Что такое глухозаземленная нейтраль — определение простым языком

Что такое системы TN

TN будет называться системой с дополнительными глухозмемленными нетуральными продуктами для продуктов и неулыхфункциональных продукций. Важный момент — в таких системах все электропроводящие детали кузова должны быть подключены к нулевому проводнику, который в свою очередь подключается к нейтрали.

Такая система отличается подключением нейтрали к цепи заземления возле трансформаторной подстанции. Нейтраль в этом случае не заземляется посредством реактора с длительным газовыделением.

На предприятиях промышленного типа наиболее применимы четырехпроводные трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В с вторичной обмоткой, соединенной в звезду, и глухозаземленной нейтралью с заземляющим устройством.

Двигатели при продаже к фазе сети питаются линином поломами, источником питания светильника является фазное напряжение при проводной их между нулевым и фазным проводами. На N-провод отводится сразу две роли — это рабочий, необходимый для подключения однофазных приемников, и зануляющий провод с прикрепленными металлическими кожухами установок, не находящихся под нормальным напряжением.

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

В случае однофазной цепи на землю напряжение на всей фазе остается одинаковым, поэтому изоляцию можно устраивать с уклоном не по линии, а по фазному напряжению.

Так, заземленной нейтралью называют нейтраль генератора или трансформатора, которая подключается к заземляющему устройству.

Основным преимуществом его использования является возможность предотвращения возгорания электропроводки за счет автоматического отключения поврежденного участка от сети. Кроме того, в случае короткого замыкания нулевого провода на поврежденную фазу и соответственно возрастающего тока срабатывают токовые реле, опасность повреждения сводится к минимуму.

Определение изолированной нейтрали и терминология

Термин «изолированная нейтраль» описан в ПУЭ, глава 1.7, пункт 1.7.6, а также в ГОСТ 2009-009, 12.1.

В этих законодательных источниках четко прописана формулировка, что изолированная нейтраль — это центральная нейтраль генератора или трансформатора электрической сети, которая не связана с заземляющим устройством или подключена, но через предохранительные устройства или аварийную сигнализацию.

Также в качестве центральной изолированной нейтрали может выступать определенная точка, являющаяся центром соединения проводов по схеме «звезда».

Некоторые, даже профессиональные, электротехники убеждены, что изолированная нейтраль – это система заземления ИТ, которая описана в ПУЭ 1,7,3.

Однако это ложная информация и глубокое заблуждение, ведь в том же пункте ПУЭ сказано, что данная система применяется исключительно для электрических сетей до 1 кВ.

Кроме того, в п. 1,7,2 сообщается, что в зависимости от безопасности изолированные установки подразделяются на четыре категории от изолированных до глухозаземленных, а также до одного кВ и выше.

Исходя из вышеописанных пунктов изолированного ПУЭ, следует следующий вывод: изолированная центральная нейтраль и система глухого заземления – это абсолютно разные устройства с разными видами применения.

Изолированная нейтраль в электрических сетях

Используется в распределительных сетях 6-35 кВ. Что гачество физических правятлений изоляционной нетурали, представлет до лининого. Основное назначение подобного типа связано со следующими моментами:

1. Сеть не отключается, продолжает работать. Потребители на фазах без замыкания используют для отключения линии однофазные бытовые приборы. Перекос по напражению в сетях 0,4 кв отсутствует, в сетях 6-35 увеличивается до линейного.
2. Реализация таких сетей дешевле в обслуживании, что позволяет сэкономить значительные средства на распределении электрической энергии.
3. Высокая надежность работы, особенно на воздушных линиях электропередачи. Падение ветки не разблокирует кормушку и обеспечит ее работоспособность.

Основными недостатками изолированных сетей считаются:

1. При однофазном заказе сеть продолжает работать, защиты не срабатывают, что иногда приводит к авариям с населением.
2. Наличие феррорезонансных процессов и возникновение реактивной мощности, что ухудшает качество электрической энергии.

Достоинства и недостатки метода

Система имеет как плюсы, так и минусы.

К достоинствам можно отнести следующие факты:

1. Сеть незаменима в процессе подавления перенапряжения.
2. Нейтраль этого типа открывает возможности в использовании оборудования с таким уровнем изоляции, который изначально предполагает фазное напряжение.
3. Специальная схема защиты не потребуется, достаточно будет обычных функций защиты от токов перегрузки в фазах для устранения замыканий глухих фаз на землю.

К минусам стоит отнести:

1. Сети с нейтральным типом заземления — это риск повреждения и помех из-за большого выключателя на земле.
2. Кормушки после повреждения будут работать со сбоями.
3. Опасность сохраняется для человека при действии повреждений в результате создания контакта высокого напряжения.

3-х фазная сеть с заземленной нейтралью

Немного о применении метода заземления с нейтралью: для создания подземных или воздушных сетей среднего напряжения в Европе его не выбирают, поэтому активно используют в распределительных сетях североамериканских объектов. Телесообразный изображения глухоземельненой нейтральной в качестве маломощности программы при коротком заказе.

Как переводятся и расшифровываются названия систем заземления

В ПУЭ п.1.7.3 подробно описано, что такое системы заземления, но в названии этих схем в соответствии с требованиями Международной электротехнической комиссии (МЭК) используются знаки латинского алфавита.

Они представляют собой первые буквы английских и французских слов и указывают на различные особенности заземления. Из них состоят названия схем электроснабжения:

• Т — о. «Земля» (земля). Указывает на подключение трансформатора или корпуса к цепи заземления.
• Н — фр. «Кастральный» (нейтральный). Он показывает, что линия подключена к нейтральному трансформатору.
• Я — фр. «Изолировать» (изолировать). В этой схеме все элементы электрической схемы отделены от заземления.
• С — английский «Комбинированный» (комбинированный). В этой схеме нулевой провод N и заземляющий PE объединены в проводнике PEN по всей длине или на одном из участков.
• S — «Раздельный» (разделный). Это указывает на наличие отдельных проводников N и РЕ.

Кроме этих терминов, в описании системы электроснабжения используются следующие термины и обозначения:

• Л — английский Линия (линия), фазный провод. В трехфазных электрических сетях имеется три проводника по числу фаз.
• N — Нейтральный (нейтральный), нулевой провод или поглощение. Он служит для протекания уравнительных токов и обеспечения равенства фазных напряжений во всех фазах.
• PE — Protect Earth (защитная земля), защитное покрытие. Служит для защиты от поражения электрическим током и аварийного отключения предохранителя и автоматического выключателя при повреждении изоляции в электроприборе с заземленным корпусом.
• PEN — проводник, совмещающий функции рабочего и защитного заземления.

Название системы заземления состоит из двух букв, характеризующих тип схемы электроснабжения. Первый из них указывает на соединение нейтрали питающего трансформатора с землей:

• Т — нейтральный глухозаземлена;
• I — нейтральный изолированный.

Второй буквой обозначено соединение корпуса электрооборудования с заземлением:

• N — металлические части аппарата подключены к нейтрали силового трансформатора.
• Т — оборудование имеет независимое заземление.

Другие буквы показывают:

• С — сочетание рабочей нейтрали N и защитного РЭ в общем проводнике PEN;
• S — их разделение на отдельные провода.

Типы систем заземления

В ПУЭ п.1.7.2 существует классификационная система рассмотрения.

Все виды схем электроснабжения делятся на две категории в зависимости от того, соединены они или нет вторичные обмотки трансформатора 0,4 кВ с заземляющим контуром.

Какие существуют схемы заземления согласно ПУЭ

Описание различных типов систем заземления содержится в ПУЭ п.1.7.3, там же показаны схемы подключения к питающим трансформаторам проводников, на рис.1.7.1-1.7.5.

Эти системы могут быть переменного и постоянного тока.

Система TN-C

Название этой системы закодировано как «Terre-Neuter-Combined», что указывает на заземленную нейтраль и PEN-провода RE и N, объединенные в один проводник.

Это старейшая схема, появившаяся на заре электрификации и использовавшаяся во времена Советского Союза. TN-C представляет собой четырехпроводную систему электроснабжения — 3 фазных (линейных) проводника L1, L2, L3 и нулевой N.

Система заземления TN-C (нулевой защитный и рабочий проводники объединены повсюду) Система заземления TN-C (нулевой защитный и рабочий проводники объединены повсюду)

Защитное заземление РЭ в этой схеме отсутствует, а ноль подключается к средней точке звезды трансформатора.

Прикосновение к нейтрали безопасно, за исключением случаев обрыва нейтрали, однако при обрыве нулевого провода на участке между входом в дом и подстанцией на нулевой клемме в квартире может появиться высокое напряжение.

Поэтому при ремонте электропроводки необходимо отсоединить оба проводника двухполюсным автоматом.

Заземлить корпус оборудования при такой схеме подключения невозможно из-за отсутствия отдельного провода РЕ, а при подключении их к нейтрали произойдет зануление.

Производить такое сообщение пропеченно ПУЭ п.1.7.132, поэтому в настоящее время для повышения безопасности потребителей заменена на систему ТН-С.

Для защиты от поражения электрическим током в системе ТН-С при отсутствии заземляющего провода устанавливается УЗО, также возможна установка индивидуальной цепи с подключением к корпусу электроприборов (система ТТ) или к нулевой провод вводного автомата (система TN-CS).

Система TN-S

Современная пятипроводная система электроснабжения TN-S имеет кодовое обозначение «Terre-Neuter-Separated».

По этому названию понятно, что схема с глухозаземленной нейтралью и разделенными проводами PE и N. В отличие от схемы заземления TN-C, к трем фазному и нулевому проводам добавляется пятая заземляющая жила RE.

Система заземления TN-S (нулевая защитная и рабочая жилы разделены) Система заземления TN-S (нулевая защитная и рабочая жилы разделены)

В этой схеме рабочее и защитное заземления разнесены по всей длине от точки присоединения к нейтрали трансформатора до потребителя.

Благодаря тому, что в системе TN-S ток протекает по заземляющему проводу только в аварийной ситуации, места соединения не разрушаются и этот проводник сохраняет свою функциональность на протяжении всего срока службы кабеля, что обеспечивает более высокую степень защиты от электричества.

Полная замена четырехпроводной системы TN-С на пятипроводную схему TN-S требует больших материальных затрат.

Система TN-С-S

Название этой системы TN-С-S означает «Terre-Neuter-Combined-Separated», что указывает на наличие заземляющей нейтрали и подключенной к ней.

Наличие буквы «С» свидетельствует о сочетании земли РЭ и нейтральной Н, а буквы «С» — о том, что они разделены на одном из участков.

Система заземления TN-CS (PE и N объединены в источнике питания, но разделены пользователем) Система заземления TN-CS (PE и N согласованы в источнике питания, но разделены пользователем)

В данной схеме электроснабжения такое разделение выполнено во вводном щитке в здании до момента подключения кабеля к вводному автомату.

Обязательным требованием к такой системе является заземление места разделения путем подключения его к контуру заземления в здании.

разделение PEN-проводников в школьных зданиях – система TN-C-S Разделение PEN-проводников в школах – система TN-CS

Для этого может использоваться как специально смонтированный контур, так и доступные естественные заземляющие устройства.

Читайте также: Гравитационный двигатель: конструкция и принцип работы

Система TT

Самая простая, но не самая надежная схема. Его название ТТ расшифровывается как «земля-земля» или нейтральная заземленная нейтраль и не соединенная с ней.

В этой системе заземлитель РЭ не имеет электрического провода, а подключается только к заземляющему контуру, расположенному вблизи здания.

Фактически это схема TN-C с независимым заземлением электрооборудования и высокими требованиями к качеству монтажа схемы.

Такая система применяется для заземления выносных насосов и других электрических машин, подключаемых через пускатель или автоматический выключатель, отключающий нулевой провод.

В этой ситуации к электромашине в однофазной цепи может быть подключена только рабочая нейтраль, а при подключении трехфазного электродвигателя трехжильным кабелем ноль отсутствует.

Еще одно применение этой системы — заземление частных домов и временных строений при невозможности подключения заземления к PEN-проводнику и переводе системы TN-C в TN-CS с соблюдением всех требований ПУЭ.

В данной схеме возможна ситуация, при которой утечка тока из-за большого сопротивления заземляющего устройства будет ниже уставки автомата, поэтому установка УЗО обязательна согласно ПУЭ п.п.7.1.72 и 1.7.59.

Важно! Применение заземляющих устройств в качестве нулевого провода запрещается в связи с ускоренным разрушением цепи и опасностью появления на поверхности грунта ступенчатого напряжения.

Система IT

Это единственная система с изолированной нейтралью, ее название IT означает «изолированная земля» или изолированная нейтраль и независимое заземление.

В зависимости от конкретных условий заземление оборудования может отсутствовать.

Эта схема характеризуется отсутствием контакта между проводом и землей и, как следствие, разностью потенциалов между проводом и землей.

Поэтому такая система является наиболее безопасной и характеризуется минимальным уровнем помех.

Система электроснабжения ИТ применяется для электроснабжения оборудования особого тока, а также получается при питании электроприборов от переносного генератора или инвертора с незаземленной сетью 220/380, а также при подключении электроприборов к разделительным трансформаторам.

569

Устройство и принцип действия сетей с глухозаземлённой нейтралью

Принцип работы источников электрической энергии, в частности, понижающих трансформаторов, основан на законе взаимной индукции и передачи энергии по магнитопроводу.

При этом первичная обмотка может не иметь нулевого провода, в отличие от вторичной, где соединение ее с нулем через проводник с малым сопротивлением, которое можно приравнять к нулевому значению, будет эффективным средством защиты человека от находясь под напряжением, опасным для его жизни и здоровья.

Основной особенностью сетей с глухозаземленной нейтралью является появление не только линейного, но и фазного напряжения. Что это такое и чем они отличаются друг от друга, рассмотрим на примере простой принципиальной схемы.

Фазное напряжение – это потенциал между одним из проводов линии и нулевой точкой, соединенной с землей, то есть наглухо заземленной. Лиейная печать — разница подстановки между косметическими линиями, то есть L1 и L2, L1-L3, или же L2-L3.

Такие источники электрической энергии в бытовых условиях имеют широко распространенное значение напряжения в виде 380 В — линейное, и 220 — фазное. Линейное напряжение больше фазы на √3, то есть на 1,72.

Но основной задачей такой системы является не только транспортировка к потребителям напряжений двух значений с разным числом фаз в одной системе электроснабжения, но и защита человека при пробое изоляции и появление напряжения в точках, которые в нормальном состоянии не имеют опасного потенциала. В жилых домах это:

• корпус всех бытовых приборов, проводящих электрический ток, изготовлен из стали или другого токопроводящего металла;
• металлоконструкции щитов и распределительных устройств;
• защитная оболочка кабелей.

Также в целях безопасности все перечисленные выше элементы должны быть заземлены, именно в этом случае опасность использования напряжения и использования бытовых приборов в сетях с глухозаземленной нейтралью будет минимальной. При этом для таких цепей, обоидава невности пространиция ондфазных грузок.

Объяснение для чайников

Понижающая подстанция, в которой установлен трансформатор, имеет свой контур заземления. Соединяется между собой стальными шинами и стержнями, в один контур заземления. К потребителям в электрощите от подстанции проложен кабель, содержащий четыре провода. Если потребителю требуется питание от трехфазной сети 380 Вольт, то необходимо подключить ее ко всем проводам.

В однофазном сети 220 В питании будут продукты от зулевого провода и от один из фаз. Защита людей в однофазных и трехфазных цепях при отсутствии системы заземления должна осуществляться с помощью специальных устройств защитного отключения (УЗО), срабатывающих при небольшой утечке в ноль, при этом надежно отключая пользователя из сети.

Другие меры защиты

Во избежание поражения электрическим током используйте только заземление нейтрали. Части оборудования, проводники, покрыты дополнительными слоями изоляции. Специальные чехлы не разрешается прикасаться непосредственно к ним.

Используют низкое напряжение, не увеличивая вреда. Промышленные установки окружены специальными ограждениями, вынесенными за пределы зоны свободного доступа посторонних лиц.

В быту используются отдельные и комплексные способы, рассмотреть их можно на примере стиральной машины:

• корпус и металический каракс с соединяется с третим проводом, соединяются через розетку с гемемленной нейтралью.
• изолированная поверхность с толстым слоем краски не проводит ток.
• На картинке ниже видно, что сама стиральная машина не оборудована особым образом. В шнуре питания есть проводник, который при включении в розетку соединяется с линией заземления. При возникновении короткого замыкания сработают защитные устройства и отключится подача напряжения.

Правильное подключение к сети стиральной машины

• для снижения вероятности поражения электрическим током ручки управления, угловые части конструкции, где видны открытые металлические элементы, выполнены из пластика.

Зачем заземлять нейтраль

соединение общей точки выходных обмоток силовых трансформаторов с физической землей осуществляется с тремя целями:

1. Для опекания безопасности людей, обслюживающих электростановки, и их машинами.
2. Для поставления качества продажи электроэнергии в пределах отраслевых норм.
3. Напряжение бытовое номинальное 220 вольт.

Обеспечение безопасности людей

В нашей стране все электрические сети напряжением 0,4 кВ выполняются четырехпроводными и с глухозаземленной нейтралью, причем дублирование соединения нулевой жилы (она тянется от общей точки соединения трех обмоток трансформатора подстанции) с физическим заземлением осуществляется на каждой третьей опоре. Это делается с той целью, чтобы сопротивление заземления всегда было не более 1 Ом.

При надежном комплекте нетурали с землей случайное прикосновение к одной фазе не приведет к поражению человека электрическим током, если он носит обувь с подошвой, обладающей диэлектрическими свойствами.

Это связано с тем, что общее сопротивление линии рука-нога равно не менее 1 кОм, а это в десятки раз больше, чем у проводника, который подключается к заземлителю. Ток через человека просто не пойдет.

Если нулевой провод заземлен, то однофазное замыкание на физическую землю сопровождается лавинообразно возрастающим током, что сопровождается возникновением электрической дуги и выделением большого количества тепла, т.к в результате чего аварийный провод плавится и его контакт с землей прекращается.

Для ускорения процесса отключения в линии установлены автоматические электромагнитные выключатели, отключающие ток при возникновении перегрузки по току (КЗ). Это сокращает время действия электрического тока на людей или электроустановки. Что дает шанс, что первые останутся живы и относительно невредимы, а вторые смогут работать.

Поддержание качества подаваемой электроэнергии

В общем случае для трех обмоток трансформатора ток равен нулю и напряжения в электрическом поле нет. Это результат сложения трех векторов тока, угол (сдвиг фаз) между которыми равен 1200. Но это происходит только в том случае, если все три фазы симметричны друг другу по электрическим параметрам.

В реальности они могут быть разными, что приведет к току в нейтрали, а потребителю будет отдано, например, не 380, а 320 или 450 вольт. Заземление нейтралей в трехфазной сети принудительно выравнивает фазы, благодаря чему паразитный ток стекает на землю.

Это особенно актуально в том случае, если электроэнергия подается для питания однофазных потребителей. Осуществляется прокладкой трехфазной линии с общей нейтралью (четыре провода) и подключением групп потребителей к разным фазам.

Поскольку уровень энергопотребления в квартирах существенно разный – в одной, например, включен только телевизор, а в другой еще и стиральная машина, фазовый сдвиг может достигать критического уровня.

Если соединение с заземлителем недостаточно надежно и имеет большое сопротивление, нулевой провод, который обычно делают меньшего сечения, чем фазный, может сгореть. Это приводит к тому, что у кого-то напряжение на входе будет почти 380 вольт, а у кого-то около 110. Оба режима опасны для бытовых приборов и могут вызвать поражение людей или животных электрическим током.

Бытовой номинал напряжения

Бытовое напряжение 220 вольт берется между фазной линией и нейтралью, отличается от линии (между фазами) в 1,7 раза. Для спецификации стерильности его значение нейтрально заземлено.

 

Классификация сетей с глухозаземлённой нейтралью

«Современная система электроснабжения» имеет стандартную маркировку, где кроме рабочего нулевого проводника есть еще и защитный, дающий определение степени защиты.

• Л — фазный провод;
• N — рабочий ноль;
• РЕ — защитный нулевой проводник;
• РЕН — рабочий и нулевой проводники выполнены одной жилой.

В цепях с источником энергии, имеющим заземленную нейтраль, имеется несколько подсистем:

• ТН-С. В этой системе нулевой проводник и защитный проводник с подстанцией организуются одним проводником, вблизи приемника его корпус (или другие элементы, подлежащие заземлению) соединяют с соответствующим проводником — это называется занулением.

Эта устаревшая система, использовавшаяся в старых домах в СССР, сейчас не применяется для бытовых потребителей, так как небезопасна. Такая система имеет существенный недостаток, так как в случае обрыва PEN-проводника на пути от питающего трансформатора к приемнику электроэнергии на полых корпусах оборудования возникает опасный потенциал.

Используется только для зишить промышленных потребителей (об этом речь пойдет ниже в следующем разделе).

• ТН-С. Имеет больший процент сохранности при аварийных ситуациях. Это достигается разделением защитных и рабочих проводников по всей длине питающей линии, от трансформатора до распределительного щита (до конечного потребителя). Однако в связи с тем, что необходимо использовать кабельную продукцию с пятью проводами, что значительно увеличивает стоимость прокладки и бюджет организации электроснабжения потребителя, эта система используется не всегда.
• ТН-КС. Эта система заземления является самой распространенной в наше время. При этой системе нулевой и защитный проводник по всей длине линии объединяются в один комбинированный PEN-проводник. При вводе в здание этот проводник разделяется на защитный PE и нулевой N, которые далее распределяются по потребителям (квартирам).

В этой системе при перегорании PEN-проводника до отрыва на заземленных корпусах электроприборов возникает опасный потенциал. Для предотвращения этого выполняются повторные заземления PEN-проводника по всей длине линии и на вводе в здание, а также предъявляются повышенные требования к механической защите этого проводника.

• ТТ. Данная система заземления практикуется в том случае, если линия системы TN-CS находится в неудовлетворительном техническом состоянии и не обеспечивает достаточной безопасности предусмотренного в ней защитного заземления. Данная система заземления предусматривает установку пользователем индивидуального заземляющего контура, при этом PEN-проводник электрической сети используется только как нулевой провод N.