Моё мнение по системам заземления

moyo mnenie po sistemam zazemleniya

Содержание

Заземление — это сложный и простой вопрос. На сайтах и форумах, посвященных электротехнике, ведется много споров по этому поводу. Я буду высказывать свое мнение, но иногда оно не будет популярным. Если вам нужна официальная интерпретация, прочитайте PUE (пункт 1.7). В Интернете также существует множество сайтов и форумов, где подробно анализируются вопросы, связанные с землей.

Давайте попробуем вникнуть в суть этой проблемы.

Суть заземления

Зачем нужно заземление, ведь все прекрасно работает и без него? Кроме того, в нормальных условиях ток через защитные проводники заземления отсутствует.

Ключевое слово здесь — защита. От кого и от чего защищает охраняемая территория? Он защищает человеческое тело от воздействия электричества. Он защищает от чего — чтобы опасные тенденции не достигали тела человека и токи не просачивались через него.

Представьте себе ситуацию. Имеется электрический прибор, например, утюг. Утюг подключается через штекер следующим образом

Читатели постарше хорошо помнят, что они всегда были развернуты, а вкручивание в них гибких кабелей было культом мартена.

Железный корпус частично металлический. Что произойдет, если внутренние фазы утюга попадут в корпус? По сути, ничего, железо даже может продолжать функционировать. Однако корпус может находиться под напряжением 220 В по сравнению с землей. А поскольку все мы ходим по земле, то прикосновение к такому железному металлическому корпусу будет пронизывать нас электричеством.

Остальное — вопрос удачи. Если наша кожа и пол сухие, нужно просто немного потянуть. А если нам не повезет…

Однако, если стальной корпус заземлен (что сейчас является обязательным для таких устройств), когда фазный кабель ударяется о корпус, он соединяется с землей и перемещается к земле. Это фактически вызывает короткое замыкание, которое перегорает в цепи выключателя (или активирует защитный выключатель — см. ссылку выше). Рама имеет нулевой потенциал.

Внимание: Защитный выключатель не защищает от нейтрали и перенапряжения! Наряду с УЗО необходимы автоматические выключатели для защиты от перенапряжения!

Другими словами, если одна фаза внезапно попадает на корпус устройства, это уже не проблема человека. Это проблема с самим устройством и выключателем цепи, устройство должно быть отключено от фазного провода.

Почему отключен выключатель цепи? Если фазный проводник достигает трубопровода защиты, это соответствует короткому замыканию, т. е. максимальному току в цепи. Выключатель цепи также активируется электромагнитной защитой.

Напомним, что существует характеристический столбец выключателей, в случае короткого замыкания выключатель работает в правой характеристической зоне, где время срабатывания стремится к нулю. Для получения дополнительной информации см. мою статью о выборе выключателя.

Это означает, что ток в защитных проводниках заземления протекает только в точке ошибки и бесполезен в остальное время. Поэтому они сохранили его и использовали две кабельные системы питания, только нулевую и фазную.

Обозначения и перевод названий систем заземления

Существуют системы стыков TN, TT и IT. Система TN используется в трех различных вариантах — TN-C, TN-S и TN-C-S. Первая буква относится к способу заземления источника электроэнергии (генератора или трансформатора), а вторая — к потребителю.

Буквы происходят от французских «terre» — местность, «neutral» — нейтральный, «aisole», и от английских «combination» и «separation» — объединенный и разделенный.

  • T — кабель, подключенный к земле.
  • N — подключение к нейтрали.
  • i — разделение.
  • C — совмещение функций, подключение рабочего и защитного нулевого проводников.
  • S — Отдельный нейтральный рабочий проводник и защитный проводник во всей сети.

На схемах системы заземления также используются следующие обозначения

  • L — Line, линия, где фазное напряжение действует на нейтральную линию. (По мнению некоторых комментаторов, L происходит от live)
  • N — Нейтраль, нулевая рабочая точка, где рабочий ток равен току в проводе L (для однофазных систем).
  • PE — Защитное заземление, защитное заземление, проводник защитного заземления.
  • PEN — комбинированный проводник рабочего и защитного заземления.

Краткое описание работы систем заземления

Системы заземления выделяются прежде всего своими защитными свойствами. Это означает, насколько велики шансы на выживание при использовании такой системы после того, как фазы будут установлены в организме.

Существует путаница в терминологии. Эту же систему также называют заземлением и заземляющим устройством. Википедия указывает, что система TN называется нейтральной, потому что PEN-проводник подключен к нейтральному (нулевому) проводнику источника питания. В этом случае этот проводник трансформатора уже заземлен. Он заземлен для предотвращения сдвига фаз.

PUE, библия электрика, говорит то же самое о системе заземления.

На мой взгляд, разница между этими двумя понятиями очень тонкая. По моему мнению, заземление необходимо для поддержания напряжения заземляющего проводника и всех обесточенных частей электроустановки, к которым он подключен, на уровне потенциала земли. Заземление также необходимо для создания тока короткого замыкания, когда одна фаза закорачивает одну и ту же часть установки. В итоге заземленные или заземляющие компоненты никогда не включаются в одну и ту же фазу и должны включаться через выключатель. Это в нескольких словах и моими собственными словами.

Чем ближе точка системы защиты находится к источнику напряжения, тем она безопаснее. Опять же, кого можно считать потребителем: электрочайник, квартиру, многоквартирный дом или центр города?

Если фаза «пробивает» корпус, она должна быть уничтожена автоматическим выключателем с вероятностью 100%.

Здесь важны два момента.

  1. Все металлы, которые не находятся в фазе, должны иметь одинаковый потенциал. И этот потенциал должен быть равен потенциалу земли. Это «самая нулевая» возможность.
  2. Опасные материалы отсутствуют. Доступность безопасна. Если вы случайно увидите советский плоский стол или картину, ваши волосы встанут дыбом.

И еще. Всегда учитывайте возможность повреждения рабочей нейтральной линии. На самом деле, при таких прерываниях во всей цепи устройства будет присутствовать фазное напряжение до тех пор, пока прерывание не снизится до нуля.

Более подробно это описано в статье о прерывании нулевого тока в однофазных и трехфазных цепях. В чем разница?

При контакте ток проходит через нагрузку и тело человека. Несмотря на сопротивление нагрузки, этот ток так же опасен, как и прикосновение к фазному проводу. Сопротивление нагрузки (например, устройства) всегда намного меньше сопротивления человеческого тела.

Схемы систем заземления

Системы TN-C

Система TN-C — это старая советская система, в которой заземление просто удаляется непосредственно из земли на самой установке.

Что вы видите на этой диаграмме? Прежде всего. Нейтральная точка генератора или трансформатора соединена с землей (глухое заземление). Поэтому нейтральная точка трансформатора имеет потенциал земли. Человек также имеет потенциал заземления, что означает, что разность потенциалов между телом и нейтральным проводом равна нулю и безопасна для прикосновения.

Однако все не так просто. Опять же, перекос фаз и падение напряжения на PEN-проводниках могут привести к ненулевому напряжению на PEN-проводниках. Поэтому PEN-провод принудительно «подтягивается» к потенциалу земли через определенные промежутки времени вдоль линии.

Строго говоря, в системе TN-C нет PEN-проводников, поскольку отсутствует разделение между N и PE. Об этом подробно рассказывается в моей статье «Советы дзен для читателей об электрических панелях в грузинской глубинке», особенно в комментариях.

Земля (на которой создана наша планета) является универсальным и потенциальным абсолютным нулем. Однако, если человеку придать потенциал фазного провода, прикосновение к земле может быть смертельным. В то же время безопасно прикасаться к проводу с таким же потенциалом.

Я видел документальные фильмы о том, как люди спокойно спускаются с вертолетов на высоковольтные провода и работают там. Он может упасть с пятиэтажного дома и погибнуть. Или же вы можете упасть с того же дома и совсем не пострадать. (Со второго этажа, первый шаг).

Системы TN-C теперь официально запрещены и могут использоваться только в трехфазных системах, где при нормальной работе нет перекоса фаз и ток не протекает через PEN-проводник (нейтральный или защитный проводник). В результате потенциал этого проводника (а значит, и самого устройства) равен нулю.

Однако благодаря своей низкой стоимости они широко используются в старых домах. Дешевизна системы TN-C является ее единственным преимуществом. Кроме того, площадь поперечного сечения защитного PE-проводника в однофазных системах должна быть равна площади поперечного сечения фазного провода. Это увеличивает общую стоимость электромонтажа как минимум на треть.

В общем, система вообще не имеет заземления, и непонятно, почему «она» называется системой заземления. Вы не можете поместить нули в рамку, если только устройство «каким-то образом» не заземлено.

И в прошлом было очень мало приборов, требующих заземления, потому что все было подключено через эту систему.

Первой «ласточкой» стала стиральная машина, убитая током. В лучшем случае к ним тянулись провода от корпуса вводного щитка — в худшем, корпус автомата соединялся с водопроводной трубой или нулевым проводом.

Конечно, желаемый эффект достигается, но вероятность страдания фазного напряжения значительно возрастает. Основная опасность возникает из-за того, что нейтральная линия может быть повреждена, и все «заземленные» устройства и устройства с импульсными источниками питания могут оказаться под потенциалом фазы в корпусе.

Как я могу защитить себя от поражения электрическим током в системах TN-C? На ум приходят УЗО (устройства остаточного тока). Человек прикасается к фазному проводу. Ток разделяется — часть его (желая большего) идет к нейтральной линии, а другая часть проходит через тело человека к рамке. Существует разница между фазным и нейтральным током, которую должно учитывать УЗО (извините, тавтология).

Однако в ПУЭ четко указано, что УЗО не допускаются в системах TN-C. Почему

Причина в том, что в этом случае может произойти то, о чем мы писали выше. УЗО — это выключатель, в котором по какой-то причине контакт PEN-проводника не работает, и весь потребитель оказывается под фазным напряжением. Это включает в себя корпуса, которые заземлены, аналогично «заземлению» системы TN-C.

В ПУЭ также говорится, что защитный проводник (в данном случае PEN) не должен отключаться ни при каких обстоятельствах и всегда должен быть подключен к заземленному устройству.

Поэтому УЗО можно (и нужно) использовать во всех системах, кроме TN-C.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: