Область применения
Рассмотрим, в каких случаях применяется данный тип заземления. Следует заметить, что система ТТ является в некотором роде неординарной мерой. ТN система — это система, нейтраль источника питания которой глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников. (ПУЭ п.1.7.3). Согласно этому же пункту ПУЭ системой ТТ называется система с глухозаземленной нейтралью источника питания, но при этом в отличии от системы ТN открытые проводящие части электроустановки заземляются заземляющим устройством, электрически независимым от глухозаземленной нейтрали источника. Система ТN имеет несколько разновидностей, общей конструктивной чертой которых является объединение цепей заземления нейтрали трансформатора и электроустановок потребителя. Защита, выполняемая по такому принципу, наиболее легко выполнима с точки зрения потребителя, осуществляющего подключение к электрической сети. Эта система не требует сооружения заземляющего устройства на объекте потребителя.
Применение заземления ТТ предписывается только в тех случаях, когда система TN не обеспечивает необходимого уровня безопасности. Обычно это имеет место при неудовлетворительном техническом состоянии питающей воздушной линии, особенно сооруженной по временной схеме. В таких условиях, как правило, высока вероятность повреждения заземляющего проводника, то есть, потеря электрической связи между заземляющим устройством на подстанции с заземляющими цепями потребителя. Эта ситуация чревата тем, что при пробое изоляции, напряжение прикосновения к корпусам электрооборудования может оказаться равным рабочему напряжению сети. По этой причине, основной сферой применения схемы ТТ служат объекты, электроснабжение которых носит временный характер. Например, строительные площадки, вагончики и т.п.
Довольно часто встречаются случаи, когда заземление ТТ применяется в частном доме или на даче. Реализация такой схемы достаточно трудоемка, особенно для частного владельца. Вопросы, как сделать заземлитель и установить УЗО, смогут решить, пожалуй, только специалисты. Построить на своем участке заземляющее устройство, отвечающее требованиям правил, под силу не каждому владельцу. К сказанному можно также добавить, что применение системы следует согласовать с организацией, осуществляющей электроснабжение.
В соответствии с п.1.7.59 ПУЭ, эксплуатация электрооборудования, заземление которого выполнено по системе ТТ, запрещена без использования УЗО. На рисунке 2 проиллюстрирована схема подключения УЗО.
Устройство защитного отключения (УЗО), это система защиты, осуществляющая отключение установки при возникновении тока утечки, обусловленного повреждением изоляции. Этот аппарат реагирует на разность токов, протекающих по фазному и нулевому проводам, поэтому называется автоматическим выключателем дифференциального тока. При повреждении изоляции электроустановки, образуется шунтирующая цепь через корпус оборудования на землю. В результате образуется ток утечки на заземление.
Для чего применяется система уравнивания потенциалов
Теперь о СУП — системе уравнивания потенциалов. К дому подходят различные инженерные коммуникации: водопровод, газ, канализация и т.д. В случае неисправности в электросети (хотя бы то же пресловутое отгорание нуля или, например, пробой изоляции на корпус какого-либо электроприбора) возможно появление опасной разности потенциалов (т.е. напряжения) между шиной PE (т.е. корпусами электроприборов) и трубами или другими металлическими конструкциями, которые имеют с ними контакт. Чтобы этого не случилось, все стационарные металлические конструкции (трубы, арматура, ванны, раковины, поддоны, дверные рамы и т.д.) соединяются с системой заземления проводами достаточного сечения. При этом, прежде чем заземлить газовую трубу, нужно выполнить ряд требований и согласовать с соответствующей службой.
Кроме СУП, часто встречается такое понятие, как ДСУП — дополнительная система уравнивания потенциалов. Это относится к ванным комнатам и другим помещениям, где соседствуют вода и электричество. То есть в помещении с повышенной влажностью ставится коробочка с клеммником, называется коробка уравнивания потенциалов (КУП), от которой заземляющие проводники разводятся ко всем металлическим конструкциям. Кстати, если трубы пластиковые, то делаются специальные металлические вставки, которые тоже подсоединяются к системе ДСУП. Также, если в полу имеется система электрообогрева или проходит электропроводка, то между ними и покрытием пола укладывается сетка из арматуры, которая тоже соединяется с ДСУП. Приспособлений для присоединения заземления к чему-либо существует великое множество, на все случаи, некоторые из них для убедительности привожу на фото ниже:
Кстати, нельзя применять СУП в отдельно взятой квартире многоквартирного дома. Это чревато тяжелыми последствиями. Вообще, данная статья написана в основном для владельцев частных домов, которым приходится заботиться об электробезопасности самостоятельно. Квартиры — это отдельный вопрос, здесь многое зависит от того, когда построен дом, когда в нем был капитальный ремонт, какая система электропроводки в доме. Конечно, все нюансы такого сложного вопроса в рамках одной статьи охватить невозможно, поэтому консультируйтесь всегда со специалистом на месте, и доверяйте такую работу только квалифицированным работникам. Ибо от этого завистит жизнь ваша и окружающих вас людей.
Сокращения. Расшифровка
Для тех, кому интересно, откуда берутся такие названия, как TT, TN-C-S и т.д. — это все расписано в ГОСТ Р 50571.1-2009, здесь приведу лишь небольшую расшифровку:
- Т — заземленная нейтраль (лат. Terra);
- I — изолированная нейтраль (англ. Isolation).
Вторая буква обозначает состояние открытых проводящих частей относительно земли:
- Т — открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
- N — открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие после N буквы обозначают совмещение в одном проводнике или разделение функций для нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
- S — нулевые рабочий N и защитный РЕ проводники разделены (англ. Separated);
- С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном PEN-проводнике (англ. Combined);
- N — нулевой рабочий (нейтральный) проводник (англ. Neutral);
- РЕ — защитный проводник (нулевой защитный или заземляющий проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов) (англ. Protective Earth);
- PEN — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (англ. Protective Earth and Neutral).
Усенко К.А., инженер-электрик,
TN-C
Системой заземления TN-S сегодня оборудуются все современные жилые и нежилые объекты. К сожалению, такая схема применяется только на объектах, введенных в строй не раньше, чем 15–20 лет назад. Подавляющее большинство жилого фонда, построенного во времена СССР, оборудованы системой TN-C. Это не значит, что все эти объекты построены с нарушениями СНиП. Просто в те времена, стандарты (включая ПУЭ) были иными.
В идеале, необходимо переоснастить все существующие сети до стандарта TN-S. Но это потребует огромных капиталовложений. К тому-же, прокладка дополнительных линий «земли» от питающих подстанций не всегда возможна технически. А значит, в некоторых местах придется менять всю сеть силовых кабелей.
Заземление TN-C не обеспечивает полной безопасности по следующей причине:
«Земля» и рабочий нуль представляют собой одну линию, которая расположена в силовом кабеле от источника питания, до потребителя. Заземлитель (контур заземления, физически соединенный с грунтом), расположен в непосредственной близости от питающей подстанции. Такой способ организации заземления называется глухозаземленной нейтралью. Силовой кабель состоит из четырех жил: три фазы (L1, L2, L3), и рабочий нуль, совмещенный с рабочим заземлением (PEN).
Поскольку рабочий нуль находится под нагрузкой (через него протекает активный электрический ток), он находится в так называемой зоне риска. Нередки случаи, когда от перегрева этот проводник просто отгорал. Что происходит при этом с конечными потребителями, оставим за скобками — напряжение может скакнуть до 600 вольт. Главная опасность в том, что все электроустановки в этом случае теряют защитное заземление. Прикоснувшись к корпусу, на котором может оказаться потенциал фазы, человек гарантированно будет поражен электротоком. Особую опасность при такой аварии, представляет одновременное прикосновение к электроустановке, находящейся под напряжением, и металлическим конструкциям, имеющим физический контакт с грунтом: системы отопления, водопровода, арматура в стенах. Даже влажный цементный пол, соединенный с арматурой в стяжке, может стать причиной трагедии.
В многоквартирных домах, и других объектах, оборудованных системой TN-C, вообще отсутствует защитное заземление в привычном понимании. Все знают, как выглядят розетки советского образца: в них нет контактов заземления. Даже если владельцы производят замену на трех контактные современные розетки, клемма защитного заземления остается невостребованной: ее просто не к чему подключить.
По этой причине, на объектах, оснащенных заземлением TN-C, в помещениях с повышенной влажностью (санузлы, бани, прачечные), запрещено использовать незаземленные электроприборы. Если вы устанавливаете бойлер, или стиральную машину — подводить к ней заземление (или организовывать систему дополнительного уравнивания потенциалов) на основе рабочей нейтрали, запрещено!
Необходимо организовать заземлитель (полноценный контур, имеющий физический контакт с грунтом). Причем параметры такого заземлителя должны соответствовать требованиям Правил устройства электроустановок.
Затем в квартиру заводится заземляющий проводник (сечением не менее 2.5 мм², и не имеющий разъединителей на всей протяженности), который соединяется непосредственно с электроустановкой. Разумеется, необходимо установить щиток или клеммную колодку заземления, завести на нее розетки и корпуса опасных электроприборов.
Плюсы и минусы
Плюс у такой системы всего один: такая система довольно легко монтируется и не требует больших денежных вложений. Минусам же этой схемы есть смысл уделить побольше внимания. При наличии заземления по этой схеме, есть риск получить удар током, что, иногда, может привести к нехорошим последствиям. Так что, если электрик, которого вы наняли, советует выполнить монтаж по такой схеме, стоит призадуматься на тему отказа от его услуг и поискать другого. Те аппараты защитной коммутации, что установлены при такой схеме, смогут выполнить защиту лишь от токов короткого замыкания! Произвести защиту людей от поражения током такая схема не имеет возможности.
Как быть, если стало известно, что установлена эта система? Если стало известно о наличии этой схемы, то необходимо помнить, что, при любой реконструкции, подобная система обязана быть заменена более безопасной (в наши дни запрещена установка этой системы).
Все организации, выполняющие энергоснабжение, на чьем балансе есть жилые постройки, оборудованные подобной схемой, имеют рекомендации по переводу их на системы TN-C-S, либо на TN-S выполняя модернизацию систем электрического снабжения. Примером этого может служить выполнение монтажа СУП (система уравнивания потенциалов). Кроме того, если применена система заземления, выполненная по этой схеме, то PEN-провод, ни в коем случае, нельзя использовать в роли заземляющего проводника для приборов. Иначе, довольно высока возможность, при возникновении аварийной ситуации, получить поражение электротоком, поскольку корпус прибора окажется под напряжением.
Когда я сдавал экзамен по электробезопасности (на работе), меня спросили, в чем разница между четырехпроводной и пятипроводной линиями. Я на это ответил, что в четырехпроводной линии есть три фазы и ноль, а в пятипроводной – три фазы, ноль и земля. Этого экзаменатору оказалось достаточно и мы перешли к следующему вопросу. А, ведь, хотелось поговорить об этом побольше, обсудить все стороны обоих вариантов линий. Возможно, экзаменатор рассказала бы мне о том, чего не знаю, либо знаю плохо. Ну да ладно, что было, то было и не мне об этом судить. Главное, что ответ на вопрос был засчитан, как правильный и экзамен я, в результате, сдал.
Хочется надеяться, что моя статья помогла разобраться в предоставленной теме и, после ее прочтения, никаких вопросов, касающихся этой системы электроснабжения, не возникнет. Если так, то я не зря трудился,
Как сделать заземление — видео
Ниже приведен более бюджетный вариант монтажа заземления. Здесь заземляющие электроды соединяются между собой без резьбы. По утверждениям производителей, прочное соединение достигается благодаря расплющиванию нижнего конца штыря в гнезде. Конечно, здесь возникают вопросы о том, насколько надежен и долговечен такой контакт, но видео достаточно убедительно.
И для любителей консервативных подходов, предлагаем познакомиться с традиционным методом построения заземляющего устройства, с применением нескольких электродов, соединенных между собой с помощью сварки. Вместо прутов арматуры, рекомендуемых в данном видеоматериале, в случае их отсутствия, можно применять другие виды металлического проката: уголки, трубы и т.д. Длину электродов лучше брать побольше, чем они длиннее, тем качественней будет заземление.
Вопрос-ответ
Теперь пройдемся по некоторым вопросам, касающимся заземления жилищ, которые часто задают люди.
Вопрос 1: Какой лучше использовать материал при установке заземлений?
Это важный вопрос, поскольку от этого зависит работоспособность всей сети.
Ответ:
Основными в заземлении являются контуры, которые обеспечивают отвод электрического тока и рассеивание его в землю.
Для создания контуров применяются изделия из металла или меди. Состоит он из вертикальных (электродов) и горизонтальных (обвязки) электродов.
Согласно ПУЭ в качестве вертикальных электродов можно использовать стальные пруты диаметром 16 мм.
Или же уголки сечением 100 мм и толщиной не менее 4 мм.
Подойдут и стальные трубы диаметром 32 мм, со стенками не менее 3,5 мм.
Если же материал изготовления электродов – медь, то можно использовать пруты диаметром 12 мм, трубы – 20 мм.
Для обвязки же подойдут стальные пруты на 10 мм или лента сечением 100 мм.
Что касается меди, то помимо прутов и труб для обвязки можно использовать медный многожильный трос сечением не менее 35 мм.
Что касается проводников, то для организации N и PEN-проводников должны использоваться медные провода сечением не менее 10 мм, и алюминиевые – не менее 16 мм.
Подробнее читайте здесь – как сделать заземление в частном доме.
Вопрос 2: Как распознать, какая система используется в доме?
Ответ:
Если нет возможности узнать в технической документации, какая из систем применена в доме, то можно узнать ее по определенным признакам.
Следует посмотреть на вводную проводку в ВРУ. Если при однофазной сети на ВРУ подходит 2 провода или 4 – при трехфазной сети, то это указывает на использование TN-C или TN-C-S.
Далее следует рассмотреть клемму подключения PEN-провода, если на ней происходит разделение проводки, то есть после ввода далее на квартиры идет отдельно N и PE-проводники, то это указывает на использование TN-C-S системы.
Если же количество входящих проводов на 1 больше (однофазная – 3 провода, а трехфазная – 5 проводов) – это означает, что в доме установлена система TN-S.
Вопрос 3: Если в доме используется система TN-C, можно ли ее модернизировать?
Ответ:
Переделать TN-C под более современную вполне можно. И для этого лучше использовать TN-C-S.
В таком случае не придется менять нулевой проводник на участке от подстанции к ВРУ.
Для доработки существующей системы достаточно будет провести монтаж дополнительного провода от ВРУ до распределительного щита, а также провести расщепление PEN-проводника на N и PE.
Проложенный провод и будет играть роль защитного проводника (РЕ)
Важно только после расщепления его дополнительно заземлить
Важно знать: Как правильно монтировать электропроводку в деревянном доме. Но помните, модернизация системы должна проводиться только квалифицированными специалистами
С электричеством шутки плохи
Но помните, модернизация системы должна проводиться только квалифицированными специалистами. С электричеством шутки плохи.
Описание схемы электроснабжения TN-C-S
Перевод энергоснабжения жилого фонда, с системы TN-C на TN-S в настоящее время не реален, потому что потребует колоссальных затрат на модернизацию. Для обеспечения соответствующих норм электробезопасности оптимальным вариантом будет использование системы TN-C-S, которая является комбинацией TN-C и TN-S.
Смысл ее заключается в том, что от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) дома или коттеджа электроснабжение осуществляется с использованием одного проводника PEN. В водных распределительных устройствах (ВРУ) подъездов или частных домов, оборудованных повторным заземлением, происходит разделение PEN на нулевой PN и защитный проводник PE.
Согласно схеме предоставленной ниже, при заземлении типа TN-C-S к клеммам потребителей трехфазной нагрузки подводится 4 проводника, 3 из которых являются фазными проводами А, В, С, а четвертый – нейтральным проводом PN.
Защитный провод PE выполнен в виде перемычки между металлическим корпусом электроприбора и заземляющим контуром. Подключение потребителя к однофазной сети осуществляется одним фазным проводом и нейтралью PN с последующим заземлением корпуса выполненного из металла.
Схема разделения проводника PEN в ВРУ:
Очень важно соблюсти необходимую величину сечения заземляющего проводника между заземляющим контуром и шиной заземляющего контура дома. Согласно п
1.7.117 (см. Главу 1.7), заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.
Системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S разделение на типы
Системы заземления делятся на следующие типы:
Система TN. Переводится, как T (terre, земля), N (neuter, нейтраль). Система заземления, при которой, открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземленной нейтрали источника питания. Иначе, эта система называется система с глухозаземленной нейтралью.
Подсистемами системы TN являются:
- Система TN-C (C: combined, объединённая);
- Система TN-S (S: separated, раздельная);
- Система TN-C-S.
Чтобы начать разбор, каждой из этих систем заземления, вспомним, что в электропитании «участвуют»:
- Фазный (ые) провод (а). Обозначаются на схемах латинской буквой L при однофазном питании и L1,L2,L3 или A, B, C при трехфазном питании.
- Нулевой рабочий проводник. Обозначается буквой N.
- Нулевой защитный проводник, обозначаемый буквами PE (Protective conductive).
Также отмечу, что система заземления типа TN в «чистом виде» практически не используется, поэтому начнем с устаревшей, но распространенной системы заземления TN-C.
Важно понимать, что начальной точкой заземления дома является заземление источника питания. Источник питания это трансформатор в трансформаторной подстанции, последней перед вашим домом
Трансформатор понижает высоковольтное напряжение (6-10 кВ) высоковольтных линий до рабочего напряжения 0,4кВ (400Вольт). В системах TN нейтраль трансформатора подстанции подсоединена к контуру заземления, сделанному рядом или вокруг трансформатора (подстанции).
Система TN-C
В системе заземления TN-C, нет отдельного защитного проводника PE, идущего от трансформатора к дому. Нейтраль трансформатора «глухо» заземляется в подстанции и идет до вводного устройства дома (главного распределительного щита), как объединенный защитный проводник PE и нулевой рабочий проводники N. Называют такой проводник PEN проводник (защитный заземляющий нейтральный проводник).
Система TN-S
В системе TN-S, нейтраль трансформатора не заземляется, а заземляется отдельный проводник (PE), который и идет отдельно до ГРЩ (главного распределительного щита) дома. Для питания дома это пятипроводная система. В квартирах она становится трехпроводной.
Система TN-C-S
Эта система является реконструированной системой TN-C. Систему TN-C-S можно получить из системы TN-C разделив PEN проводника идущий от подстанции на PE и N проводники, в ГРЩ дома. ГРЩ относится к общей распределительной системы дома.
В системе TN-C-S заземления система TN-C не используется ниже системы TN-S. То есть после разделения PEN проводника, нельзя объединять PE и N проводники.
Система TN и ее подсистемы, их особенности, достоинства, недостатки
Общая особенность системы TN сводится к тому, что нейтраль источника питания имеет глухое заземление (подключено к заземляющему контуру, установленному рядом с подстанцией).
К этому заземлению и подключаются открытые участки электрической проводки посредством нулевых проводников.
Имеющиеся подсистемы как раз и разделяются по способу подключения этих проводников к заземлению.
TN-C.
Система TN-C – один из самых распространенных видов заземления, который на данный момент является уже устаревшим, но часто встречается в домах старых построек.
Она отличается тем, что проводники N и PЕ (рабочий и защитный), объединены в единый по всей системе – PEN-проводник.
Широкое распространение эта система получила благодаря простоте монтажа и экономичности, поскольку не требует укладки и подключения дополнительных проводов. Это и является ее основными достоинствами.
Но в этой системе не предусмотрено отдельное защитное заземление. То есть, на конечной точке электропроводки жилого дома – розетке, оно отсутствует, что значительно понижает безопасность использования электроприборов в жилье.
Присутствующий же в системе PEN-проводник подводится только к электрощитам – вводному и этажному.
Из-за этих конструктивных особенностей при монтаже новых линий электросетей, а также реконструкции, уже существующих запрещено использовать данную систему.
Для повышения безопасности нередко используется зануление, позволяющее бороться с короткими замыканиями, которые могут возникнуть в сети.
Если замыкание произойдет, зануление обеспечит срабатывание автоматических выключателей для обесточивания электросети дома.
TN-S.
В новых постройках система TN-C уже не применяется, для них более предпочтительна система TN-S.
Она характеризуется тем, что рабочий и защитный нулевой проводники – раздельны по всей системе. То есть, проводка включает в себя отдельно N и PE-проводники.
Эта система отличается обеспечением высокой степени безопасности человека и защиты оборудования и электроприборов, поскольку защитное заземление имеют даже конечные точки электросети.
К тому же, в ней не образовываются высокочастотные помехи, которые могут возникать в первой системе во время использования пылесоса, дрели и прочих электроприборов.
К достоинствам этой системы также относится отсутствие надобности в периодической проверке состояния контура заземления.
При этом стоимость прокладки такой системы очень высокая. Обусловлено это тем, что при монтажных работах необходимо укладывать многожильные кабели.
Для однофазной сети кабель должен содержать 3 жилы (фазная, рабочая нулевая N и защитная PE).
А для трехфазной – кабель нужен уже 5-жильный (3 фазных – А, В, С, а также N и РЕ).
Именно высокая стоимость и является основным недостатком этой системы.
TN-C-S.
Последняя подсистема – TN-C-S объединяет в себе конструктивные особенности двух предыдущих систем.
Основное ее отличие заключается в том, что от подстанции на жилой дом идет PEN-проводник. Но на определенном этапе производится его разделение на рабочий N-проводник и защитный РЕ-проводник.
Обычно разделение делается на вводно-распределительном устройстве (ВРУ), то есть, на входе в дом.
При этом после разделения для PE-проводника делается повторное заземление, путем соединения его с заземляющим контуром дома.
После расщепления к квартирным щиткам уже подводится раздельные нулевые проводники, что позволяет создать защитное заземление на конечных точках сети. То есть, получается, что до ВРУ идет система TN-C, а после него – уже TN-S.
Такая система достаточно перспективная у нас, поскольку позволяет быстро и с небольшими затратами модернизировать систему TN-C, тем самым значительно повысив безопасность при использовании бытовыми электроприборами.
Но есть у нее и один недостаток, который сводится к тому, что в случае повреждения PEN-проводника, проводка полностью лишается заземления, что может привести к поражению электрическим током, поскольку корпусы электроприборов могут оказаться под напряжением.
Характерные ошибки и советы домашнему мастеру
Благое намерение владельцев квартир, оборудованных электропроводкой, работающей по схеме TN-C, выполнить рекомендации о заземлении электроприборов довольно часто сопровождается серьезными нарушениями правил, способными причинить большой вред окружающим людям. Рассмотрим типичные ошибки самостоятельного подключения приборов.
Подключение корпусов электроприборов к нулю
Этот способ называют занулением. Он широко использовался как защитный прием при выполнении кратковременных работ со старым электроинструментом, оборудованным металлическим корпусом со слабой изоляцией. Современная промышленность такие устройства не выпускает.
Принцип работы: в случае нарушения изоляции и появления потенциала фазы на корпусе возникает ток короткого замыкания, который быстро отключается защитными автоматами.
Опасности зануления:
Подключение корпусов электроприборов к металлическим строительным конструкциям
Водопроводные сети, магистрали водяного отопления, корпуса шахт лифтового оборудования и некоторые другие элементы стационарно расположены в земле. Народные «умельцы» используют их для заземления.
Риски метода:
Самовольное расщепление PEN проводника на этажном щитке
На первый взгляд этот метод кажется наиболее оптимальным решением. Электропроводка квартиры переделывается по трехжильной схеме для подключения ноля и РЕ проводника в строгом соответствии с правилами. Остается только подключиться к контуру заземления и «домашний электрик» самостоятельно делает расщепление на этажном распределительном щитке.
Это опасно тем, что:
