Система с глухозаземленной нейтралью: Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

Содержание

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

 

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» — комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

 

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

 

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

 

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное — жизнь человека.

 


Смотрите также:


Смотрите также:

Глухозаземленная нейтраль: принцип работы, схема, применение

Глухозаземленная нейтраль является частью системы электроснабжения потребителей, она направлена на безопасное использование сетей до 1000 Вольт, которые чаще всего применяются в быту и на производстве в качестве источника стандартного уровня низкого напряжения – 0,38кВ, 0,22кВ и ниже. Нейтраль – это общая точка соединения обмоток звездой у источников электроэнергии, которыми являются трансформаторы или же генераторы. Если эту точку соединить с землёй, то и получится сеть с глухозаземлённой нейтралью. В нулевой точке происходит выравнивание потенциалов, что очень удобно для обеспечения электроэнергией и однофазных, и трехфазных источников.

Устройство и принцип действия сетей с глухозаземлённой нейтралью

Принцип работы источников электроэнергии, в частности, понижающих трансформаторов основан на законе взаимоиндукции и передаче энергии по магнитному сердечнику. Первичная обмотка при этом может и не иметь нулевого провода, в отличие от вторичной, где соединение его с нулём через проводник с низким сопротивлением, который можно приравнять с нулевым значением, будет являться эффективным средством защиты от поражения человека опасным для его жизни и здоровья напряжением.

Главной особенностью сетей с глухозаземлённой нейтралью является появление не только линейного, но и фазного напряжения. Что это такое и чем оно отличается друг от друга, рассмотрим на примере простой принципиальной схемы.

Фазное напряжение — это потенциал между одним из проводов линии и нулевой точкой, присоединенной к земле, то есть наглухо заземлённой. Линейное напряжение — разница потенциалов между двумя выводами линий, то есть L1 и L2, L1-L3, или же L2-L3, называется оно также межфазное. Такие источники электрической энергии в бытовых условиях имеют распространенное значение напряжения в виде 380 В — линейного, и 220 — фазного. Линейное напряжение больше фазного на √3, то есть на 1,72.

Но основная задача такой системы это не только транспортировка к потребителям напряжений двух значений при разном количестве фаз в одной системе электроснабжения, но и защита человека при пробое изоляции и появлении напряжения в точках, которые в нормальном состоянии не имеют опасного потенциала. В жилых зданиях это:

  • корпуса всех бытовых приборов, которые проводят электрический ток, то есть сделаны из стали или другого токопроводящего металла;
  • металлоконструкции щитовых и распределительных устройств;
  • защитная оболочка кабелей.

Также для обеспечения безопасности все перечисленные выше элементы должны быть заземлены, именно в этом случае опасность от использования напряжения и применения бытовых приборов в сетях с глухозаземлённой нейтралью будет минимальна. При этом для таких цепей обязательна равномерность распределения однофазных нагрузок.

Объяснение для чайников

Понижающая подстанция, в которой установлен трансформатор, имеет свой контур заземления. Он соединен между собой стальными шинами и прутами, в один заземляющий контур. К потребителям в электрический щиток от подстанции прокладывается кабель, который содержит четыре жилы. Если потребителю необходимо питание от трёхфазной цепи 380 Вольт, то подключаться необходимо ко всем жилам. В однофазное сети 220 В питание будет осуществляется от нулевого провода и от одной из фаз. Защита людей в однофазных и трехфазных цепях, если нет системы заземления, должна осуществляется за счёт специальных устройств защитного отключения (УЗО), которые срабатывают при небольшой утечке на ноль, при этом отключают надёжно потребителя от сети.

Классификация сетей с глухозаземлённой нейтралью

Современная система электроснабжения имеет стандартную маркировку где помимо рабочего нулевого проводника присутствует и защитный, что и даёт определение степени защищённости.

  • L — фазный проводник;
  • N — рабочий ноль;
  • РЕ — защитный нулевой проводник;
  • РЕN — рабочий и нулевой проводник выполнены одним проводом.

Существуют несколько подсистем в цепях с источником энергии, имеющим глухозаземлённую нейтраль:

  • TN-C. При данной системе нулевой и защитный проводник с подстанции организован одним проводником, возле приёмника его корпус (или другие элементы, подлежащие заземлению) соединяют с данным совмещенным проводником – это называется зануление. Это устаревшая система, применялась в старых домах при СССР, сейчас для бытовых потребителей не используется, так как небезопасная. Такая система имеет существенный недостаток, так как в случае обрыва РЕN проводника на пути от питающего трансформатора до приемника электроэнергии, на зануленных корпусах оборудования появляется опасный потенциал. Используется только для защиты промышленных потребителей (об этом говорится ниже в следующем разделе).
  • TN-S. Имеет больший процент безопасности во время аварийных ситуаций. Это достигается путём разделения защитного и рабочего проводников по всей длине питающей линии, от трансформатора до распределительного электрощита (до конечного потребителя). Однако за счёт того, что приходится применять кабельную продукцию имеющую пять жил, что сильно увеличивает стоимость прокладки и бюджет на организацию электроснабжения к потребителю, применяется данная система не всегда.
  • TN-C-S. Данная система заземления является наиболее распространенной в наше время. При данной системе нулевой и защитный проводник на всей длине линии объединены в один совмещенный проводник PEN. При входе в здание данный проводник разделяется на защитный PE и нулевой N, которые дальше распределяются по потребителям (квартирам). При данной системе в случае отгорания PEN проводника до точки разделения на заземленных корпусах электроприборов появится опасный потенциал. Для предотвращения этого на всей длине линии и при входе в здание делаются повторные заземления PEN проводника и предъявляются повышенные требования к механической защите данного проводника.
  • ТТ. Данная система заземления практикуется в том случае, если линия системы TN-C-S находится в неудовлетворительном техническом состоянии и не обеспечивается достаточной безопасности предусмотренного в ней защитного заземления. Данная система заземления предусматривает монтаж индивидуального контура заземления у потребителя, при этом PEN проводник электрической сети используется только в качестве нулевого провода N.

Важно знать

Для электроснабжения однофазных и трёхфазных потребителей в промышленности и в бытовых условиях используют так называемое зануление, которое “якобы” является действенным методом, обеспечивающим автоматическое отключение электроустановки или части её, в которой произошло короткое замыкание. При занулении в цепях с глухозаземлённой нейтралью к нулевому проводу подключаются все металлические части и корпуса электрооборудования. Как работает данная защита? Дело в том что при любом коротком замыкании на корпус цепь переходит в режим короткого замыкания, ток в цепи автоматического выключателя сильно увеличивается и аварийный участок отключается от сети.

Преимуществом такой системы являются экономия расходов на проводку защитного заземления, а также снижение стоимости кабельной продукции, так как к одной и той же цепи можно подключить и однофазные и трёхфазные электроприёмники.

Однако недостатком глухозаземлённой нейтрали, организованной по принципу защитного зануления, можно назвать недостаточность обеспечения защиты человека при пробое изоляции на корпус электроприбора во время обрыва нулевого провода, который является и защитным. И это очень важный момент – зануление является опасной мерой защиты, поэтому оно организовываться в домашних условиях ни в коем случае не должно!

Современное электроснабжение всё-таки направлено больше на безопасность, поэтому требует установки УЗО и отдельного защитного заземляющего контура, через который даже самые незначительные токи утечки будут уходить в землю, при этом не подвергая человека опасности.

Теперь вы знаете, что такое глухозаземленная нейтраль, какой у нее принцип работы и в каких сетях она применяется. Если остались вопросы, можете задавать их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Глухозаземленная нейтраль — принцип работы, преимущества и недостатки

Уберечь человека от поражения электрическим током во время возникновения аварийных ситуаций помогает глухозаземленная нейтраль, обеспечивающая его защитное отключение. Это становится возможным за счет выравнивания потенциалов и срабатывания устройства в момент возрастания силы тока.

Схема глухозаземленной нейтрали

Нужно понимать, что использование этого механизма в реальной жизни так же, как и с изолированной нейтралью, строго регулируется специальными правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Принцип действия

Согласно Правилам, под этим термином стоит понимать соединение трансформатора (нейтрали генератора) с устройством для заземления. Так, например, если речь идет о трехпроводной сети, прокладываемой к жилому дому от источника питания, нейтраль будет распределена по щиткам с последующим к ней подключением контуров заземления электрооборудования дома. Цепь такого рода не допускает установку предохранителей, подверженных плавлению, и устройств, способных выступить в роли разрушителей единства цепи.

Рабочий ноль — проводник, работающий в тандеме с третьим проводом. Они помогают создавать в доме нужное для работы основных электроприборов напряжение.

Плакат по электробезопасности «Установки с глухозаземленной нейтралью»

Рассмотрим пример аварийной ситуации. В стиральной машине вибрация стала причиной отсоединения фазного провода от места крепления, что привело к его контакту с металлическим корпусом. Что происходит? Короткое замыкание, в процессе чего сила тока быстро набирает обороты. Автовыключатель справится с задачей — питание отключится. Человек, случайно коснувшийся провода, не будет поражен током, так как сопротивление R0 окажется меньше, чем при прохождении тока через человеческое тело.

Для эффективной работы системы с глухозаземленной нейтралью или с изолированной нейтралью (без подключения к устройству заземления) в ответственный момент важно опять же следовать Правилам.

Достоинства и недостатки метода

Система имеет как плюсы, так и минусы.

К достоинствам можно отнести следующие факты:

  1. Сеть незаменима в процессе подавления перенапряжений.
  2. Нейтраль данного типа открывает возможности в использовании оборудования с таким уровнем изоляции, который изначально предполагает фазное напряжение.
  3. Не потребуется специальная схема защиты, достаточно будет обычных функций защиты от тока перегрузки в фазах для удаления глухих замыканий фазы на землю.

К минусам стоит отнеси:

  1. Сети с нейтралью глухозаземленного типа — это риск повреждений и помех вследствие большого замыкания тока на землю.
  2. Фидер после повреждения будет работать со сбоями.
  3. Сохраняется опасность для человека во время действия повреждения в результате создания высокого напряжения прикосновения.
3-фазная сеть с глухозаземленной нейтралью

Немного о применении метода заземления с глухозаземленной нейтралью: его не выбирают для создания подземных или воздушных сетей среднего напряжения в Европе, зато активно используют в распределительных сетях североамериканских объектов. Целесообразно использование глухозаземленной нейтрали в случаях маломощности источника при коротком замыкании.

Что такое системы TN

TN будут называться системы с использованием глухозаземленной нейтрали для подключения защитных и нулевых функциональных проводников. Важный момент — в таких системах к нулевому проводнику, в свою очередь соединенному с нейтралью, должны быть подключены все корпусные электропроводящие детали.

Такая система отличается подключением нейтрали к контуру заземления вблизи трансформаторной подстанции. Нейтраль в этом случае не заземляется с помощью дугогасящего реактора.

На предприятиях промышленного типа наиболее целесообразными являются четырехпроводные трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В со вторичной обмоткой, объединенной в звезду и наглухо соединенной нейтральной точкой с устройством для заземления.

Двигатели при подключении к фазам сети питаются при линейном напряжении, источником питания ламп является фазное напряжение при подключении их между нейтральными и фазными проводами. N -проводу отводится сразу две роли — он является рабочим, необходимым для присоединения однофазных приемников, и проводом зануления с присоединенными металлическими корпусами установок, которые не находятся под нормальным напряжением.

