Схема заземления и зануления: Особенности заземления и зануления | Полезные статьи

Содержание

Защитное зануление электроустановок, назначение, принцип действия, схема заземления

Статьи

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 10k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Зануление — это специально предусмотренное электрическое подключение открытых токопроводящих частей потребителей электроэнергии:

к нейтральной точке генератора (трансформатора) в сетях трехфазного тока,
к глухозаземленныму выводу сети однофазного напряжения,
к заземленной точке источника постоянного тока.

Такое подключение выполняется в целях обеспечения электробезопасности человека.

Для обеспечения подключения незащищенных от прикосновения токопроводящих частей электропотребителей к нейтральной точке источника электроэнергии предусмотрено применение нулевого защитного проводника.

Нулевой защитный проводник (обозначается PE – проводник для системы TN – S) — токопроводящая цепь, соединяющая открытые токопроводящие поверхности и глухозаземленную нейтральную точку на источнике питания в трехфазных сетях или заземленный вывод однофазной сети, или заземленную среднюю точку источника постоянного тока.

Следует различать понятия нулевого защитного проводника и нулевого рабочего или PEN – проводника. Рабочий нулевой проводник (обозначается, как N – проводник для системы TN – S) – это провод в электропотребителях напряжением до 1 кВ, применяемый для обеспечения электропитания, который соединен с глухозаземленным нейтральным выводом на генераторе или трансформаторе в сетях трехфазного тока, либо с глухозаземленной точкой на источнике однофазного тока, либо с глухозаземленным выводом на источнике в сети постоянного тока.

На практике допускается применение совмещенного (обозначается, как PEN — проводник для системы TN– C) нулевого защитного и нулевого рабочего проводника. Его роль выполняет цепь в электропотребителях напряжением до 1 кВ, совмещающая нулевой защитный и нулевой рабочий проводник. Использование зануления требуется для осуществления защиты человека от воздействия электрического тока при его прикосновении к токоведущим поверхностям за счет быстрого снижения напряжения на корпусе электропотребителя относительно земли, сопровождаемого быстрым отключением электроустановки от питающей сети

Содержание

Зануление электроустановок
Принцип действия защитного зануления
Принципиальная схема зануления
Зануление и заземление. В чем разница между ними?

Рабочее и защитное заземление
Зануление и заземление

Зануление электроустановок

Обязательное защитное зануление необходимо выполнять на:

электроустановках напряжением питания до 1 кВ (трехфазные сети переменного тока, имеющие заземленную нейтраль). Чаще всего это сети переменного тока напряжением 380/220, реже — 660/380 В;
электроустановках напряжением питания до 1 кВ (однофазные сети переменного тока, имеющие заземленный вывод). Напряжение, как правило – 220 вольт;
электроустановках постоянного тока с напряжением до 1 кВ в сетях, имеющих заземленную среднюю точку источника.

Физически зануление осуществляется специальным проводом, имеющим надежный электрический контакт с открытыми токоведущими поверхностями электропотребителей.

Принцип действия защитного зануления

В случае замыкания фазного провода на корпус электропотребителя, имеющий зануление, возникает электрическая цепь тока с коротким замыканием (происходит замыкание фазного и нулевого защитного проводников). Появление тока короткого замыкания приводит к срабатыванию токовой защиты. Как следствие, происходит отключение такой электроустановки от электропитающей сети. Попутно, до наступления срабатывания автоматической токовой защиты обеспечивается снижение напряжения на поврежденном корпусе относительно земли. Это связано с наличием защитного действия повторного заземления на нулевом защитном проводнике и перераспределения напряжений в сети вследствие протекания тока в короткозамкнутой цепи.

Принципиальная схема зануления

Рассмотрим схему заземления:

Мы искренне надеемся, что наша статья помогла вам понять определение заземления, его назначение и принцип действия.

Зануление и заземление. В чем разница между ними?

Рабочее и защитное заземление

Зануление и заземление

<div id="yandex_rtb_4" class="yandex-adaptive classYandexRTB"></div> <script type="text/javascript">if(rtbW>=960){var rtbBlockID="R-A-744165-3";} else{var rtbBlockID="R-A-744165-5";} window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({renderTo:"yandex_rtb_4",blockId:rtbBlockID,pageNumber:4,onError:(data)=>{var g=document.createElement("ins");g.className="adsbygoogle";g.style.display="inline";if(rtbW>=960){g.style.width="580px";g.style.height="400px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");}else{g.style.width="300px";g.style.height="600px";g.setAttribute("data-ad-slot","9935184599");} g.setAttribute("data-ad-client","ca-pub-1812626643144578");g.setAttribute("data-alternate-ad-url",stroke2);document.getElementById("yandex_rtb_4").appendChild(g);(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});}})});window.addEventListener("load",()=>{var ins=document.getElementById("yandex_rtb_4");if(ins.clientHeight =="0"){ins.innerHTML=stroke3;}},true);</script>

Оцените автора

Схема подключения заземления в загородном доме

Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.

Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.

Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению

Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.

Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1. 7 ПУЭ 7-го издания. Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).

От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм² для меди и 50 мм² для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм² для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54. 1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.

Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления

Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.

Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители — сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).

При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.

Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. 1.7.94 ПУЭ 7-го издания).

Зависимость схемы подключения от типа системы заземления

Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая – заземление открытых частей электрооборудования.

Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).

Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.

Система заземления TN-S

Рисунок 1. Система TN-S

На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.

Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.

Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.

Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S

Рисунок 2. Система TN-S

Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком — отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.

К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TN-C-S

Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.

Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.

Рисунок 3. Схема главного распределительного щита

Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.

Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)

Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S

Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).

Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ — и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TТ

Рисунок 6. Система TT

Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.

При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.

Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.

Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).

Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT

Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT

Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.

Заключение

Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.

Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:

способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.

Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C — TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.

Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в Технический центр ZANDZ.com!

Смотрите также:

Защита частного дома от перенапряжений
Молниезащита частного дома
Пример расчёта молниезащиты частного дома и бани
Видеозапись вебинара с профессором Э. М. Базеляном “Защищаем частный сектор”
Заземление для молниезащиты (требования, оборудование)

Смотрите также:

типов заземления | Что такое заземление? Его значение и типы

Заземление является важной частью любой электрической системы. Правильно заземленная система спасет жизни от поражения электрическим током, а также защитит устройства/оборудование. Но что такое заземление? Что нужно для заземления? Существуют ли различные типы заземления? Если так, то кто они? Давайте рассмотрим основы заземления / заземления.

Краткое описание

Что такое заземление?

Заземление (в США) или заземление (в Великобритании) — это процесс заземления электрических систем, приборов и металлических корпусов. Здесь земля относится к физическому соединению с Землей, которая действует как точка отсчета, а также обратный путь для тока.

Основная цель заземления — обеспечить путь с низким сопротивлением для прохождения электричества. Мы можем реализовать соединение с землей с помощью заземляющего электрода. Таким образом, мы можем держать все нетоконесущие проводники, такие как металлический каркас/корпус компьютера, стиральная машина, сушилка, электродрель и т. д., под напряжением 0 В.

Стандартная система заземления состоит из двух частей. В первой части все отдельные ответвленные цепи состоят из провода (заземляющего провода), который мы присоединяем к металлическому каркасу распределительных коробок, приборов, инструментов и т. д. Все заземляющие провода от отдельных ответвленных цепей доходят до панели главного выключателя и подключиться к шине заземления.

Вторая часть системы заземления состоит из большого медного провода (известного как проводник заземляющего электрода), который соединен с заземляющим стержнем, закопанным в землю.

Важность заземления

Давайте поймем важность заземления на небольшом примере. Предположим, что есть большой электрический прибор, такой как стиральная машина, и горячий провод касается металлического корпуса машины из-за аварии. Если аппарат правильно заземлен, т. е. металлический корпус аппарата подключен к заземляющей шине на панели главного выключателя, происходит следующее.

Ток от горячей проволоки пройдет через металлический корпус машины. Так как мы подключили заземляющий провод оборудования, ток по этому проводу течет на главный щит обслуживания вместо нулевого провода. В результате автоматический выключатель, если эта цепь сработает.

Если бы это была незаземленная система, то ток от металлического корпуса проходил бы через тело человека, вступившего в контакт с машиной. Человеческое тело обеспечит легкий путь для прохождения тока через землю. Это приведет к сильному поражению электрическим током. GFCI или прерыватель цепи замыкания на землю (в виде розетки/розетки GFCI или прерывателя GFCI) очень полезны для этого. Инженеры разработали их специально для обнаружения замыкания на землю и размыкания цепи.

Другой случай – накопление статического напряжения из-за ударов молнии. Во время удара молнии электромагнитный импульс от молнии индуцирует напряжение в металлическом корпусе прибора, такого как стиральная машина. Поскольку мы подключили металлический корпус к заземляющему проводнику, он будет принимать это импульсное напряжение на панель главного выключателя, а затем передавать его на заземляющий электрод.

Различные типы заземления

Мы можем классифицировать заземление на основе сетей низкого и высокого напряжения.

Системы низкого напряжения

В сетях низкого напряжения, т. е. для снабжения бытовых и малых промышленных потребителей, схема заземления может быть TN, TT или IT.

Здесь первая буква указывает на соединение между трансформатором и землей (T – прямое соединение с землей и I – без соединения с землей). Вторая буква указывает на соединение между электрооборудованием у потребителя и землей (T – местное соединение с землей и N – соединение с землей обеспечивает поставщик электроэнергии).

TN Заземление

В системе заземления TN точка звезды трансформатора (нейтраль) соединяется с землей, а со стороны потребителя к этому соединению подключается заземляющий провод электроприборов. Существует три типа систем TN.

TN-S: Заземляющий и нейтральный проводники разделены и подключены к трансформатору.
TN-C: заземление и нулевой провод одинаковы.
TN-C-S: отдельные заземляющие и нейтральные проводники, но только рядом со стороной потребителя.

TT Заземление

При этом типе заземления заземление на трансформаторе и на потребителе являются независимыми, т. е. точка звезды (нейтраль) на трансформаторе соединена с землей, а местный заземлитель действует как точка заземления на потребитель. Эти две точки не имеют никакой связи.

IT-заземление

При IT-заземлении отсутствует заземление на трансформаторе, но имеется локальное заземление с помощью заземлителя у потребителя.

Системы высокого напряжения

Электростанции, подстанции и т. д. образуют сеть высокого напряжения, которая сильно отличается от распределительных трансформаторов низкого напряжения и потребителей. В этих высоковольтных системах существует три основных типа заземления.

Незаземленные системы
Заземление сопротивления
Системы с глухим заземлением

Незаземленные системы

В незаземленных или незаземленных системах нет прямой связи между точкой звезды (нейтралью) и землей. В этих системах замыкания на землю практически не имеют замкнутых путей и, следовательно, их величина очень мала. Теоретически между проводниками и землей нет потенциала, но в системах переменного тока между проводниками всегда есть емкость. Поэтому мы называем эти системы емкостно-связанными с землей.

Важной особенностью незаземленных систем является то, что, несмотря на то, что междуфазные токи замыкания на землю очень малы, идентифицировать замыкание между фазами очень сложно.

Системы с глухозаземленным заземлением

В системах с глухозаземленным или прямым заземлением точка звезды трансформатора (нейтраль) соединена непосредственно с землей без какого-либо дополнительного сопротивления для ограничения тока.

Заземление сопротивлением

Вы уже догадались, что это за тип заземления. При резистивном заземлении имеется резистор (известный как резистор заземления нейтрали) между точкой звезды (нейтралью) трансформатора и землей. Этот резистор ограничивает ток короткого замыкания, протекающий через нейтральный проводник.

Заземление с высоким сопротивлением

При заземлении с высоким сопротивлением ток короткого замыкания относительно низок, около 10 А или ток, эквивалентный току емкостной зарядки.

Заземление с низким сопротивлением

При заземлении с низким сопротивлением ток короткого замыкания относительно велик, около 50 А в некоторых местах. Значение тока короткого замыкания варьируется от области к области.