторных заземлений составляют менее 4 Ом, а 9 % — менее 1 Ом. Параллельная цепь через землю создает путь для всех блуждающих токов (до сотен ампер), вызывающих пожары.

Необходимо отметить, что допустимое сопротивление заземления источника питания 4 Ом было установлено исходя из того, что при падении фазного провода даже на мокрую землю или в грязь его сопротивление растеканию будет не менее 15-20 Ом. Меньшие сопротивления растеканию создают неблагоприятные условия по элсктробезопасности для всех электроустановок подстанции. В этой ситуации при низких сопротивлениях повторного заземления у потребителей происходит фактическое "распределение аварии" по всем прочим потребителям. Чтобы исключить это, необходимо сопоставить допустимые пределы разницы сопротивлений заземляющих устройств источника питания и потребителя. Однако в существующей технической практике и в расчетах это не принято. Нарушение целостности нулевого или защитного проводника может быть долго не замечено, и при КЗ неожиданно наступает тяжелая аварийная ситуация с отказом защит. В случае обрыва РЕ-проводника оборудование может работать при параметрах рабочего режима, близких к номинальным, но без заземления.