Классификация систем заземления. (Лекция 2)

1. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Лекция 2

2.

Трансформатор (от лат. transformo - преобразовывать) - это
статическое электромагнитное устройство, имеющее две или
более
индуктивно
связанные
обмотки
на
какомлибо магнитопроводе и предназначенное для преобразования
посредством электромагнитной индукции одной или
нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну
или несколько других систем (напряжений) переменного тока
без изменения частоты системы (напряжения) переменного
тока (ГОСТ 16110-82).
Трансформатор осуществляет преобразование напряжения
переменного тока и/или гальваническую развязку в самых
различных областях применения — электроэнергетике,
электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной
(автотрансформатор)
или
нескольких
изолированных
проволочных,
либо
ленточных
обмоток
(катушек),
охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как
правило,
на
магнитопровод
(сердечник)
из ферромагнитного магнито-мягкого материала.
2

3.

Трансформаторы
3

4.

ТМ-1000/6/0,4
ОСМ-0,16
4

5.

Силовые трансформаторы:
5

6.

Силовые трансформаторы:
6

7.

Генератор переменного тока (альтернатор) является
электромеханическим устройством, которое
преобразует механическую энергию в электрическую
энергию переменно-
го тока. Большинство генераторов переменного тока исполь-
зуют вращающееся
магнитное поле.
7

8.

Устройство генератора переменного тока
8

9. Термины и определения

Нейтраль или нейтральная точка – это общая точка
соединения начала или концов обмоток генератора (или
трансформатора) в звезду.
Нейтраль источника питания может быть изолированная и
заземленная.
Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора
или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему
устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника
однофазного переменного тока или полюс источника постоянного
тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных
сетях постоянного тока.
Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или
генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или
присоединенная к нему через большое сопротивление приборов
сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им
устройств.
9

10.

Проводящая
часть - часть, которая может
проводить электрический ток.
Токоведущая
часть
проводящая
часть
электроустановки, находящаяся в процессе ее работы
под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий
проводник (но не PEN-проводник).
Открытая проводящая часть - доступная
прикосновению проводящая часть электроустановки,
нормально не находящаяся под напряжением, но которая
может оказаться под напряжением при повреждении
основной изоляции.
Сторонняя
проводящая
часть - проводящая
часть, не являющаяся частью электроустановки.
10

11.

Прямое прикосновение - электрический контакт людей или
животных
с
токоведущими
частями,
находящимися
под
напряжением.
Косвенное прикосновение - электрический контакт людей или
животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под
напряжением при повреждении изоляции.
Защита от прямого прикосновения - защита для предотвращения
прикосновения к токоведущим частям, находящимся под
напряжением.
Защита при косвенном прикосновении - защита от поражения
электрическим током при прикосновении к открытым проводящим
частям, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции.
Термин «повреждение
изоляции»
единственное повреждение изоляции.
11
следует
понимать
как

12.

Заземлитель - проводящая часть или совокупность
соединенных между собой проводящих частей, находящихся в
электрическом контакте с землей непосредственно или через
промежуточную проводящую среду.
Искусственный заземлитель - заземлитель, специально
выполняемый для целей заземления.
Естественный заземлитель - сторонняя проводящая часть,
находящаяся в
электрическом контакте с землей
непосредственно или через промежуточную проводящую
среду, используемая для целей заземления.
Заземляющий
проводник - проводник, соединяющий
заземляемую часть (точку) с заземлителем.
Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и
заземляющих проводников.
12

13.

Зона нулевого потенциала (относительная земля) часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо
заземлителя, электрический потенциал которой
принимается равным нулю.
Зона растекания (локальная земля) - зона земли между
заземлителем и зоной нулевого потенциала.
Термин «земля» следует понимать как: «земля в зоне
растекания».
Замыкание на землю - случайный электрический
контакт между токоведущими частями, находящимися
под напряжением, и землей.
13

14.

Напряжение
на
заземляющем
устройстве
напряжение, возникающее при стекании тока с
заземлителя в землю между точкой ввода тока в
заземлитель и зоной нулевого потенциала.
Напряжение прикосновения - напряжение между двумя
проводящими частями или между проводящей частью и
землей при одновременном прикосновении к ним
человека или животного.
Ожидаемое напряжение прикосновения - напряжение
между
одновременно
доступными
прикосновению
проводящими частями, когда человек или животное их
не касается.
Напряжение шага - напряжение между двумя точками
на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой,
которое принимается равным длине шага человека.
14

15.