Зануление пробоя изоляции обмотки двигателя приведет к появлению большого тока короткого замыкания и срабатыванию механизма защиты, в результате чего двигатель будет отключен от сети. В случае отсутствия зануления корпуса двигателя повреждение изоляции обмотки приведет к созданию опасной ситуации на корпусе касательно земли.

В случае однофазного КЗ на землю относительно нее напряжения на целых фазах остается прежним, поэтому изоляция может быть устроена с уклоном не на линейное, а на фазное напряжение.

Итак, глухозаземленной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, которая подсоединена к заземляющему устройству.

Главным преимуществом ее использования является возможность предотвращения воспламенения электропроводки за счет автоматического отключения поврежденного участка от сети. Кроме того, в случае короткого замыкания между нейтральным проводом и поврежденной фазой и соответственно увеличивающимся током срабатывают токовые реле, опасность поражения сводится к минимуму.

Глухозаземленная нейтраль — принцип работы, преимущества и недостатки

TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT

Для работы электроприборов достаточно присоединить к ним ноль и фазу. Однако такое подключение может привести к аварии и опасно для людей, проживающих в доме. Для предотвращения подобных ситуаций необходимо выбрать, устанавливать и подключить системы заземления и зануления.

Питание бытовых потребителей осуществляется от понижающего трёхфазного трансформатора, имеющего напряжение на выводах вторичной обмотки 0,4кВ или 380В. Катушки этого аппарата соединены звездой, средняя точка которой подключается к контуру заземления, находящемуся в земле возле трансформаторной будки. Такой аппарат называется «трансформатор с глухозаземлённой нейтралью».

В квартиру или частный дом от трансформатора приходят как минимум два провода — ноль и фаза, соединённых с фазным выводом и средней точкой звезды соответственно. Такое подключение обеспечивает напряжение в розетках 220В.

Кроме нулевого и фазного проводов в квартирах прокладывается заземляющий проводник, защищающий людей от поражения электрическим током при нарушении изоляции между корпусом электроприбора и частями электросхемы, находящимися под напряжением. Этот провод соединяется с системой заземления.

Такая система состоит из двух основных элементов — трансформатор и электроустановка. В простейшем случае это однофазная нагрузка, однополюсный автомат и одна фаза трёхфазного трансформатора.

Справка! Само понятие «система» происходит от др. греч. σύστημα «целое, состоящее из отдельных частей» — несколько элементов, работающих вместе и объединённых в одну конструкцию.

В этой статье рассказывается о классификации систем заземления, различии между чаще всего применяющимися видами — ТТ, TN-C и TN-C-S и про опасность применения зануления вместо заземления, а также о системах заземления TN-S и IT.

Классификация систем заземления по ПУЭ

Электроустановки (в частности трансформаторы) напряжением до 1000В по наличию систем заземления делятся на две категории, каждая из которых имеет свои сферы применения:

  1. С глухозаземлённой нейтралью. Самый распространённый тип электротрансформаторов. Вторичные обмотки соединены в «звезду», средняя точка которых имеет постоянное подключение к контуру заземления. Жилые дома питаются только от трансформаторов с таким способом заземления нейтрали.
  2. С изолированной нейтралью. Вторичные обмотки трансформаторов не заземляются. Являются разделительными и используются только в промышленности в специальных установках, таких, как нагревательные печи и некоторые другие, в которых важно отсутствие электрического соединения токоведущих частей и контура заземления.

Глухозаземлённая нейтраль в электротрансформаторах обозначается «TN». Самое распространённое защитное применение такой нейтрали — соединение с ней токопроводящих корпусов электроприборов отдельными проводами, однако они могут соединяться и другими способами.

При проектировании систем электроснабжения проектная организация выбирает тип заземления согласно полученному техническому заданию и описанию систем заземления. Этот выбор определяется ПУЭ и другими нормативными документами и от него зависит безопасность людей и приёмка здания в эксплуатацию.

Важно! Неправильный выбор вида системы заземления или некачественный монтаж приведут к требованию контролирующей организации исправить допущенные ошибки.

Виды систем заземления

Основным способом защиты от поражения электрическим током является применение одной из систем заземления. В главе 1.7 ПУЭ перечисляются пять типов таких устройств:

  • TN-C;
  • TN-C-S;
  • TN-S;
  • TT;
  • IT.

Любая из этих систем надёжно защищает людей в условиях городской квартиры или частного дома, но имеет свои конструктивные и защитные отличия.

Применение конкретного вида защиты в особых условиях регламентируется ПУЭ и связано с особенностями помещений и электроустановок.

Информация! Установка заземления обязательна во всех новых зданиях и желательна при ремонте старых сооружений.

Выбор системы заземления производится на стадии проектирования здания и электропроводки до начала монтажных работ.

Система TN-C

Самый старый вид системы заземления — это система TN-C. В ней отсутствует отдельный провод для заземления и оно (заземление) осуществляется общим проводом PEN. Начиная от подстанции (трансформатора) PEN провод совмещает в себе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (PEN = PE + N). В старых жилых домах применяется именно такое заземление.

По системе TN-C заземляются только вводные щитки в подъездах и столбы уличного освещения. В квартирах таких домов заземление в розетках отсутствует, а электропроводка выполнена двухпроводной – фаза и ноль.

Такое защитное заземление морально устарело и не обеспечивает надёжной защиты от поражения электрическим током. При необходимости заземлить электроприборы, а также во время реконструкции электропроводки заземление тип TN-C заменяется на TN-C-S.

Система TN-C-S

Защитное заземление этого типа устроено аналогично системе TN-C. Питающий трансформатор имеет глухозаземлённую нейтраль, а заземляющие провода соединяются с ней нулевым проводом PEN, который на входе в дом разделяется на нулевой проводник — N и заземляющий — PE.

Такое разделение производится только на вводе кабеля в многоквартирный дом, как правило в ВРУ (вводном распределительном устройстве). В вводном щитке эти кабеля присоединяются к общей шине или клемме. Допускается применение такой системы в частных домах, питание которых осуществляется воздушными линиями при подключении к трёхфазной сети.

Согласно ПУЭ пункт 1.7.132 разделение нулевого и заземляющего проводов в однофазной сети 220В не выполняется. При необходимости выполнить такое разделение оно производится там, где это разрешено правилами, а к дому прокладывается дополнительный провод.

То есть, если у Вас в квартире нет заземления, и вы хотите из системы TN-C сделать TN-C-S, такой способ разделения PEN проводника на просто ноли и заземление не прокатит в квартирном щитке.

Важно! Согласно ПУЭ 1.7.135 после разделения в вводном щитке провода PE и N НЕ ДОЛЖНЫ соединяться между собой.

Система TN-S

Самые дорогостоящие в реализации, но самые удобные и надёжные системы заземления — это системы TN-S, которые монтируются вместе с трансформаторами с глухозаземлённой нейтралью.

Для системы TN-S заземляющий и нулевой провода соединяются в трансформаторной подстанции. На всем протяжении больше эти проводники не связаны между собой.

К потребителю, будь то квартира или дом, приходит два независимых друг от друга проводника нулевой рабочий N и нулевой защитный PE.

Для бОльшей надёжности заземляющий провод РЕ может соединяться с контуром заземления на вводе в здание.

Это самый простой в эксплуатации тип защиты. При его монтаже отсутствуют высокие требования к контуру заземления здания.

Недостаток этой системы в необходимости вместо четырёх проводов (L1,L2,L3,РЕN) использовать пять, где пятым проводом является заземляющий PE, однако это перекрывается повышенной безопасностью эксплуатации. Поэтому новые воздушные и кабельные линии электропередач прокладываются пятижильными кабелями и проектируются по системе TN-S.

Система TT

Это такая система защитного заземления, которая выполняется при невозможности смонтировать заземление другого типа. В этом случае нейтраль трансформатора не имеет связи с заземляющими проводами электропроводки, и они подключаются к собственному контуру заземления дома.

То есть в системе TT нулевой провод сети никак не связан с заземляющим контуром потребителя.

Случаи применения системы ТТ указаны в ПУЭ п1.7.59.

Важно! Ток, возникающий при замыкании токоведущих частей с заземлённым корпусом может быть недостаточным для срабатывания автоматического выключателя. Поэтому, согласно ПУЭ п1.7.59, применять систему ТТ без УЗО или дифференциального автомата запрещается.

Система IT

Применяется с трансформаторами с изолированной нейтралью. Обычно она соединяется с заземлением через разрядник, обладающий высоким сопротивлением при низком напряжении и низким при повышении напряжения выше допустимого предела. Это защищает потребителей от попадания первичного напряжения во вторичную обмотку.

В этой питающей сети отсутствует нулевой провод N, заземляющий РЕ и однофазное напряжение как таковое. Потребители подключаются на линейное напряжение 380 Вольт.

Данная система используется только с двух- и трёхфазными установками. Металлический корпус электрооборудования и другие токопроводящие элементы соединяются с контуром заземления здания.

Токи короткого замыкания на землю в такой системе незначительные, поэтому использование УЗО или дифференциальных автоматов является обязательным.

Система уравнивания потенциалов

В особоопасных сырых помещениях, таких, как бассейны или сауны, кроме непосредственного заземления корпусов электроприборов, используется система уравнивания потенциалов.

Она заключается в соединении между собой всех металлических частей в помещении — стальных дверей, нержавеющих раковин, водопроводных и канализационных труб и других элементов. Все эти соединённые между собой части подключаются к применяемой системе заземления.

В чём опасность применения зануления вместо заземления

Некоторые электромонтёры предлагают использовать зануление вместо заземления. Это нельзя делать по нескольким причинам:

  • Жилые дома подключаются к трёхфазной сети и по нулевому проводу течёт уравнительный ток. Так как этот провод имеет сопротивление, то между занулённым корпусом электроприбора и заземлёнными конструкциями, например водопроводным краном, имеется разность потенциалов. В обычных условиях это неопасно, но при прикосновении к воде или мокрой земле можно получить электрическим током.
  • При обрыве нулевого провода и неравномерной нагрузке между нулём и фазой может быть не 220В, а больше, вплоть до 380В. В этом случае между занулённым корпусом электрооборудования и заземлёнными конструкциями появится опасное для жизни напряжение 220В.
  • Нулевой и фазный провода подключаются к квартире через двухполюсный автоматический выключатель. При его срабатывании нулевой провод N, используемый в качестве заземляющего проводника, отключается от контура заземления. Это недопустимо по требованиям ПУЭ п1.7.145

К отдельно стоящему зданию может быть подведено не однофазное напряжение 220В, а трёхфазное с тремя фазными и одним нулевым проводами. В этом случае есть возможность переделки защитного зануления в систему заземления TN-C-S.

Вывод

Системы TT и IT также являются системами с заземлением. В них заземляющий провод РЕ не имеет электрической связи с нейтралью трансформатора.

Системы заземления TN всех видов считаются системами с занулением. В них заземляющий провод РЕ связан каким-либо способом с нейтралью питающего трансформатора и проводником N:

  1. В системе TN-C-S заземляющие жёлтые или жёлто-зелёные провода подключены к проводнику PEN. Он проложен от нейтрали трансформатора к вводному щитку в здании.
  2. В системе TN-C заземляющий проводник РЕ совмещён с нейтральным проводом N, поэтому к нему корпуса электроприборов не подключаются. Для их заземления защитное заземление типа TN-C необходимо переделать в TN-C-S.
  3. Система TN-S является самой надёжной. В ней провода РЕ и N разделены на всём протяжении от электроприбора до нейтрали питающего трансформатора.

Нет системы заземления, идеально подходящей для всех ситуаций. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками, но у всех одна задача — обеспечение максимальной безопасности людей. Для выбора типа защиты необходимо знать, какие бывают системы заземления и зануления.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Нейтраль — это… (определение, примеры)

В этой статье мы рассмотрим, что такое нейтраль, что она из себя представляет и какое электрооборудование её имеет. Также мы рассмотрим, почему термины «глухозаземленная нейтраль» и «изолированная нейтраль» имеют ограни­ченное применение и их следует исключить из нормативной документации.

Что такое нейтраль?

Согласно определения из ГОСТ 30331.1-2013 [1]:

Нейтраль (neutral) — это общая часть многофазной системы переменного тока, соединённой звездой, находящаяся под напряжением, или средняя часть однофазной системы переменного тока, находящаяся под напряжением.

Какое электрооборудование имеет нейтрали?

Чтобы ответить на данный вопрос обратимся к книге [2] Ю.В. Харечко, который пишет:

« Некоторые виды электрооборудования переменного тока имеют нейтрали, например: трехфазные трансформаторы, генераторы и электродвигатели, обмотки которых соединены звездой, трехфазные электронагреватели, нагревательные элементы которых также соединены звездой. В составе трехфазной электрической системы могут быть десятки, сотни и тысячи электротехнических изделий, имеющих нейтрали. »

[2]

Что представляет собой нейтраль?

Ю.В. Харечко в своей книге [2] вполне однозначно описал нейтраль:

« Нейтраль представляет собой общую токоведущую часть многофазного источника питания переменного тока. Нейтралью, например, является общий вывод обмоток трёхфазного электрогенератора или трансформатора, соединённых в звезду. У однофазного источника питания нейтралью является средняя токоведущая часть, например, средний вывод обмотки однофазного трансформатора или электрогенератора. Указанная токоведущая часть может быть заземлена или изолирована от земли. В нормативной документации (особенно в ПУЭ) ее соответственно называют глухозаземленной или изолированной нейтралью. »

[2]

Найти нейтраль вы можете на рисунке 1 ниже (в качестве примера).

Рис. 1. Система TT трехфазная четырехпроводная (показана нейтраль) (на основе рисунка 31F1 ГОСТ 30331.1-2013)

Термины «глухозаземленная нейтраль» и «изолированная нейтраль» корректны, если их правильно употребляют.

Если обратиться к книгам Ю.В. Харечко [2] и [3], то можно в них найти анализ действовавшей ранее и действующей в настоящее время нормативной документации в которой некорректно трактуются и употребляются данные термины. В частности Ю.В. Харечко вполне справедливо делает заключение:

« В нормативных требованиях термин «изолированная нейтраль» иногда используют недостаточно корректно. При соединении обмоток трехфазного электрогенератора или трансформатора треугольником у источника питания нет нейтрали. Токоведущие части однофазного источника питания, имеющего одну обмотку, например выводы однофазного электрогенератора, также не являются нейтралью. Поэтому в низковольтных электрических системах переменного тока с так называемой «изолированной нейтралью» нейтрали, как таковой, может и не быть вовсе. В указанных случаях более правильно говорить об изолированных от земли токоведущих частях источника питания. »

[2]

« Поэтому термины «глухозаземленная нейтраль» и «изолированная нейтраль» имеют ограни­ченное применение. Их можно исключить из нормативных требо­ваний к низковольтным электроустановкам. Низковольтные элек­трические системы правильнее классифицировать по типам за­земления системы. В противном случае требования нормативных документов больше напоминают собой нагромождение понятий, повторяющих друг друга. »

[3]

Список использованной литературы

  1. ГОСТ 30331.1-2013
  2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 1// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2011. – № 3. – 160 c.
  3. Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий, 3-издание, 2004

Глухозаземленная нейтраль. Устройство и работа. Применение

Схема сети с глухозаземленной нейтралью служит для защиты человека от поражения электрическим током. В аварийных случаях глухозаземленная нейтраль выравнивает потенциалы, вследствие чего касание человека к металлическим частям электрооборудования становится безопасным.

Защитное устройство также сыграет свою роль в аварийных ситуациях, отключив подачу питания, так как при коротких замыканиях сила тока в сети возрастает.

Глухозаземленная нейтраль — устройство и работа

Питание потребителей электрической энергией производится с помощью силовых трансформаторов и генераторов. Чаще всего обмотки трех фаз этих устройств соединены по схеме звезды, в которой общая точка является нейтралью. Если эта нейтраль соединена с заземлением через малое сопротивление, либо напрямую, непосредственно возле источника питания, то ее называют глухозаземленная нейтраль.

Рис 1

Применяются также и другие режимы работы нейтрали с заземлением, в зависимости от режимов работы сети при замыканиях на землю, необходимых методов защиты человека от удара током, методов ограничения перенапряжений с:

  • Эффективно заземленной нейтралью.
  • Незаземленной нейтралью.
  • Компенсированной нейтралью.

Такие режимы используются для электрических устройств на 6 киловольт и более. Изолированная нейтраль используется до 1 кВ, и не нашла широкого применения. Она делает безопасной работу только передвижных устройств, в которых невозможно выполнить контур заземления.

Монтаж на нейтрали устройств компенсации дает возможность снизить емкостный ток замыкания устройств, действующих с напряжением более 1 кВ. Компенсация производится с помощью катушек индуктивности, вследствие чего ток в точке замыкания становится нулевым. Для эффективной работы защиты применяется заземление нейтрали резистором. Он образует активную часть тока, на который действует защитное реле.

Глухозаземленная нейтраль является наиболее эффективным способом защиты людей от поражения током. Она применяется в большинстве электрических сетей питания. Напряжение между фазами называется линейным, а между фазой и нолем – фазным. Номинальное напряжение электроустановки определяется по линейному значению напряжения. Оно может быть 220, 380, 660 вольт. В бытовых сетях питания напряжение равно 380 вольт.

Однофазные потребители подключаются между фазами и нолем равномерно. Силовой трансформатор на подстанции имеет заземляющий контур. В него входят металлические детали, соединенные между собой, и углубленные в землю. Размеры контура определяют с учетом эффективного распределения тока по земле при замыкании.

Работоспособность заземления определяется величиной сопротивления растекания тока. Допустимые величины этого параметра указаны в правилах электроустановок. Для электроподстанций сопротивление заземления не должно быть выше 4 Ом при напряжении 380 вольт.

Заземляющий контур соединяется с нулевой шиной, выполненной в виде металлической полосы. К ней подключается провод нулевого вывода трансформатора. Также к ней подключаются жилы кабелей, которые отходят к потребителям. Фазы подключаются к автоматическим выключателям, рубильникам, контактам предохранителей.

Кабели, отходящие от подстанции, имеют четыре жилы. В кабелях старого образца могут быть три жилы в алюминиевой оболочке, которая выступает в качестве провода ноля. Для ввода питания существуют вводные распределительные устройства, которые содержат шину ноля. К ней присоединяют нулевые жилы отходящих и питающих кабелей. Вводное устройство может иметь контур повторного заземления, подключенного также к шине ноля.

Чтобы понять, как работает глухозаземленная нейтраль, рассмотрим аварийный режим.

Пример аварийного случая

На некотором электрооборудовании, на котором работают люди, произошел обрыв провода фазы. При этом фазный провод прикоснулся к металлическим корпусным элементам. В результате возникло короткое замыкание, при котором резко повысилась сила тока. Плавкий предохранитель или электрический автомат сработают и отключат питание сети.

Резистор R0 (Рис. 1) будет иметь меньшее сопротивление, нежели сопротивление по пути протекания тока по телу человека, который случайно прикоснулся фазного проводника. Это исключает удар электрическим током.

В теории потенциал провода ноля относительно земли имеет нулевое значение. Повторное заземление в электроустановке потребителя упрочняет эту нулевую величину.

Возможные случаи поражения людей током:
  • Ошибки при эксплуатации и ремонте, которые приводят к прикосновению к частям и элементам оборудования, находящегося под напряжением.
  • Повреждение изоляции в электрооборудовании, в результате чего металлический корпус попадает под напряжение.
  • Повреждение изоляции токоведущих элементов или неисправность электрооборудования, вследствие чего на поверхности пола возникает зона разности потенциалов, которая создает опасность для прохождения в ней людей. Это называется шаговым напряжением.
  • Повреждение изоляции кабелей и проводников, вследствие чего металлические конструкции, по которым проходят кабели, оказываются под напряжением.

Чтобы исключить аварийные случаи, корпуса устройств соединяют с заземлением. В промышленности по периметру цехов прокладывают металлическую полосу, к которой подключают все металлические элементы. Таким образом уравниваются потенциалы с землей.

При замыкании фазы на корпус заземленного устройства, ток будет протекать к заземлению, даже при отказе защитных устройств. Сопротивление тела человека относительно земли значительно выше сопротивления между корпусом устройства и землей. Таким образом, человека спасает глухозаземленная нейтраль.

Другим принципом защиты является быстрое обесточивание сети. Этому способствует защитное устройство в виде автоматического выключателя, либо предохранителя.

Шаговое напряжение действует следующим образом. Если на влажном бетонном полу лежит неизолированный проводник, находящийся под напряжением, то подходить к нему очень опасно. Напряжение отходит от него волнами, подобно кругам на воде. При попадании ног человека в эту зону, возникает удар электрическим током.

Чтобы защитить людей от шагового напряжения, в полу помещения встраивают металлическую сетку, которая в разных местах соединяется с заземляющим контуром. Этим способом ноги человека шунтируются металлической арматурой решетки, и основная часть электрического тока пройдет мимо человека.

Требования ПУЭ

Заземление должно подключаться к устройству специальным проводником. Для сокращения пути протекания электрического тока и уменьшения затрат, подбирают место непосредственно рядом с источником напряжения, например, трансформатором. Имеется ограничение, заключающееся в том, что если заземлителем является имеющийся бетонный фундамент, то к арматуре бетонного основания, выполненного из металла, подключение выполняют в двух и более местах.

Подобное число подключений выполняют к каркасам из металла, которые расположены в глубине грунта. При таких условиях система заземления способна достаточно эффективно защитить человека от неприятных ситуаций.

Если в качестве источников питания выступают трансформаторы, находящиеся на разных этажах здания, то подключение к нейтрали производится отдельным проводом, который подключают к металлическому каркасу всего строения.

В цепи подключения заземления не должно находиться предохранителей, плавких вставок и других компонентов, которые могут нарушить неразрывность этой цепи. Также принимают вспомогательные меры, которые препятствуют механическим повреждениям.

Некоторые ограничения ПУЭ
  • Если на рабочих, защитных или нулевых проводниках установлен токовый трансформатор, то провод заземлителя монтируется сразу за этим устройством, к нейтральному проводнику.
  • Сопротивление заземляющего устройства в сети 220 вольт ограничивается наибольшей величиной 4 Ом, за исключением особых свойств земли, которые создают повышенное сопротивление более 100 Ом на метр.
  • на воздушных линиях передач заземление устанавливают на конце и на вводе линии для дублирования заземления. Это дает возможность эффективной работы защитных устройств. Это правило используют в случае, когда нет надобности в монтаже большого числа устройств, которые могут устранить перенапряжения при ударах молнии.
    • При выборе проводников для устройства заземления необходимо применять нормативы по наименьшим допустимым размерам и материалу проводников, применяющихся для повторного заземления, проложенного в земле.
Например, если используется стальной уголок, то толщина его стенки должна быть не менее 4 мм. Общая площадь сечения для проводов заземления, соединяющихся с основной шиной, согласно п. 1.7.117 ПУЭ, должна быть:
  • 10 мм2 – медный провод.
  • 16 мм2 – алюминиевый проводник.
  • 75 мм2 – стальной проводник.

Электрический автомат, устанавливаемый для защиты, должен иметь скорость срабатывания при коротком замыкании более 0,4 с при 220 вольт.

В бытовой сети согласно п. 7.1.36 ПУЭ требуется прокладывать сеть к потребителям от общих щитков тремя проводниками: фаза, рабочий ноль и защитное заземление (глухозаземленная нейтраль). Однако во многих квартирах это требование нередко нарушается, что подтверждается отсутствием в розетках заземляющего контакта.

Старые нормативные требования для отечественных зданий были определены для незначительных мощностей. На сегодняшний день мощности бытовых электрических устройств значительно повысились. В квартирах появились кондиционеры, варочные панели, духовые шкафы, которые имеют повышенную мощность.

Для повышения эффективности защиты в современных квартирах обязательным условием является наличие заземления. В новых домостроениях глухозаземленная нейтраль уже заложена в стандартных проектах. В старых постройках хорошие хозяева монтируют заземление при капитальном ремонте.

Похожие темы:

принцип действия и особенности эксплуатации

Глухозаземленная нейтраль предназначена для защиты от поражения человека электрическим током. При возникновении аварийной ситуации происходит выравнивание потенциалов, прикосновение к поверхности корпуса оборудования будет безопасным. Так как одновременно возрастает сила тока, быстро сработает установленное в цепи устройство защитного отключения.

Плакат по электробезопасности «Установки с глухозаземленной нейтралью»

Для правильного использования такого механизма на практике необходимо знать и применять нормы действующего законодательства в области обеспечения электробезопасности. Они содержатся в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ, в дальнейшем именуемые «Правила»), которые утверждены Министерством энергетики России в приказе от 08. 07. 2002 г. В настоящее время актуальной является седьмая версия этого документа.

Механизм действия

В соответствии с Правилами этим термином называют электрическое соединение нейтрали генератора (трансформатора) с устройством заземления. К примеру, трехпроводная сеть прокладывается от источника питания в жилой дом. Нейтраль через шкаф ввода распределяется по щиткам. К ней подключаются контуры заземления потребителей. В этих цепях недопустим монтаж плавких предохранителей, иного устройства, способного нарушить целостность цепи.

Рабочий ноль – это другой проводник. Между ним и третьим проводом возникает напряжение фазы, которое используется стиральными машинами, микроволновыми печами и другим оборудованием.

Пример аварийной ситуации. Под воздействием вибрации внутри техники отсоединился от штатного места крепления фазный провод, произошло его прикосновение к металлическому корпусу. Возникнет короткое замыкание, резко возрастет сила тока. Автоматический выключатель или плавкая вставка выполнит свою функцию, питание будет отключено.

Сопротивление R0 будет меньше, чем по пути прохождения тока через тело человека, случайно дотронувшегося до фазного провода, что исключает поражение током (рис. ниже). На этой схеме представлен вариант заземления нейтрали генератора.

Схема глухозаземленной нейтрали

Чтобы такая схема сработала быстро и эффективно, необходимо соблюдать положения норм Правил. В соответствии с ними должна создаваться качественная защищенная сеть.

Требования ПУЭ

Необходимые сведения находятся в отдельной главе 1.7 Правил. Там отмечено, что отдельные нормы применяются по отношению к электрическим установкам до и свыше одной тысячи вольт. Далее стоит подробнее рассмотреть бытовую сеть с напряжением 220 V.

Здесь используется однофазный источник тока.  Заземлитель подсоединяется к одному из электрических выводов данного устройства с помощью специального проводника. Чтобы сократить путь прохождения тока и снизить затраты, выбирают место поблизости от генерирующего оборудования (трансформатора).

Обязательно надо учитывать следующее ограничение. Если в качестве заземлителя используется имеющийся фундамент, то к металлической арматуре в бетонном основании выполняют подключение не менее чем в двух точках.

Аналогичное количество подсоединений делают к металлическим каркасам, установленным в глубине земли. Только так система заземления будет работать эффективно и достаточно надежно.

Если источником питания устройства являются трансформаторы, расположенные на разных этажах строения, то подсоединение к нейтрали выполняется с помощью отдельного проводника. Его подключают дополнительно к металлическому каркасу здания.

При расчете электрических параметров обязательно учитывают соответствующее сопротивление.

Подключать заземление разрешается к металлическому каркасу здания

В первом и во втором вариантах из цепи исключают плавкие вставки и другие элементы, способные нарушить ее целостность. Принимают дополнительные меры, препятствующие случайным или намеренным повреждениям с применением механических воздействий.

Другие ограничения, отмеченные в Правилах:

  1. Если в шине PEN (общие нулевые проводники, рабочий и защитный) стоит токовый трансформатор, то проводник заземлителя крепится непосредственно за этим устройством, к нейтрали.
  2. Электрическое сопротивление устройства заземления в однофазной сети 220V ограничено максимальным значением 4 Ом (п. 1.7.104. Правил). Исключением являются особые характеристики земли, создающие высокое сопротивление (удельная величина, более 100 Ом на 1 м.).
  3. Если имеются воздушные линии электропередач, то на вводных и концевых частях устанавливаются дублирующие заземлители. Это позволяет защитной системе работать эффективно. Но такое правило применяют только тогда, когда нет необходимости в установке большего количества устройств, способных устранить чрезмерные напряжения в сети при ударах молний.
  4. Чтобы не ошибиться, надо использовать нормативы по минимально допустимым размерам и материалам проводников, использующихся для систем заземления (повторного типа), проложенных в земле. Так, например, если применяется уголок из черной стали, толщина стенки должна составлять 4 мм или более. Регламентируется общая площадь поперечного сечения для заземляющих проводников, которые подсоединяются к главной шине (п. 1.7.117 Правил):
  • 75 мм2, если используется сталь;
  • 16 мм2 – алюминий;
  • 10 мм2 – медь.
  1. Автомат, который устанавливается для защиты схемы TN, должен обладать быстродействием по короткому замыканию не менее 0,4 секунды при напряжении 220 V.

Если изучить другие виды сетей, то можно выяснить, что при повышении номинального напряжения, разрешенное электрическое сопротивление устройства заземления должно быть ниже. Такое требование разумно, ведь главным является обеспечение хорошего уровня безопасности. При меньшем сопротивлении в случае аварии на заземленном корпусе образуется относительно небольшой потенциал, система защиты выполнит свою функцию достаточно эффективно.

Подобные рассуждения можно использовать и при изучении работы защитных устройств. Если возник соответствующий разряд, то в сети должны образоваться существенные изменения. При повышении напряжения потребляемой мощности и низком рабочем электрическом сопротивлении требования к заземлению строже. Чрезмерное сопротивление этой цепи способно снизить амплитуду колебаний в сети, автоматы не смогут сработать достаточно быстро либо вовсе не отключат питание.

Автоматы выбирают с учетом параметров сети

Теперь стоит перейти к бытовой сети 220 V и пункту 7.1.36. Правил. В нем определена необходимость прокладки сетей от общих щитков к устройствам потребителей тремя проводами (одним фазным, нулевыми рабочим и защитным). Последний – это и есть глухозаземленная нейтраль. Между тем, если провести эксперимент и взглянуть на собственные розетки в квартире, то многие люди заметят там отсутствие такого контакта.

Дело в том, что старые нормативы, по которым построены многие отечественные строения, рассчитаны на относительно небольшие мощности. В настоящее время они существенно выросли. Оснащение кондиционерами трехкомнатной квартиры подразумевает использование в пиковых нагрузках до 6-7 кВт. Около 3 кВт потребляет духовой шкаф, 1,5-2 кВт – варочная панель.

Для эффективной защиты в таких условиях заземление требуется. В новых качественных домах оно монтируется стандартно. В старых квартирах внимательные хозяева устанавливают его при выполнении капитальных ремонтов. При определении параметров проводки используют нормативы Правил для проводников, изготовленных из разных металлов (п. 7.1.45).

Плюсы и минусы схем

Внимательное изучение описания этой схемы позволяет понять, что она выполняет свои функции эффективно при уровне номинального напряжения между фазой и нейтралью. С ее помощью обеспечивается быстрое срабатывание типовых устройств защиты от перегрузок. При коротком замыкании образуются мощные электромагнитные колебания, способные стать причиной дополнительных аварий и разрушений.

Другие меры защиты

Чтобы предотвратить поражение током, применяют не только заземление нейтрали. Части оборудования, проводники, покрываются дополнительными слоями изоляции. Специальными оболочками не допускается прикосновение непосредственно к ним. Используют низкие напряжения, не способные причинить вреда. Промышленные установки ограждаются специальными барьерами, размещаются вне зоны свободного доступа посторонних лиц.

В быту используют отдельные и комплексные методики, можно рассмотреть их на примере стиральной машины:

  • корпус и металлический каркас соединяются с третьим проводом, подключаются через розетку к заземленной нейтрали.
  • изолированная толстым слоем краски поверхность не проводит ток.
  • На рисунке ниже видно, что непосредственно сама стиральная машина не оснащается особым образом. В шнуре питания есть проводник, который при включении в розетку соединяется с линией заземления. При возникновении короткого замыкания сработают защитные устройства и отключат подачу напряжения.

Правильное подключение к сети стиральной машины

  • чтобы уменьшить вероятность поражения электричеством, из пластика создают ручки управления, угловые части конструкции, на которых могут быть видны оголенные металлические элементы.

Видео про системы заземления

В данном видео доступно описание систем заземления, установленных Правилами устройства электроустановок.

Если упомянутые выше Правила соблюдать, то созданная система защиты будет выполнять свои функции эффективно и достаточно быстро.

Оцените статью:

Надежное заземление или эффективное заземление | Преимущества

Надежное заземление или эффективное заземление:

Когда нейтральная точка 3-фазной системы (например, 3-фазный генератор, 3-фазный трансформатор и т. Д.) Напрямую соединена с землей (т. Е. С землей) через провод с незначительным сопротивлением и реактивным сопротивлением, это называется твердым заземлением или Эффективное заземление.

На рис. 26.11 показано надежное заземление нейтральной точки. Поскольку нейтральная точка напрямую соединена с землей через провод, нейтральная точка поддерживается под потенциалом земли при любых условиях.Следовательно, в условиях повреждения напряжение любого проводника относительно земли не будет превышать нормальное фазное напряжение системы.

Надежное заземление нейтральной точки имеет следующие преимущества:

1. Нейтраль эффективно удерживается при потенциале земли.

2 .. Когда замыкание на землю происходит в любой фазе, результирующий емкостной ток I C находится в противофазе с током короткого замыкания I F . Два тока полностью нейтрализуют друг друга.Следовательно, не может возникнуть дуговое заземление или условия перенапряжения. Рассмотрим замыкание на землю в линии B, как показано на рис. 26.12. Емкостные токи, протекающие в исправных фазах R и Y, равны I R и I y соответственно. Результирующий емкостной ток I C является векторной суммой I R и I y . В дополнение к этим емкостным токам источник питания также подает ток повреждения I F . Этот ток короткого замыкания будет идти от точки замыкания к земле, затем к точке нейтрали N и обратно к точке замыкания через неисправную фазу.Путь I C является емкостным, а путь I F — индуктивным. Два тока находятся в противофазе и полностью нейтрализуют друг друга. Следовательно, не может возникнуть дуговое заземление или условия перенапряжения.

3. Когда происходит замыкание на землю в любой фазе системы, напряжение между фазой и землей неисправной фазы становится равным нулю. Однако напряжение между фазой и землей оставшихся двух исправных фаз остается на уровне нормального фазного напряжения, поскольку потенциал нейтрали фиксируется на уровне потенциала земли.Это позволяет изолировать оборудование по фазному напряжению. Следовательно, есть экономия на стоимости оборудования.

4. Становится проще защитить систему от замыканий на землю, которые часто возникают в системе. Когда есть замыкание на землю на любой фазе системы, между точкой замыкания и заземленной нейтралью протекает большой ток замыкания. Это позволяет легко управлять реле замыкания на землю.

К недостаткам твердого заземления можно отнести:

1.Поскольку большинство неисправностей в воздушной системе являются замыканиями между фазой и землей, система должна выдерживать большое количество сильных ударов. Это приводит к нестабильности системы.

2. Прочное заземление приводит к сильным токам замыкания на землю. Поскольку неисправность должна устраняться автоматическими выключателями, сильные токи замыкания на землю могут вызвать возгорание контактов выключателя.

3. Повышенный ток замыкания на землю приводит к большим помехам в соседних линиях связи.

Заявки:

Жесткое заземление обычно используется там, где полное сопротивление цепи достаточно велико, чтобы поддерживать ток замыкания на землю в безопасных пределах. Данная система заземления используется для напряжений до 33 кВ при суммарной мощности не более 5000 кВА.

Электрическое заземление с использованием эффективных, твердотельных и низкоомных методов

Эффективное заземление обладает лучшими характеристиками для управления переходными перенапряжениями, простотой переключения и стоимостью, среди прочего.Однако этот метод создает самые высокие токи замыкания на землю с потенциально опасными последствиями. Метод с низким импедансом снижает уровни тока замыкания на землю до безопасных значений, сохраняя некоторые преимущества эффективного заземления. Эта схема требует вставки импеданса (реактора или резистора) в нейтраль энергосистемы.

В предыдущих статьях освещалось назначение нейтрали системы заземления: ограничение перенапряжений на фазах звука, управление током замыкания на землю для уменьшения повреждений, повышение безопасности и обеспечение возможности устройств защиты обнаруживать и устранять неисправность.Компромисс необходим, так как эти свойства могут противоречить друг другу. Вот где пригодится эффективное заземление.

Сравнение надежного и эффективного заземления

Лучшим методом контроля перенапряжений является надежное или надежное заземление.

Этот метод обеспечивает питание подключенных между фазой и нейтралью нагрузок без риска обнаружения опасных напряжений между нейтралью и землей при возникновении замыкания на землю. Кроме того, простые схемы заземления изолируют дефектные участки сети.

Однако эффективно заземленная система также имеет самые высокие значения токов замыкания на землю, которые могут находиться в диапазоне от нуля до трехкратного значения трехфазного тока короткого замыкания.

Прежде чем двигаться дальше, необходимо пояснить разницу между надежным и эффективным заземлением.

Что такое надежное заземление?

Жесткое заземление означает, что между нейтралью и землей силовых трансформаторов, заземляющих трансформаторов или генераторов намеренно не установлено полное сопротивление.Но это не цепь нейтрали с нулевым сопротивлением, потому что электрические машины и системные атрибуты накладывают реактивное сопротивление в цепи нулевой последовательности. Величина тока замыкания на землю зависит от констант и конфигурации энергосистемы, любого сопротивления замыкания и места замыкания.

Что такое эффективное заземление?

Термин «твердое заземление» ограничен и превратился в основную концепцию эффективного заземления, которая рассматривает электрические постоянные сети в том виде, в каком они видны при неисправности.

Разумный способ определить степень заземления энергосистемы — это отношение тока замыкания на землю к току трехфазного замыкания. Чем выше коэффициент, тем выше заземление, например, 25%, 60%, 100%.

Стандарты ANSI / IEEE заявляют, что система или ее часть эффективно заземлены, когда отношение реактивного сопротивления нулевой последовательности к реактивному сопротивлению прямой последовательности не превышает трех (Xₒ / X1 ≤ 3), а отношение сопротивление нулевой последовательности реактивному сопротивлению прямой последовательности не больше единицы (Rₒ / X1 ≤ 1) для любых условий работы и любой мощности подключенного генератора.Это означает, что одна и та же энергосистема может быть эффективно заземлена в одной части, но не в других частях, в зависимости от соотношений сетевых постоянных, обнаруженных при неисправности.

Заземление с низким реактивным сопротивлением

Заземление с низким реактивным сопротивлением выполняется путем соединения нейтрали с землей через реактор, что делает его отличным от твердотельного.

Степень заземления зависит от соотношений сетевых постоянных, упомянутых выше, а не от полного сопротивления нейтрали.Когда импедансом является реактор, энергосистема не будет заземлена по реактивному сопротивлению, если отношения констант показывают, что она эффективно заземлена.

Исходя из соотношений постоянных сетей, критерии для определения реактивного сопротивления заземленного:

Xₒ / X1> 3

при неисправности, но меньше значения, необходимого для резонансного заземления.

Вставка низкого реактивного сопротивления, такого что

Xₒ / X1 ≤ 3

неисправен, не имеет реактивного заземления.

При использовании глухозаземленного заземляющего трансформатора его реактивное сопротивление может быть таким, что

Xₒ / X1> 3

, и система считается заземленной по реактивному сопротивлению.

Неправильно подвергать обмотку генератора токам короткого замыкания, превышающим трехфазный ток на выводах. В генераторах токи замыкания на землю выше, чем токи трехфазного замыкания, поскольку внутреннее сопротивление замыкания на землю меньше, чем полное сопротивление трехфазных замыканий. Сильный ток вызывает чрезмерный нагрев и механические силы.

Подходящий токоограничивающий импеданс, такой как реактор с низким реактивным сопротивлением, должен быть установлен в нейтрали, чтобы избежать повреждения генератора.

В системах передачи и распределения, без непосредственно подключенных вращающихся машин, нейтрали трансформаторов обычно эффективно заземлены, а реакторы не являются типичными.

Ток замыкания на землю должен находиться в диапазоне от 25% до 100% от тока трехфазного замыкания. Менее 25% может вызвать опасные переходные перенапряжения. Выберите значение реактивного сопротивления, необходимое для ограничения тока замыкания на землю до желаемой величины.

Соотношение

  • Xₒ / X1 = 10 при 25%

  • Xₒ / X1 = 1 при 100%

  • Xₒ / X1 = 3 при 60%

Ограничение тока замыкания на землю до 60% от тока трехфазного замыкания является границей между эффективным заземлением и заземлением по реактивному сопротивлению.

При установке 100% реактора в нейтрали генератора система не заземлена по реактивному сопротивлению, а эффективно заземлена, по определению, и максимальный вклад тока короткого замыкания этого генератора в короткое замыкание линии на землю в любом месте системы за пределами генератор будет его трехфазным током короткого замыкания.

Низкоомное заземление

В США низкоомное заземление является наиболее популярным методом ограничения тока замыкания на землю. Значение сопротивления намного ниже, чем при высокоомном методе, и составляет от 5% до 20% от тока трехфазного замыкания.Некоторые приложения ограничивают ток заземления примерно от 50 до 600 А.

Типичный резистор на 400 А пропускает ток, достаточный для срабатывания защитных реле для быстрого устранения неисправности. Эти резисторы также рассчитаны на время. Стандартное значение — 10 с, потому что, как и при эффективном заземлении, ответвление отключится после первого замыкания на землю.


Плюсы и минусы эффективного и низкоомного заземления

Эффективный метод заземления не вызывает чрезмерных переходных перенапряжений, поиск неисправностей прост, защитные реле выборочно отделяют поврежденную зону, требуемый уровень изоляции невелик, а стоимость минимальна.Однако величины тока замыкания на землю могут существенно колебаться от очень малого до значения выше трехфазного, что отрицательно сказывается на энергосистеме.

Метод низкого импеданса ограничивает ток замыкания на землю до значения, которое не повреждает генераторы, силовые трансформаторы или другие устройства в энергосистеме и соответствует схеме защиты, необходимой для выборочного устранения повреждения. Неисправности устраняются немедленно, и метод обеспечивает более высокую безопасность, но стоимость массива выше, чем при эффективном заземлении.

Есть особенности для низкоомного и низкоомного заземления:

  • Низкое реактивное сопротивление не может адекватно ограничить ток замыкания на землю до уровня менее 25% от тока трехфазного замыкания, потому что могут возникнуть повреждающие переходные перенапряжения.

  • Низкое сопротивление может ограничивать ток замыкания на землю до значений ниже, чем при низком реактивном сопротивлении, и иметь такой же риск повреждения перенапряжения, защиты оборудования и угрозы безопасности людей.

Области применения

NEC требует, чтобы большинство низковольтных систем питания было надежно заземлено. В части II статьи 250, озаглавленной «Заземление системы», перечислены правила, которые можно и нельзя делать при напряжениях менее и более 1 кВ.

Как правило, рекомендуется эффективное заземление для систем низкого (≤ 1 кВ) и среднего (> 15 кВ) напряжения в промышленных и коммерческих приложениях. При напряжении выше 15 кВ по экономическим соображениям необходимо использовать эффективное заземление, что может привести к снижению уровня изоляции и отсутствию необходимости в заземляющем оборудовании.

Системы передачи и распределения коммунальных услуг — это в основном воздушные линии, которые не имеют потенциальной опасности больших токов заземления, как при использовании изолированных кабелей. Следовательно, рекомендация является эффективным заземлением.

Линии передачи и распределения очень длинные, что делает преобладающим полное сопротивление нулевой последовательности и снижает величину тока замыкания на землю до значения ниже, чем ток трехфазного замыкания. Ограничение тока нейтрали в распределительных сетях усложняет обнаружение удаленных неисправностей, создавая угрозу для людей и имущества.

Эффективное заземление может обеспечить ток короткого замыкания, достаточный для плавления предохранителей в трансформаторах с первичной защитой только при замыкании на землю вторичной обмотки.

Заземление с низким сопротивлением не рекомендуется в системах низкого напряжения (≤ 1 кВ), поскольку тока короткого замыкания может быть недостаточно для срабатывания автоматических выключателей и предохранителей, защищающих от межфазных замыканий и замыканий на землю.

Низкое сопротивление является предпочтительным методом в энергосистемах среднего напряжения (1000

При достижении низких значений тока короткого замыкания улучшенные характеристики переходных перенапряжений заземления с низким сопротивлением способствуют использованию этого метода в генераторах, а заземление с низким сопротивлением в большинстве случаев заменяет заземление с низким реактивным сопротивлением.

Заземление с низким реактивным сопротивлением используется в генераторах для снижения токов замыкания на землю до величин, равных или меньших, чем ток трехфазного замыкания, но не ниже 25% от последнего для предотвращения переходных перенапряжений.

Автотрансформаторы

имеют низкое реактивное сопротивление нулевой последовательности, которое помогает генерировать большие токи замыкания на землю. Реактор, вставленный в нейтраль, снижает ток до трехфазного значения или меньше.

Гибридное заземление с высоким сопротивлением (HHRG)

Как упоминалось в предыдущей статье, заземление генераторов среднего напряжения через низкое сопротивление обеспечивает достаточный ток замыкания на землю для стабилизации смещения нейтрали и обеспечивает правильную работу схемы защиты от замыкания на землю.Но когда неисправность находится внутри генератора, заземление с низким сопротивлением не может предотвратить повреждение, вызванное током замыкания на землю.

Рабочая группа IEEE / IAS предложила метод гибридного высокоомного заземления (HHRG). Цель HHRG — минимизировать повреждение генераторов при внутреннем замыкании на землю. При использовании метода HHRG обычная система заземляется с низким сопротивлением, правильно реагирует на внешние замыкания на землю и переключается на заземление с высоким сопротивлением (HRG) в случае внутреннего замыкания на землю генератора.

Для получения дополнительной информации см. «Анализ переходных процессов переключения и спецификации для практических приложений гибридных заземленных генераторов с высоким сопротивлением», подготовленный рабочей группой IEEE / IAS, представленный на конференции IEEE IAS по целлюлозно-бумажной промышленности в Бирмингеме, штат Алабама, в 2009 году.

Обзор эффективного и низкоомного заземления

В глухозаземленной энергосистеме соединение с землей генератора, трансформатора или нейтрали заземляющего трансформатора не включает намеренно введенный импеданс.Но нейтраль не имеет нулевого импеданса из-за импедансов в цепи нулевой последовательности. Отношение тока замыкания на землю / тока трехфазного замыкания обычно описывает степень заземления. Стандарты ANSI / IEEE используют константы энергосистемы, чтобы определить, что система или ее часть эффективно заземлены, когда Xₒ / X1 ≤ 3 и Rₒ / X1 ≤ 1.

Эффективно заземленные сети генерируют самый высокий ток замыкания на землю. Это значение может варьироваться от низкого до нескольких тысяч ампер, что представляет опасность для людей и оборудования.

Метод заземления с низким сопротивлением в основном используется для защиты генераторов путем ограничения уровня тока замыкания на землю до значения, меньшего или равного току трехфазного замыкания. Импеданс может быть реактором или резистором.

Нижний предел тока замыкания на землю при заземлении с низким реактивным сопротивлением составляет 25% от тока трехфазного замыкания. Более низкие значения могут вызвать разрушительные переходные перенапряжения.

Заземление с низким сопротивлением может ограничить ток замыкания на землю до более низких значений, чем заземление с низким реактивным сопротивлением, с меньшим риском создания повреждающих перенапряжений.Эта возможность более высокого ограничения тока является основной причиной предпочтения заземления с низким сопротивлением заземлению с низким реактивным сопротивлением.

Подробнее о том, как рассчитать эффективное и низкоомное заземление для энергосистемы s.

Когда использовать надежно заземленную систему?

Заземление с очень низким импедансом

Как видно из названия, глухозаземленная система — это система , в которой нейтраль системы напрямую соединена с землей без создания какого-либо преднамеренного сопротивления в цепи заземления.

Когда использовать глухозаземленную систему (на фото: стержень на месте с прикрепленным соединительным проводом к заземляющему электроду; кредит: diynetwork.com)

При соответствующем выборе типа и количества заземляющих электродов можно получить очень заземление с низким сопротивлением, иногда всего 1 Ом .

Система с глухим заземлением плотно соединяет нейтраль с землей и гарантирует, что при замыкании на землю в одной фазе напряжение исправных фаз относительно земли не возрастет до значений, значительно превышающих значение при нормальном условия эксплуатации.

Рисунок 1 — Обнаружение замыкания на землю с использованием разрыва треугольного соединения — в условиях замыкания на землю

Преимущества этой системы

1. Повреждение легко обнаруживается и, следовательно, быстро изолируется с помощью устройств защиты цепи. Довольно часто защита от короткого замыкания (например, автоматические выключатели или предохранители) также достаточна для обнаружения и изоляции замыканий на землю.

2. Легко идентифицировать и выборочно отключать неисправную цепь , так что питание других цепей или потребителей может оставаться неизменным (сравните это с незаземленной системой, где в системе, возможно, придется серьезно нарушить работу системы, чтобы обеспечить обнаружение. неисправной цепи).

3. Отсутствие переходных перенапряжений.


Недостаток

Главный недостаток заключается в том, что при применении в распределительных цепях с более высоким напряжением (5 кВ и выше) очень низкое полное сопротивление заземления приводит к чрезвычайно высоким токам короткого замыкания, почти равным или в некоторых случаях превышающим системные трехфазные токи короткого замыкания.

Это может увеличить номинальные характеристики разрывной нагрузки оборудования, которое будет выбрано в этих системах.

Такие высокие токи могут не иметь серьезных последствий, если произойдет отказ распределительных проводов (воздушных или кабельных). Но когда неисправность происходит внутри устройства, такого как двигатель или генератор, такие токи приведут к значительному повреждению активных магнитных частей , через которые они протекают, достигая земли.

По этим причинам использование твердого заземления нейтрали ограничено системами более низкого напряжения (380 В / 480 В). обычно используется в помещениях потребителей.Во всех остальных случаях всегда используется какая-либо форма сопротивления заземления для уменьшения повреждения критически важных компонентов оборудования.


2014 NEC — Система заземляющих электродов (ВИДЕО)

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Ссылка: Практическое заземление, соединение, экранирование и защита от перенапряжения Г. Виджаярагхаван, Марк Браун и Малкольм Барнс (покупайте печатную копию на Amazon)

Соответствующий контент EEP с рекламными ссылками

Незаземленный, надежно заземленный, и заземленные через сопротивление

Незаземленные, глухозаземленные и заземленные через сопротивление системы


НЕЗЕМНАЯ СИСТЕМА


Преимущества

• Возможна работа с одной неисправной фазой


Недостатки

• Замыкания на землю трудно обнаружить
• Переходные перенапряжения повреждают оборудование



СИСТЕМА С НАДЕЖНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ


Преимущества

• Устраняет переходные перенапряжения
• Возможность выборочного отключения


Недостатки

• Дорогостоящие повреждения в месте неисправности
• Не может работать при замыкании на землю
• Опасность дугового замыкания на землю
• Повышенный риск дугового разряда



СИСТЕМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ


Преимущества

• Сниженное повреждение в месте повреждения и риск дугового разряда
• Устраняет переходные перенапряжения
• Упрощает определение места замыкания на землю
• Непрерывная работа при замыкании на землю
• Возможность выборочного отключения
• Отсутствие опасности дугового разряда при замыкании на землю


Недостатки

• Отказ резистора заземления нейтрали приводит к неработоспособности токоизмерительной защиты от замыканий на землю



Преобразование систем с глухим заземлением в системы с заземленным сопротивлением


Резистивное заземление защищает систему от опасности возникновения дугового разряда, вызванного замыканиями на землю, и обеспечивает метод непрерывной работы или упорядоченную процедуру отключения.(По оценкам, замыкания на землю составляют 98% всех электрических неисправностей.)


Поскольку имеется нейтральная точка источника питания, прочное соединение между нейтралью и землей заменяется заземляющим резистором. Этот резистор ограничивает ток замыкания на землю до заданного значения, обычно 5 А для систем на 480 В (ток емкостной зарядки системы обычно меньше 3 А). Ограничивая ток замыкания на землю до 5 А или менее, исключается опасность дугового разряда, связанная с замыканиями на землю.Это обеспечивает непрерывную работу во время первого замыкания на землю.


Во время замыкания на землю в системе с заземленным сопротивлением (RG) происходит сдвиг напряжения (тот же сдвиг, что и в незаземленных системах). Поврежденная фаза падает до ~ 0 В, неповрежденные фазы повышаются до линейного напряжения по отношению к земле, а нейтральная точка повышается до линейного напряжения по отношению к земле.


Примечание по проектированию 1 : Преобразование NGR для системы с глухим заземлением требует подключения нейтрали к существующей энергосистеме, как правило, на главном трансформаторе или распределительном устройстве.См. Рисунок 2.

Примечание по проектированию 2 : Сдвиг напряжения требует, чтобы оборудование было полностью рассчитано на линейное напряжение по отношению к земле. Это может потребовать перенастройки или замены TVSS, VFD, счетчиков и т. Д.

Примечание по проектированию 3 : Сдвиг напряжения также ограничивает нейтральное распределение. Нейтраль обычно не может быть распределена из-за повышения ее потенциала во время замыканий на землю. Однофазные нагрузки с линейным напряжением должны обслуживаться изолирующим трансформатором 1: 1 или преобразованы в линейные нагрузки.

Примечание по проектированию 4 : сквозной ток резистора должен быть больше, чем ток емкостной зарядки системы (см. Раздел I). 15

Замечание по проектированию 5 : Системы защиты, координации и оповещения зависят от целостности NGR. Рекомендуется мониторинг с помощью монитора SE-330 или SE-325 NGR.

Три различных типа заземления

Сегодня я собираюсь дать вам краткий обзор трех различных типов систем заземления, которые важны.

Базовое представление системы заземления

Этими тремя системами являются:

  1. Незаземленные системы
  2. Системы с заземлением через сопротивление
  3. Системы с глухим заземлением

Я уже немного рассказал о том, что такое заземление, в том числе дал краткий обзор того, почему мы это делаем и для чего оно используется. Если вы еще не читали эту статью, прочтите ее, прежде чем продолжить.
Прочитали, что такое заземление? Хорошо, давайте перейдем к теме сегодняшнего дня.

«Эй, подожди», — можете подумать вы: «Мы только что закончили читать о том, как важно заземление для безопасности! Зачем нам незаземленные системы? » Ответ заключается в том, что у действительно не должно быть незаземленных систем, но они существуют, и у них есть свои цели.
Видите ли, незаземленная система — это не на самом деле незаземленная. Электрически ваша система подключена к земле через емкость между линиями и землей, поэтому вы можете сказать, что это система
с заземленной емкостью .Мы называем это просто незаземленным из-за условностей и потому, что нет прямого физического соединения между какой-либо из ваших линий электропередач и землей.

Преимущества

У незаземленной системы есть несколько преимуществ. Во-первых, поскольку ваша система никогда физически не связана с землей, у вас будет незначительный ток замыкания на землю. Например, в 3-фазной системе, поскольку весь ток замыкания на землю является емкостным, когда у вас есть одно замыкание на землю в незаземленной системе, ток и напряжение, которые вы потеряете, незначительны и вместо этого переносятся. двумя другими строками.Это позволяет вам беспрепятственно продолжать работу во время одиночного замыкания на землю.
Другим большим преимуществом является то, что из-за незначительного тока замыкания на землю можно использовать специальные незаземленные системы, чтобы минимизировать риск поражения людей электрическим током. Отличным примером может служить медицинское оборудование в больнице: пациент напрямую подключен к аппарату, и в случае неисправности электричество могло бы пройти через пациента в землю. Поскольку ток замыкания на землю в незаземленной системе незначителен, ток питания не будет проходить от устройства через пациента в землю.

Недостатки

Конечно, недостатки незаземленной системы очевидны. Если есть неисправность, вы теперь используете два провода, чтобы провести ток, который был отведен для трех проводов: увеличение тока и напряжения приведет к увеличению тепла, а дополнительное тепло приведет к гораздо более быстрому износу вашей изоляции. Изношенная изоляция может привести к ненужному повреждению вашей электрической системы, особенно двигателей.
Другим большим недостатком незаземленной системы является то, что обнаружение неисправностей невероятно сложно и требует много времени.Каждую линию необходимо тестировать индивидуально, что является очень медленным процессом, полностью прерывающим обслуживание. Альтернативные издержки отказа в незаземленной системе очень высоки.
Незаземленные системы были нормой в 40-х и 50-х годах, но поскольку их недостатки перевешивают преимущества в большинстве сценариев, сегодня вы не увидите слишком много новых незаземленных систем.

Заземление через сопротивление — это соединение между нейтралью и землей через резистор. Этот резистор используется для ограничения тока короткого замыкания через нейтральную линию: если ваше напряжение не меняется, то ваш ток зависит от размера резистора в соответствии с законом Ома (V = IR).

Преимущества перед незаземленными системами

Поскольку ток в нейтрали контролируется, а не незначителен, системные перенапряжения также контролируются. Этот пониженный ток и пониженное перенапряжение означают пониженное тепловыделение, что сводит к минимуму износ вашей электрической системы. Это особенно важно для обеспечения безопасности ваших двигателей, поскольку пониженный ток не повредит магнитное железо двигателя (ремонт дорогостоящий). Сниженные токи также снижают риск поражения электрическим током и опасности дугового разряда / взрыва.
Существует два типа резистивного заземления: заземление с высоким сопротивлением и заземление с низким сопротивлением.

Заземление с высоким сопротивлением

Заземление с высоким сопротивлением обычно используется для ограничения тока замыкания на землю до <10 ампер. Низкий ток замыкания на землю также означает, что, как и в случае с незаземленной системой, вы можете продолжать работу системы при одном замыкании на землю. Низкий ток обычно не вызывает срабатывания защитных устройств во время одиночного замыкания на землю.
В целом, вы хотите использовать заземление с высоким сопротивлением, когда вам нужен низкий ток короткого замыкания, но все же вы хотите работать с единичным замыканием. Заземление с высоким сопротивлением обычно наблюдается при модернизации ранее незаземленных систем в дополнение к новым системам.

Заземление с низким сопротивлением

Заземление с низким сопротивлением обычно ограничивает ток замыкания на землю в пределах от 100 до 1000 ампер. Это дает то же преимущество, что и заземление с высоким сопротивлением, в том, что вы можете контролировать ток замыкания на землю, что означает, что вы можете спроектировать свою систему так, чтобы выдерживать токи без повреждений.
Системы заземления с низким сопротивлением имеют преимущество срабатывания защитных устройств при возникновении неисправности. Их цель состоит в том, чтобы немедленно отключить питание цепи, и поэтому, в отличие от систем заземления с высоким сопротивлением, система заземления с низким сопротивлением не будет поддерживать работу во время одиночного замыкания линии на землю.
Заземление с низким сопротивлением также снижает перенапряжение и используется в системах среднего напряжения 15 кВ или меньше, обычно там, где используются большие генераторы / двигатели.

Надежное заземление — это то, что вы получаете, когда подключаете систему напрямую к земле без какого-либо сопротивления.Заземление обычно подключается к системе в нейтральной точке, например, нейтральной клемме генератора или трансформатора.

Плюсы и минусы

Прочное заземление, как и резистивное заземление, может значительно снизить перенапряжения в вашей электрической системе. Однако системы с глухим заземлением могут иметь большой ток замыкания на землю. В результате системы с глухим заземлением не могут работать при замыкании на землю (поскольку весь ток в системе идет от замыкания на землю).
Прочное заземление имеет два основных назначения:

  • В системах с напряжением 600 В или ниже можно использовать твердое заземление, если нет необходимости поддерживать работу неисправной цепи.
  • В системах с напряжением 15 кВ или выше твердое заземление может использоваться, если по какой-либо причине желательны высокие токи замыкания на землю, например, быстрое обнаружение замыкания на землю (поскольку большой ток наверняка приведет к срабатыванию защитных устройств).
  • Вы можете использовать незаземленные системы, если хотите, чтобы ток замыкания на землю был незначительным.
  • Заземление через сопротивление предлагает преимущества незаземленных систем без риска больших перенапряжений.
  • Прочное заземление снижает перенапряжения, но имеет высокие токи замыкания на землю.

В конце концов, тип заземления, который вы используете для своей системы, будет зависеть от того, какой тип заземления лучше всего соответствует вашим потребностям и бюджету.

Связанные

Основы систем заземления

Следует ли устанавливать систему заземления: незаземленную, сплошную или с высоким сопротивлением? Этот вопрос задают многие дизайнеры и установщики.Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Чтобы принять правильное решение, вы должны полностью понимать плюсы и минусы каждого типа системы. Но сначала вы должны также понимать различные типы неисправностей, которые могут возникать в вашей системе, и с какой частотой они могут появляться.

Неисправности и отказы. Неисправности могут привести к повреждению оборудования и сооружений, увеличить расходы из-за потери производственного времени и привести к травмам сотрудников и даже к смертельному исходу. К четырем типам неисправностей относятся:

  • КЗ на землю, которые составляют около 98% всех отказов.

  • Междуфазные замыкания, на которые приходится около 1,5% всех сбоев.

  • Трехфазные неисправности, составляющие менее 0,5% всех неисправностей и часто вызываемые человеческим фактором. Невозможность удаления прерывателя заземления, оставление групп заземления в системах и подъем кузова грузовика в систему с разомкнутыми проводами могут вызвать этот тип неисправности.

  • Дуговые замыкания — это периодические отказы между фазами или фазой на землю. Это прерывистые токи, которые попеременно ударяют, гаснут и снова ударяют.

Теперь, когда мы рассмотрели различные типы неисправностей, которые могут появляться в электрической системе, пришло время сделать обзор трех основных типов систем заземления, с которыми вы можете столкнуться в полевых условиях.

Системы заземления.

1. Незаземленный. Электроэнергетические системы, которые работают без намеренного заземления, называются незаземленными. Хотя эти системы были стандартными в 40-х и 50-х годах, они используются до сих пор.Основное преимущество этого типа системы заземления заключается в том, что она обеспечивает низкое значение протекающего тока и надежность во время повреждения. К сожалению, этот тип системы также имеет ряд серьезных недостатков. Одним из основных недостатков незаземленной системы является сложность обнаружения замыкания на землю. Поиск неисправности — это трудоемкий процесс. По этой причине это часто делается по выходным, чтобы компании не приходилось прекращать нормальные производственные процессы. Кроме того, неисправность должна быть обнаружена и быстро устранена, потому что, если возникает вторая неисправность, неисправность действует как межфазное замыкание, расширяя процесс ремонта.

Преимущества

  • Предлагает низкое значение тока, протекающего при межфазном замыкании на землю (5 А или меньше).

  • Не представляет опасности вспышки для персонала в случае случайного замыкания линии на землю.

  • Обеспечивает непрерывную работу процессов при первом возникновении замыкания на землю.

  • Низкая вероятность перерастания дугового замыкания линия-земля в междуфазное или трехфазное замыкание.

Недостатки

  • Трудно обнаружить замыкание на землю.
  • Не контролирует переходные перенапряжения.

  • Стоимость обслуживания системы выше из-за трудозатрат на обнаружение замыканий на землю.

  • Второе замыкание на землю в другой фазе приведет к межфазному короткому замыканию.

2. С глухим заземлением. Этот тип системы заземления чаще всего используется в промышленных и коммерческих энергосистемах, где заземляющие проводники подключаются к заземлению без намеренного добавления импеданса в цепи.Главный вторичный автоматический выключатель — жизненно важный компонент, необходимый в этой системе, хотя он не имеет отношения к другим системам заземления. Этот компонент имеет большие размеры, потому что он должен выдерживать полный ток нагрузки трансформатора. В системе заземления этого типа часто используются резервные генераторы на случай, если из-за неисправности производственный процесс остановится. Когда это происходит, генераторы надежно заземляются. Однако важно отметить, что генераторы не рассчитаны на больший ток короткого замыкания, связанный с глухозаземленными системами.

Система с глухим заземлением имеет высокие значения тока в диапазоне от 10 кА до 20 кА. Этот ток протекает через заземляющие провода, строительную сталь, кабелепровод и водопроводные трубы, что может вызвать серьезные повреждения оборудования и остановить производственные процессы. Когда происходит замыкание на землю, искрение может вызвать вспышки — обычно в оконечной коробке. В этом замкнутом пространстве вода превращается в пар, вызывая оконечную коробку. Чтобы найти неисправность, все, что вам нужно сделать, это проследить за дымом.

Преимущества

  • Хороший контроль переходных перенапряжений между нейтралью и землей.

  • Позволяет пользователю легко находить неисправности.

  • Может питать нагрузку с нейтралью.

Недостатки

  • Создает серьезную опасность вспышки дуги.

  • Требуется покупка и установка дорогостоящего главного выключателя.

  • Незапланированная остановка производственного процесса.

  • Возможность серьезного повреждения оборудования во время неисправности.

  • Высокие значения тока короткого замыкания.

  • Вероятное перерастание однофазного короткого замыкания в трехфазное.

  • Создает проблемы в основной системе.

3. Высокоомное заземление. Системы заземления с высоким сопротивлением (HRG) обычно используются на заводах и фабриках, где непрерывная работа процессов имеет первостепенное значение в случае неисправности. Заземление с высоким сопротивлением обычно достигается путем подключения стороны высокого напряжения однофазного распределительного трансформатора между нейтралью системы и землей и подключения резистора ко вторичной обмотке низкого напряжения для обеспечения желаемого более низкого значения тока заземления на стороне высокого напряжения.В системе HRG обслуживание поддерживается даже при замыкании на землю. Если неисправность все-таки происходит, сигнальные индикаторы и световые индикаторы помогают пользователю быстро найти и исправить проблему или позволяют упорядоченно остановить процесс. Система HRG ограничивает ток замыкания на землю в пределах от 1 до 10 А.

Преимущества

  • Ограничивает ток замыкания на землю до низкого уровня.

  • Снижает опасность поражения электрическим током.

  • Управляет переходными перенапряжениями.

  • Снижает механические нагрузки в цепях и оборудовании.

  • Обеспечивает непрерывность обслуживания.

  • Уменьшает падение напряжения в сети, вызванное возникновением и устранением замыкания на землю.

Недостатки

Заземление электрической системы — это решение, с которым многие из нас сталкиваются ежедневно. Как мы видели, существует несколько методов для выполнения этой задачи, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.Как проектировщик или специалист по установке, вы должны принять окончательное решение о том, когда лучше всего установить наиболее подходящую систему.

Джек Вудхэм, ИП, старший инженер-электрик компании Jedson Engineering, Inc.

Примечание редактора: Информация, представленная в этой статье, основана на презентации, сделанной на симпозиуме по заземлению в октябре 2002 г. и организованной Post Glover Resistors.

Выбор вариантов заземления систем электроснабжения.

Выбор твердого заземления, заземления с низким или высоким сопротивлением зависит от области применения энергосистемы и степени допустимого прерывания питания.

Жесткое заземление с низким или высоким сопротивлением? Это вопрос, который задают те, кто занимается проектированием или модернизацией энергосистем. Ответ зависит от некоторых важных факторов. Чтобы сделать правильный выбор, разработчик должен иметь полное представление о конфигурации системы, благоприятных характеристиках и недостатках.Также требуется относительная важность включенного процесса или нагрузки.

Таблица на лицевой странице включает сравнение характеристик этих различных методов заземления. Посмотрим на них повнимательнее.

Историческая справка

Большинство старых промышленных предприятий питались от незаземленных трехфазных трехпроводных сетей, работающих по схеме «треугольник». Многие из этих систем используются до сих пор. Этот выбор системы был основан на двух факторах. Во-первых, наиболее эффективно использовалась проводящая медь.Во-вторых, при первом замыкании на землю не протекал ток короткого замыкания, что считалось и остается преимуществом в некоторых приложениях, хотя существует опасность поражения электрическим током.

