Заземление: что это такое и почему оно важно
Для безопасной эксплуатации абсолютно любого электрооборудования требуется защита от поражения электрическом током. Такая защита нужна не только для людей, но и самих электроустановок. Обеспечить её можно с помощью заземления – пожалуй, одним из удачных и несложных технологических способов защиты.
При заземлении не только снижается риск получения электротравм, но и устраняются помехи в электросети, которые могут создать аварийную ситуацию. С помощью соединения точки электросети или электроустановки с заземляющими устройствами напряжение прикосновения снижается до безопасных значений естественным и искусственным способом.
При естественном способе в роли устройств заземления могут выступать любые металлоконструкции, врытые в почву – трубы, арматура, металлические сваи и пр. Однако при такой организации сопротивление не поддаётся регулированию и не контролируется, поэтому способ неприменим при эксплуатации электрооборудования.
Для электроустановок необходимо создавать искусственный способом, при которой любое подключение возможно только через специально организованную систему заземления.
Требования к его устройству строго регламентированы нормативными документами ПУЭ – Правилами устройства электроустановок.
Все существующие системы заземления разделены по основному принципу устройства - на варианты с глухозаземлённой нейтралью и где она изолирована вне земли.
Обозначения: как понять и расшифровать
Каждая система имеет свой буквенный индекс, который легко поможет идентифицировать её устройство по характеру заземления - первая буква индекса расскажет о заземлении основного источника питания, вторая - открытых проводящих частей электроустановок.
Для аббревиатур выбраны начальные буквы латиницей от французских и английских обозначений элементов:
- T (земля от французского terre), что значит заземлено;
- N (нейтраль от французского neutre), означает зануление, то есть соединение источника питания с нейтралью;
- I (изолированный от французского isole), говорит об изолировании от заземления;
- C (комбинированный от английского combined), обозначает соединение функционального и защитного нейтральных проводов;
- S (раздельный от английского separated), обозначает использование раздельно функционального и защитного нейтральных проводов.
Также латинские буквы выбраны для обозначения типов нулевых проводников:
- N — нулевой рабочий провод, или функциональный ноль;
- PE — защитный проводник, или защитный ноль;
- PEN — совмещённый (рабочий и защитный) нулевой проводник.
Типы систем: какие существуют и где используются
Группа систем с глухозаземлённой нейтралью TN
Схема таких систем устроена так: нейтраль источника питания глухозаземлена, а потребитель подключен через проводник N к заземляющему контуру источника питания.
Существует три подсистемы TN, которые различаются способами подключения нулевых N и PE.
Название подсистемы: TN-C
Как устроена: в основе классическая 4-х проводная схема, совмещенный проводник PEN на всём протяжении системы, через которые подключаются и сами электроприёмники, и зануляются их открытые корпуса и металлические детали. При обрыве или повреждении фазного провода такая схема вызовет короткое замыкание с последующим срабатыванием защитной аппаратуры и приведёт к отключению напряжения.
Где используется: устаревшая система, которая ещё встречается в старых постройках и уличных системах освещения. Подлежит замене на более современные.
Недостатки и преимущества: в случае обрыва или возгорания проводника PEN защитная функция сразу теряются, а на занулённых корпусах появляется опасное для человеческой жизни напряжение. Неудобно также то, что приходится дополнительно соединять с нулевым проводом открытые детали корпусов.
Название подсистемы: TN-S
Как устроена: в основе также система TN, однако проводники PE и N на всём протяжении разделены. Их разделение при такой схеме должно быть обеспечено от подстанции по пяти проводам для трехфазных сетей и трём для однофазных.
Где используется: на ответственных объектах, объектах энергоснабжения.
Недостатки и преимущества: более высокий уровень электробезопасности по сравнению с TN-C, исключено возникновение опасного напряжения на корпусах при повреждении линии. Однако стоимость таких систем выше. Для российского сектора использование системы также осложнено из-за ориентированности на 4-х проводные схемы трёхфазных сетей.
Название подсистемы: TN-C-S
Как устроена: также вариант TN, однако при такой схеме проводник PEN, по которому изначально подаётся электропитание от источника, в какой-то момент (например, при входе на объект) разделяется на N и PE и обязательными зажимами или шинами, причём сечение перемычки должно быть не меньше, чем сечение PEN.
Где используется: получила широкое распространение в различных сферах.
Недостатки и преимущества: Такая система была создана как альтернатива предыдущей системы с целью экономии бюджета, но возможностью обеспечить оптимальный уровень безопасности и защитить при обрыве нулевого провода. Главный недостаток - в случае повреждения PEN опасное напряжение возникнет на корпусах электроустановок, соединённых с PE-проводником на протяжении от источника питания до объекта. Специальные меры защиты и повторное заземление PEN позволяют активно использовать TN-C-S.
Название системы с глухозаземлённой нейтралью: TT
Как устроена: при такой схеме предусмотрено глухое заземление нейтрали, подача питания по классической 4-х проводной трехфазной сети c N-проводником. Со стороны потребителя организовано заземляющее устройство, к которому подводятся проводники PE, идущие на корпусные элементы электроустановок.
Где используется: энергоснабжение в сельской местности и частного жилого сектора.
Недостатки и преимущества: используются только там, где нет возможности реализовать электробезопасность по системе TN. Обязательно использование УЗО и обеспечение грозозащиты.
Название системы с изолированной нейтралью: IT
Как устроена: в отличие от предыдущих систем такая схема предусматривает изоляцию, не связанную с землёй. Заземление реализовано с помощью специальных элементов (приборов и устройств), обладающих большим сопротивлением. Со стороны потребителя организован контур защитного заземления, к которому через PE подключены металлические элементы корпусов. Проводник N в схеме от источника питания до потребителя не предусмотрен.
Где используется: для потребителей 1 категории электроснабжения и на прочих ответственных объектах.
Недостатки и преимущества: более совершенная система без недостатков, свойственных системам с глухозаземлённой нейтралью.