Сопротивление заземляющего устройства - отношение
напряжения на заземляющем устройстве к току,
стекающему с заземлителя в землю.
Эквивалентное удельное сопротивление земли с
неоднородной структурой - удельное электрическое
сопротивление земли с однородной структурой, в
которой сопротивление заземляющего устройства имеет
то же значение, что и в земле с неоднородной
структурой.
Термин
«удельное
сопротивление», для земли с
неоднородной структурой, следует понимать как:
«эквивалентное удельное сопротивление».
15

16.

Заземление - преднамеренное электрическое соединение
какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с
заземляющим устройством.
Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях
электробезопасности.
Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки
или
точек
токоведущих
частей
электроустановки,
выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в
целях электробезопасности).
Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1
кВ - преднамеренное соединение открытых проводящих
частей с глухозаземленной нейтралью генератора или
трансформатора
в
сетях
трехфазного
тока,
с
глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с
заземленной точкой источника в сетях постоянного тока,
выполняемое в целях электробезопасности.
16

17.

Уравнивание потенциалов - электрическое соединение
проводящих
частей для достижения равенства их
потенциалов.
Защитное уравнивание потенциалов
потенциалов,
выполняемое
электробезопасности.
-
уравнивание
в
целях
Термин «уравнивание потенциалов», следует понимать
как защитное уравнивание потенциалов.
Выравнивание потенциалов - снижение разности
потенциалов (шагового напряжения) на поверхности
земли или пола при помощи защитных проводников,
проложенных в земле, в полу или на их поверхности и
присоединенных к заземляющему устройству, или путем
применения специальных покрытий земли.
17

18.

Защитный
(РЕ)
проводник
проводник,
предназначенный для целей электробезопасности.
Защитный заземляющий проводник - защитный
проводник, предназначенный для защитного заземления.
Защитный
проводник
системы
уравнивания
потенциалов - защитный проводник, предназначенный
для защитного уравнивания потенциалов.
Нулевой защитный проводник - защитный проводник в
электроустановках до 1кВ, предназначенный для
присоединения
открытых
проводящих
частей
к
глухозаземленной нейтрали источника питания.
18

19.

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) проводник
в
электроустановках
до
1
кВ,
предназначенный для питания электроприемников и
соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора
или трансформатора в сетях трехфазного тока, с
глухозаземленным выводом источника однофазного
тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях
постоянного тока.
Совмещенные нулевой защитный и нулевой рабочий
(PEN) проводники - проводники в электроустановках
напряжением до 1 кВ, совмещающие функции нулевого
защитного и нулевого рабочего проводников.
19

20.

Главная заземляющая шина - шина, являющаяся частью
заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и
предназначенная
для
присоединения
нескольких
проводников с целью заземления и уравнивания
потенциалов.
Защитное автоматическое отключение питания –
автоматическое размыкание цепи одного или нескольких
фазных проводников (и, если требуется, нулевого
рабочего
проводника),
выполняемое
в
целях
электробезопасности.
Термин «автоматическое
отключение
питания»,
следует понимать как защитное автоматическое
отключение питания.
20

21.

Основная изоляция - изоляция токоведущих частей,
обеспечивающая в том числе защиту от прямого
прикосновения.
Дополнительная изоляция - независимая изоляция в
электроустановках напряжением до 1 кВ, выполняемая
дополнительно к основной изоляции для защиты при
косвенном прикосновении.
Двойная
изоляция - изоляция в электроустановках
напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и
дополнительной изоляций.
Усиленная изоляция - изоляция в электроустановках
напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты
от поражения электрическим током, равноценную
двойной изоляции.
21

22.

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) - напряжение,
не превышающее 50 В переменного и 120 В постоянного
тока.
Разделительный
трансформатор - трансформатор,
первичная обмотка которого отделена от вторичных
обмоток при помощи защитного электрического
разделения цепей.
Безопасный
разделительный
трансформатор
разделительный трансформатор, предназначенный для
питания цепей сверхнизким напряжением.
22

23.

Защитный экран - проводящий экран, предназначенный
для отделения электрической цепи и/или проводников
от токоведущих частей других цепей.
Защитное
электрическое
разделение
цепей
отделение одной электрической цепи от других цепей в
электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью:
двойной изоляции; основной изоляции и защитного
экрана; усиленной изоляции.
Непроводящие (изолирующие) помещения, зоны,
площадки - помещения, зоны, площадки, в которых (на
которых) защита
при косвенном прикосновении
обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен и в
которых отсутствуют заземленные проводящие части.
23

24. Системы заземления

Электроустановки
в
отношении
электробезопасности разделяются на:
мер
- электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с
глухозаземленной
или
эффективно
заземленной
нейтралью;
- электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с
изолированной или заземленной через дугогасящий
реактор или резистор нейтралью;
- электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с
глухозаземленной нейтралью;
- электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с
изолированной нейтралью.
24

25.

Существуют следующие системы заземления: система TN, TN-С, TN-S,
TN-C-S, IT, ТТ.
Первая буква обозначает - состояние нейтрали источника питания
относительно земли:
Т - заземленная нейтраль;
I - изолированная нейтраль.
Вторая буква - 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 - совмещение в одном проводнике или
разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в
одном проводнике (PEN-проводник);
N - / - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
РЕ - / - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный
проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
PEN - / - совмещенный нулевой защитный
25 и нулевой рабочий проводники.

26.

Система TN - система, в которой нейтраль источника питания
глухо
заземлена,
а
открытые
проводящие
части
электроустановки
присоединены
к
глухозаземленной
нейтрали
источника
посредством
нулевых
защитных
проводников.
Система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и
нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике
на всем ее протяжении (рис.1).

27.

Заземление в такой системе выполнено следующим образом: контур
заземления (другими словами заземляющее устройство — ЗУ)
выполнен на трансформаторной подстанции ТП, питающей наш дом.
Нулевой проводник соединен с контуром заземления и приходит к
потребителю одним проводом (PEN) в качестве защитного и
рабочего проводника. Нулевой проводник в данной системе так и
называется — PEN проводник.
27

28.

Электропроводка в таком случае выполняется кабелями с двумя
жилами (фаза, PEN) при однофазном питании квартиры или с
четырьмя жилами (А,В,С, PEN) при трехфазном питании.
В розетках отсутствуют контакты защитного заземления. Если
корпус электрооборудования (электрический прибор, корпус щитка
или сборки) соединим с PEN проводником, то такая защита будет
называться занулением.
Достоинства системы TN-C
Система TN-C обладает всего одним достоинством — электромонтаж
такой системы относительно прост и является дешевым
Недостатки системы заземления TN-C
В этой системе заземления существует угроза поражения людей
электрическим током, что приводит к плачевным ситуациям.
28

29.

Система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный
и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее
протяжении.

30.

Принцип системы заземления TN-S основан на том, что нулевой
рабочий проводник N и защитный проводник PE приходят к
потребителю отдельными жилами с питающей трансформаторной
подстанции (ТП).
30

31.

В данной системе повторного заземления не требуется, т.к. на
трансформаторной подстанции имеется основной заземлитель.
Достоинства системы TN-S
Система TN-S — самая надежная и безопасная система заземления,
которая максимально осуществляет защиту электрооборудования, и
самое главное, человека от поражения электрическим током с
помощью применения в схемах УЗО и диффавтоматов, а
также системы уравнивания потенциалов (СУП).
Еще один плюс этой системы — это отсутствие высокочастотных
наводок (от электроприборов таких как, электрическая бритва,
пылесос, перфоратор) и других помех на силовые линии
потребителей.
Система
TN-S
не
требует
контроля
за
состоянием
контура заземления, потому как нет в этом необходимости.
Недостатки системы заземления TN-S
Единственным недостатком этой системы является дорогостоящий
монтаж
электропроводки
по
причине
наличия
силовых
кабелей (проводов) с большим числом жил.
31

32.

Система TN-C-S - система TN, в которой функции
нулевого защитного и нулевого рабочего проводников
совмещены в одном проводнике в какой-то ее части,
начиная от источника питания.

33.

Принцип системы TN-C-S основан на том, что PEN проводник
разделяется в определенном месте (например, на вводе в жилой
дом) и приходит к потребителю двумя отдельными проводниками:
- нулевой рабочий проводник N;
- защитный проводник PE.
В данном
случае электроснабжение
квартиры осуществляется либо 3жильным кабелем (фаза, N, PE)
при однофазном питании, либо 5жильным кабелем (А,В,С, N, PE)
при трехфазном питании.
В этой системе допускается
устанавливать розетки с наличием
клеммы для заземления —
евророзетки.
Защитный проводник РЕ
необходимо соединить с корпусом
электрооборудования (СВЧпечь, электроплита, стиральная
машина и другие электрические
приборы). Нулевой рабочий
проводник N служит только для
передачи электроэнергии
потребителю.
33

34.

Чаще всего разделение PEN-проводника осуществляется на вводе в
жилой дом, т.е. в вводно-распределительном устройстве
(ВРУ) Вашего дома.
34

35.

В ВРУ жилого дома должны быть
установлены:
нулевая шина N
шина заземления PE
PEN проводник с вводного кабеля
соединяем с шиной заземления РЕ. А
между шиной заземления РЕ и нулевой
шиной N устанавливаем перемычку.

36.

Достоинства системы заземления TN-C-S
Система TN-C-S — это самая перспективная система заземления для
нашего государства. С помощью нее обеспечивается высокий
уровень безопасности от поражения электрическим током, в связи с
использованием устройств защитного отключения (УЗО).
Недостатки системы TN-C-S
Самый главный недостаток системы TN-C-S возникает в случае
обрыва PEN проводника. При нарушении изоляции, корпус
электрических приборов может оказаться под напряжением
относительно земли, что приведет к электрической травме
человека.
36

37.

Система ТТ - система, в которой нейтраль источника
питания глухо заземлена, а открытые проводящие части
электроустановки заземлены при помощи заземляющего
устройства,
электрически
независимого
от
глухозаземленной нейтрали источника .

38.

Система заземления TT применяется в первую очередь там, где условия по
электробезопасности в системах TN-C, TN-C-S и TN-S не полностью обеспечены, т.е.
систему TT рекомендуется применять при неудовлетворительном состоянии
питающей воздушной линии электропередач (ВЛ).
В реальной жизни большинство воздушных линий (ВЛ) находятся в
неудовлетворительном состоянии, выполнены они неизолированными проводами и
большинство из них не имеют повторного заземления на опорах.
Также систему заземления TT применяют для защиты людей от поражения
электрическим током через токопроводящие (металлические) поверхности
временных строений или зданий.
К ним относятся:
- строительные и монтажные бытовки (вагончики)
- металлические контейнеры, торговые павильоны и киоски
- помещения с диэлектрической поверхностью стен, при наличии в них постоянной
влажности и сырости.
38

39.

Принцип исполнения
Принцип системы заземления TT основан на том, что защитный
проводник PE заземляется независимо от нулевого рабочего
проводника N и запрещена какая-либо связь между ними.
Даже если рядом расположен контур заземления рабочего
проводника N, то все равно защитный проводник PE должен
заземляться через свой контур заземления, и эти два контура НЕ
ДОЛЖНЫ сообщаться между собой.
Таким образом, мы полностью изолируем токопроводящие
(металлические) поверхности временных строений и зданий от
электрических сетей.
Это осуществляется простым способом — по всему периметру
временного здания (строения) проводится защитный проводник PE в
виде пластины или прутка, которые соединяется со своим
отдельным контуром заземления.
39

40.

40

41.

Система IT - система, в которой нейтраль источника
питания изолирована от земли или заземлена через
приборы
или
устройства,
имеющие
большое
сопротивление,
а
открытые
проводящие
части
электроустановки заземлены.
1 - заземлитель;
2 - сопротивление
заземления нейтрали
источника питания (при
наличии);
3 - открытые
токопроводящие части;
4 - контур заземления.

42.

Токи утечек на землю, при использовании электроснабжения с этой
системой заземления будут достаточно невысокими и не вызовут сбоев в
работе присоединенного электрооборудования. Поэтому, в случае их
возникновении
отсутствует
необходимость
быстрого
отключения
поврежденного участка, что благоприятно в плане обеспечения
бесперебойности работы оборудования электроустановки.
Именно, высокие показатели надежности и бесперебойности этой системы
позволяют использовать ее в электроснабжении объектов с повышенными
требованиями
надежности,
бесперебойности
электропитания
и
электробезопасности
эксплуатации
оборудования.
Например,
в
медицинских
учреждениях,
для
аварийного
освещения
или
электроснабжения.
42