Однако на многих промышленных предприятиях были замечены множественные отказы электродвигателей, которые были вызваны серьезными перенапряжениями, вызванными дуговым разрядом или резонансным замыканием на землю в незаземленных системах. Чтобы предотвратить эти перенапряжения, нейтрали многих энергосистем были заземлены, как правило, жестко. Было много факторов, которые способствовали переходу к прочно обоснованным системам, и эти факторы все еще важны сегодня.

Во-первых, твердое заземление очень эффективно ограничивает максимальное напряжение между фазой и землей. Во-вторых, он позволяет обслуживать нагрузки между фазой и нейтралью без возникновения опасных напряжений между нейтралью и землей в условиях замыкания на землю. В-третьих, простые и эффективные системы реле заземления могут использоваться для изоляции дефектной части системы в условиях замыкания на землю.

Ограничения на твердое заземление

Однако у надежного заземления есть некоторые ограничения. В системах среднего напряжения (СН) (от 2400 В до 35 кВ) даже при хорошем реле защиты от замыканий на землю повреждение в точке повреждения может быть чрезмерным.Фактически, эта проблема привела к обычному использованию заземления с низким сопротивлением, которое позволяет пропускать от нескольких сотен до нескольких тысяч ампер тока замыкания на землю. Такая практика снижает повреждение от короткого замыкания до приемлемого уровня, поддерживая при этом достаточный ток замыкания на землю для эффективного отключения неисправной части системы.

Кроме того, глухозаземленные системы низкого напряжения (НН) в диапазоне от 480 до 600 В имеют две другие проблемы. Первая проблема связана с проблемами приложения.Некоторые пользователи предпочитают поддерживать обслуживание, если это возможно, при наличии замыкания на землю в системе или, по крайней мере, организовывать упорядоченное контролируемое отключение. Это особенно актуально для таких непрерывных производств, как производство электроэнергии, нефтепереработка, химическая и сталелитейная промышленность, а также бумажная промышленность. Поскольку многие из этих энергосистем работают в горячем состоянии, электрики подвергаются значительной опасности вспышки из-за возможного замыкания линии на землю, вызванного неправильно установленным инструментом.

Во-вторых, поскольку большинство таких систем полагаются на устройства максимального тока фазы для защиты от замыканий на землю, возможно иметь разрушающую дугу силой в несколько тысяч ампер в течение нескольких минут без инициирования автоматического отключения.

Чтобы преодолеть проблемы нежелательного отключения, опасности вспышки и перегорания, сохраняя при этом защиту от переходных перенапряжений заземленной системы, было разработано заземление с высоким сопротивлением.

Pro аргументы с высоким сопротивлением

Заземление с высоким сопротивлением включает заземление нейтрали системы через сопротивление, ограничивающее протекание тока замыкания на землю до значения, равного или немного превышающего емкостной зарядный ток системы. Это значение выбрано, потому что это самый низкий уровень протекания тока замыкания на землю, при котором перенапряжения в системе могут быть эффективно ограничены.Увеличение протекания тока улучшает контроль перенапряжения за счет увеличения повреждения в точке повреждения; уменьшение протекания тока снижает вероятность повреждения в месте повреждения за счет увеличения риска перенапряжения.

Заземление с высоким сопротивлением применимо к системам распределения питания низкого и среднего напряжения, обслуживающих 3-фазные, 3-проводные нагрузки или линейные, однофазные нагрузки. Он эффективно контролирует переходные перенапряжения при замыканиях на землю, сводит к минимуму повреждение от дуги и опасность вспышки в точке замыкания и позволяет продолжать работу системы при замыкании на землю при напряжениях 5 кВ и ниже.

Компоненты системы высокоомного заземления

Система заземления с высоким сопротивлением состоит из пяти основных частей: нейтрали системы, сопротивления заземления, детектора неисправностей и схемы аварийной сигнализации [ТАБЛИЧНЫЕ ДАННЫЕ ОПРЕДЕЛЕННЫ], схемы обнаружения неисправностей и упаковки для этих компонентов. Строго говоря, требуются только первые два пункта; однако полезность системы заземления без трех других элементов существенно ограничена.

Система нейтральная. Безусловно, самый простой способ получить нейтраль системы — использовать нейтраль силового трансформатора или генератора, соединенного звездой, который питает систему.В любой новой системе рекомендуется использовать этот метод.

В существующих системах, соединенных треугольником (или в новых системах, которые должны быть соединены треугольником, чтобы обеспечить параллельное соединение с существующими системами), нейтраль может быть получена с помощью группы из трех небольших трансформаторов, соединенных звездой на первичной обмотке и треугольником на первичной обмотке. вторичный. Номинальное напряжение первичной обмотки должно быть равно линейному напряжению системы, поскольку трансформаторы, подключенные к незаземленным фазам, будут видеть это напряжение в условиях твердого замыкания на землю на одной фазе.Вторичная обмотка должна быть рассчитана на 120 В для удобства обнаружения неисправности. Номинал кВА должен быть выбран таким образом, чтобы номинальный первичный ток трансформатора был равен или превышал 1/3 выбранного тока заземления системы, поскольку ток заземления делится поровну между тремя трансформаторами.

Например, если вы решили заземлить систему на 2400 В, чтобы мог протекать ток заземления 10 А, требуемый размер трансформатора равен 2400 умноженным на 10, деленным на 3, или 8000 ВА. Таким образом, будут использоваться три стандартных трансформатора 10 кВА.

Сопротивление заземления. Сопротивление заземления определяет величину протекающего тока замыкания на землю. Поскольку желаемое значение зависит от емкостного зарядного тока системы, зарядный ток должен быть определен до того, как можно будет выбрать резистор. Единственный точный метод определения этого тока для любой данной системы — это измерение.

Поскольку измерение невозможно на этапах проектирования установки, обычной практикой является оценка емкостного зарядного тока, обеспечение резистора с ответвлениями, который допускает несколько настроек в диапазоне расчетного тока, выполнение необходимых измерений и установка резистора на время установки.

Было накоплено достаточно данных по системным измерениям, чтобы позволить достаточно точные оценки системных емкостных зарядных токов для различных систем.

Было установлено, что типичные значения емкостных зарядных токов следующие.

Системы

* 480 В: обычно менее 1 А, максимум около 5 А.

Системы

* 2400 В и 4160 В: от 2 до 7 А.

Системы

* 13,8 кВ: от 10 до 20 А.

Эти значения относятся к внутризаводским энергосистемам, таким как вспомогательные системы для систем генерации или системы распределения для промышленных предприятий.Системы распределения электроэнергии будут иметь более высокие значения из-за большей длины проводника.

(июльский выпуск 1994 г., «Что нужно знать о заземлении с высоким сопротивлением»)

Определение необходимого сопротивления

После оценки зарядного тока системы и выбора значения тока замыкания на землю определяется значение требуемого сопротивления. Для систем на 480 В очень практичный резистор заземления может быть сделан из четырех резисторов 77 Ом номиналом 750 Вт, 240 В. каждый.Они могут быть соединены в различных последовательно-параллельных схемах для создания соответствующего тока.

Низковольтные системы с подключением по схеме «треугольник». Чаще всего подключают батарею заземляющего трансформатора к вторичной обмотке 480 В и вставляют сопротивление между нейтралью этой батареи и землей, как показано на рис. 1, без подключения нагрузки к вторичной обмотке. Как показано, ток замыкания на землю может быть ограничен до 1,2 А сопротивлением 277, деленным на 1,2, или 230,8 Ом. Таким образом, три резистора сопротивлением 77 Ом, соединенные последовательно, обеспечат это значение.

MV системы, подключенные по схеме треугольника. Для систем среднего напряжения, имеющих силовой трансформатор с соединенной треугольником вторичной обмоткой, батарея заземляющего трансформатора подключается к вторичной обмотке силового трансформатора, а сопротивление заземления подключается во вторичной обмотке этой батареи, как показано на рис. 2. Это позволяет устранить неисправность. -обнаружение и расположение компонентов схемы, которые будут работать на уровне вторичного напряжения. При таком подключении вторичный ток может быть рассчитан путем умножения первичного тока трансформатора на коэффициент трансформации.Это ток, протекающий через резистор заземления, и его значение определяет номинальный постоянный ток заземляющего резистора. Напряжение на резисторе в условиях замыкания на землю в 1,732 раза больше вторичного напряжения батареи заземляющего трансформатора, или 208 В для номинального тока 120 В. Требуемое сопротивление заземления можно определить по этим значениям тока и напряжения. Для примера, показанного на рис. 2, коэффициент трансформации равен 4160, деленному на 120, или 34,67 к 1. Для тока короткого замыкания 5 А первичный ток будет равен 5, деленному на 3, или 1.67A; вторичный ток будет 1,67 умножить на 34,67 или 57,9 А. Требуемое сопротивление заземления будет 208 делить на 57,9 или 3,6 Ом. Это будет видно по току короткого замыкания как высокое сопротивление при отражении в первичной обмотке.

MV, соединенные звездой. Для силового трансформатора с вторичной обмоткой, соединенной звездой, первичная обмотка однофазного заземляющего трансформатора подключается между нейтралью и землей, а резистор подключается во вторичной цепи, как показано на рис. 3. Номинальное напряжение на первичной обмотке. трансформатора должно быть, по крайней мере, равным линейному напряжению системы и может быть равно линейному напряжению системы, если это более удобно.Номинальная мощность в кВА должна быть выбрана таким образом, чтобы номинальный первичный ток трансформатора не превышал ток замыкания на землю системы. Номинальное вторичное напряжение может составлять 120 или 240 В. Вторичный ток в условиях замыкания на землю будет равен току замыкания на землю системы, умноженному на коэффициент передачи трансформатора. Вторичное напряжение в условиях замыкания на землю будет равняться напряжению между фазой и нейтралью системы, деленному на коэффициент трансформации. Используя эти значения, можно рассчитать сопротивление и мощность резистора заземления.Значения, показанные на рис. 3, являются результатами для тока замыкания на землю 5А. Обратите внимание, что омическое значение отличается от значения на рис. 2, но требуемая мощность такая же.

Как и в системах низкого напряжения, производители обычно поставляют резисторы с ответвлениями, которые покрывают диапазон ожидаемых значений. Полевые измерения определят окончательную настройку.

Что можно и нельзя делать с заземлением с высоким сопротивлением

При использовании системы заземления с высоким сопротивлением необходимо соблюдать следующие правила.

* Используйте заземление с высоким сопротивлением для ограничения переходных перенапряжений без отключения заземленного оборудования при возникновении первого замыкания на землю (5 кВ и ниже).

* Используйте чувствительные реле замыкания на землю для отключения выключателей, запитывающих неисправные элементы системы при напряжении выше 5 кВ.

* Обеспечьте выполнение процедур технического обслуживания для обнаружения и устранения замыканий на землю сразу после обнаружения.

* Проверьте все системы на предмет действительного емкостного зарядного тока системы при установке и соответствующим образом установите заземляющий резистор.

* Не используйте заземление с высоким сопротивлением там, где должны обслуживаться 3-фазные, 4-проводные нагрузки.

* Не используйте заземление с высоким сопротивлением вместо надлежащего обслуживания системы.

* Не предусматривайте дополнительных заземляющих соединений на другом электрическом оборудовании при использовании заземляющего оборудования с высоким сопротивлением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.