Схема cистемы заземления ТТ и область применнения

Схема cистемы заземления ТТ и область применнения

Общепринятый стандарт, позволяющий добиться безопасной эксплуатации электрического оборудования, предполагает использование заземления. В Правилах устройства электроустановок защитное заземление упоминается в пункте 1.7.51.

Заземление предусматривает объединение открытых токоведущих элементов электрических установок и сетей с заземляющим контуром. Существует несколько способов организации заземления, один из них — система заземления ТТ, о которой и пойдет речь далее.

Принцип действия

Стандарт используется в электросетях с глухозаземленными нейтралями. Система TT функционирует по достаточно простому принципу. Токоведущие элементы соединяют на стороне потребителя. Защитный проводник PE заземляется независимо от нуля (N). Контакт между данными проводниками не допускается. Даже при наличии в непосредственной близости контура заземления нуля защитный проводник заземляется через собственный контур. Не разрешается контактирование контуров друг с другом.

На рисунке внизу показана схема, по которой работает система TT.

Сфера применения

Заземление типа TT нельзя отнести к стандартному способу решения проблемы защиты. Правила устройства электроустановок содержит нормы, указывающие, что в электросетях с глухозаземленной нейтралью следует использовать заземление стандарта TN. Данная система включает несколько подсистем, в том числе TN-S, TN-C, TN-C-S.

Разные варианты имеют свои особенности, но в то же время схожи конструкцией: заземлительные цепи нейтрали трансформатора и электрических установок объединены. Подобный способ защиты наиболее доступен с точки зрения потребителя, подключающегося к сети. Система TN обходится без создания заземлителя на стороне потребителя.

Стандарт TТ применяется, когда необходимы особые меры по обеспечению электробезопасности. Это не всегда достижимо с помощью TN. Правила устройства электроустановок прямо указывают на то, что TT применяется только при невозможности обеспечения стандартом TN требуемого уровня безопасности.

Чаще всего о необходимости установки TT говорят, когда питающая воздушная линия электропередачи находится в плохом техническом состоянии (особенно если построена по временной схеме). Ненадежность электросети влечет высокий риск повреждения заземляющего проводника (потеря электросвязи между заземлителем на подстанции и заземляющей системой потребителя). В результате такого положения любой пробой изоляции приведет к тому, что напряжение на корпусах электрооборудования будет равно рабочему напряжению сети. Таким образом, система TT особенно актуальна как временное решение проблемы защиты какого-либо объекта (например, строительной площадки, вагончиков для рабочих и т. п.).

Стандарт TT применим и в частных домах. Следует заметить, что организация заземления по этой схеме достаточно сложна для домовладельца. Без помощи опытных специалистов скорее всего не обойтись.

Обратите внимание! По Правилам устройства электроустановок заземление по схеме TT не допускается без использования устройства защитного отключения (УЗО).

Устройство защитного отключения — защитная система, предназначенная для аварийного отключения сети. Необходимость в нем возникает при утечке тока, что происходит при повреждении изоляционного слоя. УЗО отзывается на разницу токов, идущих по фазному и нулевому проводникам. В случае нарушения изоляции электрической установки возникает шунтирующая цепь через корпус электроустановки на землю и появляется ток утечки на заземление.

Требования к устройству заземления

Наиболее важный параметр заземляющего устройства — уровень сопротивления. Технические требования к заземлению, построенному по схеме TT, выражаются в следующей формуле:

Если используются несколько УЗО, во внимание принимается дифференциальный ток срабатывания того оборудования, где его значение самое большое. Помимо условия, указанного в формуле, необходимо выполнить основную систему уравнения потенциалов.

Заземление выполняется путем соединения друг с другом следующих конструкционных элементов:

  • заземление объекта;
  • металлические трубы отопительной, канализационной системы, газопроводы, водопроводы (как холодного водоснабжения, так и горячего);
  • металлоконструкции каркаса сооружения;
  • металлические части систем вентиляции и охлаждения воздуха;
  • элементы молниезащиты здания.

к содержанию ↑

Достоинства и недостатки

Главное достоинство стандарта ТТ — независимость от качества линий электропитания, от их потенциального повреждения. Поскольку заземляющее устройство расположено рядом с защищаемым объектом, вероятность обрыва электросвязи резко уменьшается.

Однако создание полноценной защиты по данной технологии сопряжено с большим объемом земляных работ. Не обойтись без УЗО, что делает схему более сложной и дорогостоящей.

Система заземления TT в частном доме

Основным методом предупреждения электротравм является защитное заземление металлического корпуса электроприборов. Надёжность этого вида защиты определяется вероятностью получения человеком электротравмы при нарушении изоляции между элементами, подключёнными к электросети, и корпусом.

В ПУЭ гл.1.7 описываются 5 схем заземления, отличающихся по своей конструкции, самой из которых является схема TN-S. Она предполагает наличие проводника РЕ, проложенного от подстанции до электроприбора. При отсутствии технической возможности смонтировать эту систему используется схема TN-C-S. В Правилах Устройства Электроустановок в п.7.1.13 указано, что этот тип защиты должен заменить схему типа TN-C.

В небольших домах с однофазной электропроводкой и двухжильным вводным кабелем использовать эту схему защиты затруднительно. В таких местах устанавливается система заземления TT.

Основным отличием этой схемы является то, что заземляющий проводник PE соединён не с заземлённой средней точкой вторичной обмотки питающего трансформатора, а с контуром заземления, который смонтирован рядом с зданием. Именно к нему присоединяются заземляющие контакты розеток и металлические корпуса электроприборов.

В данной статье рассмотрим принцип работы и схему исполнения системы заземления TT и в каких случаях ее предпочтительно применять.

Область применения

Защитное заземление типа ТТ отличается от других схем. Согласно ПУЭ 1.7.57 в бытовых сетях используется подключение сетей к трансформатору с глухозаземлённой нейтралью TN. В этой схеме питания заземляющие контакты в розетках и на клеммнике соединены с заземлённой нейтралью трансформаторной подстанции.

Схема защиты TN имеет несколько разновидностей, отличающихся способом соединения заземляющих контактов в розетке с зпземлённой средней точкой вторичной обмотки трансформатора:

  • TN-C – заземляющий проводник отсуствует. Вместо него используется нейтральный провод. Не обеспечивает необходимой безопасности, поэтому в жилых зданиях не применяется.
  • TN-C-S – от нейтрали питающего трансформатора проложен один проводник PEN, совмещающий функции нулевого и заземляющего проводников. В водном щитке в здании он разделяется на два провода – нейтраль N и заземление РЕ. Место разделения дополнительно заземляется. Это самая распространённая схема из-за простоты переоборудования в неё схемы защиты типа TN-C.
  • TN-S – заземляющий провод РЕ проложен от подстанции к электроприборам без разрывов и соединения с нейтралью. Самый надёжный метод защиты.
Читайте также:  Профессиональный инструмент электрика

В ПУЭ гл.1.7 указаны условия выбора каждого из видов защиты. Если эти требования выполнить невозможно, то устанавливается система заземления TT. Чаще всего при заземлении дома схема TT в зданиях с вводом по воздуху, выполненным двумя проводами. Провода, проложенные ещё в советское время, в плохом состоянии и разделение PEN проводника на РЕ и N на вводе в дом не обеспечивает необходимого уровня защиты.

Ещё одна причина выполнить монтаж защиты здания по схеме TT – плохое техническое состояние магистральных воздушных линий. Согласно требованиям ПУЭ п.1.7.102 провод PEN должен заземляться на столбах, по которым он проложен. Естественно, за много лет, прошедших с момента прокладки, контур заземления на многих опорах вышел из строя.

Эти требования вызваны тем, что при обрыве провода РЕN и отсутствии повторного заземления на металлических элементах корпуса электроприбора окажется опасное для жизни напряжение.

