Опасность использования системы заземления ТТ

Опасность использования системы заземления ТТ, заключается в малых токах короткого замыкания. Например, мы знаем, что сопротивление ЗУ трансформатора питающей линии равно 4 Ом, а сопротивление нашей конструкции заземления 8 Ом. Для расчета тока короткого замыкания необходимо получить частное от деления номинального фазного напряжения (230В), на сумму сопротивления ЗУ источника питания и нашей конструкции заземления, в итоге получаем ~ 19,1 ампер.

Даже если вам удастся добиться лучших показателей своей конструкции ЗУ, например 2 Ом, при этом забив либо модульную систему на 45 метров или же на всем участке забив металлические уголки, особенно если почва преимущественно песчаная, то в итоге ток короткого замыкания получится около 38,3 ампер, что тоже будет крайне мало.

На фото результат измерения сопротивления петли фаза-ноль в системе заземления ТТ с изолированной нейтралью. 8,04 Ома, расчетный ток короткого замыкания на землю составляет всего 28.6 ампер. Измерения проводились прибором METREL MI 3102H SE

Для уверенного срабатывания автомата категории С, даже на 16 ампер этого будет недостаточно, так как автоматы категории С срабатывают при токах в 5-10 раз превышающих их номинал, а именно 80-160 ампер. То есть использование автоматических выключателей не обеспечит защиту. Для обеспечения защиты кабельных линий, возможно использование только УЗО или дифференциального автомата. При этом необходимо регулярно проверять УЗО, хотя бы нажатием кнопки “тест”.

Согласно ПТЭЭП (Приложение 3, п. 28.7) УЗО необходимо проверять нажатием на кнопку тест не реже 1 раза в квартал.

Поэтому наиболее безопасным будет использование системы TN-C-S.

Способы заземления квартиры, частного дома, дачи: обзор схем

Электрическая безопасность жилых помещений является злободневным вопросом, которому хозяин обязан уделять постоянное внимание. Домашняя электропроводка должна быть правильно спроектирована, надежно смонтирована и четко налажена для повседневной эксплуатации.

Вопрос выбора системы заземления и правильного его устройства имеет важное значение. Поэтому ему посвящена эта статья и следующая за ней, объясняющие принципы работы основных систем в нормальном и аварийном режимах, дающие обзор основных конструкций, рассчитанных на длительную работу.

Принципы защиты людей от действия тока

Всем известный с детства пример с птицами, сидящими на проводах высоковольтных воздушных ЛЭП, наглядно демонстрирует факт, что потенциал напряжения, даже высоковольтного, сам по себе не совершает никакой работы. Единичный фазный провод не убивает птиц, выбравших себе удобное место для отдыха, но, опасное, с точки зрения электрической безопасности.

Птицы с малым размахом крыла не могут одновременно коснуться двух фаз или одной из них и заземления. Когда же аист облюбовывает себе подобное место вверху опоры ЛЭП, то часто для него это заканчивается трагедией. Контакт с двумя различными потенциалами создает электрический ток. Именно действие тока, проходящего через тело неудачно расположившейся или пролетающей птицы, как раз и убивает ее.

Если перейти от примера с птицами к жилищу человека, то законы прохождения электрического тока через организм не изменяются. Проводка в домашней сети опасна и может привести к электротравме. Чтобы этого не произошло, все провода и электрические приборы закрываются слоем надежной изоляции. Она защищает нас от прикосновения к потенциалам фазы и нуля.

В большинстве случаев этого бывает достаточным. Только любая техника стареет, а изоляция может потерять свои диэлектрические свойства, особенно при перегреве, вызываемым повышенными токами мощных приборов — перегрузками. Узнать о факте перегрева можно только за счет возникновения несчастного случая или пожара.

Доводить до такого состояния проводку нельзя. В целях повышения безопасности следует применять автоматические защиты и создать в электрической схеме контур заземления.

Основные схемы и принципы работы систем заземления

Для домашнего мастера рекомендуется разобраться в четырех распространенных схемах:

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

Система заземления TN-C

Раньше, еще несколько десятилетий назад, схема TN-C считалась достаточной. Она применялась для жилых помещений, эксплуатируемых без опасных факторов воздействия среды на электрооборудование. Никакого дополнительного подключения электропроводки комнат к заземлению не делалось.

Схема заземления носила название TN-C. От трансформаторной подстанции энергоснабжающей организации на вводной щит многоэтажного дома приходило четыре провода с тремя фазами и общим нулем, называемым PEN-проводником.

Четвертая жила PEN объединяла в целях экономии контур заземления трансформаторной подстанции РЕ и общий ноль N обмоток схемы звезды, поэтому и называлась таким сочетанием букв.

Эта ситуация долгие годы всех устраивала. Электрических приборов было мало. Нагрузок больших они не создавали. Изоляция при правильной эксплуатации обычно не перегревалась, служила десятилетиями. При небрежном отношении к проводке люди получали удары током, электротравмы. С такими случаями мирились, не придавали им должного внимания.

С интенсивным использованием мощных электрических приборов для бытовых целей провода домашней сети стали нагреваться больше нормы, а их изоляция резко стареть, терять свои диэлектрические свойства. В устаревшей проводке резко возросли несчастные случаи с населением. Система заземления TN-C перестала обеспечивать безопасность.

От нарушенной изоляции бытового прибора на его металлическом корпусе возникал опасный потенциал фазы. А ноль был изолирован от него и часто не создавал отключение автоматического выключателя: не хватало общей нагрузки.

Когда к корпусу дотрагивался человек, имеющий контакт другой частью тела со случайным заземлением, например, водопроводным краном, батареей отопления, газовой трубой, то через его тело создавался путь для прохождения тока по земле к трансформаторной подстанции на ее контур заземления. В итоге пострадавший получал электрическую травму или погибал.

Защитить человека от подобных повреждений электропроводки можно сложным техническим способом, который нашел применение в промышленных помещениях, но не подходит для жилых.

Зануление в системе TN-C

Для исключения защиты от пробоя изоляции на корпус к металлической оболочке прибора подсоединили рабочий ноль.

При коротком замыкании, создаваемым пробоем изоляции фазного провода на корпус, срабатывал защитный автоматический выключатель и снимал напряжение с оборудования.

Для домашней проводки этот способ неприемлем по двум причинам:

1. ток утечек, создающий не КЗ, а простую перегрузку, вполне может нанести электрическую травму, ибо время его отключения автоматическим выключателем довольно завышено. Читайте объяснение этого вопроса в отдельной статье про устройство автоматического выключателя;
2. из-за инерционности защит от перегрузов при занулении необходимо пользоваться специальными диэлектрическими перчатками, ковриками и другими защитными средствами.

Для жилых помещений стала применяться другая схема заземления и иные способы защиты.

Заземление зданий по системе TN-S

Идея подключения корпуса бытовых приборов к контуру трансформаторной подстанции осталась. Но путь для прохождения аварийных токов изменен за счет:

• использования дополнительной пятой жилы РЕ (пятипроводная схема) в кабеле или воздушных проводах между зданием и ТП;
• подключением корпусов бытовых приборов к этой цепочке — РЕ-проводнику без соединения с рабочим нулем N.

В этой ситуации автоматический выключатель тоже не будет работать при малых электрических токах. Поэтому защита человека осуществляется другими устройствами:

1. УЗО;
2. дифавтоматами.

Их использование в этой схеме полностью спасает человека от получения электротравмы. Принцип работы этих защит подробно изложен в статье как работает УЗО в домашней проводке.

Заземление зданий по системе TN-С-S

Схема TN-S требует значительных материальных средств для проведения реконструкции протяженных электрических сетей, отключения потребителей на длительный срок для замены силовых проводов и кабелей линий электропередач.

Такая работа выполняется десятилетиями. Чтобы сократить несчастные случаи в стране создается переход зданий с электропроводкой, разделяющей PEN-проводник внутри вводного щита здания на два потока нуля:

1. рабочий N;
2. защитный РЕ.

Владельцы частных домов, дач, коттеджей могут приглашать специалистов для проведения этой работы. Выполнять ее своими руками рекомендуется только в части изготовления дополнительного контура заземления.

Само подключение PEN-проводника и разделение его на составные части должны делать специалисты. Они же выполняют сложные электрические замеры дорогостоящей аппаратурой и на их основе дают заключение о техническом состоянии схемы электропроводки объекта, возможности его безопасной эксплуатации.

Без анализа технических характеристик заземления, изложенных актом с замерами, невозможно судить о правильности выполненных работ, а, следовательно, чувствовать себя полностью защищенным от повреждения изоляции и причинения вреда здоровью неожиданным действием электрического тока.

Заземление зданий по системе ТТ

В этой схеме используется та же трансформаторная подстанция с изолированной нейтралью. На вводной щит дома подается фаза и рабочий ноль от линии электропередачи.

Потенциал нуля ТП используется только в рабочей схеме и обозначается «N».

Защитный РЕ-проводник монтируют отдельно от схемы линии. Он соединяет корпуса всех приборов с индивидуальным контуром заземления, который отделен от нейтрали трансформаторной подстанции, не соединяется с ней жилами, как в системах TN-S и TN-С-S.

Такая схема изначально создавалась для защиты сооружений из металлических листов: гаражей, киосков, бытовок и подобных объектов. Со временем ею стали пользоваться владельцы дач, частных домов.

Система ТТ предотвращает случаи поражения человека действием токов утечек тоже за счет использования УЗО или дифавтоматов. Но, ее недостаток состоит в увеличенном электрическом сопротивлении между рабочим нулем N и защитным РЕ. Ведь они смонтированы различными контурами. Оно может проявиться импульсным пиком повышенного напряжения между ними во время пробоя током молнии, что необходимо учитывать сложной конструкцией молниезащиты.

Поэтому система ТТ используется только там, где линия электропередач не позволяет перейти на систему TN-C-S.

Технические требования к контуру заземления в системе ТТ такие же жесткие, как и в схеме TN-C-S. После его изготовления необходимо выполнять все электрические замеры специалистами электротехнической лаборатории.

Таким образом, электрическую проводку отдельно стоящего дома в целях обеспечения безопасности можно подключить по одной из рассмотренных схем:

Рекомендую к просмотру видеоролик канала “Советы электрика”. Он технически правильно объясняет разницу этих способов и поможет лучше понять прочитанный материал.

Задавайте вопросы по способам защиты от электрического тока и вы получите ответы в комментариях. Вторая часть статьи продолжит эту тему и даст обзор схем основных конструкций контуров заземлений, которые можно применить к системе электроснабжения вашего дома.

Полезные товары

Система заземления «ТТ» | ЭлектроАС

Дата: 22 октября, 2009 | Рубрика: Статьи, Электромонтаж
Метки: TТ, Заземление, Заземление электрооборудования, Электромонтаж

Этот материал подготовлен специалистами компании «ЭлектроАС».
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!

Система заземления «ТТ», прежде всего, предназначена для защиты человека от поражения электрическим током через токопроводящие поверхности зданий, временных строений или мобильных сооружений. Особенно это актуально для стихийно созданных торговых мест, где роль палаток, павильонов, киосков и прочих точек сбыта или обслуживания служат контейнера или другие металлические конструкции. Кроме этого данный вид заземления строго регламентирован к применению в строительно-монтажных и бытовых вагончиках, а так же в некоторых помещениях с диэлектрическими стенами, в которых наблюдается круглогодичная или сезонная сырость и повышенная влажность. В частности, это прибрежные или островные области, в которых плотность и частота туманов очень высокая, а также в районах крайнего севера, где величина промерзания достаточно глубокая.

Статьи цикла «Системы заземления»:

Несмотря на замысловатое и зашифрованное обозначение данного вида заземления, разобраться в его электромонтаже и электрической схеме не так-то и сложно. К общеизвестным и широко применяемым однофазным и трехфазным вводам добавляется еще один защитный проводник (РЕ), который заземляется независимо от нулевого рабочего проводника (N), то есть категорически воспрещается глухое соединение или частичное сообщение между ними. При этом, если имеется поблизости заземленный контур от рабочего проводника (N), то заземление для защитного проводника (РЕ) выбирается таким образом, чтобы даже при самой высокой влажности грунта, они были надежно изолированы друг от друга. Поэтому данную электромонтажную работу, лучше всего доверить электромонтажным организациям по электроснабжению, обслуживающих выбранный вами район для установки или постройки вышеозначенных конструкций, так как у них есть все схемы и емкости заземлений, а также специалисты, которые могут рассчитать для вас защитный контур заземления, согласно потребляемой вами энергии.

Теперь, для полноты восприятия и понимания данной системы рассмотрим, как работает заземление вида «ТТ». Принцип действия «ТТ» основан на полной изоляции токопроводящих элементов зданий от электрических сетей с независимым занулением в землю. То есть, металлические корпуса контейнеров, вагончиков и других сооружений оборудуются дополнительным заземлением, не имеющий никакой связи с нулевой фазой сети. Для влажных помещений, осуществляется обноска металлической пластиной по периметру требуемой площади и тоже отдельно заземляется в изолированный от сети контур. В этих случаях, при пробое или наводке высоких токов на проводник (РЕ), значительная часть опасного напряжения уходит в землю, а при касании с электрическими сетями должно происходить защитное отключение оных с полной изоляцией от обратных токов, что и осуществляет данная система заземления «ТТ». Осталось запомнить, что для каждого сооружения устанавливается отдельный защитный проводник (РЕ) и отдельный заземленный контур, при этом категорически воспрещается соединять уже заземленные части конструкций с рабочими проводниками (N), а так же с корпусами электрического оборудования, размещенных в рассматриваемых помещениях.

Статьи цикла «Системы заземления»:

какие нужны провода, виды и чертежи

Для обеспечения безопасного использования электронных приборов, электроустановок и цепей проводится заземление. Имеется несколько типов заземления. От этого зависит по каким формулам его рассчитывать и каким проводом делать. Для обеспечения надежности и безопасности обязательно должна использоваться схема заземления.

Что это такое

Линейное заземление защиты — подключение цепи к намеренно заземленным или эквивалентным непроводящим частям из металла приборов и цепей, в которых возможно замыкание и другие неполадки (индуктивное воздействие соседних проводящих контуров, воздействие молниевых вспышек и т. д.). Контур заземления защиты требуют отличать от остальных типов соединений, таких как рабочее заземление и молниезащитное.

Схема заземления системы TN-C

Область применения и принцип работы

Значение безопасности шага и контактного напряжения значительно уменьшается из-за замыкания на корпусе. Безопасность обеспечивается из-за понижения потенциала установки, для которой собирается контур заземления (путем сокращения сопротивления электрода, находящегося в грунте) и доведения потенциала контура до потенциала основной цепи до одного уровня (путем повышения потенциала электрода до величины, сравнимой с потенциалом прибора, защита которого проводится).

Применение:

• Электронные устройства и установки (ИТ-системы) с рабочими параметрами до 1 кВ в трехфазной трехпроводной цепи с переменным током.
• Электрооборудование с рабочим показателем до 1 кВ в однофазной двухпроводной цепи с переменным током, с изоляцией от почвы.
• Электрооборудование с максимальным показателем в 1 кВ в двухпроводной цепи постоянного напряжения с изоляцией на обмотках источника электрического тока (IT-система).
• Электрические устройства в цепях с показателем не только переменного, но и постоянного тока, величина которого более 1 кВ.

Система TN-S

Внешний контур или из чего состоит заземление

Заземляющий контур представляет проводящий компонент либо набор взаимосвязанных компонентов, также являющихся проводниками, которые находятся в электрическом взаимодействии с землей напрямую или посредством какой-либо среды.

Классификация заземляющих устройств

Проводник заземления соединяет заземленный участок (точку) с электродом. Заземляющее устройство представляет собой комбинацию электрода и проводящего контура.

Существует две разновидности устройств такого типа, которые различаются расположением системы электродов по отношению к основному устройству: удаленные устройства или цепи, выполненные в виде контура.

Контурное заземление

Устройства для дистанционного создания защиты отличаются тем, что заземляющий электрод перемещается за границы области, где должно быть заземлено оборудование, или сосредоточено в определенных частях области. Поэтому такое оборудование также называется централизованным.

Существенным недостатком удаленного заземляющего оборудования является то, что расстояние между системой электродов и защищаемым оборудованием слишком велико, в результате чего коэффициент контакта равен единице практически во всей области защиты. Поэтому такой тип оборудования используется исключительно при небольших значениях напряжения, чаще всего в приборах до 1 кВ.

Дистанционное заземление

Кроме того, поскольку расстояние до электрода в земле велико, сопротивление цепи заземления значительно увеличивается. Это напрямую зависит от характеристик электрода, находящегося в грунте.

Преимуществом удаленного оборудования считается возможность решить, где будет располагаться электрод и выбрать место с самым малым сопротивлением (например, мокрая глина).

Удаленное заземляющее устройство может потребоваться в следующих ситуациях:

• Если по какой-либо причине заземляющий выключатель не может быть помещен в защитную зону.
• Высокая устойчивость к заземлению в данной области (например, песчаная или каменистая почва) и значительно лучшая проводимость грунта за пределами области.
• Децентрализованное размещение заземленного оборудования (например, в шахтах) и т. д.

Устройство в виде контура отличается тем, что части его заземляющего электрода размещены вдоль области и по окружности внутри нее. Как правило, электроды распределены как можно более равномерно в полевых условиях, поэтому такой тип оборудования так же имеет название распределительное.

Безопасность распределенного заземленного оборудования обеспечивается как путем снижения потенциала контура, так и путем его регулировки в защищаемой зоне до максимального контактного напряжения и ступенчатого напряжения, не превышающего допустимого значения. Это может быть достигнуто путем правильного размещения одного заземляющего провода в защищенной зоне.

Схема TN-C-S

Как рассчитать параметры основных компонентов заземления

Для расчета параметров контура понадобится следующая информация:

• Характеристики электрического устройства: тип устройства, тип основного оборудования, рабочее напряжение, наличие ноля у трансформатора и генератора.
• Электрический чертеж установки, показывающий основные размеры и расположение оборудования.
• Форма и размер электрода, из которого планируется построить заземляющий электрод проекционной группы, и предполагаемая глубина погружения в землю.
• Замер удельного сопротивления почвы в районе, где планируется установка ​​системы заземляющих электродов, а также информация о погодных (климатических) условиях и характеристиках климатических зон этих измерений. Если слой почвы разделен на два слоя, необходимо получить данные по удельному сопротивлению и толщине верхнего слоя двух слоев почвы.
• Данные о естественных заземляющих проводниках: можно получить, какие структуры доступны для этой цели, путем прямого измерения и их сопротивления распространению тока. Если по какой-либо причине сопротивление естественного заземляющего электрода не может быть измерено, необходимо предоставить информацию для вычисления сопротивления с помощью расчета.
• Номинальный ток замыкания на землю. Если ток неизвестен, расчет производится обычным способом.
• Если рассчитывается напряжение прикосновения, вычисляется значение этого допустимого напряжения и длительности защиты.

Заземление ТТ

Схема подключения заземления в щитке

Защита жилого объекта осуществляется по следующим схемам, монтаж которых происходит в электрощитке: ТN (подсистема TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в имени обозначает принцип действия заземляющего устройства источника питания, а вторая буква обозначает заземление открытых частей электрооборудования.

Буква после N указывает на функциональное перераспределение комбинированного или нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в одном проводе. Операция S-нуля (N) и провод нулевой фазы (PE) разделены. Функциональная комбинация защитного проводника C-zero и рабочего нулевого проводника объединена в один проводник (PEN-проводник).

IT

Пренебрежение заземлением при использовании высоких напряжений чревато последствиями. Для предупреждения электрических ударов лучше позаботиться о заземляющем контуре заранее.