Системы заземления TN, TNC, TNS, TNCS, TT, IT — основные отличия

Системы заземления TN, TNC, TNS, TNCS, TT, IT — основные отличия

Вступление

Заземление является основный мерой такой защиты. Именно по этому, нужно четко понимать и представлять, чем различаются системы заземления TN, TNC, TNS, TNCS, TT, IT придуманные, человечеством, в разных точках мира в зависимости от развития своих электросетей.

Что такое заземление

Фактически, заземление это намеренное (!) соединение частей электроустановки, которые могут проводить ток, с естественным или искусственным заземлителем.

В свою очередь, заземлитель это проводник, имеющий необходимый, поверхностный или глубинный, контакт с землей.

Формально, любой железный прут, вбитый в землю является заземлителем. Фактически, чтобы стать заземлителем, вбитый прут должен иметь нормативное электрическое сопротивление. По норме ПУЭ 7 разд. 1.7.101 это не более 2,4,8 Ом при 660, 380 и 220В (три фазы) и 380, 220 и 127В (одна фаза).

Также по нормативам, в качестве заземлителя могут выступать железные части строения и сооружений электрически связанные с землей. Но опятьтаки, при выполнении определенных условий. А именно: сопротивление должно быть в нормативе, напряжение прикосновение должно быть в нормативе и естественный заземлитель должен быть достаточно надежен, чтобы не разорваться в аварийной ситуации, например, при коротком замыкании.

Что такое нейтраль

В электротехнике нейтралью называют контакт, к которому подсоединены обмотки вырабатывающих генераторов или понижающих (повышающих) трансформаторов, используемых для питания сети.

  • Нейтраль обмоток трансформатора соединенную, с заземляющим устройством установки, называется глухозаземленной.
  • Нейтраль не соединенную, с заземлением, называют изолированной.
  • Есть нейтрали соединенные с землёй через сопротивления.

Что обозначают на схемах L1, L2, L3 и N

  • Буквой N на схемах и в документации обозначают провод (проводник) электропитания соединенный с глухозаземленной нейтралью.
  • Буквами L1, L2, L3 или A, B, C обозначают фазные проводники используемые для электропитания.

Что такое PE и PEN проводники

  • PE — обозначение нейтрального (не фазного) проводника, используемого для электробезопасности сетей.
  • PEN — это обозначение проводника, который одновременно является и рабочим нулём (N) и защитным проводником (PE).

Буквы используемые в аббревиатурах.

  • Буква «T», обозначает землю (terre);
  • «N» это нейтраль (neuter);
  • Буква «I» это изолированно (isole).

системы заземления: TN система

Система, при которой, нейтральный провод трансформатора глухо заземлен. Защита обеспечивается соединением неизолированных частей электрической установки, способных проводить ток, с глухо заземленной нейтралью трансформатора. Проводник в таком соединении называют, нулевой защитный проводник (PE).

Почти система TN. Однако, нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники объединены в одном проводнике (PEN) на всей линии от трансформатора до электроустановки.

Почти система TN. Однако, в отличие от TNC, проводники N и PE не объединены, а разделены на всей линии от трансформатора до электроустановки.

TNCS подразумевает, что проводники PE и N объединены только, на участке линии.

системы заземления tn-c-s

TT (ти-ти)

TT подразумевает, что нейтраль трансформатора глухо заземлена, но открытые токопроводящие части установки заземлены через заземляющее устройства. Эти устройства элекетрически не связаны с нейтралью трансформатора.

IT (ай-ти)

IT, подразумевает, что нейтраль трансформатора либо изолирована от земли, либо заземлена через приборы (устройства), с большим сопротивлением. При этом открытые токопроводящие части установки заземлены локальным заземляющим устройством и не связаны с трансформатором.

системы заземления IT

Системы заземления

1. Введение.

Заземление является одним из основных факторов обеспечивающих защиту от поражения электрическим током. В соответствии с главой 1.7 ПУЭ все системы заземления электроустановок можно разделить на две группы:

  • системы с глухозаземленной нейтралью к ним относятся система заземления TN (которая в свою очередь делится на системы TN-C, TN-C-S, TN-S) и система заземления TT
  • системы с изолированной нейтралью к ним относится система заземления IT

Первая буква аббревиатуры указывает на характер заземления источника питания, а вторая — на характер заземления открытых проводящих частей электроприемника:

  • T (от франц. terre — земля) — заземлено;
  • N (от франц. neutre — нейтраль) — соединение с нейтралью источника питания (зануление);
  • I (от франц. isolé — изолированный) — изолировано от заземления.

Так же в статье встречаются следующие аббревиатуры:

  • N — функциональный (рабочий) ноль — нулевой проводник используемый для подключения электроприемника.
  • PE — защитный ноль — защитный проводник предназначенный для заземления корпусов электрооборудования.
  • PEN — проводник совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

Теперь подробно разберем перечисленные типы систем заземления.

2. Система заземления TN

Система TN — это система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания посредством нулевых защитных проводников (п.1.7.3. ПУЭ).

Как уже было написано выше система TN подразделяется на следующие системы (подсистемы): TN-C, TN-C-S, TN-S.

2.1 Система заземления TN-C

Система TN-C — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении. То есть при данной системе применяется общий PEN-проводник который используется как для подключения электроприемников так и для зануления их открытых проводящих частей (корпусов).

Система заземления TN-C схема:

Как видно на схеме при данной системе выполняется зануление токопроводящих корпусов электрооборудования, это необходимо для того, что бы при замыкании фазного провода на корпус электроприемника, вследствие его обрыва или повреждения изоляции, произошло короткое замыкание которое, в свою очередь, привело бы к срабатыванию защитной аппаратуры (автоматического выключателя) и отключению напряжения.

Главным недостатком системы TN-C является утеря ее защитных функций в случае отгорания (обрыва) PEN-проводника, при этом на зануленном корпусе электрооборудования может возникнуть опасный для жизни электрический потенциал.

Из-за недостаточной степени защиты в настоящее время данная система не применяется, однако она все еще встречается в зданиях старой постройки. При реконструкции старых зданий система заземления TN-C заменяется на систему TN-C-S или TN-S.

Читайте также:  Сиз для проводов

2.2 Система заземления TN-C-S

Система TN-C-S — это система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания. Другими словами при данной системе имеется PEN-проводник который, в определенной части этой системы, разделяется на нулевой рабочий (N-проводник) и нулевой защитный (PE-проводник).

Согласно пункту 1.7.135 ПУЭ В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

Таким образом схема системы заземления TN-C-S будет иметь следующий вид:

Примечание: перемычка между шинами должна иметь сечение не менее сечения PEN-проводника.

Данная система более надежна и обеспечивает более высоки уровень электробезопасности чем система TN-C, кроме того система TN-C-S обеспечивает защиту от обрыва нуля, а ее устройство обходится немногим дороже системы системы TN-C.

Однако эта система так же имеет существенный недостаток — при повреждении PEN проводника на участке сети между источником питания и зданием на всех корпусах электрооборудования соединенных с PE проводником появится опасный для жизни электрический потенциал.

Для предотвращения такого развития событий при системе TN-C-S выполняется повторное заземление PEN проводника, как показано на схеме.

Благодаря невысокой стоимости устройства системы TN-C-S и ее хорошими защитными характеристиками в настоящее время эта система получила наиболее широкое применение.

Подробную инструкцию по устройству заземления в частном доме по системе TN-C-S вы можете посмотреть здесь.

2.3 Система заземления TN-S

Система TN-S — это система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении.

Система заземления TN-S схема:

Данная система обеспечивает высокий уровень безопасности, т.к. при ней исключена возможность возникновения опасного электрического потенциала на корпусах электрооборудования при повреждении питающей линии.

Однако система TN-S не получила широкого распространения ввиду своего главного недостатка — высокой стоимости, которая обусловлена необходимостью выполнения подключения электроустановок потребителей к источнику питания пятью проводами при трехфазном подключении либо тремя проводами при однофазном подключении, при этом отечественная энергетика ориентирована на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения, это значит, что при решении выполнить подключение по системе TN-S присоединение к существующим сетям электроснабжения будет невозможно, для такого подключения необходимо будет вести отдельную пятипроводную линию от источника питания (трансформаторной подстанции).

3. Система заземления TT

Система ТТ — это система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

Система заземления TT схема:

В соответствии с пунктом 1.7.59. ПУЭ питание электроустановок по системе ТТ, допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Кроме того в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:

где Iа — ток срабатывания защитного устройства; Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

4. Система заземления IT

Система IT — система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.

Система заземления IT схема:

Система IT применяется, как правило, в электроустановках специального назначения, к которым предъявляются повышенные требования безопасности, например лаборатории, угольные шахты, также может применяться в больницах для аварийного электроснабжения и освещения и т.п

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Системы заземления типа TN-S, TN-C, TN-C-S

Прежде чем разбираться в типах заземление, нужно правильно понять, что оно из себя представляет. Ведь при упоминании этого слова, у большинства в сознание всплывает картинка: идущая по фасаду здания металлическая лента, которая присоединяется к вбитому в землю стержню.

К сожалению такое малое знание о заземление ведет к тому, что часто встречаются ситуации, когда пытаясь найти в помещение отвод для заземления и не найдя его, совершаются ошибочные действия. А именно попытки произвести заземление путем подсоединения третьего провода к различным металлически предметам. Особенно при установке стиральной машинки. Это могут быть трубы отопления, стояки и что-то иное.

А ведь в принципе, действие это понятно, ведь считается, что трубы идут через землю и значит, что электричество уйдет туда. Но не все так радужно. Такой способ заземления очень опасный. Ведь если случится ситуация при которой произойдет электропробой на корпус стиральной машины, то электрические удары могут получить все люди, которые в этот момент принимали ванну или просто пользовались краном. При этом в любой из квартир расположенных по стояку. А это может привести к летальному исходу.

Что такое заземление?

Поэтому чтобы производить заземление необходимо хорошо разбираться в этом деле и все делать согласно требованиям безопасности.

Что же такое заземление? По периметру здания вбивается ряд металлических стержней. Между собой они соединяются металлическими полосами. Так образуется контур заземления. К нему подсоединяется оборудование или электроустановки. Это и будет называться заземлением электроустановки (оборудования).

Существуют два вида заземления:

  1. Защитное – эти видом обеспечиваются все дома, к которым подведено электричество;
  2. Рабочее – присутствует на всех зданиях, оно служит главным образом для защиты от ударов молнии.
Читайте также:  Причины короткого замыкания

Чтобы организовать собственную систему подключения заземления, нужно определить тип системы заземления, которое подключено в конкретном здании. Существует общая точка, в которой соединяются обмотки трансформатора. Она имеет свое название – нейтраль или еще ее называют нулевая точка. Такое название получено из-за того, что при стабильной работе потенциал нагрузки равен всегда нулю.

Существует три типа заземления:

  1. TN;
  2. ТТ;
  3. ІТ.

Чтобы понять, что они обозначают надо сделать расшифровку входящих в них букв. Первая буква будет обозначать, какой характер имеет заземление:

  • Т – нулевая точка (нейтраль) – соединена с землей;
  • I – все части проводящие ток, подвергнуты изоляции от земли.

По второй букве, можно определить какой характер заземления имеют открытые проводящие части входящих в здание электроустановок:

  • T – существующие части связанны с землей, вне зависимости от того какого характера существует связь;
  • N – части электроустановок связаны напрямую с землей, а для заземления потребителей существует отдельный PEN проводник.

Рассматривать их все стоит только при необходимости. Так как основным типом заземления, которое характеризуется низковольтностью – это до одной тысячи вольт. При этом используется система TN. Она включает в себя три подвида. Они имеют также буквенную аббревиатуру (буквенное обозначение систем заземления):

  1. TN-C;
  2. TN-S;
  3. TN-C-S.

Следует расшифровать эти понятия.

Таблица 1.

C S C-S
В данном случаи нулевое защитное и рабочие проводники совмещены в одном проводнике по всей длине (PEN-проводник). нулевой рабочий проводник (N)и нулевой защитный проводник (РЕ) –имеют разделение. PEN проводник будет разделен на определенном участке сети на два раздельных PE и N проводника.

И так следует поподробнее рассмотреть эти три подтипа.

Система заземления TN-С

Система заземления TN-C распространена по всей территории бывшего СССР. И встречается практически во всех многоквартирных домах получивших название высших партийных деятелей.

В данной системе оба нулевых проводника (защитный и рабочий) объединены в один провод, имеющий название PEN. Далее провод подводился к распределительному устройству дома.

В данном случае существующая схема имеет следующий вид:

Схема системы заземления TN-C

По такой схеме видно, что имеются 2 вида проводки:

  • однофазная – имеет два провода;
  • трехфазная – имеет четыре провода.

В данном случае так распространенная сейчас евроразетка с заземляющим контактом просто бесполезна. Так как подсоединять его не к чему. Вообще такое тип подключения принято называть – занулением. Плюсом TN-C является то что он очень прост и дешев. Такое заземление защищает только от сверхтоков, в данном случае срабатывают автоматические выключатели. А вот устройства защитного отключения оказываются неработоспособными.

Опасен такой тип заземления тем, что при однофазном коротком замыкании зачастую происходит возгорание проводки. Но есть и еще большая опасность возможность от обрыва PEN проводника, еще это называется – отгорание нуля. В этом случае фазное напряжение появляется на корпусе электрооборудование. Такая ситуация случается из-за того, что происходит превышение норм потребление заложенных при проектировании.

В настоящее время применение такого типа заземления запрещено для новых строительств.

Система заземления TN-S

Система заземления TN-S. В данном случае нулевые проводники разделены на всем своем пути. Проще говоря, до источников потребления в доме или квартире прокладываются два провода. Это рабочий ноль (N) и защитный ноль (РЕ). В таких сетях также имеется угроза возникновения пробоя на корпус электрооборудования, что является угрозой для жизни.

Схема имеет такой вид:

Схема системы заземления TN-S

Но в отличие от TN-C заземления в данном случае имеется возможность использовать устройство защитного отключения. Благодаря этому такая система становится более безопасной.

В данной системе обрыв рабочего нуля не выводит на корпус фазное напряжение. Существенный недостаток TN-S заключается в ее дороговизне. Используется она преимущественно в странах западной Европы в частности в Великобритании.

Схема заземления TN-C-S

Попытки сделать систему TN-C более безопасной и при этом не сделать ее излишне дорогой. Так появилась система, которая соединила в себе TN-C и TN-S. В данной системе до входа в здания идет один общий РЕN проводник, который разделяется на два отдельных нуля – защитный и рабочий. Они подвергаются повторному заземлению.

К сожалению, на территории России и СНГ модернизацию заземление системы TN-C начали проводить сравнительно недавно. А вот в большинстве западных стран и США такая замена имела системный характер и началась в 60-е года прошлого века. При системе заземления TN-C-S, однофазная проводка имеет три провода, а трехфазная пять проводов.

Схема подсоединения TN-C-S заземления (при невозможности ее использовать применяют ТТ заземление):

Схема системы заземления TN-C-S

В данном случае в квартире к розетке подходят три провода. Благодаря этому появляется возможность подключить заземляющий контакт евророзетки. При использовании устройства защитного отключения на участке с TN-S обеспечивает хорошую безопасность. Но вот на участке TN-C имеется возможность отгорание нуля и выхода фазного напряжения. В этой ситуации должна использоваться дополнительная система уравнивания потенциалов. Но, к сожалению не все ее используют при замене электроснабжения в домах старой постройки.

Принцип работы заземления для зданий по системе ТN-C, TN-S и TN-C-S.

П ринцип работы заземления

Вопросы безопасного использования электроэнергии продолжают становиться все более актуальными для всего населения, поэтому, так важно знать принцип работы заземления. Требования международных электротехнических компаний ужесточили правила эксплуатации электротехнического оборудования в нашей стране. После этого действующие с советских времен государственные стандарты с упрощенными правилами заземления электрических схем для жилых домов пересмотрены.

Однако большая масса зданий продолжает эксплуатироваться по старой схеме TN-C. На переоборудование ее по системе TN-C-S требуются огромные материальные затраты, выполнить все это в масштабах государства не просто. Поэтому такая работа проводится постепенно, но планомерно.

Читайте также:  Выбор сечения проводов

В статье Контур заземления. Заземление и зануление на объектах дается определение электрических схем для электроснабжения жилых домов и производственных объектов, приводится описание систем TN-C и TN-C-S. Рассмотрим их немного подробнее.

Принцип работы заземления по системе TN-C

(Рис. 1) Принцип работы заземления по системе TN-C

На (Рис. 1) показано, что заземление PEN проводника (цвет желто-зеленый) выполнено контуром, расположенным на трансформаторной подстанции, и только. Больше нигде никаких подключений к земле не применяется.

В каждую квартиру поступают только ноль, который фактически является тем же самым PEN проводником и фаза. То есть в квартиру приходят всего два провода из распределительного щитка, расположенного на этаже для нескольких квартир.

Между распределительными щитами этажа и дома проложены четырехжильные силовые кабели, передающие три фазы по жилам и один общий ноль «Совмещённый PEN». Такой же силовой кабель, только большей мощности, соединяет электрооборудование трансформаторной подстанции с распределительным щитом здания.

Принцип работы заземления по системе TN-S

(Рис. 2) Принцип работы заземления по системе TN-S

В системе TN-S (Рис. 2), нулевой защитный и нулевой рабочий проводники прокладываются отдельно по всей системе, начиная с трансформаторной подстанции. Это наиболее безопасная система заземления. Она обеспечивает хорошую защиту для человека и оборудования и рекомендована при строительстве новых зданий. Есть в этой системе и один существенный минус, который мешает этой системе получить повсеместное распространение. Это стоимость. В данной системе необходимо прокладывать кабели с дополнительным нулевым защитным проводником непосредственно от трансформаторной подстанции. Пятижильные кабели для трехфазной сети и трехжильные кабели для однофазной сети.

Принцип работы заземления по системе TN-C-S

TN-C-S. Это подсистема системы TN-C. В данной системе нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник совмещены только на участке от трансформаторной подстанции до распределительного устройства на вводе в здание. А далее защитный проводник разделяется на нулевой рабочий и нулевой защитный проводник.

В ней без изменений остался кабель, проложенный от трансформаторной подстанции до распределительного щита на вводе в здание. Все остальное подверглось доработкам. PEN проводник, подключенный к своей шине, разделился на две магистрали: РЕ (цвет желто-зеленый) и N (цвет синий). Этот способ на практике электрики именуют «расщеплением».

Он показан на приведенной ниже картинке.

(Рис. 3) Принципиальная схема расщепления PEN проводника

(Рис. 4) Фото расщепления PEN проводника

Шина общего нуля N установлена на изоляторах внутри распределительного щита здания и подключена к шине РЕ двумя перемычками, расположенными по краям. N проводники подключаются к своей шине, а затем уходят от нее дальше в схему.

Правильное выполнение такой схемы исключает потерю контура заземления РЕ проводником при повреждениях нуля или любых манипуляциях с ним как внутри здания, так и на трансформаторной подстанции.

Характерные ошибки и советы домашнему мастеру

Благое намерение владельцев квартир, оборудованных электропроводкой, работающей по схеме TN-C, выполнить рекомендации о заземлении электроприборов довольно часто сопровождается серьезными нарушениями правил, способными причинить большой вред окружающим людям. Рассмотрим типичные ошибки самостоятельного подключения приборов.

Подключение корпусов электроприборов к нулю

Этот способ называют занулением. Он широко использовался как защитный прием при выполнении кратковременных работ со старым электроинструментом, оборудованным металлическим корпусом со слабой изоляцией. Современная промышленность такие устройства не выпускает.

Принцип работы: в случае нарушения изоляции и появления потенциала фазы на корпусе возникает ток короткого замыкания, который быстро отключается защитными автоматами.

  • отсутствие точно налаженных защитных устройств в случае повреждения прибора не исключает появление опасного потенциала у человека, контактирующего с корпусом
  • иногда «электрики» совершают ошибки, путая фазу с нулем. В этом случае фаза будет преднамеренно подведена на корпус
  • в случаях повреждения нуля схема не работает

Подключение корпусов электроприборов к металлическим строительным конструкциям

Водопроводные сети, магистрали водяного отопления, корпуса шахт лифтового оборудования и некоторые другие элементы стационарно расположены в земле. Народные «умельцы» используют их для заземления.

  • электрический контакт с землей не контролируется
  • в случае ремонта трубопроводов цепь разрывается
  • вмонтированные участками пластиковые трубы работают изоляторами
  • при появлении потенциала на корпусе прибора может пострадать случайный человек в любой квартире, дотронувшийся до батареи отопления, водопроводного крана и оказавшийся на пути прохождения тока

Самовольное расщепление PEN проводника на этажном щитке

На первый взгляд этот метод кажется наиболее оптимальным решением. Электропроводка квартиры переделывается по трехжильной схеме для подключения ноля и РЕ проводника в строгом соответствии с правилами. Остается только подключиться к контуру заземления и «домашний электрик» самостоятельно делает расщепление на этажном распределительном щитке.

Это опасно тем, что:

  • грубо нарушается утвержденный и выполненный проект электропроводки всего здания
  • создаются предпосылки электротравм, угрозы повреждения оборудования
  • при возникновении любых неисправностей в электропроводке здания представители коммунальных служб могут «назначить» владельца квартиры виновным, что повлечет скандалы, наложение штрафов, проверки различными комиссиями и другие неприятности
  • электрики ЖКХ, занимающиеся обслуживанием здания, при работах не будут учитывать особенности проведенных доработок. Это может быть причиной аварийных ситуаций

Рекомендации

Осуществить процесс перевода электрооборудования на безопасную схему электропитания для владельцев коттеджей и частных домов не так уж и сложно. Для этого достаточно создать отдельный контур заземления, желательно из современных модульных конструкций.

Жителям многоэтажных домов сложнее правильно решить этот вопрос. Расщепление PEN проводника на две составляющие магистрали — это задача энергоснабжающей организации. Она будет выполнена, но в различные сроки.

К этому моменту во время проведения ремонтов помещений необходимо внутри квартиры заменить старую проводку новой трехжильной и подготовиться к переводу схемы на систему TN-C-S. Выведенный из квартиры PE проводник оставить в готовности к подключению электрикам ЖКХ.