Сістэма зазямлення

by / Пятніца, 17 Сакавік, 2017 / Апублікавана ў Электрычныя і механічныя

У электраўстаноўцы або сістэме электразабеспячэння сістэма зазямлення or сістэма зазямлення злучае пэўныя часткі гэтай устаноўкі з токаправоднай паверхняй Зямлі ў мэтах бяспекі і функцыянальнасці. Пунктам адліку з'яўляецца токаправодная паверхня Зямлі, а на караблях — паверхня мора. Выбар сістэмы зазямлення можа паўплываць на бяспеку і электрамагнітную сумяшчальнасць устаноўкі. Правілы сістэм зазямлення істотна адрозніваюцца ў розных краінах і ў розных частках электрычных сістэм, хаця многія прытрымліваюцца рэкамендацый Міжнароднай электратэхнічнай камісіі, якія апісаны ніжэй.

Гэты артыкул датычыцца толькі зазямлення для электрасілкавання. Прыклады іншых сістэм зазямлення пералічаны ніжэй са спасылкамі на артыкулы:

  • Каб абараніць канструкцыю ад удару маланкі, накіроўвайце маланку праз сістэму зазямлення ў стрыжань зазямлення, а не праз канструкцыю.
  • Як частка аднаправадной лініі электразабеспячэння і сігнальных ліній, якія выкарыстоўваліся для падачы энергіі з нізкай магутнасцю і для тэлеграфных ліній.
  • У радыё, у якасці зазямлення для вялікай монопольной антэны.
  • Як дапаможны баланс напружання для іншых відаў радыёантэн, такіх як дыполі.
  • У якасці кропкі харчавання наземнай дыпольнай антэны для радыё VLF і ELF.

Мэты электрычнага зазямлення

Ахоўная зазямленне

У Вялікабрытаніі «зазямленне» - гэта злучэнне адкрытых токаправодных частак устаноўкі з дапамогай ахоўных правадыроў да «галоўнай клемы зазямлення», якая злучана з электродам у кантакце з паверхняй зямлі. А ахоўны правадыр (PE) (вядомы як an зазямляльнік абсталявання у Нацыянальным электрычным кодэксе ЗША) дазваляе пазбегнуць небяспекі паражэння электрычным токам, падтрымліваючы адкрытыя токаправодныя паверхні падлучаных прылад блізка да патэнцыялу зямлі ва ўмовах няспраўнасці. У выпадку няспраўнасці сістэма зазямлення дазваляе току цячы на ​​зямлю. Калі гэта празмерна, спрацуе абарона ад перагрузкі па току засцерагальніка або аўтаматычнага выключальніка, тым самым абараняючы ланцуг і выдаляючы любыя выкліканыя няспраўнасцю напружання з адкрытых токаправодных паверхняў. Гэта адключэнне з'яўляецца фундаментальным прынцыпам сучаснай практыкі электраправодкі і называецца "аўтаматычнае адключэнне харчавання" (ADS). Максімальна дапушчальныя значэнні імпедансу контуру замыкання на зямлю і характарыстыкі прылад абароны ад перагрузкі па току строга ўказаны ў правілах электрабяспекі, каб гарантаваць, што гэта адбываецца хутка і што падчас перагрузкі па току не ўзнікае небяспечных напружанняў на токаправодных паверхнях. Такім чынам, абарона заключаецца ў абмежаванні павышэння напружання і яго працягласці.

Альтэрнатыва ёсць абароны ў глыбіні – напрыклад, узмоцненая або падвойная ізаляцыя – калі некалькі незалежных адмоваў павінны адбыцца, каб выкрыць небяспечны стан.

Функцыянальнае зазямленне

A функцыянальная зямля злучэнне служыць іншым мэтам, чым электрабяспека, і можа прапускаць ток у рамках звычайнай працы. Найбольш важным прыкладам функцыянальнага зазямлення з'яўляецца нейтраль у сістэме электразабеспячэння, калі гэта праваднік з токам, злучаны з зазямляльным электродам у крыніцы электрычнасці. Іншыя прыклады прылад, якія выкарыстоўваюць функцыянальнае зазямленне, уключаюць падаўляльнікі перанапружання і фільтры электрамагнітных перашкод.

Нізкавольтныя сістэмы

У размеркавальных сетках нізкага напружання, якія размяркоўваюць электраэнергію для самага шырокага класа канчатковых карыстальнікаў, галоўнай задачай пры распрацоўцы сістэм зазямлення з'яўляецца бяспека спажыўцоў, якія выкарыстоўваюць электрапрыборы, і іх абарона ад паражэння электрычным токам. Сістэма зазямлення ў спалучэнні з ахоўнымі прыладамі, такімі як засцерагальнікі і прылады дыфекцыйнага току, павінна ў канчатковым выніку гарантаваць, што чалавек не павінен датыкацца з металічным прадметам, патэнцыял якога адносна патэнцыялу чалавека перавышае «бяспечны» парог, які звычайна ўсталёўваецца каля 50 В.

У электрычных сетках з напругай сістэмы ад 240 В да 1.1 кВ, якія ў асноўным выкарыстоўваюцца ў прамысловым / горназдабыўным абсталяванні / машынах, а не ў агульнадаступных сетках, канструкцыя сістэмы зазямлення гэтак жа важная з пункту гледжання бяспекі, як і для хатніх карыстальнікаў.

У большасці развітых краін разеткі 220 В, 230 В або 240 В з зазямленымі кантактамі былі ўведзены непасрэдна перад Другой сусветнай вайной або адразу пасля яе, хоць папулярнасць у розных краінах адрознівалася. У Злучаных Штатах і Канадзе разеткі на 120 В, усталяваныя да сярэдзіны 1960-х гадоў, звычайна не ўключалі штыфт зазямлення. У краінах, якія развіваюцца, мясцовая практыка праводкі можа не забяспечваць злучэнне з зазямляльным штыфтам разеткі.

Пры адсутнасці зазямлення прылады, якія патрабуюць зазямлення, часта выкарыстоўвалі нейтраль харчавання. Некаторыя выкарыстоўвалі спецыяльныя стрыжні зазямлення. Многія прыборы на 110 В маюць палярызаваныя відэльцы, каб падтрымліваць адрозненне паміж «лініяй» і «нейтраллю», але выкарыстанне нейтралі сілкавання для зазямлення абсталявання можа быць вельмі праблематычным. «Лінія» і «нейтраль» могуць выпадкова памяняцца месцамі ў разетцы або вілцы, або злучэнне нейтралі з зазямленнем можа выйсці з ладу або быць няправільна ўстаноўлена. Нават звычайныя токі нагрузкі ў нейтралі могуць выклікаць небяспечныя падзенні напружання. Па гэтых прычынах у большасці краін у цяперашні час прадугледжана спецыяльнае злучэнне ахоўнага зазямлення, якое з'яўляецца амаль універсальным.

Калі шлях замыкання паміж аб'ектамі, якія выпадкова апынуліся пад напругай, і злучэннем сілкавання мае нізкі імпеданс, ток замыкання будзе настолькі вялікім, што прылада абароны ад перагрузкі па току ланцуга (засцерагальнік або выключальнік) адкрыецца, каб ліквідаваць замыканне на зямлю. Калі сістэма зазямлення не забяспечвае металічны праваднік з нізкім імпедансам паміж карпусамі абсталявання і зваротнай лініяй сілкавання (напрыклад, у сістэме з асобным зазямленнем TT), токі замыкання меншыя і неабавязкова будуць працаваць прылада абароны ад перагрузкі па току. У такім выпадку ўсталёўваецца дэтэктар рэшткавага току для выяўлення ўцечкі току на зямлю і разрыву ланцуга.

Тэрміналогія МЭК

Міжнародны стандарт IEC 60364 адрознівае тры сямейства зазямлення з выкарыстаннем двухлітарных кодаў TN, TT, і IT.

Першая літара паказвае злучэнне паміж зазямленнем і абсталяваннем электразабеспячэння (генератарам або трансфарматарам):

«Т» — Прамая сувязь кропкі з зямлёй (лац.: terra)
"Я" — Ні адна кропка не злучана з зямлёй (ізаляцыя), за выключэннем, магчыма, праз высокі імпеданс.

Другая літара паказвае злучэнне паміж зазямленнем або сеткай і электрычнай прыладай, якая пастаўляецца:

«Т» — Злучэнне з зазямленнем ажыццяўляецца лакальным прамым злучэннем з зямлёй (лац.: terra), звычайна праз зазямляльны стрыжань.
"N" — Зазямленне забяспечваецца электрасеткай Nсеткі, альбо як асобны праваднік ахоўнага зазямлення (PE), альбо ў спалучэнні з нейтральным правадніком.

Тыпы TN сетак

ў TN сістэма зазямлення, адна з кропак генератара або трансфарматара злучана з зямлёй, звычайна гэта кропка зоркі ў трохфазнай сістэме. Корпус электрычнай прылады злучаны з зямлёй праз гэта зазямленне на трансфарматары. Такое размяшчэнне з'яўляецца сучасным стандартам для жылых і прамысловых электрычных сістэм, асабліва ў Еўропе.

Праваднік, які злучае адкрытыя металічныя часткі электраўстаноўкі спажыўца, наз ахоўнае зазямленне. Праваднік, які злучаецца з зоркай у трохфазнай сістэме або які нясе зваротны ток у аднафазнай сістэме, называецца нейтральны (N). Адрозніваюць тры варыянты сістэм TN:

TN−S
PE і N - гэта асобныя праваднікі, якія злучаюцца паміж сабой толькі каля крыніцы харчавання.
TN−C
Камбінаваны PEN-праваднік выконвае функцыі як PE, так і N-правадніка. (у сістэмах 230/400 В, якія звычайна выкарыстоўваюцца толькі для размеркавальных сетак)
TN−C−S
Частка сістэмы выкарыстоўвае камбінаваны праваднік PEN, які ў нейкі момант падзелены на асобныя лініі PE і N. Камбінаваны правадыр PEN звычайна праходзіць паміж падстанцыяй і кропкай уваходу ў будынак, а зазямленне і нейтраль падзеленыя ў галоўцы абслугоўвання. У Вялікабрытаніі гэтая сістэма таксама вядомая як ахоўнае шматразовае зазямленне (PME), з-за практыкі падлучэння камбінаванага нейтральнага і зазямляльнага правадыра да рэальнага зазямлення ў многіх месцах, каб знізіць рызыку паразы электрычным токам у выпадку абрыву PEN-правадніка. Падобныя сістэмы ў Аўстраліі і Новай Зеландыі пазначаюцца як некалькі заземленай нейтралі (MEN) і, у Паўночнай Амерыцы, як шматзаземленая нейтраль (MGN).
TN-S: асобныя ахоўнае зазямленне (PE) і нейтральны (N) правадыры ад трансфарматара да спажыўца, якія не злучаныя разам ні ў адной кропцы пасля размеркавальнай кропкі будынка.
TN-C: камбінаваны праваднік PE і N на ўсім шляху ад трансфарматара да спажывальнай прылады.
Сістэма зазямлення TN-CS: камбінаваны праваднік PEN ад трансфарматара да размеркавальнай кропкі будынка, але асобныя праваднікі PE і N у стацыянарнай унутранай праводцы і гнуткіх шнурах харчавання.

 

Ад аднаго трансфарматара можна выкарыстоўваць як TN-S, так і TN-CS. Напрыклад, абалонкі некаторых падземных кабеляў падвяргаюцца карозіі і перастаюць забяспечваць добрае злучэнне з зазямленнем, і таму дамы з высокім супраціўленнем «дрэнных зазямленняў» могуць быць пераведзены на TN-CS. Гэта магчыма толькі ў сетцы, калі нейтраль належным чынам устойлівая да адмовы, а пераўтварэнне не заўсёды магчыма. PEN павінен быць адпаведным чынам умацаваны супраць адмовы, так як PEN з адкрытым ланцугом можа выклікаць поўнае напружанне фазы на любы адкрыты метал, падлучаны да зазямлення сістэмы пасля разрыву. Альтэрнатыва - забяспечыць лакальную зямлю і пераўтварыць у TT. Галоўная прывабнасць сеткі TN заключаецца ў тым, што шлях зазямлення з нізкім імпедансам дазваляе лёгка аўтаматычна адключаць (ADS) ланцуг моцнага току ў выпадку кароткага замыкання лінія-PE, паколькі той жа выключальнік або засцерагальнік будзе працаваць як для LN, так і для L -Збоі PE, і УЗО не патрабуецца для выяўлення замыканняў на зямлю.

сетка TT

ў TT (Terra-Terra) сістэмы зазямлення, ахоўнае зазямленне для спажыўца забяспечваецца мясцовым зазямляльным электродам (часам яго называюць злучэннем Terra-Firma), а таксама ёсць яшчэ адзін асобна ўсталяваны на генератары. Паміж імі няма "дроту зазямлення". Імпеданс контуру замыкання вышэй, і калі імпеданс электрода сапраўды не вельмі нізкі, усталяванне TT заўсёды павінна мець УЗО (GFCI) у якасці першага ізалятара.

Вялікай перавагай сістэмы зазямлення TT з'яўляецца зніжэнне перашкод ад падключанага абсталявання іншых карыстальнікаў. TT заўсёды быў пераважней для спецыяльных прыкладанняў, такіх як тэлекамунікацыйныя сайты, якія выйграюць ад зазямлення без перашкод. Таксама сеткі ТТ не нясуць сур'ёзных рызык у выпадку паломкі нейтралі. Акрамя таго, у месцах, дзе электраэнергія размяркоўваецца над галавой, зазямляльныя правадыры не падвяргаюцца рызыцы апынуцца пад напругай у выпадку, калі які-небудзь верхні размеркавальны праваднік будзе зламаны, скажам, паваленым дрэвам або галінай.

У эпоху да УЗО сістэма зазямлення TT была непрывабнай для агульнага выкарыстання з-за цяжкасці арганізацыі надзейнага аўтаматычнага адключэння (ADS) у выпадку кароткага замыкання лінія-PE (у параўнанні з сістэмамі TN, дзе той жа выключальнік або засцерагальнік спрацуе пры няспраўнасцях LN або L-PE). Але паколькі прыборы астатковага току змякчаюць гэты недахоп, сістэма зазямлення TT стала значна больш прывабнай пры ўмове, што ўсе ланцугі харчавання пераменнага току абаронены УЗО. У некаторых краінах (напрыклад, у Вялікабрытаніі) рэкамендуецца для сітуацый, калі эквіпатэнцыяльную зону з нізкім імпедансам немэтазгодна падтрымліваць шляхам злучэння, дзе існуе значная вонкавая электраправодка, напрыклад, электразабеспячэнне мабільных дамоў і некаторых сельскагаспадарчых устаноў, або калі высокі ток замыкання можа прадстаўляць іншую небяспеку, напрыклад, на складах паліва або на прыстанях.

Сістэма зазямлення TT выкарыстоўваецца па ўсёй Японіі, з блокамі УЗО ў большасці прамысловых установак. Гэта можа прад'явіць дадатковыя патрабаванні да частотна-рэгулятарных прывадаў і імпульсных крыніц сілкавання, якія часта маюць значныя фільтры, якія прапускаюць высокачашчынны шум да правадыра зазямлення.

IT-сетка

У IT сеткі, сістэма размеркавання электрычнасці не мае злучэння з зямлёй увогуле або мае толькі злучэнне з высокім імпедансам.

параўнанне

TT IT ТН-С TN-C TN-CS
Імпеданс контуру замыкання на зямлю высокая Найвышэйшы Нізкі Нізкі Нізкі
УЗО пераважней? ды N / A Неабавязковы няма Неабавязковы
Патрэбен зазямляльны электрод на месцы? ды ды няма няма Неабавязковы
Кошт PE правадыра Нізкі Нізкі Найвышэйшы Найменш высокая
Рызыка паломкі нейтралі няма няма высокая Найвышэйшы высокая
Бяспека Бяспечны Менш бяспечна Safest Найменш бяспечны Бяспечны
электрамагнітныя перашкоды Найменш Найменш Нізкі высокая Нізкі
Рызыкі бяспекі Высокі імпеданс контуру (крокавае напружанне) Двайная няспраўнасць, перанапружанне Зламаная нейтралка Зламаная нейтралка Зламаная нейтралка
перавагі Бяспеку і надзейнасць Бесперапыннасць працы, кошт Safest Каштаваць Бяспека і кошт

Іншыя тэрміналогіі

У той час як нацыянальныя правілы электраправодкі для будынкаў многіх краін прытрымліваюцца тэрміналогіі IEC 60364, у Паўночнай Амерыцы (Злучаныя Штаты і Канада) тэрмін «праваднік зазямлення абсталявання» адносіцца да зазямлення абсталявання і правадоў зазямлення ў галіновых ланцугах, а таксама «праваднік зазямляльнага электрода» выкарыстоўваецца для правадыроў, якія злучаюць зазямляльны стрыжань (ці аналагічны) са службовай панэллю. «Праводнік з зазямленнем» - гэта «нейтраль» сістэмы. Стандарты Аўстраліі і Новай Зеландыі выкарыстоўваюць мадыфікаваную сістэму зазямлення PME пад назвай Multiple Earthed Neutral (MEN). Нейтраль зазямляецца (зазямляецца) у кожнай кропцы абслугоўвання спажыўцоў, тым самым эфектыўна даводзячы рознасць патэнцыялаў нейтралі да нуля па ўсёй даўжыні ліній НН. У Вялікабрытаніі і некаторых краінах Садружнасці тэрмін «PNE», які азначае фаза-нейтраль-зямля, выкарыстоўваецца для абазначэння таго, што выкарыстоўваюцца тры (ці больш для неаднафазных злучэнняў) правадыроў, г. зн., PN-S.

Нейтраль з супраціўляльным зазямленнем (Індыя)

Падобна сістэме HT, сістэма супраціўлення зазямлення таксама ўкаранёна для здабычы карысных выкапняў у Індыі ў адпаведнасці з правіламі Цэнтральнага ўпраўлення электраэнергетыкі для сістэмы LT (1100 В > LT > 230 В). Замест цвёрдага зазямлення нейтральнай кропкі зоркі дадаецца адпаведны супраціў зазямлення нейтралі (NGR), які абмяжоўвае ток уцечкі на зямлю да 750 мА. З-за абмежавання току замыкання ён больш бяспечны для газавых шахт.

Паколькі ўцечка на зямлю абмежаваная, абарона ад уцечкі мае самы высокі ліміт толькі для ўваходу 750 мА. У цвёрдазаземленай сістэме ток уцечкі можа даходзіць да току кароткага замыкання, тут ён абмежаваны максімум 750 мА. Гэты абмежаваны працоўны ток зніжае агульную эфектыўнасць працы рэлейнай абароны ад уцечкі. Для бяспекі, ад паразы электрычным токам у шахтах, узрасла важнасць эфектыўнай і максімальна надзейнай абароны.

У гэтай сістэме ёсць магчымасці таго, што падлучанае супраціўленне адкрыецца. Каб пазбегнуць гэтай дадатковай абароны для маніторынгу супраціву разгортваецца, які адключае харчаванне ў выпадку няспраўнасці.

Абарона ад уцечкі на зямлю

Уцечка току на зямлю можа быць вельмі шкоднай для чалавека, калі ён праходзіць праз іх. Каб пазбегнуць выпадковага паражэння электрычнымі прыборамі/абсталяваннем, у крыніцы выкарыстоўваецца рэле/датчык уцечкі на зямлю для адключэння сілкавання, калі ўцечка перавышае пэўны ліміт. Для гэтай мэты выкарыстоўваецца аўтаматычны выключальнік уцечкі на зямлю. Выключальнік току зандзіравання называецца RCB / RCCB. У прамысловых прымяненнях рэле ўцечкі на зямлю выкарыстоўваюцца з асобным CT (трансфарматарам току), які называецца CBCT (стрыжань збалансаванага трансфарматара току), які вызначае ток уцечкі (ток нулявой паслядоўнасці фаз) сістэмы праз другасную абмотку CBCT, і гэта кіруе рэле. Гэтая абарона працуе ў дыяпазоне міліампер і можа быць усталявана ад 30 мА да 3000 мА.

Праверка злучэння з Зямлёй

Асобнае пілотнае ядро ​​p запускаецца ад сістэмы размеркавання/забеспячэння абсталявання ў дадатак да зямнога ядра. Прылада праверкі злучэння з зазямленнем замацавана на канцы крыніцы, якое пастаянна кантралюе злучэнне з зямлёй. Пілотны стрыжань p ініцыюецца з гэтай прылады праверкі і праходзіць праз злучальны кабель, які звычайна забяспечвае энергію рухомым горназдабыўным абсталяваннем (LHD). Гэты стрыжань p злучаны з зямлёй на канцы размеркавання праз ланцуг дыёда, які замыкае электрычны ланцуг, ініцыяваны прыладай праверкі. Калі злучэнне з зазямленнем транспартнага сродку парушана, гэтая ланцуг пілотнага ядра адключаецца, ахоўная прылада, замацаваная на канцы крыніцы, актывуецца і адключае сілкаванне машыны. Гэты тып схемы з'яўляецца абавязковым для партатыўнага цяжкага электрычнага абсталявання, якое выкарыстоўваецца ў падземных шахтах.

Ўласцівасці

Каштаваць

  • Сеткі TN дазваляюць зэканоміць выдаткі на злучэнне з зазямленнем з нізкім імпедансам на месцы кожнага спажыўца. Такое злучэнне (заглыбленая металічная канструкцыя) неабходна забяспечыць ахоўнае зазямленне у сістэмах IT і TT.
  • Сеткі TN-C дазваляюць зэканоміць выдаткі на дадатковы праваднік, неабходны для асобных злучэнняў N і PE. Аднак, каб знізіць рызыку паломкі нейтралі, неабходны спецыяльныя тыпы кабеляў і шмат злучэнняў з зазямленнем.
  • Сеткі TT патрабуюць належнай абароны ад замыкання на зямлю (УЗО).

Бяспека

  • У TN няспраўнасць ізаляцыі вельмі верагодна прывядзе да высокага току кароткага замыкання, які прывядзе да спрацоўвання аўтаматычнага выключальніка або засцерагальніка максімальнага току і адключэння L-праваднікаў. У сістэмах TT імпеданс контуру замыкання на зямлю можа быць занадта высокім, каб зрабіць гэта, або занадта высокім, каб зрабіць гэта за неабходны час, таму звычайна выкарыстоўваецца УЗО (раней ELCB). У больш ранніх устаноўках TT можа адсутнічаць гэтая важная функцыя бяспекі, дазваляючы CPC (ахоўны праваднік ланцуга або PE) і, магчыма, звязаныя з ім металічныя часткі ў межах дасяжнасці людзей (адкрытыя токаправодныя часткі і староннія токаправодныя часткі) заставацца пад напругай на працяглы перыяд пры няспраўнасці умовах, што ўяўляе рэальную небяспеку.
  • У сістэмах TN-S і TT (і ў TN-CS за межамі кропкі падзелу) для дадатковай абароны можна выкарыстоўваць прыладу дыфекацыйнага току. Пры адсутнасці якой-небудзь няспраўнасці ізаляцыі ў прыладзе спажыўца, раўнанне IL1+IL2+IL3+IN = 0 захоўваецца, і УЗО можа адключыць харчаванне, як толькі гэтая сума дасягне парогавага значэння (звычайна 10 мА – 500 мА). Няспраўнасць ізаляцыі паміж L або N і PE прывядзе да спрацоўвання УЗО з высокай верагоднасцю.
  • У сетках IT і TN-C прыборы дыфекцыйнага току значна радзей вызначаюць няспраўнасць ізаляцыі. У сістэме TN-C яны таксама былі б вельмі ўразлівыя да непажаданага спрацоўвання ад кантакту паміж зазямляльнымі праваднікамі ланцугоў на розных УЗО або з рэальным зазямленнем, што робіць іх выкарыстанне непрактычным. Акрамя таго, УЗО звычайна ізалююць нейтральную жылу. Паколькі гэта небяспечна рабіць у сістэме TN-C, УЗО на TN-C павінны быць падключаны толькі для разрыву правадыра лініі.
  • У аднафазных сістэмах з адным канцом, дзе зазямленне і нейтраль сумешчаны (TN-C і частка сістэм TN-CS, якая выкарыстоўвае камбінаваны нейтраль і зазямленне), калі ёсць праблема кантакту ў правадніку PEN, то усе часткі сістэмы зазямлення за межамі разрыву паднімуцца да патэнцыялу L-правадніка. У незбалансаванай шматфазнай сістэме патэнцыял сістэмы зазямлення будзе рухацца да патэнцыялу найбольш нагружанага лінейнага правадніка. Такое павышэнне патэнцыялу нейтрала пасля разрыву вядома як a нейтральная інверсія. Такім чынам, злучэнні TN-C не павінны праходзіць праз штэпсельныя злучэнні або гнуткія кабелі, дзе існуе большая верагоднасць праблем з кантактам, чым пры стацыянарнай праводцы. Таксама існуе рызыка пашкоджання кабеля, якую можна знізіць выкарыстаннем канцэнтрычнай канструкцыі кабеля і некалькіх зазямляльных электродаў. З-за (невялікай) рызыкі страты нейтралі, якая можа прывесці да небяспечнага патэнцыялу «заземленых» металічных вырабаў, у спалучэнні з павышаным рызыкай паражэння ад блізкасці да добрага кантакту з сапраўднай зямлёй, выкарыстанне расходных матэрыялаў TN-CS забаронена ў Вялікабрытаніі для караванных пляцовак і берагавога забеспячэння лодак, і настойліва не рэкамендуецца выкарыстоўваць на фермах і адкрытых будаўнічых пляцоўках, і ў такіх выпадках рэкамендуецца зрабіць усю вонкавую праводку TT з УЗО і асобным зазямляльным электродам.
  • У ІТ-сістэмах адна няспраўнасць ізаляцыі наўрад ці прывядзе да праходжання небяспечных токаў праз чалавечае цела пры кантакце з зямлёй, таму што не існуе ланцуга з нізкім імпедансам, каб працякаць такі ток. Аднак першая няспраўнасць ізаляцыі можа эфектыўна ператварыць ІТ-сістэму ў сістэму TN, а затым другая няспраўнасць ізаляцыі можа прывесці да небяспечных токаў цела. Што яшчэ горш, у шматфазнай сістэме, калі адзін з лінейных правадыроў уступіць у кантакт з зямлёй, гэта прывядзе да таго, што іншыя фазныя стрыжні вырастуць да напружання фаза-фаза адносна зямлі, а не да напружання фаза-нейтраль. ІТ-сістэмы таксама адчуваюць большыя пераходныя перанапружання, чым іншыя сістэмы.
  • У сістэмах TN-C і TN-CS любое злучэнне паміж камбінаваным нейтральна-зямлёвым ядром і зямным целам можа ў канчатковым выніку пераносіць значны ток пры нармальных умовах, а пры парушанай нейтральнай сітуацыі можа мець нават большы ток. Такім чынам, асноўныя праваднікі ўраўноўвання патэнцыялаў павінны вызначацца з улікам гэтага; выкарыстанне TN-CS непажадана ў такіх сітуацыях, як заправачныя станцыі, дзе ёсць спалучэнне вялікай колькасці закапаных металаканструкцый і выбухованебяспечных газаў.

Электрамагнітная сумяшчальнасць

  • У сістэмах TN-S і TT спажывец мае малашумнае злучэнне з зямлёй, якое не пакутуе ад напружання, якое з'яўляецца на правадніку N у выніку зваротных токаў і імпедансу гэтага правадыра. Гэта асабліва важна для некаторых відаў тэлекамунікацыйнага і вымяральнага абсталявання.
  • У сістэмах TT кожны спажывец мае ўласнае злучэнне з зямлёй і не заўважыць ніякіх токаў, якія могуць быць выкліканы іншымі спажыўцамі на агульнай PE лініі.

Правілы

  • У Нацыянальным электрычным кодэксе Злучаных Штатаў і Электрычным кодэксе Канады для харчавання ад размеркавальнага трансфарматара выкарыстоўваецца камбінаваны нейтральны і зазямляльны праваднік, але ў канструкцыі выкарыстоўваюцца асобныя нейтральны і ахоўны правадыр зазямлення (TN-CS). Нейтраль павінна быць падключана да зямлі толькі на баку сілкавання раз'яднальніка кліента.
  • У Аргенціне, Францыі (TT) і Аўстраліі (TN-CS) кліенты павінны забяспечыць свае ўласныя наземныя злучэнні.
  • Японія кіруецца законам PSE і выкарыстоўвае зазямленне TT у большасці установак.
  • У Аўстраліі выкарыстоўваецца сістэма зазямлення з некалькімі заземленымі нейтралямі (MEN), якая апісана ў раздзеле 5 стандарту AS 3000. Для кліентаў LV гэта сістэма TN-C ад трансфарматара на вуліцы да памяшканняў (нейтраль - гэта зазямленне некалькі разоў уздоўж гэтага сегмента), і сістэма TN-S унутры ўстаноўкі, ад галоўнага размеркавальнага шчыта ўніз. Гледзячы ў цэлым, гэта сістэма TN-CS.
  • У Даніі правілы высокага напружання (Stærkstrømsbekendtgørelsen) і ў Малайзіі Пастанова аб электраэнергіі 1994 г. абвяшчае, што ўсе спажыўцы павінны выкарыстоўваць зазямленне TT, хоць у рэдкіх выпадках можа быць дазволена TN-CS (выкарыстоўваецца такім жа чынам, што і ў Злучаных Штатах). Правілы іншыя, калі справа даходзіць да буйных кампаній.
  • У Індыі ў адпаведнасці з Палажэннямі Цэнтральнага органа электраэнергетыкі, CEAR, 2010, правіла 41, прадугледжаны зазямленне, нейтральны провад 3-фазнай 4-правадной сістэмы і дадатковы трэці провад 2-фазнай 3-правадной сістэмы. Зазямленне павінна выконвацца двума асобнымі злучэннямі. Сістэма зазямлення таксама павінна мець мінімум дзве або больш зазямляльных ям (электродаў), каб забяспечыць належнае зазямленне. Згодна з правілам 42, ўстаноўка з нагрузкай больш за 5 кВт, якая перавышае 250 В, павінна мець адпаведную ахоўную прыладу ад уцечкі на зямлю для ізаляцыі нагрузкі ў выпадку замыкання на зямлю або ўцечкі.

Прыклады прыкладання

  • У раёнах Вялікабрытаніі, дзе пераважаюць падземныя электракабелі, сістэма TN-S распаўсюджана.
  • У Індыі пастаўкі LT звычайна ажыццяўляюцца праз сістэму TN-S. Нейтраль мае падвойнае зазямленне на размеркавальным трансфарматары. Нейтраль і зазямленне праходзяць асобна на размеркавальных паветраных лініях/кабелях. Для зазямлення выкарыстоўваецца асобны правадыр для паветраных ліній і браніраванне кабеляў. Дадатковыя зазямляльныя электроды/ямы ўсталёўваюцца на баках карыстальнікаў для ўмацавання зазямлення.
  • Большасць сучасных дамоў у Еўропе маюць сістэму зазямлення TN-CS. Камбінаваная нейтраль і зазямленне ўзнікаюць паміж бліжэйшай трансфарматарнай падстанцыяй і раз'яднаннем (засцерагальнік перад лічыльнікам). Пасля гэтага ва ўсёй унутранай праводцы выкарыстоўваюцца асобныя жылы зазямлення і нуля.
  • Старыя гарадскія і прыгарадныя дамы ў Вялікабрытаніі, як правіла, маюць пастаўкі TN-S, з зазямленнем, якое ажыццяўляецца праз свінцовую абалонку падземнага свінцова-папяровага кабеля.
  • У старых дамах у Нарвегіі выкарыстоўваецца ІТ-сістэма, а ў новых - TN-CS.
  • У некаторых старых дамах, асабліва ў тых, што былі пабудаваны да вынаходніцтва аўтаматычных выключальнікаў дыфекацыйнага току і правадных хатніх сетак, выкарыстоўваецца ўласная схема TN-C. Гэта больш не рэкамендуецца.
  • Лабараторныя памяшканні, медыцынскія ўстановы, будаўнічыя пляцоўкі, рамонтныя майстэрні, мабільныя электраўстаноўкі і іншыя асяроддзя, якія забяспечваюцца праз рухавікі-генератары, дзе існуе падвышаная рызыка пашкоджанняў ізаляцыі, часта выкарыстоўваюць зазямленне IT, якое забяспечваецца ад ізаляцыйных трансфарматараў. Каб змякчыць праблемы з двума няспраўнасцямі ў ІТ-сістэмах, ізаляцыйныя трансфарматары павінны забяспечваць толькі невялікую колькасць нагрузак кожны і павінны быць абаронены прыладай кантролю ізаляцыі (звычайна выкарыстоўваецца толькі ў медыцынскіх, чыгуначных або ваенных ІТ-сістэмах з-за кошту).
  • У аддаленых раёнах, дзе кошт дадатковага PE-правадніка перавышае кошт мясцовага зазямлення, у некаторых краінах звычайна выкарыстоўваюцца сеткі TT, асабліва ў старых аб'ектах або ў сельскай мясцовасці, дзе ў адваротным выпадку бяспецы можа пагражаць паломка заземлены праваднік, скажам, упалай галінкай дрэва. Пастаўкі TT для асобных аб'ектаў таксама сустракаюцца ў асноўным у сістэмах TN-CS, дзе асобная ўласнасць лічыцца непрыдатнай для пастаўкі TN-CS.
  • У Аўстраліі, Новай Зеландыі і Ізраілі выкарыстоўваецца сістэма TN-CS; аднак у цяперашні час правілы электраправодкі абвяшчаюць, што, акрамя таго, кожны кліент павінен забяспечыць асобнае злучэнне з зазямленнем праз злучэнне вадаправоднай трубы (калі металічныя вадаправодныя трубы ўваходзяць у памяшканне спажыўца) і спецыяльны электрод зазямлення. У Аўстраліі і Новай Зеландыі гэта называецца шматзаземленай нейтральнай лініяй або MEN Link. Гэты MEN Link здымаецца ў мэтах тэсціравання ўстаноўкі, але падключаецца падчас выкарыстання альбо сістэмай фіксацыі (напрыклад, контргайкамі), альбо двума ці больш шрубамі. У сістэме MEN сумленнасць Нейтрала мае першараднае значэнне. У Аўстраліі новыя ўстаноўкі таксама павінны звязваць бетонны падмурак пад вільготнымі памяшканнямі з правадніком зазямлення (AS3000), што звычайна павялічвае памер зазямлення і забяспечвае эквіпатэнцыяльную плоскасць у такіх памяшканнях, як ванныя пакоі. У старых устаноўках нярэдка сустракаецца толькі злучэнне вадаправоднай трубы, і гэта дазваляецца заставацца такім, але дадатковы зазямляльны электрод павінен быць усталяваны, калі праводзяцца работы па мадэрнізацыі. Праваднік ахоўнага зазямлення і нейтральны праваднік аб'ядноўваюцца да нейтральнага звяна спажыўца (размешчанага на баку кліента ад нейтральнага злучэння лічыльніка электраэнергіі) - за гэтай кропкай ахоўны праваднік зазямлення і нейтральны праваднік раз'яднаны.

Высакавольтныя сістэмы

У высакавольтных сетках (вышэй за 1 кВ), якія значна менш даступныя для шырокай грамадскасці, пры распрацоўцы сістэмы зазямлення ўпор менш на бяспеку, а больш на надзейнасць электразабеспячэння, надзейнасць абароны і ўздзеянне на абсталяванне пры наяўнасці кароткае замыканне. Выбар сістэмы зазямлення істотна ўплывае толькі на велічыню кароткіх замыканняў фаза-зямля, якія з'яўляюцца найбольш распаўсюджанымі, паколькі шлях току ў асноўным замкнёны праз зямлю. Трохфазныя сілавыя трансфарматары высокага/сярэдняга напружання, размешчаныя на размеркавальных падстанцыях, з'яўляюцца найбольш распаўсюджанай крыніцай сілкавання размеркавальных сетак, і тып зазямлення іх нейтралі вызначае сістэму зазямлення.

Існуе пяць відаў зазямлення нейтралі:

  • Нейтраль з зазямленнем
  • Адкапаны нейтрал
  • Нейтраль з зазямленнем на супраціў
    • Зазямленне з нізкім супрацівам
    • Зазямленне высокага супраціву
  • Нейтраль з зазямленнем рэактыўным супраціўленнем
  • Выкарыстанне зазямляльных трансфарматараў (напрыклад, трансфарматара Zigzag)

Нейтраль з зазямленнем

In цвёрды or Непасрэдна заземленая нейтраль, кропка зоркі трансфарматара непасрэдна злучана з зямлёй. У гэтым рашэнні для закрыцця току замыкання на зямлю прадугледжаны шлях з нізкім імпедансам, і, як вынік, іх велічыні супастаўныя з трохфазнымі токамі замыкання. Паколькі нейтраль застаецца пры патэнцыяле, блізкім да зямлі, напружанне ў незакранутых фазах застаюцца на ўзроўні, падобным да тых, што былі перад замыканнем; па гэтай прычыне гэтая сістэма рэгулярна выкарыстоўваецца ў сетках перадачы высокага напружання, дзе выдаткі на ізаляцыю высокія.

Нейтраль з зазямленнем на супраціў

Для абмежавання кароткага замыкання на зямлю дадаецца дадатковае супраціўленне зазямлення нейтралі (NGR) паміж нейтраллю, кропкай зоркі трансфарматара і зямлёй.

Зазямленне з нізкім супрацівам

Пры нізкім супраціве мяжа току замыкання адносна высокая. У Індыі ён абмежаваны 50 А для адкрытых кар'ераў у адпаведнасці з правіламі Цэнтральнага ўпраўлення электраэнергетыкі, CEAR, 2010, правіла 100.

Адкапаны нейтрал

In раскапаў, ізаляваны or плавае нейтрал сістэме, як і ў ІТ-сістэме, няма прамога злучэння зоркі (або любой іншай кропкі ў сетцы) і зямлі. У выніку токі замыкання на зямлю не маюць замкнёнага шляху і, такім чынам, маюць нязначныя велічыні. Аднак на практыцы ток замыкання не будзе роўны нулю: праваднікі ў ланцугу — асабліва падземныя кабелі — маюць унутраную ёмістасць у адносінах да зямлі, што забяспечвае шлях з адносна высокім імпедансам.

Сістэмы з ізаляванай нейтраллю могуць працягваць працаваць і забяспечваць бесперабойнае забеспячэнне нават пры наяўнасці замыкання на зямлю.

Наяўнасць бесперапыннага замыкання на зямлю можа прадстаўляць значную небяспеку для бяспекі: калі ток перавышае 4 A – 5 A, узнікне электрычная дуга, якая можа працягвацца нават пасля ліквідацыі замыкання. Па гэтай прычыне яны ў асноўным абмяжоўваюцца падземнымі і падводнымі сеткамі, а таксама прамысловым прымяненнем, дзе патрэба ў надзейнасці высокая, а верагоднасць кантакту з чалавекам адносна нізкая. У гарадскіх размеркавальных сетках з некалькімі падземнымі фідэрамі ёмістны ток можа дасягаць некалькіх дзесяткаў ампер, ствараючы значную небяспеку для абсталявання.

Перавага нізкага току замыкання і бесперапыннай працы сістэмы пасля гэтага кампенсуецца ўласцівым недахопам, які заключаецца ў тым, што месца замыкання цяжка выявіць.

TOP