Główne typy systemów uziemiających. Co oznacza uziemienie? Systemy uziemiające TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT Uziemienie tn c

Przyjrzyjmy się, jakie istnieją systemy uziemiające. I schematy

Ryż. 1. System uziemiający TN-C zmienny aktualny Neutralny przewód ochronny i neutralny przewód roboczy są połączone w jednym przewodzie:

1 – przewód uziemiający punktu neutralnego (punktu środkowego) źródła prądu; 2 – odsłonięte części przewodzące

W systemach uziemiających instalacje elektryczne o napięciu do 1 kV akceptowane są następujące oznaczenia:

• system uziemiający – TN – system, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest solidnie uziemiony, a otwarte części przewodzące instalacji elektrycznej są połączone z solidnie uziemionym punktem neutralnym źródła za pomocą neutralnych przewodów ochronnych;
• system uziemiający TN-C – system TN, w którym neutralny przewód ochronny i neutralny przewód roboczy są połączone w jeden przewód na całej jego długości (rys. 1);
• system uziemiający TN-S system TN, w którym przewód neutralny ochronny i neutralny roboczy są oddzielone na całej długości (rys. 2);
• system uziemiający TN-C-S – system TN, w którym funkcje neutralnego przewodu ochronnego i neutralnego przewodu roboczego są połączone w jednym przewodzie w jakiejś jego części, zaczynając od źródła zasilania (ryc. 3);
• system uziemiający TO - system, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest odizolowany od ziemi lub uziemiony za pomocą przyrządów lub urządzeń o dużej rezystancji, a odsłonięte przewodzące części instalacji elektrycznej są uziemione (rys. 4);
• system uziemiający TT – system, w którym punkt neutralny źródła zasilania jest solidnie uziemiony, a odsłonięte przewodzące części instalacji elektrycznej są uziemione za pomocą urządzenia uziemiającego, które jest elektrycznie niezależne od solidnie uziemionego punktu neutralnego źródła (rys. 5).

Ryż. 2. System uziemiający TN-S zmienny aktualny Neutralny przewód ochronny i neutralny przewód roboczy są oddzielone:
1 – 2 – odsłonięte części przewodzące

Pierwsza litera oznacza stan przewodu neutralnego źródła zasilania względem masy:

• T - uziemiony punkt neutralny;
• I– izolowany neutralny.

Druga litera to stan otwartych części przewodzących względem ziemi:

• T - odsłonięte części przewodzące są uziemione, niezależnie od stosunku do masy przewodu neutralnego źródła zasilania lub dowolnego punktu sieci zasilającej;
• N - odsłonięte części przewodzące są podłączone do solidnie uziemionego punktu neutralnego źródła zasilania.

Kolejne (po N) litery - połączenie w jednym przewodzie lub rozdzielenie funkcji zerowego przewodu roboczego i zerowego przewodu ochronnego:

• S - pracownik zerowy (N) i zerową ochronę (ODNOŚNIE) przewody są oddzielone;
• Z - funkcje zerowego przewodu ochronnego i zerowego przewodu roboczego są połączone w jednym przewodniku ( DŁUGOPIS-konduktor);

Symbole na schematach:

N -– przewód zerowy roboczy (neutralny);
ODNOŚNIE - - przewód ochronny (przewód uziemiający, przewód ochronny neutralny, przewód ochronny układu wyrównywania potencjałów);

DŁUGOPIS - - połączone zerowe przewody ochronne i zerowe przewody robocze.

Ryż. 3. System TN-C-Sprąd przemienny. Neutralny przewód ochronny i neutralny przewód roboczy są połączone w jednym przewodzie w części systemu:

1 – przewód uziemiający przewodu neutralnego źródła prądu przemiennego; 2 – odsłonięte części przewodzące

Ryż. 4. System TO zmienny aktualny Odsłonięte przewodzące części instalacji elektrycznej są uziemione. Punkt neutralny zasilacza jest odizolowany od masy lub uziemiony przez duży opór:

1 – rezystancja uziemienia przewodu neutralnego źródła zasilania (jeśli występuje); 2 – elektroda uziemiająca; 3 – odsłonięte części przewodzące; 4 – urządzenie uziemiające instalację elektryczną;

Ryż. 5 System TT prąd przemienny. Odsłonięte przewodzące części instalacji elektrycznej są uziemiane za pomocą uziemienia, które jest elektrycznie niezależne od neutralnej elektrody uziemiającej:

1 – neutralny przewód uziemiający źródła prądu przemiennego; 2 – odsłonięte części przewodzące; 3 – uziemnik otwartych części przewodzących instalacji elektrycznej;

System uziemiający TN-C Ma to ogromną wadę, o której pisaliśmy już wcześniej: . Tutaj jeden przewód neutralny służy zarówno jako pracownik, jak i do ochrony. W normalne warunki nie pojawiają się żadne problemy, ale w sytuacje awaryjne, gdy zero się wypali (w końcu jest pod obciążeniem). Zamiast ochrony możesz znaleźć się w napięciu.

Do systemów uziemiających To iTT Instalacje elektryczne wymagają osobnego uziemienia, co nie zawsze jest wygodne np. w panelach podłogowych.

Dlatego najbardziej preferowany system uziemienia TN-S.

Należy również zauważyć, że czasami te systemy uziemiające są łączone w jedną sieć elektryczną (obwód).

Oto schematy systemów uziemień prądu przemiennego. Jeśli interesują Cię systemy uziemiające prąd stały napisz w komentarzach.

Zobacz o układach uziemiających w PUE

Kwestie bezpiecznego korzystania z energii elektrycznej stają się coraz bardziej istotne dla całej populacji. Wdrożone wymagania międzynarodowej firmy elektrycznej dokumenty regulacyjne W naszym kraju zaostrzono zasady obsługi sprzętu elektrycznego. Potem działał od czasów sowieckich standardy państwowe z uproszczonymi zasadami uziemienia schematy elektryczne dla budynków mieszkalnych zostały zmienione.

Jednak duża liczba budynków nadal funkcjonuje według starego Obwód TN-C. Na jego renowację System TN-C-S wymaga ogromnych kosztów materiałowych; nie jest łatwo to wszystko zrobić w skali państwa. Dlatego takie prace są prowadzone stopniowo, ale systematycznie.

Podłączenie obudów urządzeń elektrycznych do zera

Ta metoda nazywa się zerowaniem. Powszechnie stosowano ją jako technikę ochronną przy krótkotrwałych pracach na starych elektronarzędziach wyposażonych w metalową obudowę o słabej izolacji. Współczesny przemysł nie produkuje takich urządzeń.

Zasada działania: w przypadku uszkodzenia izolacji i pojawienia się potencjału fazowego na obudowie następuje prąd zwarciowy, który jest szybko wyłączany przez wyłączniki ochronne.

Niebezpieczeństwa zerowania:

brak dopracowanego urządzenia ochronne w przypadku uszkodzenia urządzenia nie wyklucza pojawienia się potencjału niebezpiecznego dla osoby w kontakcie z obudową;

Czasami „elektrycy” popełniają błędy, myląc fazę z zerem. W takim przypadku faza zostanie celowo dostarczona do obudowy;

w przypadku zerowego uszkodzenia obwód nie działa.

Łączenie obudów urządzeń elektrycznych z metalowymi konstrukcjami budowlanymi

Sieci wodociągowe, linie podgrzewania wody, obudowy szybów wind i niektóre inne elementy są trwale osadzone w ziemi. Rzemieślnicy ludowi używają ich do uziemiania.

Ryzyko metody:

kontakt elektryczny z ziemią nie jest kontrolowany;

w przypadku naprawy rurociągu łańcuch jest zerwany;

zbudowany w sekcjach plastikowe rury pracować jako izolatory;

gdy na korpusie urządzenia pojawi się potencjał, może ucierpieć przypadkowa osoba w dowolnym mieszkaniu, która dotknie akumulatora grzewczego, kran z wodą i znalazł się na ścieżce prądu.

Niedozwolone rozłączenie przewodu PEN na panelu podłogowym

Na pierwszy rzut oka ta metoda wydaje się najbardziej skuteczna optymalne rozwiązanie. Okablowanie elektryczne mieszkania zostało przebudowane zgodnie z obwodem trójprzewodowym w celu połączenia przewodu neutralnego i PE w ścisłej zgodności z przepisami. Pozostaje tylko podłączyć do pętli uziemiającej, a „elektryk domowy” samodzielnie wykona podział na podłogowej tablicy rozdzielczej.

Jest to niebezpieczne, ponieważ:

rażąco naruszono zatwierdzony i wykonany projekt instalacji elektrycznej całego budynku;

powstają warunki wstępne dla obrażeń elektrycznych i zagrożenia uszkodzeniem sprzętu;

jeśli wystąpią jakiekolwiek awarie w okablowaniu elektrycznym budynku, przedstawiciele usług komunalnych mogą „wyznaczyć” właściciela mieszkania jako winowajcę, co doprowadzi do skandali, kar finansowych, kontroli różnych komisji i innych problemów;

Elektrycy mieszkalnictwa i usług komunalnych zajmujący się utrzymaniem budynków nie będą brać pod uwagę specyfiki modyfikacji przeprowadzanych w trakcie swojej pracy. Może to powodować sytuacje awaryjne.

Przeprowadzić proces konwersji sprzętu elektrycznego na bezpieczny schemat zasilanie dla właścicieli domków letniskowych i domów prywatnych nie jest takie trudne. Do tego wystarczy, najlepiej od nowoczesnego konstrukcje modułowe i połącz się z nim poprzez system TT.

Mieszkańcy budynki wielokondygnacyjne Trudniej jest dobrze odpowiedzieć na to pytanie. Podział przewodu PEN na dwie główne części jest zadaniem organizacji dostarczającej energię. Zostanie ukończony, ale w innym terminie.

W tym momencie podczas remontu lokalu należy wymienić starą instalację wewnątrz mieszkania na nową trójprzewodową i przygotować się do przeniesienia obwodu na system TN-C-S. Pozostaw przewód PE wyjęty z mieszkania w stanie gotowym do podłączenia przez elektryka mieszkaniowego i komunalnego.

Do dziś, w dobie szybkiego wzrostu postępu naukowo-technicznego i wprowadzania superzaawansowanych innowacji do naszego życia, większość społeczeństwa korzysta z przestarzałego systemu uziemień sieci elektryczne TN-C. Czasy, w których przeciętny rosyjski użytkownik patrzył ze zdziwieniem na trójpinową wtyczkę zagranicznych urządzeń elektrycznych gospodarstwa domowego, która nagle stała się dostępna w powszechnym zakupie, już minęły. Ale niestety do tej pory większość ludzi nadal nie ma całkowitej jasności co do tego, dlaczego tak zwana wtyczka euro jest wyposażona w trzecią wtyczkę. Aby ostatecznie rozwiązać ten problem, konieczne jest zrozumienie istniejących opcji ochrony sieci elektrycznych, a także szczegółowe rozważenie, czym jest system uziemienie TN-C-S. Poniżej zamieściliśmy opis wspomnianej opcji zabezpieczenia, a także jej zalety i wady.

Istniejące systemy uziemiające

W Federacja Rosyjska W sieciach elektrycznych obsługujących budynki mieszkalne stosuje się:

• TN-C-S

TN-C. Przestarzały, ale najpowszechniejszy system. Lwia część sektora prywatnego i przestarzałe zasoby mieszkaniowe budynki mieszkalne korzysta z tego typu zasilania. W systemie pętla uziemiająca jest umieszczona w podstacji obniżającej transformator obsługującej dom lub ulicę, punkt zerowy transformatora jest ściśle uziemiony. Przewód podłączony do punktu zerowego PEN jest doprowadzony do obudowy i pełni funkcje zera roboczego PN oraz przewodu ochronnego PE. Ze względu na to, że TN-C jest najprostszym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem, nie spełnia w pełni wymogów bezpieczeństwa elektrycznego. Przy tego rodzaju zasilaniu, zgodnie z PUE, zabrania się używania urządzeń elektrycznych bez dodatkowego uziemienia w pomieszczeniach wysoka wilgotność jak wanny, łazienki i prysznice.

TN-S. W tym przypadku przewód neutralny PN i ochronny PE wykonuje się osobno. Ten rodzaj zabezpieczenia w pełni zapewnia zabezpieczenie przed uszkodzeniami wstrząs elektryczny dlatego przy organizacji zasilania nowych mikrookręgów z niego korzystają.

Systemy i są stosowane w specjalne warunki, porozmawiamy o nich w osobnych artykułach. Przyjrzyjmy się teraz bliżej zaletom i wadom oraz temu, czym jest system TN-C-S.

Opis obwodu zasilania TN-C-S

Przeniesienie dostaw energii do budynków mieszkalnych z systemu TN-C na TN-S jest obecnie nierealne, gdyż będzie wymagało ogromnych kosztów modernizacji. Aby zapewnić odpowiednie standardy bezpieczeństwa elektrycznego najlepsza opcja będzie korzystać z systemu TN-C-S, który jest kombinacją TN-C i TN-S.

Oznacza to, że od podstacji do rozdzielnicy wejściowej (IDU) domu lub domku zasilanie odbywa się za pomocą jednego przewodu PEN. W wodzie urządzenia dystrybucyjne(ASU) wejść lub domów prywatnych wyposażonych w ponowne uziemienie, PEN jest podzielony na zerowy PN i przewód ochronny PE.

Zgodnie ze schematem podanym poniżej, w przypadku uziemienia typu TN-C-S, do zacisków trójfazowych odbiorników obciążenia dostarczane są 4 przewody, z których 3 to przewody fazowe A, B, C, a czwarty to przewód neutralny PN.

Przewód ochronny PE wykonany jest w formie zworki pomiędzy metalowym korpusem urządzenia elektrycznego a obwodem uziemiającym. Odbiorca jest podłączony do sieci jednofazowej za pomocą przewodu jednofazowego i przewodu neutralnego PN, a następnie uziemienia metalowej obudowy.

Schemat oddzielenia przewodu PEN w ASU:

Bardzo ważne jest zachowanie wymaganego przekroju zworki pomiędzy szyną neutralną PN a szyną uziemiającą dom. Zgodnie z PUE przekrój zworki powinien wynosić:

• dla miedzi – 10 mm2;
• do aluminium - 16 mm 2.

Jak zrobić pętlę masy

W budynki mieszkalne Działania związane z przejściem na system uziemiający TN-C-S są zwykle przeprowadzane przez wyspecjalizowane przedsiębiorstwa. Wykonują odpowiednie przełączniki w ASU domu lub wejścia i instalują dodatkową pętlę uziemiającą. Praktyka pokazuje, że zdarzają się przypadki, gdy mieszkańcy niepiśmienni w elektrotechnice, ale niezbyt aktywni, próbują samodzielnie zmodernizować obwód zasilania swojego indywidualnego mieszkania. W tym celu próbują wykorzystać piony wodociągowe lub grzewcze jako pętlę uziemiającą, co jest surowo zabronione, ponieważ Metoda ta nieuchronnie prowadzi do porażenia prądem elektrycznym i ma szkodliwy wpływ na żywotność rurociągów i urządzeń grzewczych.

W warunkach prywatnego domu wykonanie dodatkowego uziemienia nie jest trudne, najpopularniejszy i niezawodny jest obwód zamknięty w kształcie trójkąta:

Elektroda zanurzona w ziemi to kątownik stalowy, zworka to stalowa taśma, przewód uziemiający to stalowy pręt. Kwadrat Przekrój stalowe elementy obwodu muszą mieć co najmniej 50 mm 2. Szerzej o tym pisaliśmy w osobnym artykule!

Zalety i wady TN-C-S

Uziemienie typu TN-C-S, podobnie jak inne systemy, ma swoje zalety i wady. Do jego znaczących zalet należy prostota i ekonomiczność oraz możliwość zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa elektrycznego. Poważną wadą TN-C-S jest to, że w przypadku przerwania przewodu PEN na odcinku przed jego rozdzieleniem, przewód PE oraz wszystkie uziemione obudowy metalowe urządzenia elektryczne będą pod napięciem.

Zasilacze systemu TN posiadają punkt bezpośrednio połączony z ziemią. Odsłonięte przewodzące części instalacji elektrycznej są podłączone do tego punktu za pomocą neutralnych przewodów ochronnych.

W zależności od konstrukcji przewodu neutralnego roboczego (N) i neutralnego ochronnego (PE) wyróżnia się trzy typy sieci TN:

• układ TN-C - funkcje zerowego przewodu roboczego i zerowego przewodu ochronnego są połączone w jednym przewodzie w całej sieci;
• Układ TN-C-S - funkcje zerowego przewodu roboczego i zerowego przewodu ochronnego są połączone w jednym przewodzie w części sieci;
• Układ TN-S - zerowe przewody robocze i zerowe przewody ochronne działają oddzielnie w całym systemie.

System uziemienia TN

1- uziemienie neutralne, 2- części przewodzące

W układzie TN-C neutralny przewód roboczy - N łączy się z neutralnym przewodem ochronnym - PE w jeden przewód - PEN.

System TN-C jest zabroniony w nowym budownictwie, w obwodach jednofazowych i prądu stałego. Wymaganie to nie dotyczy odgałęzień linii napowietrznych o napięciu do 1 kV do jednofazowych odbiorców energii elektrycznej (PUE 1.7.132).

System uziemiający TN-C-S

W układzie TN-C-S, w urządzeniu wejściowym instalacji elektrycznej, połączony neutralny przewód ochronny i roboczy - PEN dzieli się na neutralny ochronny - PE i neutralny roboczy - N.

W instalacjach elektrycznych z systemem uziemienia typu TN-C-S punktem neutralnym linii zasilającej jest połączony przewód neutralny ochronny - PE i neutralny roboczy - N (PEN). W systemie TN-C-S wszystkie otwarte części przewodzące instalacji elektrycznej są bezpośrednio podłączone do punktu uziemiającego podstacji transformatorowej.

Oznaczenia dla instalacji elektrycznych o napięciu do 1 kV

/1.7.3./ Dla instalacji elektrycznych o napięciu do 1 kV przyjmuje się następujące oznaczenia:

• układ TN- system, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest solidnie uziemiony, a otwarte części przewodzące instalacji elektrycznej są połączone z solidnie uziemionym punktem neutralnym źródła za pomocą neutralnych przewodów ochronnych;
• System TN-C- układ TN, w którym przewód neutralny ochronny i neutralny roboczy są połączone w jeden przewód na całej jego długości;
• System TN-S- układ TN, w którym przewód neutralny ochronny i neutralny roboczy są oddzielone na całej długości;
• System TN-C-S- układ TN, w którym funkcje neutralnego przewodu ochronnego i neutralnego przewodu roboczego są połączone w jednym przewodzie w jego części, zaczynając od źródła zasilania;
• system informatyczny- system, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest odizolowany od ziemi lub uziemiony za pomocą urządzeń lub urządzeń o dużej rezystancji, a odsłonięte przewodzące części instalacji elektrycznej są uziemione;
• systemu TT- system, w którym przewód neutralny źródła zasilania jest solidnie uziemiony, a dostępne części przewodzące instalacji elektrycznej są uziemione za pomocą urządzenia uziemiającego, które jest elektrycznie niezależne od solidnie uziemionego punktu neutralnego źródła.

Pierwsza litera oznacza stan przewodu neutralnego źródła zasilania względem masy:
T - uziemiony punkt neutralny;
Ja - izolowany neutralny.
Druga litera to stan otwartych części przewodzących względem ziemi:
T - otwarte części przewodzące są uziemione niezależnie od stosunku do masy przewodu neutralnego źródła zasilania lub dowolnego punktu sieci zasilającej;
N - otwarte części przewodzące są podłączone do solidnie uziemionego punktu neutralnego źródła zasilania.
Kolejne (po N) litery - połączenie w jednym przewodzie lub rozdzielenie funkcji zerowego przewodu roboczego i zerowego przewodu ochronnego:
S - przewody zerowe robocze (N) i zerowe przewody ochronne (PE) są oddzielone;
C - funkcje neutralnego przewodu ochronnego i neutralnego przewodu roboczego są połączone w jednym przewodzie (przewód PEN);

Norma Norma PUE 1.7, EN60950, IEC60364
Załaduj schematy zasilania TNC, TNCS, TNS, TT, IT

TNK– Neutralny i PE („uziemienie”) są łączone w dowolnym miejscu systemu w jedną szynę zbiorczą PEN.
Neutralny i PE (przewód ochronny) są połączone w całym systemie.

TNS– Przewód neutralny jest podłączony do uziemienia transformatora, ale nie jest podłączony do uziemienia (PE) w żadnym innym miejscu systemu. PE jest dostarczany na miejsce oddzielnie od transformatora i można go podłączyć do lokalnej uziemienia.

Neutralny jest uziemiony na transformatorze, ale nie jest połączony z ziemią ani PE gdzie indziej. PE jest doprowadzany na miejsce z transformatora i połączony z uziemieniem obiektu.

TNCS– Szyna PEN, która na początku jest wspólna, jest następnie rozdzielana na 2 oddzielne przewody: N (neutralny) i PE (szyna uziemiająca). Norma amerykańska jest odmianą tego. Przewód neutralny jest uziemiony przy transformatorze.

TNCS dzieli połączony PEN na oddzielny neutralny i PE przy wejściu do usługi (praktyka w USA jest tego odmianą). Przewód neutralny jest uziemiony na transformatorze.

TT– Przewód neutralny jest uziemiony na transformatorze. Uziemienie lokalne – PE (obiekt konsumencki) nie jest podłączony do przewodu neutralnego. Nie ma połączeń pomiędzy uziemieniem transformatora a uziemieniem odbiorcy (PE).

Punkt neutralny jest uziemiony na transformatorze. PE powstaje na miejscu, ale nie jest związany z przewodem neutralnym. Nie ma połączenia między PE a uziemieniem transformatora.

TO– Punkt neutralny transformatora nie jest uziemiony (lub jest uziemiony przez rezystor o wysokiej impedancji).

Transformator jest nieuziemiony (lub uziemiony przez wysoką impedancję). PE powstaje na miejscu, ale nie jest połączony z przewodem serwisowym; żaden przewodnik w tym systemie nie jest oznaczony jako „neutralny” (standardowy system informatyczny).

Rodzaje systemów informatycznych:

• A) w systemie brakuje przewodu „N/Neutral” (norma IT).
• B) w systemie znajduje się przewód „N/Neutral”.

Przewód neutralny odbiornika również nie jest uziemiony (lub jest uziemiony przez rezystor o wysokiej impedancji).

W obu przypadkach możliwe są różnice:

• I) Ziemia lokalna – brak PE (obiekt konsumencki). Konsument wykorzystuje PE z transformatora.
• II) Ziemia lokalna – PE (obiekt konsumencki) istnieje. Konsument może skorzystać z uziemienia lokalnego lub uziemienia transformatora. Te Ziemie mogą być połączone lub nie.

Głównym wymaganiem systemu IT jest nieuziemiony lub uziemiony przez impedancję punkt zerowy transformatora.

Terminy/skróty:

• T – Terra / Ziemia (Terra łacińska, Terre francuska)
• N – Neutralny / Neutralny
• C – Połączone / Połączone
• S – W separacji
• I – Izolowany / Izolowany (francuski terre isolee)
• PE – przewód uziemienia chronionego / szyna uziemienia chronionego
• PEN – uziemienie chronione + przewód neutralny / pojedyncza szyna łącząca przewód neutralny (N) i uziemienie (PE)

Różne standardy SYSTEMÓW UZIEMIENIA

Trzem systemom uziemiającym nadano oficjalny status na podstawie normy (IEC 60364), która dzieli się na: duża liczba standardy krajowe.

Systemy TN

Podstawowe zasady obwodu TN:

• Przewód neutralny transformatora jest uziemiony, zatem obudowy odbiorcze (podłączone do uziemienia PE lub PEN transformatora) są galwanicznie połączone z punktem neutralnym.

Istniejące opcje obwodu TN:

• TNK– „Uziemienie” i przewód neutralny są połączone w 1 przewodzie (PEN) (C = połączone).
• TNS– „Uziemienie” i przewód neutralny są oddzielone (PE i N) (S = oddzielne).
• TNCS= TNC+TNS Masa i przewód neutralny, najpierw połączone, są następnie rozdzielane (CS = połączone, a następnie rozdzielone). Oznacza to, że TNC jest konwertowane na TNS.

System TNS nie może istnieć przed systemem TNC.

System TNC (TN-C). Usterka izolacji w systemie TNC

Uwagi ogólne:

W systemie TNC z wyłącznikami automatycznymi awaria izolacji jest niebezpieczna. Zniszczenie izolacji, czyli zwarcie przewodu fazowego z „masą” powoduje wzrost prądu w obwodzie do maksymalna wartość, ograniczone wyłącznikami automatycznymi.

Taka ochrona w wielu przypadkach jest wystarczająca do ochrony samego obciążenia, ale nie jest kompletna, na przykład, jeśli izolacja nie jest całkowicie zniszczona, a prąd faza-ziemia jest niewystarczający do wyzwolenia wyłącznika. Może to jednak doprowadzić do pożaru lub niebezpiecznego porażenia prądem elektrycznym, a wyłącznik automatyczny nie zadziała (nie zapewni ochronnego wyłączenia awaryjnej części obwodu).

System ma ich najwięcej niski poziom bezpieczeństwo, ponieważ nie jest możliwe prawidłowe zainstalowanie RCD.

Pomimo zagrożenia system jest nadal używany w Rosji m.in. w przedsiębiorstwach państwowych. W Rosji w obecnie zastąpiony systemem TNS.

Szczegółowe uwagi:

Ryc.1. Usterka izolacji w systemie TNC

Możliwe opcje:

• Mężczyzna dotknął jednocześnie przewodu fazowego i „Ziemi”.
• Podczas zalania (pożar itp.) izolacja przewodu ulega zniszczeniu, a faza zostaje zwarta do korpusu (do „ziemi”).
• Izolacja starego drutu ulega zniszczeniu, a faza jest zwarta do korpusu (do „ziemi”).

System TNS (TN-S). Awaria izolacji w systemie TNS

Uwagi ogólne:

Maksymalny stopień bezpieczeństwa można osiągnąć instalując wyłącznik różnicowoprądowy. System jest najbardziej rozpowszechniony na świecie. Wprowadzony jako standard w Rosji.

Poziom bezpieczeństwa TNS jest wyższy niż TNC następujące powody(P1, P2):

• P1) wyłączniki w TNS po zadziałaniu mogą całkowicie otworzyć obwód (zarówno neutralny, jak i fazowy), szyna ochronna „Uziemienie” PE nadal spełnia swoje funkcje. Przy czym, podobnie jak w systemie TNC, w sytuacji awaryjnej można otworzyć jedynie fazy.
• P2) Przewód ochronny „Uziemienie” PE spełnia tylko swoje funkcje, to znaczy służy jako uziemienie. Podczas gdy w systemie TNC przewód ochronny spełnia jednocześnie dwie funkcje: uziemiającą i neutralną, co może prowadzić do problemów, na przykład: obciążenie (PC) „zamarznie” z powodu zakłóceń z powodu złej jakości uziemienia, ponieważ zakłócenia występują na przewód uziemiający (zakłócenia) wywołane przepływającym przez niego prądem obciążenia.

Szczegółowe uwagi:

Ryc.2. Awaria izolacji w systemie TNS

Możliwe opcje:

System TNCS (TN-C-S). Awaria izolacji w systemie TNCS

Uwagi ogólne:

W systemie TNS z wyłącznikami ochronnymi awaria izolacji jest niebezpieczna. Zniszczenie izolacji, czyli zwarcie przewodu fazowego z „masą”, powoduje wzrost prądu w obwodzie do wartości maksymalnej ograniczonej przez wyłączniki w obwodzie.

Taka ochrona w wielu przypadkach jest wystarczająca do ochrony samego obciążenia, ale nie jest kompletna, np. jeśli izolacja nie jest całkowicie zniszczona, a prąd faza-ziemia jest niewystarczający do wyzwolenia wyłącznika. Jednak prąd ten może wystarczyć do spowodowania pożaru lub niebezpiecznego porażenia prądem elektrycznym, a wyłącznik nie zadziała (nie zapewni ochronnego wyłączenia awaryjnej części obwodu).

System ochrony ma średni poziom bezpieczeństwa, ponieważ instalując RCD można osiągnąć dość wysoki stopień bezpieczeństwa, ale problem złej jakości uziemienia pozostaje ze względu na zastosowanie zintegrowanej magistrali PEN.

Używany dość często w Rosji. W Rosji jest obecnie zastępowany przez system TNS.

Szczegółowe uwagi:

Ryc.3. Awaria izolacji w systemie TNCS

Możliwe opcje:

• Mężczyzna dotknął jednocześnie przewodu fazowego i Ziemi.
• W przypadku zalania (pożaru itp.) izolacja przewodu ulega zniszczeniu i następuje zwarcie fazy do obudowy („Uziemienie”).
• Izolacja starego drutu ulega zniszczeniu, a faza jest zwarta do korpusu („Uziemienie”).

systemu TT

Podstawowe zasady schematu TT:

• Punkt neutralny transformatora jest uziemiony.
• Obudowa uziemienia/obciążenia jest również uziemiona.
• Uziemienie transformatora nie jest połączone kablem z uziemieniem obciążenia/odbiornika (PE).

Awaria izolacji w systemie TT

Uwagi ogólne:

Stopień bezpieczeństwa zależy od rezystancji pomiędzy „Ziemią” transformatora transformatorowego a „Ziemią” odbiorcy. Jeśli ta rezystancja jest niska, bezpieczeństwo jest takie samo jak w TNS z RCD. Jeśli ta rezystancja jest wysoka, bezpieczeństwo systemu jest zmniejszone, ponieważ RCD może nie zadziałać.

Instalacja RCD jest powszechna w systemie TT. Ten system w Rosji jest rzadko używany.

Szczegółowe uwagi:

Ryc.4. Awaria izolacji w systemie TT

Możliwe opcje:

• Mężczyzna dotknął jednocześnie przewodu fazowego i Ziemi.
• W przypadku zalania (pożaru itp.) izolacja przewodu ulega zniszczeniu i następuje zwarcie fazy do obudowy („Uziemienie”).
• Izolacja starego drutu ulega zniszczeniu, a faza jest zwarta do korpusu („Uziemienie”).

Pokazano standardowy obwód przekładnika prądowego z wyłącznikiem RCD. Prąd przebicia (przebicie) izolacji przewodów fazowych i przewodu neutralnego jest ograniczony przez rezystancję (impedancję) odcinka między „Ziemią” transformatora a „Ziemią” odbiorcy.

Ochronę zapewnia wyłącznik różnicowoprądowy (RCD): uszkodzony blok/sekcja jest wyłączany przez urządzenie RCD, gdy tylko próg prądowy ΔI RCD umieszczonego przed tym blokiem/sekcją zostanie przekroczony w wyniku upływu/przebicia izolacji prąd (do masy) IL:

IL > ΔI

IL = UL / RL – prąd przebicia / upływu

Stan niezawodne działanie RCD:

R (CD)<< 220 В / ΔI; для УЗО с ΔI =30мА: R (CD) << 7кОм.

R (AB) =RL – rezystancja obszaru uszkodzonego (pomiędzy punktem przewodu przewodzącego prąd, z którego nastąpił upływ do „ziemi” i „Uziemienia”).

U (AB) =UL – różnica potencjałów pomiędzy punktem przewodu przewodzącego prąd (od którego nastąpił upływ do ziemi) a „uziemieniem” (napięciem przebicia).

R (CD) – rezystancja pomiędzy „Ziemią” transformatora TP a „Ziemią” odbiorcy.

Jeżeli R (CD) jest małe (normalne), to w przypadku uszkodzenia izolacji działanie RCD zapewni bezpieczne wyłączenie obszaru awaryjnego i wskaże, że obszar ten podlega naprawie.

Jeżeli R (CD) jest duże (nienormalne) i RCD nie zadziała, to pierwsza awaria izolacji nie doprowadzi do porażenia prądem, ale brak zadziałania RCD nie pozwoli na wykrycie wypadku i dokonanie terminowej naprawy, oraz druga awaria doprowadzi do wypadku.

System IT (izolowany neutralny)

Podstawowe zasady schematu informatycznego:

Szczegółowe uwagi:

Ryc.5b. Podwójne przebicie/awaria izolacji w systemach IT

Linie I L1 = U Ф / R

U L1 = R L1 * I L1

Pierwsze naruszenie izolacji nie jest groźne w IT! Oznacza to, że osoba może bezpiecznie dotknąć zarówno fazy, jak i „Ziemi” w IT.

R L1 – rezystancja obszaru uszkodzonego (pomiędzy punktem przewodu prądowego, z którego nastąpił upływ do ziemi, a „Ziemią”.

U L1 – różnica potencjałów pomiędzy punktem przewodu przewodzącego prąd (od którego nastąpił upływ do ziemi) a „uziemieniem” (napięcie przebicia).

U f – napięcie fazowe transformatora

I L1 – prąd przebicia/upływu.

Jeśli wystąpi druga awaria izolacji na innym przewodzie fazowym, gdy pierwsze naruszenie nie zostało jeszcze usunięte (patrz rys. 5b), różnica potencjałów styków drugiego miejsca naruszenia (napięcia przebicia) jest równa U L2 = √3*U Ф -U L1 może być duży i niebezpieczny.

Przy niskich rezystancjach pierwszego i drugiego uszkodzonego obszaru (R L1, R L2) przez przewód łączący „masę” pierwszego i drugiego uszkodzonego obszaru (R L1, R L2) może płynąć znaczny prąd upływowy:

I L1 = I L2 = √3*U Ф / (R L1 + R L2)

Drugie naruszenie izolacji jest niebezpieczne w IT!

Przypadki obciążenia uzyskują potencjały wywołane tym prądem. Zatem jeśli zwarcie w 1. odcinku nie jest niebezpieczne, to późniejsze zwarcie w 2. odcinku jest tak samo niebezpieczne jak w sieciach TN. Dlatego RCD jest konieczny.

Oznaczenia:

• U L1 (U L2) – napięcie przebicia pierwszego (drugiego) uszkodzonego obszaru.
• U Ф – napięcie fazowe transformatora.
• I L1 (I L2) – prąd przebicia/upływu 1 sekcji (2 sekcje).
• R L1 (R L2) – rezystancja 1 (2) uszkodzonego obszaru.

Łączne zastosowanie wyłączników prądowych i wyłączników różnicowoprądowych zapewnia w takich przypadkach niezbędną ochronę. W tym przypadku system informatyczny pod względem bezpieczeństwa jest porównywalny z TNS z wyłącznikiem różnicowoprądowym, czyli działanie wyłącznika RCD (wyłączenie sekcji awaryjnej) sygnalizuje, że nastąpiło pierwsze naruszenie izolacji i pozwala na jego wyeliminowane w odpowiednim czasie.

Aby zapewnić niezawodne działanie wyłącznika różnicowoprądowego, wymagana jest instalacja wymuszonego oporu Z N (ziemia neutralna), zwykle nie większej niż 1500 omów. Bez tej rezystancji nie można wykryć (i wyeliminować na czas) pierwszej awarii, jeśli w systemie nie ma innych urządzeń (z wyjątkiem wyłączników RCD i obecnych maszyn - patrz poniżej).

Oprócz tych możliwości, tylko system informatyczny może jeszcze bardziej poprawić bezpieczeństwo.

Możesz dodatkowo zwiększyć stopień bezpieczeństwa instalując PMI/PIM (ciągły monitoring izolacji/czujnik izolacji). PMI to amperomierz o wysokiej rezystancji (lub woltomierz podłączony równolegle do Z N), podłączony w taki sam sposób jak Z N pomiędzy przewodem neutralnym a „uziemieniem” TP.

PMI umożliwia:

• Dokładnie rejestruj poważne zaniki faz - „Ziemia”, aż do zwarcia.
• Na bieżąco rejestruj stan izolacji przewodów w systemie (powolne starzenie się i pogorszenie parametrów materiału izolacyjnego).

W przeciwieństwie do innych systemów (TN, TT) pozwala to wykryć pierwsze naruszenie izolacji, ale nie odłączyć sekcję awaryjną (ponieważ w IT pierwsze naruszenie izolacji nie jest niebezpieczne), ale dokończyć nad nią prace i dopiero po jego zakończeniu należy przeprowadzić normalne rozłączenie i naprawę izolacji. Jest to szczególnie ważne na przykład w szpitalach i innych miejscach, gdzie ważne jest nie tyle automatyczne „odcięcie” obwodu awaryjnego w odpowiednim czasie, ale wcześniejsze wyeliminowanie wszystkich usterek i wyeliminowanie możliwości nagłego niekontrolowanego automatycznego wyłączenia obwodów. Dlatego w wielu krajach wprowadzono system informatyczny jako standard dla szpitali, obiektów związanych z mediami przewodzącymi (woda, ziemia itp.), np. statków, metra i innych miejsc wymagających zwiększonego bezpieczeństwa.

Zwiększone bezpieczeństwo systemu IT odnosi się zatem do możliwości bezpiecznego wykrywania i eliminowania uszkodzeń izolacji wszystkich przewodów w systemie.

W systemie informatycznym instalacja obecnych maszyn jest obowiązkowa. RCD instaluje się w zależności od charakterystyki obciążeń oraz zastosowanego Z N i PMI.

Dodatkowo same obwody ochronne PMI są dodatkowo zabezpieczone np. na TP za pomocą iskiernika lub urządzenia przeciwprzepięciowego (ogranicznik przepięć, tłumik przepięć).

Oznaczenia:

• SCPD(Urządzenie przeciwzwarciowe) – wyłącznik przeciwzwarciowy, wyłącznik prądowy, wyłącznik z wyzwalaczem termomagnetycznym. Maszyna otwiera obwód, jeśli prąd w obwodzie przekracza prąd znamionowy maszyny.
• RCD(Residual Current Devices) - RCD, wyłącznik różnicowoprądowy, wyłącznik różnicowoprądowy lub bardziej precyzyjna nazwa: wyłącznik różnicowoprądowy sterowany prądem różnicowym (resztkowym), w skrócie RCD-D) lub wyłącznik różnicowoprądowy (VDT) lub wyłącznik różnicowoprądowy (ZOU) – mechaniczne urządzenie przełączające, które w przypadku osiągnięcia (przekroczenia) wartości prądu różnicowego powoduje rozwarcie obwodu obciążenia.
• PIM(stały monitor izolacji) – PMI stały monitoring izolacji / czujnik izolacji.
• Z N opcjonalna impedancja – dodatkowa wymuszona rezystancja uziemienia neutralnego na TP.
• Ogranicznik przepięć(tłumik przepięciowy, ogranicznik przepięć) - ogranicznik przepięć lub zespół ochrony przeciwprzepięciowej lub zespół ochrony przeciwprzepięciowej.

Uwaga!

Wszystkie powyższe informacje dotyczą ochrony użytkownika, który ma dostęp wyłącznie do izolowanych przewodów i sprzętu elektrycznego w obudowie ochronnej.

Należy pamiętać, że głębsza penetracja sprzętu elektrycznego może zagrażać życiu, nawet w przypadku najbezpieczniejszych systemów uziemiających, w przypadku stosowania wyłączników automatycznych, RCD, czujników izolacji itp.

Przykłady poważnego zagrożenia dla ludzi:

Przykład 1

Zainstalowany: dowolny system uziemiający. Wszelkie urządzenia zabezpieczające w obwodach prądu przemiennego. UPS 100 kVA – akumulatory w szafie bateryjnej są zawsze pod napięciem (także wtedy, gdy UPS jest wyłączony) i są niebezpieczne.
UWAGA! WYSOKIE NAPIĘCIE DC!

Przykład 2

System informatyczny. Jest automat. Jest RCD. Jest czujnik izolacji. Jest ocieplana mata. Jest dowolne urządzenie, na przykład silnik elektryczny, stabilizator, UPS o mocy 100 kVA. Kontakt człowieka (jednoczesny) z fazą i neutralnym lub dwiema fazami na listwie zaciskowej (lub odpowiednich przewodach z uszkodzoną izolacją) tego urządzenia jest niebezpieczny
UWAGA! WYSOKIE NAPIĘCIE AC!
(RCD nie zadziała, jeśli osoba znajduje się na macie izolacyjnej!)

Przykład 3

Ponadto może dojść do obrażeń ciała, jeśli w ogóle nie dotknie on przewodów pod napięciem, na przykład klucz upuszczony na zaciski zespołu akumulatora 100 Ah może przepalić się jak bezpiecznik w wyniku niebezpiecznego błysku światła i uderzyć w otoczenie rozpryskami metal.

Uwaga!

Aby zapewnić pełne bezpieczeństwo wymagane są 4 dodatkowe warunki:

1. Konstruktor sprzętu podjął działania w celu zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa i konserwacji sprzętu.
2. Inżynier pracujący przy sprzęcie podjął działania mające na celu zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa prowadzonych prac.
3. Otoczenie jest normalne, np. temperatura, wilgotność są normalne i nie ma niebezpieczeństwa pęknięcia pobliskiej rury wodociągowej itp.
4. Godziny pracy sprzętu nie przekroczyły niebezpiecznej granicy (kwestia czasu).