Мос огород
Назад

Монтаж и эксплуатация электрических сетей

Опубликовано: 12.04.2020
Время на чтение: 9 мин
0
1

Назначение функционального заземления

Для того чтобы понять, что называется рабочим заземлением, следует знать его основное назначение – устранение опасности удара током в случае соприкосновения человека к корпусу электроустановки или к её токоведущим частям, которые в данный момент находятся под напряжением.

Такая защита применяется в сетях с трёхфазной системой распределения тока. Изолированная нейтраль необходима для электросети, где напряжение не превышает 1 кВ. В сетях с напряжением свыше 1 кВ защитное заземление допускается делать с любым режимом нейтрали.

TN и ее разновидности

Существующие системы заземления действующих электроустановок классифицируются по следующим основным признакам:

  • Рабочее состояние нейтрали (глухо заземленная или полностью изолированная).
  • Порядок ее проводки на протяжении всего участка прокладки трассы от подстанции с понижающим трансформатором до электроустановки потребителя.
  • Особенности подключения заземляемой нагрузки к нейтрали.

Основным рабочим документом, определяющим деление на виды заземления на территории России, является ПУЭ (в частности – пункт 1.7). В нем приводится описание характерных признаков, по которым принято дифференцировать действующие системы ЗУ. Их сокращенное обозначение построено на основе сочетания первых букв слов «Terre», «Neuter», «Isole», что переводится с французского языка как «земля», «нейтраль» и «изолированная».

Системы заземления TN
Cхемы заземления TN в 3-х различных исполнениях, обозначаемых как TN-C, TN-S, TN-C-S

Значение каждого символа, применяемого при их обозначении, расшифровывается следующим образом:

  • T – означает заземление вообще.
  • N – это значит, что оно подсоединено к нейтрали.
  • I – изолированное состояние шины.
  • C (от начальной буквы слова «common» или общая жила) – информирует о совместной прокладке или объединении функций рабочего плюс защитного проводников.
  • S (от начального значка английского «select») – означает раздельное использование этих же проводов.

В приведенных способах маркировки по последовательности и виду букв можно судить о способе защиты источника тока и особенностях схем защитного заземления, обустраиваемых на потребительской стороне. При организации промышленных электросетей различают схемы заземления TN, TT и IT. Самая первая из них, относящаяся к наиболее распространенным, встречается в 3-х различных исполнениях, обозначаемых как TN-C, TN-S, TN-C-S. Чтобы четко понимать основные различия этих способов обустройства защиты потребуется рассмотреть каждый из предложенных вариантов более подробно.

Также важно помнить о том, что все токопроводящие корпуса и экраны на потребительской стороне подключаются к нулевому проводнику, подсоединенному к этой же нейтрали (другими словами – они надежно заземляются).

Обустроенная таким образом схема имеет следующую характерную особенность: ее «ноль» или шина N подключена к собственному контуру заземления, имеющемуся на трансформаторной станции. Глухозаземленной такая нейтраль называется потому, что между ней и контуром заземления не устанавливается ни дугогасящего реактора, ни других видов защитных средств. Ниже приводится описание различных модификаций TN.

Согласно использованному в названии буквенному обозначению, для нее характерно объединение двух проводящих ток шин (вспомним, что «C» – это по-английски common или общий провод). Классическая схема заземления TN-C представляет собой традиционную четырех проводную линию энергоснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводником (смотрите фото ниже).

система заземления TN-C
Традиционная четырех проводная линия энергоснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводником

Последняя из обозначенных типов шин представлена в данном случае совмещенным электрическим проводником, со стороны подстанции наглухо заземленным на собственный контур. На приемном конце к нему посредством медных шинок подсоединяются все открытые токопроводящие элементы корпусов и металлические части приборов (кроме того, сюда же подключается рабочий ноль). У этой системы имеется целый ряд недостатков, основные из которых перечислены ниже:

  1. возможность потери защитных функций при случайном обрыве или отгорания нейтрали (нулевой жилы), приводящая к угрозе поражения высоким напряжением;
  2. отсутствие в розетках электросетей отдельного проводника, обеспечивающего полноценное заземление (так называемое «расщепление» на щитке специалистами, как правило, в расчет не принимается);
  3. невозможность организации повторного заземления из-за совмещенности защитных и рабочих функций;
  4. как вынужденная мера – необходимость применять схему защитного зануления, то есть соединять корпус оборудования с нулевым проводом.
Предлагаем ознакомиться  Помещения бани как называются

Высокая скорость срабатывания автоматического выключателя не позволяет опасным токам достичь значений, угрожающих жизни прикоснувшегося к корпусу оборудования человека. Важнейшим ограничением при необходимости организации вынужденной защиты бытовых приборов является запрет на совмещение заземления и уравнивания потенциалов в ванных комнатах квартир.