В связи с этим система заземления TT применяется на дачах, в охотничьих домиках, временных сооружениях на стройках и других аналогичных ситуациях. Достоинство этой конструкции в том, что для изготовления заземления достаточно простого землеройного инструмента и электросварки.

В связи с тем, что сопротивление заземления может быть недостаточным для надёжной защиты и отключения автоматического выключателя, в ПУЭ п.1.7.59 указывается на обязательность установки УЗО или дифавтомата. Ток утечки, появляющийся при замыкании на корпус или прикосновении к элементам, находящимся под напряжением, человека, достаточен для срабатывания этой защиты.

Важно! Использовать заземление в качестве нейтрального провода нельзя. Это приведёт к быстрой коррозии контура и его разрушению.

Расшифровка обозначения схемы TT

Название и расшифровка системы заземления ТТ указывает на её основные особенности:

  1. 1. Т (англ. terra – земля) . Показывает, что нейтраль источника питания, как в системах TN, подключена к заземлению без автоматов и переключателей.
  2. 2. Т (англ. terra – земля) . Указывает, что все элементы корпуса подключены к защитному заземлению возле здания.

Из названия видно, что заземление РЕ не связано с питающим трансформатором и подключается к собственному контуру заземления. Именно наличие этого контура является основным отличием схемы заземления ТТ от систем типа TN, в которых корпус оборудования и заземляющие клеммы соединены с нейтралью источника питания проводами PE или PEN.

Схема исполнения системы заземления TT

Принцип работы защиты типа ТТ заключается в том, что провод заземления РЕ подключается к независимому контуру заземления и не связан с источником питания. При этом элементы конструкции здания и коммуникации оказываются заземлёнными и не соединёнными с источником питания.

Даже при установке трансформаторной подстанции рядом со схемой заземления TT контур нейтрали трансформатора и контур заземления не соединяются.

Важно! Соединять провода РЕ и N в системе TT между собой напрямую или через другие элементы запрещено. Это автоматически превращает схему в защиту типа TN-C-S

Какие требования предъявляются к системе TT

В ПУЭ 1.7.59 указывается, где применяется система заземления TT и основные технические условия для этой конструкции.

1. Установка УЗО

Система ТТ является более опасной и не обеспечивает такую же надёжную защиту от поражения электрическим током, как схема TN-S. Поэтому при монтаже этой схемы является обязательной установка на все линии электропроводки УЗО с порогом срабатывания тока утечки не более 30мА.

Такое требование аргументировано тем, что при перекрытии фазы на заземленный корпус оборудования ток короткого замыкания может быть настолько мал, что автоматический выключатель не сработает. Следовательно, единственной защитой в этом случае будет Устройство Защитного Отключения (УЗО).

2. Отсутствие связи между N и PE проводниками

Нейтральный провод N и заземляющий РЕ запрещено соединять между собой. Именно это разделение является отличительной особенностью системы типа ТТ.

В ПУЭ п.1.7.59 указано, что она применяется только в том случае, если требования для других схем защиты невозможно выполнить, а соединение N и РЕ преобразовывает схему TT в одну из систем типа TN, требования к которой в данной ситуации невыполнимы.

3. Качественный контур заземления

Одним из основных элементов защиты типа TT является контур заземления. В отличие от других схем он находится возле здания с этой защитной системой. Главным параметром контура является его сопротивление. Для надёжной работы контур необходимо регулярно осматривать и проверять его прибором для проверки заземления.

Достоинства и недостатки

У системы защиты типа ТТ есть достоинства, делающие её удобной для применения в некоторых случаях. Повреждения линии электропередач не влияют на безопасность людей, а монтаж заземления в электропроводке не требует замены или реконструкции питающей линии.

Опасность для жителей дома появляется только в случае одновременного отказа УЗО, нарушения изоляции между токоведущими частями и корпусом и нарушении работы заземляющего устройства. Именно контур заземления является слабым местом этой системы.

Для качественного монтажа этого элемента необходимо выполнить значительный объём земляных работ, а в дальнейшем конструкцию следует периодически осматривать и проверять по правилам, указанным в ПУЭ п. 1.8.36 .

Читайте также:  Светодиодная лампа не включается

Система заземления TT! В каких случаях использовать систему заземления TT?!

Официально именно заземление считается основным способом защиты от удара током. Имеется в виду защита при работе с оборудованием и устройствами, функционирующими от электропитания по кабелю. Название способа недвусмысленно намекает на способ осуществления – открытые проводники тока физически стыкуются с контуром заземления. Причем организовать эту систему безопасности можно по-разному, с учетом особенностей конструкции оборудования и сетей. Обычно тип системы выбирают при проектировании или по предписанию.

Система заземления TT ориентирована на сети с глухим заземлением нейтрали. Токопроводящие элементы заземляемого оборудования обеспечиваются защитой со стороны потребителя, т.е. нет контакта между заземлением у нового подключившегося к сети и заземлителем трансформатора – тот на подстанции защищен отдельно, по другой системе.

Когда применяют систему TT?

Сейчас она еще не стала обыденной – в ПУЭ для сетей с глухим заземлением нейтрали рекомендуется система TN . Там тоже есть разные варианты, но объединяет их характерная черта: общее заземление нейтрали трансформатора и электрооборудования у потребителей, т.е. контуры объединены. Причина проста: так проще организовать защиту при подключении к сетям новых потребителей – не надо на каждом объекте заземление делать.

Но если система TN явно не обеспечит должного уровня безопасности, делают TT . Чаще всего этот вариант востребован при электропитании по открытым кабелям (по воздуху), когда состояние линий из рук вон плохое, особенно если они временные. Это явный риск повреждения заземлителя, т.е. возможно нарушение контакта заземления на подстанции с потребителями. Как следствие, если случится пробой изоляции, при касании электроприборов напряжение тока окажется как в рабочем режиме конкретной сети. Неудивительно, что система TT популярна для обеспечения безопасности объектов с временным электропитанием – к примеру, строительных площадок.

Уже который год наблюдается рост строительства частного жилья. И в моде всяческая автономия – своя канализация, скважина и прочее. Но личное заземление электросети – удовольствие и недешевое, и трудоемкое. Не всякий домовладелец может себе позволить строительство заземляющего устройства, чтобы оно соответствовало всем действующим правилам. А еще систему предварительно должны спроектировать квалифицированные специалисты, выбрать и установить автоматическую защиту (УЗО). А в довершение эксплуатацию готового контура придется согласовывать с электроснабжающей организацией – или строить собственную электростанцию.

Официальные требования к устройству защиты

Согласно ПУЭ, эксплуатация оборудования с заземлением по системе TT без УЗО запрещена. Должен быть механизм, отключающий оборудование при появлении тока утечки, когда повреждается изоляция. Устройство автоматически срабатывает от разности потенциала тока, идущего по нулевому кабелю и по фазе. Конечно, утечку оно не прекращает, но перенаправляет на заземлитель.

Определяющая характеристика защитного контура – сопротивление. Есть официальные требования к нему и для системы TT: R≤50B/Iср.узо. Если в системе стоит сразу несколько приборов УЗО, учитывают дифференциальный ток по наибольшему значению. При организации заземления обязательно выполняется уравнивание потенциалов – соединяются заземлитель объекта, молниезащита, трубы инженерных коммуникаций (водо- и газопровод, отопление и пр.), каркас защищаемой постройки и все металлическое в вентиляции.

Выглядит готовая система TT как контур вокруг всего защищаемого объекта, сделанный из пластины либо прутка. И еще видна связь с собственным заземлителем, скрытым в грунте.

Плюсы и минусы системы TT

Основное преимущество очевидно: местное заземление надежнее связи через линии электропитания. Уровень безопасности выше, локальная система неуязвима для повреждений на линиях. Чем ближе заземление к защищаемому объекту – тем ниже риск обрыва связи .

Главный недостаток тоже упоминался выше – хлопоты при сооружении полноценной защиты, стоимость этой затеи и сроки ее реализации. Придется выполнять земляные работы, нести расходы, внедрять в систему УЗО. Но расходы времени и денег меркнут перед риском синхронного пробоя фазы на защищенный электроприбор и несрабатывания УЗО. Открытые линии и система безопасности могут оказаться под напряжением питающей сети из-за неисполнения выключателем прямой функции – отключения при повреждении линии снабжения. Т.е. фазу замкнет, но ток окажется недостаточным для автоматического срабатывания предохранителя. Тогда вся надежда на систему уравнивания потенциала. Причем развитая защита в две ступени – насущная необходимость для локальных сетей с отдельным заземляющим контуром.

Альтернативные варианты

Например, в частном доме вместо системы TT можно обустроить TN-C-S . Также практикуются версии TN-C, TN-S. В наших реалиях очень много кабелей на опорах подвешено без изоляции и повторного заземления, поэтому если нужна максимальная безопасность, TT отлично подойдет. Так реально заземлить привезенную ненадолго бытовку, большую емкость или конструкцию из металла, киоск, практически любую комнату с изолирующей отделкой стен.

Важный момент: защита по системе TT всегда независима. Никакой связи с рабочим проводником не должно быть и даже если его контур заземления совсем рядом, все равно нужен отдельный. Зато полная изоляция любых металлических конструкций и поверхностей гарантирована.

Технические подробности

В групповых линиях должны быть УЗО не выше 30 мА, чтобы защитить от касания либо тока утечки. Также рекомендуется УЗО на вводе от 100-300 мА, что формирует селективную защиту в две ступени – для частного дома в самый раз. Нулевой рабочий кабель не должен соединяться с шиной и местным заземлением.

На случай атмосферного перенапряжения тоже нужна защита, особенно для бытовых электроприборов. Есть стандартные устройства: ОПН, УЗИП, ОПС. Они ограничивают перенапряжение, в т.ч. импульсное. Есть требования ПУЭ по сопротивлению заземляющего контура – каким должен быть ток срабатывания защиты. Например, для УЗО с уставкой на 30 мА этот показатель заземлителя не должен превышать 1666 Ом, а для уставки на 100 мА – до 500 Ом. Эти цифры являются минимальными для заземления по системе TT .

Читайте также:  Ноль и земля

Чтобы контур заземления удовлетворял вышеописанным критериям, достаточно забить в грунт вертикально металлический прут либо уголок, длиной не меньше 2 м. Но лучше закопать несколько таких заземлителей – сильно длинные не надо, 2,5 м хватит.

Рекомендации

Здравый смысл и практический опыт подсказывают, что выполнять проектирование и электромонтаж заземления должны исключительно квалифицированные специалисты. По любой системе, а тем более – относительно новой TT . И пользоваться готовым заземлением надо правильно, регулярно осматривая состояние контура и связи, проверяя исправность, что тоже должен делать специалист. Безопасности много не бывает, короткое замыкание не промахнется.

В каких случаях применяется система заземления ТТ

  • Общее описание и принцип действия
  • Область применения
  • Требования к устройству заземления
  • Достоинства и недостатки

Общее описание и принцип действия

Применение системы ТТ распространяется на электрические сети, нейтраль которых глухо заземлена. Суть этого способа заключается в том, что токопроводящие части электрооборудования соединяются с заземляющим устройством, находящимся на стороне потребителя. Электрическая связь между этим устройством и тем заземлителем, к которому подключена нейтраль трансформатора на подстанции, отсутствует.

На рисунке схематически изображена система ТТ, по которой произведено заземление здания:

Область применения

Рассмотрим, в каких случаях применяется данный тип заземления. Следует заметить, что система ТТ является в некотором роде неординарной мерой. ТN система — это система, нейтраль источника питания которой глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников. (ПУЭ п.1.7.3). Согласно этому же пункту ПУЭ системой ТТ называется система с глухозаземленной нейтралью источника питания, но при этом в отличии от системы ТN открытые проводящие части электроустановки заземляются заземляющим устройством, электрически независимым от глухозаземленной нейтрали источника. Система ТN имеет несколько разновидностей, общей конструктивной чертой которых является объединение цепей заземления нейтрали трансформатора и электроустановок потребителя. Защита, выполняемая по такому принципу, наиболее легко выполнима с точки зрения потребителя, осуществляющего подключение к электрической сети. Эта система не требует сооружения заземляющего устройства на объекте потребителя.

Применение заземления ТТ предписывается только в тех случаях, когда система TN не обеспечивает необходимого уровня безопасности. Обычно это имеет место при неудовлетворительном техническом состоянии питающей воздушной линии, особенно сооруженной по временной схеме. В таких условиях, как правило, высока вероятность повреждения заземляющего проводника, то есть, потеря электрической связи между заземляющим устройством на подстанции с заземляющими цепями потребителя. Эта ситуация чревата тем, что при пробое изоляции, напряжение прикосновения к корпусам электрооборудования может оказаться равным рабочему напряжению сети. По этой причине, основной сферой применения схемы ТТ служат объекты, электроснабжение которых носит временный характер. Например, строительные площадки, вагончики и т.п.

Довольно часто встречаются случаи, когда заземление ТТ применяется в частном доме или на даче. Реализация такой схемы достаточно трудоемка, особенно для частного владельца. Вопросы, как сделать заземлитель и установить УЗО, смогут решить, пожалуй, только специалисты. Построить на своем участке заземляющее устройство, отвечающее требованиям правил, под силу не каждому владельцу. К сказанному можно также добавить, что применение системы следует согласовать с организацией, осуществляющей электроснабжение.

В соответствии с п.1.7.59 ПУЭ, эксплуатация электрооборудования, заземление которого выполнено по системе ТТ, запрещена без использования УЗО. На рисунке 2 проиллюстрирована схема подключения УЗО.

Устройство защитного отключения (УЗО), это система защиты, осуществляющая отключение установки при возникновении тока утечки, обусловленного повреждением изоляции. Этот аппарат реагирует на разность токов, протекающих по фазному и нулевому проводам, поэтому называется автоматическим выключателем дифференциального тока. При повреждении изоляции электроустановки, образуется шунтирующая цепь через корпус оборудования на землю. В результате образуется ток утечки на заземление.

Требования к устройству заземления

Самой важной характеристикой заземляющего устройства является его сопротивление. Требование к этому параметру, если заземление выполнено по системе ТТ, можно выразить следующим образом (ПУЭ п.1.7.59):

R ≤ 50B/Iср.узо

При этом, в случае применения нескольких устройств защитного отключения, учитывается дифференциальный ток срабатывания того устройства, где он имеет максимальное значение.

Кроме этого требования, должна быть выполнена основная система уравнения потенциалов (п.1.7.60 ПУЭ). Суть мероприятия заключается в соединении между собой следующих конструкций:

  • Заземляющее устройство, выполненное на объекте.
  • Металлические трубопроводы отопления, водоснабжения (холодного и горячего), канализации, газоснабжения.
  • Металлические конструкции, относящиеся к каркасу здания.
  • Металлические детали вентиляционных систем, а также систем кондиционирования.
  • Заземляющее устройство, входящее в состав молниезащиты частного дома.

Достоинства и недостатки

Перечислим плюсы и минусы, которые несет с собой заземление ТТ. К безусловному плюсу следует отнести определенную независимость от возможных повреждений линии питания в плане безопасности. Наличие местного заземляющего устройства, расположенного в непосредственной близости от объектов заземления делает крайне маловероятным обрыв связи с ним.

С другой стороны, сооружение полноценного заземляющего устройства, которое имеет необходимые характеристики, дело достаточно хлопотное, требующее производства земляных работ. Сюда же нужно добавить необходимость использования УЗО, что усложняет схему и требует дополнительных финансовых затрат.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезные видео по теме:

Теперь вы знаете, в каких случаях применяется система заземления ТТ и что она собой представляет в целом. Надеемся, эта статья была для вас полезной и интересной!

Рекомендуем также прочитать: