Важно! Зануление – это электрическое соединение незаземленных корпусов, в нормальном состоянии не под напряжением, и нулевым проводом трансформатора.

Разновидности схем TN

• TN-S. Безопасность при возникновении аварийного режима существенно увеличивается. Здесь функции рабочего и защитного проводника разделяются по всей длине, вплоть до распределительного устройства потребителя. Однако требуется использование пятипроводного кабеля, что несколько удорожает стоимость прокладки кабельной линии;
• TN-C-S. Самая часто встречающаяся в современной электротехнике система заземления. PEN-проводник подвергается разделению на N и РЕ непосредственно в ГРЩ потребителя. При повреждении PEN-проводника до точки раздела на металлоконструкциях так же, как и в случае с системой TN-C, может появиться напряжение. Чтобы этого не произошло, делаются повторные заземления PEN-проводника по всей длине кабельной линии;
• ТТ. Предусматривает создание у потребителя индивидуального заземляющего устройства. Встречается редко.

Данный режим работы заземленной нейтрали защищает от поражения электрическим током. При аварии потенциал выравнивается, поэтому прикосновение к металлическим конструкциям перестает быть опасным.

Видео

Зануление это просто, что такое защитное зануление

Не все понимают разницу между такими понятиями, как зануление и заземление, хотя, в принципе, это одно и то же. Защитное зануление – это соединение нейтрали трансформатора с металлическим корпусом бытового прибора. А так как система электроснабжения с глухозаземленной нейтралью – основная схема подачи электричества в дома, соответственно схема зануления присутствует в каждом доме.

При всей непонятности названия: глухозаземленная нейтраль – в реалии все достаточно просто. Электроснабжение домов производится от электрической подстанции, в которой установлен трансформатор. Фазные обмотки трансформатора соединены в одной точке, данная схема называется звездой. Разность потенциалов в данной точке равна нулю, то есть, напряжение здесь отсутствует. Именно эта точка соединяется с заземляющим контуром, который расположен внутри подстанции. И от этой точки в дома проводится провод, который называется нулевым. То есть, в каждую квартиру или дом входит два проводника: фазный и нулевой, которые и подают напряжение в 220 вольт.

Теперь, что такое зануление? Современные бытовые приборы в процессе производства комплектуются заземляющим проводом, который соединяет их металлический корпус с вилкой. В последней установлена третья клемма заземления. Соответственно современные розетки также снабжены третьим заземляющим контактом. При установке вилки в розетку происходит замыкание заземляющих контактов, то есть, бытовой прибор подключается к заземляющему контуру, расположенному в подстанции, через нулевой провод. И хотя эта одна из разновидностей заземления, название она получила от нулевого проводника.

Как работает система

Принцип действия зануления очень простой. Он основан на правилах устройства электроустановок (ПУЭ). В них регламентированы нормативы, в которых обозначено, что при появлении короткого замыкания в сети защитное устройство (автомат) должно среагировать за 0,4 секунды. За этот небольшой промежуток времени человек останется в живых, если он коснулся корпуса прибора, который находится под напряжением в виду пробивки изоляции внутри электроустановки.

Есть два тонких момента, которые определяют принцип действия защитного зануления.

1. При ее использовании значительно уменьшается сопротивление петли «фаза-ноль».
2. Увеличивается значение тока короткого замыкания, которое становится причиной срабатывания защитного автоматического выключателя.

Внимание! Есть одно требование, которое зафиксировано в ПУЭ. Нельзя изготавливать своими руками отдельный заземляющий контур на улице и подключать к нему заземляющий провод, если в доме используется сеть с глухозаземленной нейтралью. Все дело в том, что самодельный контур может иметь более значительное сопротивление, чем зануляющая система через нейтраль. А это снижение силы тока короткого замыкания, на который не отреагируют защитные автоматы в распределительном щитке.

Это же самое касается создания заземляющего контура через отопление или водопроводные металлические трубы.

Область применения зануления обширна. К ней на промышленных объектах подключаются все электроустановки: электродвигатели, генераторы, трансформаторы, конструкции распределительных устройств и прочие. В быту к ней подключаются бытовые приборы, электрические инструменты и станки, светильники, распределительные щиты.

Назначение защитного зануления – это безопасная эксплуатация электроустановок. Но насколько оно эффективнее настоящей заземляющей сети. Во-первых, необходимо отметить, что отдельно устанавливаемый заземляющий контур – это провод, который проложен от распределительного щитка в доме к трансформатору и подключен к заземляющей сети внутри подстанции.

Во-вторых, могут возникнуть ситуации, когда нулевой проводник по каким-то причинам отгорит. То есть, при коротком замыкании внутри бытового прибора весь потенциал будет направлен на его корпус. А так как при занулении нулевой провод соединен с заземляющим, то последний также не будет задействован в системе безопасности. Последствия при соприкосновении с корпусом прибора – удар током. В заземлении такого не произойдет, потому что оба проводника: ноль и земля – это два отдельно проведенных контура.

Обобщение по теме

Требования ПУЭ точно определяют нормативы, при которых питающая электрическая цепь должна сработать на отключение при возникновении короткого замыкания. Для этого сила тока короткого замыкания должна быть в три раза больше, чем номинальный, обозначенный на автоматическом выключателе. Это касается жилых домов и офисных зданий, где установлены автоматические выключатели с плавкими вставками. Для защитных устройств с электромагнитными расцепителями повышающий коэффициент равен 1,4. Для взрывоопасных помещений используется коэффициент 4-6.

Чтобы ток такой силы мог спокойно растекаться по зануляющей сети, необходимо, чтобы ее сопротивление при 220 вольт было 8 Ом, при 380 вольтах – 4 Ома. Это может обеспечить медный провод сечением 4 мм², не меньше. Этот размер применяется в бытовых сетях, где используется напряжение 220 В.

Обобщая информацию, можно дать окончательное определение зануляющей системе. Итак, занулением называется соединение нетоковедущих металлических частей электроустановок (бытовых приборов) с нейтралью трансформатора. Последняя соединяется с заземлением. Добавим, что заземляющие и зануляющие провода имеют один окрас – желто-зеленый. Это делается для облегчения монтажа и для легкости определения проводников в процессе проводимого ремонта.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Глухозаземленная нейтраль — Студопедия

Глухозаземлённой нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

В сетях с заземлённой нейтралью токи однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка с землей.

Для основной массы потребителей используются четырёхпроводные сети с глухозаземлённой нейтралью. Это позволяет потребителям использовать линейное и фазное напряжения, а также организовать эффективную защиту сети от перегрузок.

Недостатки:

• Не обеспечивается бесперебойная работа поврежденного отходящего фидера;

• В силу возникновения высокого напряжения прикосновения создается большая опасность для персонала во время действия повреждения.

Кроме обеспечения минимального сопротивления заземляющего устройства, важно также обеспечить равномерное распределение напряжения вокруг защищаемого аппарата и по всей площади электроустановки (например, подстанции) Максимальный потенциал (U3) имеют заземлитель, соединенный с корпусом поврежденного аппарата, и грунт, соприкасающийся с заземлителем. По мере удаления от заземлителя потенциал на поверхности земли падает, достигая постепенно нулевого значения (за пределами 15…20 м). Сопротивление грунта на этом расстоянии называется сопротивлением растеканию.

Человек, прикасающийся к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией, оказывается под напряжением. Это напряжение называется напряжением прикосновения (Unpик).

Между ступнями человека, приближающегося к поврежденному аппарату, также будет разность потенциалов, называемая напряжением шага (Uшаг), значение которого зависит от ширины шага и расстояния до места повреждения.

Поражения людей из-за появления напряжения шага в случае однофазного замыкания на землю очень редки вследствие малых значений этого напряжения. Но если это напряжение возникает при падении на землю оборвавшегося провода воздушной линии, оно может достигать больших значений. В таких случаях выходить из зоны действия напряжения шага следует, используя сухие доски, листы пластика и другие изоляционные материалы, а при их отсутствии – мелкими шагами.

Зануление – это вид защиты от поражения током путем автоматического отключения поврежденного участка сети и одновременно снижения напряжения на корпусах оборудования на время, пока не сработает отключающий аппарат.

Зануление осуществляют соединением нетоковедущих частей с нейтралью трансформатора с помощью металлических проводников, имеющих весьма малое сопротивление.

Заземление нейтралей и защита разземленных нейтралей трансформаторов от перенапряжений | Практика

В современных энергосистемах сети 110 кВ и выше эксплуатируются с эффективным заземлением нейтралей обмоток силовых трансформаторов. Сети напряжением 35 кВ и ни­же работают с изолированной нейтралью или заземлением через дугогасящие реакторы.
Каждый вид заземления имеет свои преимущества и недостатки.
В сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не приводит к короткому замыканию. В месте замыкания проходит небольшой ток, обусловленный емкостью двух фаз на землю. Значительные емкостные токи обычно компенсируются полностью или частично включением в нейтраль трансформатора дугогасящего реактора. Остаточный в результате компенсации малый ток не способен под­держивать горение дуги в месте замыкания, поэтому поврежденный участок, как правило, не отключается автоматически. Металлическое однофазное замыкание на землю сопровождается повышением напряжения на неповрежденных фазах до линейного, а при замыкании через дугу возможно появление перенапряжений, распространяющихся на всю электрически связанную сеть, в которой могут находиться участки с ослабленной изоляцией. Чтобы уберечь трансформаторы, работающие в сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов, от воздействия повышенных напряжений, изоляцию их нейтралей выполняют на тот же класс напряжения, что и изоляцию линейных вводов. При таком уровне изоляции не требуется применение никаких средств защиты нейтралей, кроме вентильных разрядников, включаемых параллельно дугогасящему реактору.
В сетях с эффективным заземлением нейтрали (рис. 1.19) однофазное замыкание на землю приводит к короткому замыканию. Ток короткого замыкания (КЗ) проходит от места повреждения по земле к заземленным нейтралям трансформаторов Т1 и Т2 распределяясь обратно пропорционально сопротивлениям ветвей. Поврежденный участок выводится из работы действием защит от замыканий на землю. Через трансформаторы (ТЗ и Т4), нейтрали которых не имеют глухого заземления, ток однофазного КЗ не проходит.
С учетом того, что однофазное КЗ является частым (до 80% случаев КЗ в энергосистемах приходится на однофазные КЗ) и тяжелым видом повреждений, принимают меры по уменьшению токов КЗ. Одной из таких мер является частичное разземление нейтралей трансформаторов.
Нейтрали автотрансформаторов не разземляются, так как они рассчитаны для работы с обязательным заземлением концов общей обмотки.
Число заземленных нейтралей на каждом участке сети устанавливается расчетами и принимается минимальным. При выборе точек заземления нейтралей в энергосистеме руководствуются как требованиями релейной защиты в части поддержания на определенном уровне токов замыкания на землю, так и обеспечением защиты изоляции разземленных нейтралей от перенапряжений. Последнее обстоятельство вызвано тем, что все трансформаторы 110-220 кВ отечественных заводов имеют пониженный уровень изоляции нейтралей. Так, у трансформаторов 110 кВ с регулированием напряжения под нагрузкой уровень изоляции нейтралей соответствует стандартному классу напряжения 35 кВ, что обусловлено включением со стороны нейтрали переключающих устройств с классом изоляции 35 кВ. Трансформаторы 220 кВ имеют также пониженный на класс уровень изоляции нейтралей. Во всех случаях это дает значительный экономический эффект, и тем больший, чем выше класс напряжения трансформатора.
Выбор указанного уровня изоляции нейтралей трансформаторов, предназначенных для работы в сетях с эффективно заземленной нейтралью, технически обосновывается значением напряжения, которое может появиться на нейтрали при однофазном КЗ. А оно может достигнуть почти 1/3 линейного напряжения (например, для сетей 110 кВ около 42 кВ — действующее значение). Очевидно, что изоляция класса 35 кВ разземленной нейтрали нуждается в защите от повышенных напряжений. Кроме того, при неполнофазных отключениях (или включениях) ненагруженных трансформаторов с изолированной нейтралью переходный процесс сопровождается кратковременными перенапряжениями. До­статочно надежной защитой нейтралей от кратковременных перенапряжений является применение вентильных разрядников. Нейтрали трансформаторов 110 кВ защищаются разрядниками 2хРВС-20 с наибольшим допустимым действую­щим напряжением гашения 50 кВ.
Однако практика показывает, что на нейтрали трансформаторов могут воздействовать не только кратковременные перенапряжения. Нейтрали могут оказаться под воздействием фазного напряжения промышленной частоты (для сетей 110 кВ 65-67 кВ), которое опасно как для изоляции трансформатора, так и для разрядника в его нейтрали. Такое напряжение может появиться и длительно (десятки минут) оставаться незамеченным при неполнофазных режимах ком­мутации выключателями, разъединителями и отделителями ненагруженных трансформаторов, а также при некоторых аварийных режимах.

Рис. 1.19. Однофазное короткое замыкание в сети с эффективным заземлением нейтрали.

Неполнофазное включение ненагруженных трансформаторов. На рис. 1.20 показан трехфазный трансформатор с изолированной нейтралью. Из векторной диаграммы видно, что при симметричном напряжении сети и параметрах схемы токи намагничивания и магнитные потоки в сердечнике также симметричны, т. е. , , а напряжение на нейтрали равно нулю.
При пофазной коммутации трансформатора его электрическое и магнитное состояние изменяется. Включение трансформатора со стороны обмотки, соединенной в звезду, двумя фазами (рис. 1. 20, б) приводит к исчезновению потока Фс и появлению на нейтрали и на отключенной фазе напряжения, равного половине фазного:


Напряжение на разомкнутых контактах коммутационного аппарата

При подаче напряжения по одной фазе все обмотки трансформатора и его нейтраль будут находиться под напряжением включенной фазы. Между разомкнутыми контактами аппарата напряжение D U = U л .
В эксплуатации задержка в устранении неполнофазных режимов ненагруженных трансформаторов неоднократно приводила к авариям. Лучшей мерой защиты пониженной изоляции трансформаторов от опасных напряжений является глухое заземление их нейтралей. Поэтому необходимо перед включением или отключением от сети (разъединителями, отделителями или воздушными выключателями) трансформаторов 110-220 кВ, у которых нейтраль защищена вентильными разрядниками, глухо заземлять нейтраль включаемой под напряжение или отключаемой обмотки, если к тем же шинам или к питающей линии не подключен другой трансформатор с заземленной нейтралью.
Испытаниями установлено, что глухое заземление нейтрали трансформатора облегчает процессы отключения и включения намагничивающих токов. Дуга при отключении трансформатора горит менее интенсивно и быстро гаснет.
Отключение заземляющего разъединителя в нейтрали трансформатора, работающего нормально с разземленной нейтралью, защищенной разрядником, следует производить сразу же после включения под напряжение и проверки полнофазности включения коммутационного аппарата. Нельзя длительно оставлять заземленной нейтраль, если это не предусмотрено режимом работы сети. Заземлением нейтрали вносится изменение в распределение токов нулевой последовательности и нарушается селективность действия защит от однофазных замыканий на землю.
Схемы питания от одиночных и двойных проходящих линий 110-220 кВ подстанций, выполненных по упрощенным схемам, в настоящее время получили широкое распространение. Число присоединяемых к линии трансформаторов не регламентируется и доходит до четырех-пяти. Если к линии присоединены два трансформатора и более (рис. 1.21), то целесообразно постоянно (или на время производства операций) хотя бы у одного из них иметь глухое заземление нейтрали (трансформаторы Т2 и ТЗ на рис. 1.21). Это позволит избежать появления опасных напряжений на изолированных нейтралях других трансформаторов в случае неполнофазной подачи напряжения на линию вместе с подключенными к ней трансформаторами.
Так, при однофазном включении (фаза В) питающей линии под напряжение (рис. 1.22, а) в сердечниках отключенных фаз трансформатора с глухозаземленной нейтралью T 1 замкнется магнитный поток Ф B неотключенной фазы. Он наведет в обмотках фаз А и С примерно равные ЭДС взаимоиндукции Е A и ес. Трансформатор T 1 будет находиться в уравновешенном однофазном режиме.
При однофазной симметричной системе напряжений на линейных выводах трансформатора (сумма этих напряжений равна нулю) напряжение на незаземленной нейтрали Т2 относительно земли также равно нулю:

где
При двухфазном включении (фаз А и В) питающей линии (рис. 1.22, б) по сердечнику отключенной фазы замыкается суммарный магнитный поток Ф A +Ф B =-Ф C , который наведет в обмотке отключенной фазы ЭДС взаимоиндукции E C , равную по значению и направлению напряжению фазы U c , если бы она была включена. Таким образом, на линейных вводах всех подключенных к линии трансформаторов образуется симметричная трехфазная система напряжений, при которой напряжение на изолированной нейтрали трансформатора Т2 равно нулю:

где

Рис. 1.20. Полнофазный (а) и двухфазный (б) режимы включения ненагруженного трансформатора с изолированной нейтралью

Рис. 1.21. Схема питания ответвительных подстанций от проходящей линии

В сетях с эффективно заземленной нейтралью трансформаторы подвержены опасным перенапряжениям в аварийных режимах, когда, например, при обрыве и соединении провода с землей выделяется по тем или иным причинам участок сети, не имеющий заземленной нейтрали со стороны источника питания. На таком участке напряжение на нейтралях трансформаторов становится равным по значению и обратным по знаку ЭДС заземленной фазы, а напряжение неповрежденных фаз относительно земли повышается до линейного. Возникающие при этом в результате колебательного перезаряда емкостей фаз на землю перенапряжения представляют собой серьезную опасность для изоляции трансформаторов и другого оборудования участка.
В сетях с эффективно заземленной нейтралью на случай перехода части сети в режим работы с изолированной нейтралью от замыканий на землю предусматривают защиты, реагирующие на напряжение нулевой последовательности 3 U о , которое появляется на зажимах разомкнутого треугольника трансформатора напряжения при соединении фазы с землей. Защиты действуют на отключение выключателей трансформаторов с незаземленной нейтралью. Защиты от замыканий на землю в сети настраивают таким образом, чтобы при однофазном повреждении первыми отключались питающие сеть трансформаторы с изолированной нейтралью, а затем трансформаторы с заземленной нейтралью. На тех подстанциях 110 кВ, где силовые трансформаторы не могут получать подпитку со стороны СН и НН, такие защиты от замыканий на землю не устанавливаются, не производится также и глухое заземление нейтралей.
Рекомендации оперативному персоналу. На основании изложенного оперативному персоналу могут быть даны следующие рекомендации.
При выводе в ремонт силовых трансформаторов, а также изменениях схем подстанций необходимо следить за сохранением режима заземления нейтралей, принятого в энергосистеме, и не допускать при переключениях в сетях с эффективно заземленной нейтралью выделения участков без заземления нейтралей у питающих сеть трансформаторов.
Во избежание же автоматического выделения таких участков на каждой системе шин подстанции, где возможно питание от сети другого напряжения, желательно иметь трансформатор с заземленной нейтралью с включенной на нем токовой защитой нулевой последовательности. В случае вывода в ремонт трансформатора, нейтраль которого заземлена, необходимо предварительно заземлить нейтраль другого параллельно работающего с ним трансформатора.
Без изменения положения нейтралей других трансформаторов производится отключение трансформаторов с изолированной нейтралью (трансформаторы старых выпусков с равнопрочной изоляцией выводов) или нейтралью, защищенной вентильным разрядником.

Сеть с эффективным заземлением нейтрали — сеть, в которой заземлена большая часть нейтралей обмоток силовых трансформаторов. При однофазном замыкании в такой сети напряжение на неповрежденных фазах не должно превышать 1,4 фазного напряжения нормального режима работы сета. В СССР сети напряжением 110 кВ и выше, работающие, как правило, с глухозаземленной нейтралью, относят к сетям с эффективно заземленной нейтралью

Неполнофазным отключением (включением) называется коммутация, при которой выключатели, разъединители или отделители в цепи оказываются включенными не тремя, а двумя или даже одной фазой

Надо применять глухое заземление нейтрали источников тока для четырехпроводной сети 3х фазного тока?

Цепь такого рода не допускает установку предохранителей, подверженных плавлению, и устройств, способных выступить в роли разрушителей единства цепи.
Рабочий ноль — проводник, работающий в тандеме с третьим проводом. Они помогают создавать в доме нужное для работы основных электроприборов напряжение.
Плакат по электробезопасности «Установки с глухозаземленной нейтралью»
Рассмотрим пример аварийной ситуации. В стиральной машине вибрация стала причиной отсоединения фазного провода от места крепления, что привело к его контакту с металлическим корпусом.
Что происходит? Короткое замыкание, в процессе чего сила тока быстро набирает обороты. Автовыключатель справится с задачей — питание отключится.
Человек, случайно коснувшийся провода, не будет поражен током, так как сопротивление R0 окажется меньше, чем при прохождении тока через человеческое тело.
Для эффективной работы системы с глухозаземленной нейтралью или с изолированной нейтралью (без подключения к устройству заземления) в ответственный момент важно опять же следовать Правилам.

Достоинства и недостатки метода

Система имеет как плюсы, так и минусы.
К достоинствам можно отнести следующие факты:

1. Сеть незаменима в процессе подавления перенапряжений.
2. Нейтраль данного типа открывает возможности в использовании оборудования с таким уровнем изоляции, который изначально предполагает фазное напряжение.
3. Не потребуется специальная схема защиты, достаточно будет обычных функций защиты от тока перегрузки в фазах для удаления глухих замыканий фазы на землю.

К минусам стоит отнеси:

1. Сети с нейтралью глухозаземленного типа — это риск повреждений и помех вследствие большого замыкания тока на землю.
2. Фидер после повреждения будет работать со сбоями.
3. Сохраняется опасность для человека во время действия повреждения в результате создания высокого напряжения прикосновения.

3-фазная сеть с глухозаземленной нейтралью
Немного о применении метода заземления с глухозаземленной нейтралью: его не выбирают для создания подземных или воздушных сетей среднего напряжения в Европе, зато активно используют в распределительных сетях североамериканских объектов. Целесообразно использование глухозаземленной нейтрали в случаях маломощности источника при коротком замыкании.

Что такое системы TN

TN будут называться системы с использованием глухозаземленной нейтрали для подключения защитных и нулевых функциональных проводников. Важный момент — в таких системах к нулевому проводнику, в свою очередь соединенному с нейтралью, должны быть подключены все корпусные электропроводящие детали.
Такая система отличается подключением нейтрали к контуру заземления вблизи трансформаторной подстанции. Нейтраль в этом случае не заземляется с помощью дугогасящего реактора.

На предприятиях промышленного типа наиболее целесообразными являются четырехпроводные трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В со вторичной обмоткой, объединенной в звезду и наглухо соединенной нейтральной точкой с устройством для заземления.
Двигатели при подключении к фазам сети питаются при линейном напряжении, источником питания ламп является фазное напряжение при подключении их между нейтральными и фазными проводами.
N -проводу отводится сразу две роли — он является рабочим, необходимым для присоединения однофазных приемников, и проводом зануления с присоединенными металлическими корпусами установок, которые не находятся под нормальным напряжением.
Зануление пробоя изоляции обмотки двигателя приведет к появлению большого тока короткого замыкания и срабатыванию механизма защиты, в результате чего двигатель будет отключен от сети. В случае отсутствия зануления корпуса двигателя повреждение изоляции обмотки приведет к созданию опасной ситуации на корпусе касательно земли.
В случае однофазного КЗ на землю относительно нее напряжения на целых фазах остается прежним, поэтому изоляция может быть устроена с уклоном не на линейное, а на фазное напряжение.
Итак, глухозаземленной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, которая подсоединена к заземляющему устройству.
Главным преимуществом ее использования является возможность предотвращения воспламенения электропроводки за счет автоматического отключения поврежденного участка от сети. Кроме того, в случае короткого замыкания между нейтральным проводом и поврежденной фазой и соответственно увеличивающимся током срабатывают токовые реле, опасность поражения сводится к минимуму.
Глухозаземленная нейтраль — принцип работы, преимущества и недостатки
Источник: https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/gluxozazemlennaya-nejtral.html

Изолированная и глухозаземленная нейтраль

Содержание:
В процессе производства, преобразования, транспортировки, распределения и потребления электроэнергии используется трехфазная симметричная система проводов.
Достичь такой симметричности стало возможно путем приведения фазных и линейных напряжений в одинаковое состояние.
В результате, на всех фазах образуется равномерная токовая загрузка, а также одинаковый сдвиг фаз токов и напряжений.
Однако во время функционирования всей этой системы рано или поздно возникают аварийные ситуации в виде обрыва провода, пробоя изоляции и прочих специфических неисправностей, приводящих к нарушениям симметрии трехфазной системы. Последствия таких нарушений должны быть устранены как можно скорее.
Большую роль в этом играет степень быстродействия релейной защиты, на работу которой влияет изолированная и глухозаземленная нейтраль. Каждый из этих режимов имеет свои достоинства и недостатки и применяется в наиболее подходящих условиях.
В любом случае от их состояния во многом зависит нормальное функционирование релейной защиты.

Изолированная нейтраль

Изолированная нейтраль нашла достаточно широкое применение в отечественных энергетических системах. Данный способ заземления применяется для генераторов или трансформаторов.
В этом случае их нейтральные точки не соединяются с заземляющим контуром.
В распределительных сетях на 6-10 киловольт нейтральной точки может не быть вообще, поскольку соединение трансформаторных обмоток выполняется методом треугольника.

В соответствии с ПУЭ, режим изолированной нейтрали может быть ограничен емкостным током, представляющим собой ток однофазного замыкания на землю сети. Его компенсация с помощью дугогасящих реакторах предусматривается при следующих значениях:

• Ток свыше 30 ампер, напряжение 3-6 киловольт;
• Ток свыше 20 ампер, напряжение 10 киловольт;
• Ток свыше 15 ампер, напряжение 15-20 киловольт;
• Ток свыше 10 ампер, напряжение 3-20 киловольт, с металлическими и железобетонными опорами воздушных ЛЭП
• Все электрические сети с напряжением 35 киловольт.
• В блоках «генератор-трансформатор» при токе 5 ампер и генераторном напряжении 6-20 киловольт.

Компенсация тока замыкания на землю может быть заменена резистивным заземлением нейтрали с помощью резистора. В этом случае алгоритм действия релейной защиты будет изменен. Впервые заземление в режиме изолированной нейтрали было применено в электроустановках со средним значением напряжения.

Достоинства и недостатки изолированной нейтрали

Несомненным достоинством режима изолированной нейтрали является отсутствие необходимости быстрого отключения первого однофазного замыкания на землю. Кроме того, в местах повреждений образуется малый ток, при условии малой токовой емкости на землю.

Однако этот режим имеет ряд существенных недостатков, из-за которых его использование существенно ограничено.
Основные недостатки изолированной нейтрали:

• Возможные дуговые перенапряжения перемежающегося характера дуги малого тока в месте однофазного замыкания на землю.
• Повреждения могут возникнуть во многих местах по причине пробоя изоляции на других соединениях, где возникают дуговые перенапряжения. По этой причине выходят из строя сразу многие кабели, электродвигатели и другое оборудование.
• Дуговые перенапряжения воздействуют на изоляцию в течение продолжительного времени. В результате, в ней постепенно накапливаются дефекты, что приводит к снижению срока эксплуатации.
• Все электрооборудование необходимо изолировать на линейное напряжение относительно земли.
• Места повреждений довольно сложно обнаружить.
• Реальная опасность поражения людей электротоком в случае продолжительного замыкания на землю.
• При однофазных замыканиях не всегда может быть обеспечена правильная работа релейной защиты, поскольку значение реального тока замыкания полностью связано с режимом работы сети, в частности, с количеством включенных присоединений.

Таким образом, большое количество недостатков перекрывает все достоинства данного режима заземления. Однако в определенных условиях этот метод считается достаточно эффективным и не противоречит требованиям ПУЭ.

Глухозаземленная нейтраль

Более прогрессивным способом считается режим глухозаземленной нейтрали. В этом случае нейтраль генератора или трансформатора непосредственно соединяется с заземляющим устройством.
В некоторых случаях соединение осуществляется с использованием малого сопротивления, например, трансформатора тока. В отличие от защитного, такое заземление нейтрали называется рабочим.
Значение сопротивления заземляющих устройств, соединенных с нейтралью, не должно превышать 4 Ом в электроустановках с напряжением 380/220 вольт.

В электроустановках, где используется глухозаземленная нейтраль, поврежденный участок должен быстро и надежно отключаться в автоматическом режиме в случае возникновения замыкания между фазой и заземляющим проводником.
С связи с этим, при напряжении до 1000 вольт, корпуса оборудования должны обязательно соединяться с заземленной нейтралью установок.
Таким образом, обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка в случае короткого замыкания с помощью реле максимального тока или предохранителя.

Особенности глухого заземления

Заземление нейтрали в глухом режиме предусмотрено для четырехпроводных сетей переменного тока. В таких случаях выполняется глухое заземление нулевых выводов силовых трансформаторов. Соединяются все части, подлежащие заземлению и нулевой заземленный вывод. Нулевой провод должен быть цельным, без предохранителей и каких-либо разъединяющих приспособлений.

В качестве глухозаземленной нейтрали воздушных линий с напряжением до 1 киловольта используется нулевой провод, прокладываемый вместе с фазными линиями на тех же опорах.
Все ответвления или концы воздушных линий, длиной свыше 200 метров подлежат повторному заземлению нулевого провода. То же самое касается вводов в здания, где имеются установки, подлежащие заземлению. В качестве естественных заземлителей могут использоваться железобетонные опоры, а также заземляющие устройства, защищающие от грозовых перенапряжений.
Таким образом, изолированная и глухозаземленная нейтраль обеспечивает нормальную работу релейной защиты генераторов и трансформаторов. Кроме того, они надежно защищают людей от поражения электрическим током.
Источник: https://electric-220.ru/news/izolirovannaja_i_glukhozazemlennaja_nejtral/2016-11-23-1125

Глухозаземлённая нейтраль — ElectrikTop.ru

Глухозаземленной нейтралью называется общая точка соединения типа «звезда» выходных обмоток трехфазного трансформатора или генератора, если она имеет непосредственное (или через сопротивление малой величины) соединение с физической землей. В нашей стране она используется только в электрических линиях напряжением 0,4 кВ.

Зачем заземлять нейтраль

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

1. Для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электроустановки, и их самих.
2. Для поддержания качества подаваемой электроэнергии в пределах отраслевых норм.
3. Получения напряжения бытового номинала 220 вольт.

Обеспечение безопасности людей

При надежном соединении нейтрали с землей случайное прикосновение к одной фазе не приведет к поражению электрическим током человека, если на нем обувь с подошвой, имеющей диэлектрические свойства. По той причине, что общее сопротивление линии рука – нога равно не менее 1 кОм, а это в десятки раз больше, чем у проводника, соединяющегося с заземлителем. Ток через человека просто не пойдет.

— Опасность подключения заземления к нейтрали?

Основываясь на дальнейшем разговоре … это чрезвычайное состояние, которое пытается вас убить. Это не удалось только потому, что путь разряда к источнику имеет высокий импеданс и ограничивает ток ниже 10 мА. (если чувствуешь, то минимум 1мА). Естественно возникающие импедансы могут резко измениться, так что завтра он может повернуться и убить вас.

Вы говорите, что в вашем гараже уже есть провод заземления, к которому вы подключились.Однако, поскольку он не привязан к дому, это «фальшивая земля». Это делает вещи более опасными.

• Если заземленное устройство имеет замыкание на землю, этот ток безвредно шунтируется обратно на главную панель.
• Если у незаземленного устройства есть замыкание на землю, оно электризует только шасси этого устройства.
• Если устройство подключено к ложному заземлению имеет замыкание на землю, оно электризует свое шасси и все остальные устройства, также подключенные к этому поддельному заземлению .

У вас вторая ситуация, и это очень плохо. Любое устройство в гараже может быть причиной замыкания на землю, которое вызывает эти проблемы.

Правильное решение двоякое:

1. Отключите поддельное заземление от розетки (розеток). Это защитит вас от любых случайных замыканий на землю в других устройствах в зданиях. В этой ситуации лучше не иметь почвы, чем фальшивую. Осторожно: металлические распределительные коробки и кабелепровод могут доставить «землю» на ярмо (кронштейн) устройства, убедитесь, что этого не может произойти!

2. Замените эту розетку на розетку GFCI.Это гарантирует, что любые замыкания на землю не убьют вас, и ограничит любые замыкания на землю только тем, что к нему подключено. Так что, если к нему подключены только ваши устройства, это должно быть безопасно! Подключайте только горячий и нейтральный к GFCI. Отметьте розетку «нет заземления оборудования»; на нем должно быть несколько наклеек. Не подключайте ничего к стороне LOAD GFCI.

Давайте углубимся в подробности в моем первоначальном ответе.

Привязка нейтрали к земле

В идеальных условиях современная электропроводка выполняется в виде изолированной системы с защитным экраном.Безосновательно, это должно быть таким же, только без защитного экрана явно.

Что происходит с заземлением нейтрали на главной панели? Это необходимо только для соединения изолированной системы с целью защиты от электростатического разряда, молнии и замыканий на землю. Никогда не связывайте нейтраль с землей где-либо еще — при обрыве нейтрального провода нейтраль будет подниматься до 120 В, а это значит, что заземление произойдет! Мы регулярно видим, как люди так жарятся.

Ни один прибор в любом месте не должен протекать любой проводник к корпусу.Даже не нейтральный (как вы предлагаете) — потому что, если вы перевернете вилку или потеряете нейтраль, нейтраль станет горячей. Если бы он был там, помог бы заземляющий щит. Устройство GFCI / RCD очень поможет.

Получить GFCI

Розетка или прерыватель GFCI обнаружит замыкание на землю и отключит питание. В основном это полезно в качестве диагностической помощи: «когда я касаюсь X, срабатывает GFCI», который сообщает вам, что X имеет замыкание на землю. GFCI не волнует, есть ли в вашем здании заземление; он сравнивает потоки горячего и нейтрального тока и ищет потерянный ток (например,грамм. через тебя).

Напишите себе карточку «Бегите из тюрьмы»

Поскольку вы оставляете это позади, убедитесь, что вы написали письмо домовладельцу, сообщая ему о дефектах электропроводки в гараже и о том, что вы испытали покалывание, сотрясения, все, что вы на самом деле испытали, и что вы действительно приложили усилия, чтобы уменьшить опасность, но исправить это было невозможно для вас. Сохраните копию письма , это ваша карта на случай выхода из тюрьмы, если в будущем кто-нибудь пострадает.

Если кто-то ранен, лучшая защита домовладельца — это «я не знал» и возложить это на кого-нибудь, кроме себя. Его адвокат заставит его злобно отрицать получение письма; он будет утверждать, что вы создали опасность. Вам нужно как можно больше «бумажного следа», чтобы доказать, что вы его отправили: по крайней мере, заказная квитанция по почте, лучше отправить копию письма городскому инспектору по электричеству, а лучше всего, чтобы его отправил ваш собственный юрист.

Остальная часть этого совета относится к людям, которые могут изменить дом по своему желанию.

Модернизация этой земли!

Многие люди отказываются добавлять заземления, потому что думают, что им нужно заменить всю проводку. А теперь сделаем паузу. Провода, которые обычно передают вашу мощность (горячий и нейтральный), должны работать вместе. Это гарантирует, что их магнитные поля нейтрализуются и не вызывают нагревание, которое вызывает пожар. Однако это не относится к заземляющим проводам.

Итак, в NEC 2014 года Кодекс был изменен, чтобы предоставить вам широкую свободу для модернизации площадок .Таким образом, вы можете просто проложить заземляющий провод любым разумным способом, в том числе между зданиями, и вам не нужно идти по одному и тому же маршруту. В книге написано «Git r done»! В хозяйственных магазинах продаются неизолированные провода заземления, или вы можете снять изоляцию с Romex.

Не

Отметив, что вы преобразовали пару трехпозиционных переключателей в некоммутаторы, вам не следовало связывать два мессенджера вместе на обоих концах. Параллельное соединение проводов вызывает множество тонких проблем.Вам следует использовать один мессенджер или другой . Другой провод следует закрыть как запасной.

Гы, что бы вы сделали с этим запасным? Hum de dum … Я не могу предложить использовать его в качестве заземляющего провода, потому что мы следуем Кодексу здесь, и есть требование Кодекса, согласно которому заземляющие провода под 6 AWG должны быть изначально зелеными или оголенными, а не только с зеленой лентой.

Недостаточно заземляющего стержня для здания.

Система заземления имеет как минимум две цели: первая возвращает естественных источников электричества (электростатические разряды, молнии) на землю.Для этого подойдет местный заземляющий стержень на вашем здании.

Другой возвращает ток короткого замыкания на источник (это то место, куда требуется искусственное электричество). Заземляющий стержень в удаленном здании этого не сделает, потому что грязь недостаточно хорошо проводит электричество, чтобы достичь заземляющих стержней в главном здании. Вот почему вам необходимо иметь между зданиями заземление , проложенное проводом .

Если вам действительно нужно много энергии

Поскольку я предполагаю, что 3-канальная схема представляет собой цепь на 120 В, вы действительно могли бы увеличить мощность и решить проблему с заземлением, установив трансформатор в своем хозяйственном здании и создав отдельно производную услугу.Изоляция трансформатора подводит заземляющий провод обратно к дому и требует локальной системы заземления (так как тогда она станет главной панелью).

Однако это требует большего образования и лота большего уважения к электричеству, чем я видел в OP. Этот материал может убить вас, и он уже пытается.

electric — почему рабочая нейтраль заземлена, а нейтраль субпанели не заземлена?

Горячий провод ЧЕРНЫЙ на переменном токе и земля на постоянном токе, нейтраль — белый на А.C., а красный — положительный, или «горячий» в округе Колумбия.

Проблема состоит в попытке найти аналогию с переменным током и постоянным током, которые большинству знакомы с постоянным током, потому что они ошибочно используют аналогию потока воды для тока в постоянном токе.

Используйте переменный ток и только переменный ток, если вы не можете представить себе переменный ток как постоянный ток, а провода постоянного тока меняются местами 60 раз в секунду (60 Гц).

Заземляющий провод к заземлению от заземления корпуса устройства не имеет ничего общего с электрической цепью, ничего.

До тех пор, пока после слишком большого количества смертей от электрического тока профсоюз электриков не потребовал мер безопасности, что означало потерю прибыли, но экономию жизней.

Посмотрите на землю от шасси до земли на субпанелях, как если бы ее не было, и относитесь к схеме в ее нынешнем виде.

Далее, НЕ подключайте нейтраль к земле за главной панелью, ПЕРИОД!

Эти дополнительные заземления шасси на землю подобны клетке Фарадея для и только для безопасности и защиты, а НЕ для того, чтобы позволить цепи продолжать функционировать, если нейтраль потеряна на субпанели (ах).

Самым слабым звеном в любой цепи должен быть автоматический выключатель (предохранитель), и он должен отключиться (размыкаться), как только потребуются меры безопасности, чтобы защитить цепь.

Сопротивление цепи рассчитано производителем. Автоматический выключатель (предохранитель) предназначен для защиты провода от перегрева и возгорания в доме, а не для защиты людей и их животных от поражения электрическим током. нейтраль в одно и то же время менее чем за 10 миллисекунд.GFCI срабатывает, когда есть разница потенциалов, которую большинство живых организмов обычно касается одной из двух ног, чтобы отключить GFCI, чтобы вызвать разность потенциалов.

По сути, заземление шасси на землю предназначено для того, чтобы вызвать внезапный утечку тока над автоматическим выключателем или разрыв провода и пометку для электрика, чтобы устранить неисправность, а не для защиты людей, потому что 0,001 Ампер — это пороговое значение. чувствительности 0,010 Ампер — это порог боли, а 0,100 — порог фибрилляции сердца, что приравнивается к смерти сразу же после этого; Итак, зачем вам привязывать нейтраль к заземлению шасси на земле на какой-либо субпанели? В этом нет смысла, потому что это похоже на использование отвертки для электриков без изолированной ручки в цепи под напряжением: хотя, если вы это сделаете, цепи не потребуется нейтраль, если у вас хорошее соединение.Только не прикасайтесь ни к какому-либо устройству на этой субпанельной цепи. Я скорее имею дело с домом-ловушкой, чем с домом с соединенной нейтралью субпанели с заземлением, а не просто «землей», потому что нет «земли» в переменном токе, только в постоянном токе, и это является источником путаницы. . Слово — это то, что оно делает в предложении, а слово означает то, что говорят до и после контекста. В случае сомнений используйте вольтметр.

Инспектор-электрик, инженер на пенсии. NEC помог оплатить мои счета.

FAQ: нейтральный и заземляющий провода не взаимозаменяемы — FAQ

Продолжение обсуждения из «Текущие предложения устройств и лучшие цены»:

— заземление и нейтраль — оба провода.если они не связаны вместе с другими цепями и не являются «домашним пробегом» обратно к панели, нет никакой разницы между двумя цепями, где они оба оказываются на одной и той же шине в коробке.

Это оба провода, но они служат для очень разных целей в схемах жилого дома. Один заземлен, а другой заземлен.

Если большая часть вашего опыта была связана с устройствами с батарейным питанием или в физической лаборатории, вы обычно работаете с постоянным током, и земля и нейтраль могут работать очень похожим образом.В таких условиях иногда можно услышать утверждение, что земля и нейтраль взаимозаменяемы.

Однако в доме заземление часто подключается к металлическому прибору, например, стиральной машине или тостеру, и обычно по нему проходит очень слабый ток. Его назначение — использовать при неисправности в нормальной цепи под напряжением, чтобы дополнительный ток мог куда-то уйти.

Нейтраль будет обратной половиной цепи переменного тока под напряжением.

Таким образом, хотя они оба являются проводами, обычно они работают по-разному.

Перенаправление заземления в цепь под напряжением сопряжено с риском как отключения функции заземления, так и, возможно, подачи постоянного тока к этому металлическому устройству. Конечно, все зависит от конкретной электропроводки в конкретном доме.

См. Следующее:

Переменный ток в электронике: горячие, нейтральные и заземляющие провода — манекены

Прежде чем вы начнете работать с линейным напряжением в ваших электронных схемах, вам необходимо понять несколько деталей о том, как подключено большинство жилых и коммерческих зданий.Следующее описание применимо только к США; если вы в …

В США электрический код требует следующих инструкций производителя. Если в инструкциях производителя требуется четыре провода, то попытка обойтись тремя проводами является преднамеренным нарушением правил. Не то, что нужно делать легкомысленно.

Если в инструкциях производителя указано, что нейтраль должна быть подключена к определенному входу переключателя, повторное подключение заземления является преднамеренным нарушением кода.

Дополнительную информацию о подключении сетевых коммутаторов см. В разделе часто задаваемых вопросов по подключению:

Итак, вам нужен автоматический выключатель света с проводным подключением, но вы не знаете, с чего начать. Что ж, вы попали в нужное место. Наиболее частым требованием к любому стационарному автоматическому выключателю света является нейтральный провод. Да, есть несколько… (читайте очень, очень, очень мало) переключателей, для которых не требуется нейтраль, но они ограничивают вас только лампой накаливания. Для тех из нас, кто использует светодиодные, люминесцентные или другие энергоэффективные лампы мощностью менее 20 Вт, НЕОБХОДИМА нейтраль! Так на что это похоже? [изображение] Это схема выключателя с нейтральным ходом прямо на свет.Это не подходит для автоматических выключателей освещения с проводным подключением, и я НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую, чтобы, если вы хотите автоматизировать свет, обратитесь к электрику и попросите его переключить нейтраль для вас. Это не так дорого, как вы думаете, и вы сэкономите…

Это может помочь вспомнить, что наша цель состоит не в том, чтобы включить отдельный выключатель, а в том, чтобы включить выключатель, одновременно поддерживая пожарную безопасность и целостность электрической безопасности всей системы электропроводки дома.

Отправлено с уважением.

Различий между связанными и плавающими нейтральными генераторами

Последнее обновление 8 августа 2021 г.

Среди всех спецификаций генератора тип нейтрального соединения может быть одним из самых загадочных для человека, который только мало разбирается в электротехнике.

Возможно, вы встречали термины «плавающий» и «связанный» нейтральный. Хотя для многих они звучат непонятно, они являются важным фактором при подключении портативного генератора к безобрывному переключателю.

Но, прежде чем мы углубимся в особенности соединенной и плавающей нейтрали, мы должны сначала объяснить, что такое «нейтраль» и чем она отличается от «живого / горячего провода» и «земли».

Разница между активным / горячим, нейтралью и землей

Электрическая цепь состоит из двух проводов. Один передает ток от источника к нагрузке, а другой возвращает этот ток обратно к источнику. В любой электрической цепи этот контур должен быть замкнут для протекания тока.

Провод, по которому течет ток от источника к нагрузке, называется «провод под напряжением / под напряжением». — провод с током.

Провод, который возвращает ток обратно к источнику, называется «нейтральный провод» или просто нейтраль — опять же токопроводящий провод.

В отличие от этих двух, «заземляющий провод» или просто заземление, не является частью электрического контура и пропускает ток только в случае неисправности. Заземляющий провод — это в основном защитный провод, предназначенный для обеспечения безопасности системы.

Генератор связанной нейтрали

В генераторе связанной нейтрали нейтраль соединена с корпусом генератора.В этом случае передаточный переключатель должен переключать нейтраль, чтобы соответствовать стандартам безопасности в соответствии со статьей 250 NEC (Национальный электротехнический кодекс).

Стандарты безопасности статьи 250 NEC требуют, чтобы нейтраль была заземлена на первом устройстве . отключите (что означает ближайшую возможную точку), а нельзя заземлить дважды , чтобы избежать наведенных переходных напряжений или токов.

Нас интересует подключение генератора к домашней цепи . Во-первых, мы должны узнать, как работает система электроснабжения в жилых домах.

В жилых домах вся нагрузка питается от электросети (компании по распределению электроэнергии). Силовые кабели от электросети подключены к электрическому щиту, установленному в домах (схема ниже). Электрическая панель распределяет эту мощность по каждой цепи в доме.

Нагрузка, подключенная к домашней электрической панели

Электрическая панель (также называемая распределительным щитом) — это система, которая распределяет ток по различным цепям в доме или здании.Он содержит отдельные предохранители или автоматические выключатели для каждой цепи, часто заключенные в металлический корпус. Все нейтральные точки заземлены в одной общей точке.

Для переключения нагрузки с домашней электрической панели на генератор используется передаточный переключатель. Передаточный переключатель всегда переключает (отключает от домашней электрической панели и подключает к клемме генератора) провод под напряжением / под напряжением. Таким образом, под вопросом остается только нейтральный провод.

Согласно стандартам NEC, мы не можем заземлить нейтраль дважды .Поскольку в генераторе уже есть нейтраль, соединенная с землей, передаточный переключатель должен переключать нейтраль с домашней электрической панели на клемму нейтрали генератора (схема ниже).

Нагрузка подключена к генератору с подключенной нейтралью

Мы видим, что нагрузка полностью изолирована от домашней электрической панели и монтируется непосредственно на генераторе. Таким образом, генератор с подключенной нейтралью ведет себя как изолированный или автономный блок.

Плавающая нейтраль

В генераторе с плавающей нейтралью нейтраль не связана с корпусом генератора.Следовательно, заземление должно быть обеспечено домашней панелью . В этом случае безобрывный переключатель не передает нейтраль в соответствии со стандартами NEC.

Нагрузка передается с домашней электрической панели на генератор с плавающей нейтралью в соответствии со статьей 250 NEC. Согласно стандарту, нейтраль должна быть заземлена один раз, но не более одного раза. Однако генератор не имеет заземленной нейтрали.

Нагрузка подключена к домашней электрической панели

Следовательно, безобрывный переключатель не передает нейтраль.Только подключает нагрузку к нейтрали генератора. Нейтраль генератора теперь подключена к нагрузке и заземлена через домашнюю электрическую панель (схема ниже).

Нагрузка, подключенная к генератору с плавающей нейтралью

В генераторе с плавающей нейтралью, поскольку нейтраль не соединена с корпусом генератора, оба провода обычно являются токоведущими. Поэтому оба гнезда розеток на генераторе считаются розетками под напряжением / горячим.

В случае короткого замыкания между любым пазом розеток и корпусом генератора обратный путь, то есть нейтральный провод, не соединяется с корпусом. Обратного пути для протекания тока не будет. Следовательно, весь ток короткого замыкания будет проходить через металлический каркас в землю и, таким образом, обеспечивать защиту от тока короткого замыкания.

Генераторы с плавающей нейтралью используются в системах, в которых уже есть заземленная нейтраль, например домашние электрические панели, некоторые транспортные средства для отдыха и т. д.Генератор подключается с помощью безобрывного переключателя, который не переключает нейтраль.

Не существует стандартов для конкретного типа генератора с подключенной или плавающей нейтралью.

Сводка различий между генераторами связанной и плавающей нейтрали

Как проверить плавающую нейтраль или скрепленную нейтраль?

Как правило, тип нейтрали, присоединенный или плавающий, обычно четко указывается рядом с выходами переносного генератора.

Слоты розетки NEMA 5-20R

Еще один простой способ проверить тип нейтрального соединения — обратиться к руководству по эксплуатации генератора или посетить веб-сайт его производителя. Вы также можете позвонить производителю и узнать его напрямую.

Тип нейтрального соединения также можно определить с помощью прибора для проверки целостности цепи .Для этого сначала выключите агрегат. Теперь вставьте один провод тестера непрерывности в нейтральный слот любой розетки переменного тока (вы можете найти его в руководстве пользователя) и прикрепите другой провод к его металлической раме. Непрерывность означает, что нейтраль связана, а в случае разрыва она плавает.

Заключение

Электромеханика генераторов с присоединенной нейтралью резко контрастирует с генераторами с плавающей нейтралью. Следовательно, их соответствующие приложения могут отличаться.

Следовательно, мы должны сначала тщательно определить тип генератора, который нам нужен, прежде чем подключать его. Любая неверная оценка может быть очень опасной. Однако стоит отметить, что обычно можно преобразовать нейтраль.

Никогда не пытаться модифицировать генератор самостоятельно. Это не только опасно, но и аннулирует гарантию производителя.

Почему мне нужно разделять заземление и нейтраль?

Я знаю, что электрический код требует, чтобы заземляющая и нейтральная шины в субпанели были разделены, а для субпанели был свой собственный заземляющий стержень.Но я не понимаю почему. Разве все земли и нейтралы в любом случае не попадают в одно и то же место?

— Энди Энгель, Роксбери, Коннектикут

Клифф Попеджой, лицензированный подрядчик по электрике в Сакраменто, Калифорния., ответы: Давайте начнем с того, что посмотрим, что делают нейтраль и земля в цепи. Будь то цепь питания, питающая субпанель, или ответвленная цепь, питающая розетку, нейтральный проводник является обратным путем для электрического тока. Каждый раз, когда цепь подает питание на лампочку, инструмент или другое устройство, электрическая энергия течет от источника по проводу (обычно черному или красному в системе 120 В) к тому, что использует энергию (нагрузку), а затем электроны возвращаются к источнику на нейтральном проводе.

Заземляющий провод, который лучше назвать «провод заземления оборудования», предназначен для обеспечения прохода от любых металлических частей электрического устройства, которые могут оказаться под напряжением и создать опасность поражения электрическим током, обратно к панели выключателя, которая питает цепь. , и проводит ток только при замыкании на землю. Это происходит, когда горячий провод — или нейтральный провод, по которому проходит ток из-за нагрузки — касается какой-либо металлической части устройства из-за ослабления провода или другого дефекта. Заземляющий провод обеспечивает безопасный путь для обратного потока электричества обратно к панели, чтобы отключить прерыватель и отключить питание.Без заземляющего провода это неверно направленное электричество может шокировать вас.

На главной сервисной панели нейтральный и заземляющий провода соединяются вместе и с заземляющим электродом, например, металлическим заземляющим стержнем, который предназначен для обработки необычных импульсов энергии, таких как удар молнии. Это единственная точка, в которой нейтраль соединяется с землей. Если нейтральный и заземляющий провода соединены вместе где-либо еще, обратный ток, который должен течь по нейтрали, будет течь обратно к панели как по нейтрали, так и по земле.Это опасно по нескольким причинам; Что наиболее важно, в случае плохого соединения или обрыва заземляющего и нейтрального проводов части системы заземления на противоположной стороне разрыва (от панели) будут находиться под напряжением и представляют опасность поражения электрическим током. Это очень важно, потому что любая открытая металлическая часть приспособления, инструмента или прибора может ударить вас током или привести к поражению электрическим током, а обрывы или плохие соединения случаются чаще, чем вы думаете.

Требования Национального электротехнического кодекса (NEC) к разделению нейтрали и заземляющих проводов в субпанели и отдельных нейтральных и заземляющих проводов обратно к главной панели, когда обе панели находятся в одном здании, относятся к редакции 1999 года.Требование о разделении нейтрального и заземляющего проводов внутри и к субпанели в отдельной структуре впервые появилось в NEC 2008 года. Делает ли это небезопасной систему с субпанелью с комбинированными соединениями нейтрали и заземления? Нет, хотя сохранение разделения делает установку более безопасной.

Фото: Мэтью Миллхэм

From Fine Homebuilding # 294

Консультации — инженер-проектировщик | Заземленная и незаземленная система электрооборудования и электроснабжения

Автор: Джон Шуринг, ЧП, Ch3M, Портленд, штат Орегон.20 июня 2017 г.

Цели обучения

• Определите электрические и силовые системы, требующие заземления.
• Определите лучшие методы заземления систем распределения электроэнергии и мощности.
• Узнайте, когда следует указывать системы бесперебойного питания.

Незаземленные электрические системы не часто используются из-за реальных и предполагаемых проблем безопасности. Преимущественно коммерческие системы имеют прочное заземление (SG).Системы SG характеризуются высоким током замыкания на землю с опорой на быструю максимальную токовую защиту для ограничения выброса опасной энергии. Замыкания на землю в системе SG предназначены для устранения наиболее быстрыми способами. Электрические системы, разработанные до 1940-х годов, не были заземлены. Проблема, обнаруженная в этот период, заключалась в том, что системные сбои оставались необнаруженными до тех пор, пока вторая неисправность не привела к пожару или травмам.

Альтернативы системе SG включают заземление с низким сопротивлением (LRG), заземление с реактивным сопротивлением (RG) и заземление с высоким сопротивлением (HRG).Системы LRG или RG рекомендуются для систем среднего напряжения для ограничения токов короткого замыкания при срабатывании максимальной токовой защиты. Системы HRG, которые ограничивают ток короткого замыкания до небольшого значения, были приняты в нефтяной и химической промышленности в качестве альтернативы незаземленной системе. Полупроводниковые предприятия с аналогичными требованиями к непрерывности критических процессов также приняли системы HRG. В последние годы критически важные центры обработки данных были спроектированы с использованием систем HRG. Системы местного производства электроэнергии и бесперебойного питания (ИБП) широко используются там, где затраты на оборудование могут быть оправданы потерями из-за прерывания непрерывности бизнеса (см. Рисунок 1).

предпочтительнее из-за экономии на эффективности, меньшего теплового отвода и меньшей занимаемой площади по сравнению с системами ИБП на основе трансформатора. Эти бестрансформаторные системы были внедрены в последнее десятилетие и широко используются в центрах обработки данных и в критических производственных процессах. Для домашних, средних и крупных приложений инженеры определяют распределение ИБП в виде трехпроводной системы на 480 В с блоками распределения питания (БРП) 208 В в точке подключения.При обслуживании однофазных нагрузок предоставляется блок распределения питания или изолирующий трансформатор. Нейтраль не требуется и не рекомендуется для этой системы до тех пор, пока не потребуются однофазные нагрузки (см. Рисунок 2).

Для небольших систем, таких как источник входного сигнала ИБП 208/120 В, может быть указана 4-проводная система (см. Рисунок 3). Системы на рисунках 2 и 3 работают без заземления при отключении питания. Независимо от того, происходит ли короткое замыкание через нейтральный провод или заземляющий провод, когда ИБП обеспечивает питание, транзисторы в выпрямителе ИБП изолируют входную мощность, размыкая цепь питания и прерывая обратный путь.

Для приложений, которые не допускают наличия незаземленной зоны в системе распределения электроэнергии, можно использовать изолирующий трансформатор внутри ИБП. Без изолирующего трансформатора нет безопасного способа подключения источника постоянного тока к земле без создания параллельного обратного пути. Поскольку бестрансформаторные приложения являются ведущим выбором в отрасли, инженерам важно снизить и понять риски эксплуатации незаземленной системы во время передачи энергии.Электрические системы не обязательно должны быть заземлены в соответствии с NFPA 70-2017: Национальный электрический кодекс (NEC). Осторожное заземление по-прежнему занимает первое место в списке приоритетов безопасности. По умолчанию все заземлять — ошибка. Дублирование заземления создает параллельные пути, что строго запрещено для нейтральных проводников. Конструктивно при подключении открытых металлических шкафов и кабелепровода к системе заземления существует множество параллельных путей к источнику. Однако правильно заземленные системы подключаются к источнику только один раз.Заземленный провод предназначен для преднамеренного возврата несимметричного тока обратно к источнику. Эти заземленные проводники отделены от системы заземления, чтобы избежать параллельного обратного пути. Наиболее важно то, что изоляция заземленного проводника от заземления предохраняет эти предназначенные и непреднамеренно открытые металлические пути от прохождения тока в нормальных условиях.

Для критически важных приложений использование резервных компонентов вместе с альтернативными служебными и резервными источниками является нормальной практикой.Эти отдельно производные системы заземлены на источнике и связаны между собой схемами безобрывного переключения. Требуется соединение с заземлением, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать опасностей, таких как невозможность изолировать замыкание на землю или циркулирующие токи заземления. Если требуются 4-проводные источники, схемы автоматического переключения должны учитывать переключение нейтрали. См. Статью для специалиста-консультанта «Выбор между 3-полюсным и 4-полюсным безобрывным переключателем».

Требования к заземлению NEC

Учтите, что система заземляющих электродов соответствует статье 250 NEC.53 Установка заземляющего электрода. Для системного переменного напряжения от 50 до 1000 В следующие разделы статьи 250 требуют пересмотра. Сначала рассмотрите Часть II «Заземление системы», Раздел 250.20 «Заземление систем переменного тока», которая разрешает заземление этой системы: «Другие системы должны быть заземлены. Если такие системы заземлены, они должны соответствовать положениям настоящей статьи о применении. Источником системы не обязательно должна быть нейтраль, используемая в качестве проводника с током, как указано в статье 250.20 (B) (2) и не соответствует другим положениям Части 20. »

Во-вторых, необходимо учитывать статью 250.30 «Заземление отдельно выведенных систем переменного тока». Без трансформатора ИБП не считается отдельно производным источником (SDS). См. Определение ПБ в Статье 100 «Определения»: «Источник электричества, кроме службы, не имеющий прямого (-ых) соединения (-ей) с проводниками цепи любого другого источника электрического тока, кроме тех, которые установлены посредством заземления и соединения соединителей.Обратитесь к рисунку 2 и обратите внимание, что между источником постоянного тока нет изоляции. Система постоянного тока обычно работает без заземления, поскольку для подключения к нейтрали требуется отвод средней точки с индуктивным дросселем.

Для аккумуляторной системы применяется статья 250 Часть VIII NEC «Системы постоянного тока». На Рисунке 4 представлена ​​типичная конфигурация заземления. Для этой аккумуляторной системы, работающей при напряжении более 500 В постоянного тока, заземление не требуется. Статья 250.162 «Заземляемые цепи и системы постоянного тока» применяется к системам, работающим от напряжения более 60 В, но не более 300 В.Заземление аккумуляторного шкафа согласно статье 250.169. Заземляющий электрод постоянного тока необходим для соединения батарейного шкафа и других открытых металлических частей между батареей и первым отсоединением. Для крупномасштабных ИБП максимальный размер проводника по умолчанию составляет 3/0. Обратите внимание, что обнаружение замыкания на землю требуется для незаземленной системы в соответствии со статьей 250.169 NEC, Незаземленные автономные системы постоянного тока. Читатель должен ознакомиться со спецификацией и убедиться, что производитель ИБП включает эту опцию.

Переключаемая нейтраль

Рассмотрим этот пример с переключенной нейтралью. На рисунке 5 показан резервный генератор для энергосистемы с переключенной нейтралью. Нейтраль ИБП подключена к источнику питания и, следовательно, не может быть подключена к системе заземления по определению отдельно производного источника. При отключении питания выполняются следующие шаги:

1. Выключатель М1 отключен

2. Запуск генератора
3. Выключатель G1 замкнут.

В течение времени, необходимого для включения генератора, ИБП обеспечивает питание критических нагрузок.Нейтраль отключается от системы заземления, когда 4-полюсные выключатели разомкнуты. Это временно переводит ИБП в незаземленное состояние. Если замыкание линии на землю должно было произойти до включения выключателя генератора, в ИБП должны быть приняты меры для продолжения подачи питания. Во время нормальной работы сбой в нисходящем направлении приведет к тому, что ИБП перейдет в режим байпаса, чтобы система смогла устранить сбой.

Пока ИБП обеспечивает резервное питание, необходимо заблокировать байпас во время замыкания на землю.Это можно сделать с помощью встроенного ПО ИБП. Проконсультируйтесь с другими производителями, чтобы узнать, какие опции доступны для рассматриваемого вами производителя. Блокировка байпаса позволяет продолжать работу без отключения электроэнергии. Это желательно для системы HRG.

Одним из вариантов уменьшения воздействия этих опасностей и эксплуатационных рисков является установка 3-проводной системы и, если условия соответствуют статье 250.36 NEC «Высокоомные заземленные нейтрали», установка заземления с высоким сопротивлением. При первом повреждении ток ограничивается до менее 10 ампер.Срабатывает тревога и предоставляется система обнаружения. Это соответствует замыслу заземленной системы. Заземленная система изолирует и обнаруживает неисправность, отключая прерыватель.

Риски при незаземленной эксплуатации сводятся к минимуму наработкой. Когда альтернативный источник подключается к сети, необоснованность устраняется. Системы ИБП рассчитаны на работу менее 10 минут, а обычный резервный генератор подключается за 10 секунд. Системы резервного генератора могут быть спроектированы так, чтобы вызывать нагрузку в течение 5–45 секунд после запуска.Это оставляет систему незаземленной от 15 до 55 секунд. В течение этого короткого периода может произойти замыкание на землю. Эта первая неисправность обнаруживается ИБП, но не вызывает отключение системы. Напряжение и 120-град. фазовое разделение сохраняется. Вторая неисправность обеспечит обратный путь и, вероятно, отключит систему. Возникло ли такое состояние за 20 лет с момента ввода этих систем в эксплуатацию? Сегодня это исследование недоступно, но неофициальные данные свидетельствуют о том, что риск минимален.

Система, показанная на Рисунке 6 с тремя источниками, не предназначена для параллельной работы этих источников. Не показан резервный ИБП, который соответствует показанному. В этой конфигурации ИБП можно вывести из эксплуатации без снижения надежности питания. Для заземления с высоким сопротивлением каждый источник должен иметь свою собственную индивидуальную систему. Это предотвращает переключение источника на короткое замыкание без ограничения тока HRG. Показанные системы ИБП являются трехпроводными, как показано на рисунке 2, и заземлены в соответствии с рисунком 5.

Лучшие практики

Основное внимание в этой статье уделяется требованиям безопасности NEC и передовым методам предотвращения циркуляции заземляющих токов для ИБП. Для глобальных приложений, где используется обычное распределительное напряжение 400/230 В, нейтраль проводится по всей системе. HRG не подходит для этой конфигурации. Во время отключения нейтраль плавает, фазы остаются 120 град. отдельно, и работа последовательна. Дополнительные требования см. В руководстве по установке производителя.Эти инструкции были обновлены в последние годы. Методы обнаружения замыкания на землю и последовательность операций у каждого производителя различаются. Промышленность находится в процессе совершенствования 3-проводных систем ИБП и все еще развивается.

Джон Шуринг — старший инженер-электрик в Ch3M. Его опыт заключается в проектировании крупномасштабных полупроводниковых и критически важных объектов. В течение последних 25 лет он разрабатывал проекты в США, Европе, Азии и, в последнее время, на Ближнем Востоке, где и послужил источником вдохновения для этой статьи.

Соединение заземления и нейтрали вместе в субпанелях

Один из наиболее распространенных дефектов, которые я нахожу в отношении удаленных распределительных панелей (субпанелей), — это соединенные вместе провода заземления и нейтрали.

Это особенно актуально, если работа выполнялась домовладельцами или помощниками.

Проще говоря, единственное место, где мы хотим соединить заземление и нейтраль вместе, — это сервисное оборудование. Многие называют ее «главной панелью» или множеством других терминов.

Независимо от того, как вы это неправильно назовете, точкой, где вы можете отключить все питание здания, является сервисное оборудование. На этом этапе земля и нейтраль соединяются с землей через систему труб, арматуры, стержней или проводов. Цель подключения системы к земле имеет мало общего с функцией электрической системы. Это обеспечивает уровень защиты от скачков молнии или статических зарядов, которые в противном случае накапливались бы в электрической системе.

Это немного похоже на искру, которую вы получаете от носа к носу, когда статические заряды накапливаются на вас и на человека с другим носом. Это происходит потому, что у вас нет средств послать эту избыточную энергию на Землю.

Вторая важная функция всех этих заземляющих проводов, проложенных во всех цепях по всему дому, — обеспечение аварийного пути обратно к тому месту, где они соединены вместе в сервисном оборудовании. Таким образом, если есть короткое замыкание между проводниками, находящимися под напряжением, и каким-либо заземленным металлическим компонентом, появится обратный путь к точке подключения, чтобы отключить выключатель, связанный с этой цепью.

Автоматические выключатели срабатывают по тепловым кривым и кривым силы тока, а короткое замыкание во много раз превышает номинальную силу тока автоматического выключателя, мгновенно отключающего его. Точно так же, если есть проблема с цепью, которая приводит к превышению силы тока, выключатель сработает в пределах временной кривой выключателя — не обязательно точно с номиналом выключателя. Выключатель на 20 ампер фактически не может сработать на несколько ампер выше 20 ампер в течение X времени без отключения. В зависимости от устройства, он может завершить свою работу до того, как сработает прерыватель, и мы никогда не узнаем, что он работает неправильно.

Но давайте вернемся к тому, чтобы не соединять землю и нейтраль вместе в субпанелях. Установка зеленого винта в эту дополнительную панель привела к соединению заземления и нейтрали вместе. Его нужно удалить.

Когда мы соединяем их вместе, мы создаем два пути обратно к соединению на сервисном оборудовании. Сила тока, протекающего по двум путям, будет пропорциональна сопротивлению этих путей.Например, если в качестве заземляющего проводника оборудования от субпанели к сервисному оборудованию используется металлический кабелепровод или очень большой провод, большой процент нейтрального тока может протекать по неизолированному кабелепроводу или неизолированному заземляющему проводу (или заземляющему проводу с покрытием в качестве заземляющего провода). случай может быть) обратно к сервисному оборудованию. В некоторых случаях металлический кабелепровод может быть пропорционально лучшим путем, чем нейтральный провод, питающий субпанель, и тогда большая часть нейтрального тока может протекать по неизолированному кабелепроводу.

Я считаю, что лучше всего всегда прокладывать заземляющий провод внутри металлического кабелепровода, но, вероятно, существуют миллионы установок, в которых металлический кабелепровод используется как обратный путь к сервисному оборудованию.Пока нейтралы и основания не связаны друг с другом в субпанели, это редко становится проблемой.

Теперь, если заземление и нейтраль соединены вместе в субпанели, ток всех работающих цепей на 120 В будет проходить по металлическому кабелепроводу и нейтральному проводу, а также по заземляющему проводу, если таковой имеется. Это несколько путей.

Итак, на следующем рисунке, где нет заземляющего провода внутри кабелепровода, но вместо этого единственный путь обратно к сервисному оборудованию — это металлический кабелепровод, его отключение является серьезной проблемой для пожарной безопасности и способности выключателей сработать. если есть замыкание на землю.Розетки цепей в этой субпанели проверены как незаземленные. К счастью, в этом случае нейтрали и заземление были должным образом изолированы, поэтому риск протекания нейтрального тока по оголенному кабелепроводу был невелик.

Если они соединены вместе в подпанели, кто осмелится схватить два конца трубы и склеить их вместе?

Компетентный электрик будет знать достаточно, чтобы проверить металлические компоненты и / или убедиться, что электрические цепи отключены, но как насчет разнорабочего? Как насчет вашего меда, который работает в вашем списке меда? Большинство людей не подозревают о существующих опасностях, и работа с открытыми металлическими компонентами голыми руками может быть смертельной.

Вот видеодемонстрация, сделанная со студентами Беллингемского технического колледжа, чтобы показать эффект на «дорожках» разного размера в моделировании заземления и нейтрали, соединенных вместе на субпанели. «Свет» — это нагрузка, символизирующая подпанель.

Большое спасибо Гэри Смиту за его улучшения в этом видео.