Сегодня эта схема на практике используется крайне редко; она до сих пор сохранилась лишь в строениях, относящихся к категории старого жилья. Кроме того, ее иногда применяют в электрических сетях, предназначенных исключительно для уличного освещения, в которых вероятность поражения опасным потенциалом очень мала.

Более универсальная и безопасная в плане эксплуатации защитная схема TN-S отличается раздельной прокладкой рабочей и защитной нулевых шин (смотрите фото ниже).

Система заземления TN-S
Более универсальная и безопасная в плане эксплуатации защитная схема TN-S

Она была разработана, а затем внедрена в сетевые структуры действующих электрических подстанций еще в 30-е годы прошедшего века. Одновременно с высоким уровнем безопасности, обеспечиваемым этой системой, данный подход к обустройству защитных цепей имеет один, но очень важный недостаток. Он касается экономической стороны прокладки трасс и связан со значительным расходом кабельного материала (общая длина проводов в этом случае увеличивается вдвое).

Соответственно и издержки на организацию прокладки такой системы заметно возрастают. Еще одним характерным признаком этого способа защиты от поражения электрическим током является увеличение числа проводников, поступающих на вводное распределительное устройство к потребителю.

Для заземления, производимого по методу «наглухо» на стороне источника поставляемой энергии, берется совмещенная нулевая шина. В положениях ГОСТ Р50571 и самой последней (обновленной) версии ПУЭ содержатся рекомендации по обустройству на вновь вводимых объектах системы TN-S, позволяющей обеспечить требуемый уровень безопасности.

С другой стороны ее широкому внедрению во все работающие и запускаемые с нуля энергетические комплексы препятствуют высокие затраты на прокладку кабельных изделий по двум параллельным линиям. Кроме того, этому мешают сложившаяся за многие годы традиция и привязанность энергетики нашей страны к четырехпроводным схемам трехфазного питания (два провода на вводе в квартиру).

TN-C-S

В качестве промежуточного варианта, вобравшего в себя положительные стороны обеих рассмотренных систем, была разработана еще одна схема, отличающаяся следующими особенностями:

  1. для оптимизации расходуемых на ее обустройство средств начальный участок трассы прокладывается в виде совмещенного проводника, а оставшаяся ее часть изготавливается в полностью раздельном виде (как TN-S);
  2. такое разбиение позволяет получить вполне пригодную к эксплуатации систему, не требующую значительных расходов и по безопасности не уступающую второму (раздельному) варианту;
  3. разбиение на два проводника (защитную и нулевую шину) на вводе к потребителю позволяет обособить их функционально именно на этом не очень длинном участке;
  4. благодаря такому приему удается совместить возможность получения полноценного вертикального заземления и сэкономить на прокладываемых проводах;
  5. вертикальное заземление – это вбитые в землю металлические штыри, соединенные на сварку стальными перемычками (последние условно относят к горизонтальным элементам контура).
Предлагаем ознакомиться  Как хранить мед: сколько и при какой температуре

Их наличие позволяет в частном доме организовать полноценное и надежное повторное заземление.

Система TN-C-S
Промежуточный вариант, вобравший в себя положительные стороны рассмотренных систем TN-C и TN-S

При сравнении систем заземления TN-C-S и TN-S необходимо отметить следующие их различия:

  1. у первой из них имеются существенные недостатки, схожие с теми же минусами, что и у полностью совмещенной схемы прокладки нулевых проводников;
  2. они состоят в том, что при случайном повреждении или отгорании провода PEN на участке от трансформаторной подстанции до места расщепления все обслуживаемое оборудование останется без защиты и нуля;
  3. во-вторых, в этом случае по аналогии с первым вариантом, нельзя воспользоваться занулением схемы которое нередко применяется для защиты человека и электрических установок;
  4. в системе TN-S по понятным причинам этого случиться не может, поскольку вся рабочая токовая нагрузка приходится на соответствующий провод N, проложенный отдельно от защитной шины PE.

По этой причине при разработке и внедрении системы TN-C-S действующими нормативными актами предписываются особые меры защиты совмещенного PEN провода от непреднамеренного повреждения.

Как работает защитное (функциональное) заземление

Принцип действия функционального заземления заключается в снижении напряжения между корпусом, который в результате непредвиденной аварии оказался под током, и землёй до безопасной для человека величины.

Монтаж и эксплуатация электрических сетей

Если корпус электроустановки, оказавшийся под током, не оснащён функциональным заземлением, то прикосновение человека к нему равносильно контакта с фазным проводом.

Если учесть, что сопротивление обуви человека, который дотронулся до электроустановки, и пола, на котором он стоит, ничтожно мала относительно земли, то ток может достигнуть опасной величины.

При правильной работы функционального заземления ток, проходящий через человека, будет безопасным. Напряжение во время прикосновения также будет незначительным. Основная часть электроэнергии будет уходить через заземляющий проводник в землю.

Различия между рабочим и защитным заземлениями

Рабочее и защитное заземление отличается друг от друга прежде всего назначением. Если первое необходимо для обеспечения правильной и бесперебойной работы электрооборудования, то второе служит для защиты людей от поражения электрическим током. Также оно защищает и оборудование от поломок в случае пробоя какого-нибудь электрического прибора на корпус. Если здание оборудовано громоотводом, такой тип заземления защитит приборы от перегрузки в случае удара молнии.

Рабочее заземление электроустановок, в случае возникновения чрезвычайной ситуации, сыграет роль защитного, но основная её функция - обеспечение правильной бесперебойной работы электрооборудования.

В неизменном виде функциональное заземление применяют только на промышленных объектах. В жилых домах используется заземляющий проводник, который подводится к розетке. Однако есть бытовые приборы в доме, которые таят в себе потенциальную опасность для потребителя, поэтому не будет лишним заземлить их, используя глухозаземлённую нейтраль.

Домашние приборы, которые требуется подключить к рабочему заземлению:

  1. Микроволновка.
  2. Духовка и плита, которые работают за счёт электричества.
  3. Стиральная машина.
  4. Системный блок персонального компьютера.

Конструкция заземления

risunok1.png

Рабочее заземление представляет собой вбитые в землю железные штыри, играющие роль проводников, на глубину около 2-3 метров.

Предлагаем ознакомиться  Гортензия крупнолистная: подготовка к зиме и обрезка. Укрытие на зиму гортензии крупнолистной

Такие металлические прутья соединяют заземлительные клеммы электрооборудования с шиной заземления, тем самым образуя металлосвязь.

Металлосвязь есть в каждом жилом доме. Это сварная железная конструкция, которая соединяет друг с другом верхние концы заземлителей. Её заводят к вводному щитку дома для дальнейшей разводки по квартирам.

В качестве заземляющего проводника используют шину или провод с сечением не менее 4 кв. мм, окрашенные в жёлтые и зелёные полосы. Кабель в основном используют для переноса функционального заземления от шины к шине.

В целях безопасности проводится периодическая проверка электронного сопротивления металлической связи заземления. Оно измеряется от клеммы заземления электроустановки до наиболее удалённого от неё наземного контура заземления. Показатель сопротивления в любой части рабочего заземления не должен превышать 0,1 Ом.

Чтобы разобраться в том, что называется рабочим заземлением, а также какие требования предъявляются к таким конструкциям, следует знать, что для защиты людей от удара электрическим током, напряжение которого не превышает 1000 В, необходимо заземлять абсолютно все металлические части электрооборудования.

Для чего делают несколько заземлителей

Электроустановку нельзя оснащать только одним заземлителем, поскольку почва является нелинейным проводником. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от напряжения и площади контакта с воткнутыми штырями рабочего заземления. У одного заземлителя площадь контакта с почвой будет недостаточной, чтобы обеспечить бесперебойную работу электроустановки.

Если установить 2 заземлителя на расстоянии в несколько метров друг от друга, то появляется достаточная площадь контакта с землёй. Однако следует помнить, что разносить слишком далеко металлические части заземления нельзя, поскольку связь между ними прервётся. В итоге останется только два отдельно установленных в почву заземлителя, никак не связанных друг с другом. Оптимальное расстояние между двумя контурами заземления составляет 1-2 метра.

Как нельзя осуществлять заземление

Согласно параграфу 1.7.110 ПУЭ, запрещается использовать в качестве рабочего заземления любые виды трубопроводов. Кроме того, запрещено выводить заземляющий кабель наружу и подключать его к неподготовленной контактной площадке на шине. Такой запрет объясняется тем, что каждый металл имеет свой индивидуальный потенциал.

При воздействии внешних факторов образуется гальванический пар, который способствует процессу электроэрозии. Коррозия может распространиться под оболочку заземляющего провода, что повышает опасность его оплавления во время подачи больших токов на контур заземления в случае аварии. Специальная защитная смазка предотвращает разрушение металла, но действует она лишь в сухом помещении.

Также ПУЭ запрещает осуществлять поочерёдное заземление электроустановок друг с другом, подключать более одного кабеля на одну площадку заземляющей шины. Если пренебречь такими правилами, то в случае аварии на одной установке она будет создавать помехи в работе соседа. Такое явление называется электрической несопоставимостью. При неправильном подключении рабочего заземления работы по устранению недостатков опасны для жизни.

Опасность соприкосновения с токоведущими частями

При контакте человека с токоведущими частями электрической цепи или с металлическими конструкциями, которые оказались под напряжением в результате нарушения изоляционного слоя кабеля, возможно поражение электрическим током. Полученная травма проявляется в виде ожога на кожном покрове. От такого удара человек может потерять сознание, возможна остановка дыхания и сердца. Встречаются случаи, когда удар тока при малом напряжении приводит к смерти человека.

, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector