Защитное и рабочее заземление разница: Чем отличается зануление от защитного заземления

Содержание

Чем отличается зануление от защитного заземления

Что такое заземление

Заземление – способ защиты пользователя от удара током при подаче напряжения на корпус прибора в результате аварии. Суть заземления заключается в соединении корпуса электроустановки или прибора с землей.

Заземление выполняется с помощью заземляющего устройства. Оно состоит из заземлителя и заземляющего электрода. Заземлитель находится непосредственно в земле. Заземляющий электрод соединяет его с любой точкой электроустановки или сети.

Схема заземления

На иллюстрации заземляющий проводник (PE) соединен с землей и рабочим нулем (N).

Есть несколько систем заземления:

  • Система TN с описанными выше схемами TN-C, TN-S и TN-CS. В этих системах нейтральный проводник глухо заземлен.
  • Система TT. Токопроводящие части электроустановок и нейтральный проводник заземляются независимо друг от друга.
  • Система IT. Токопроводящие части электроустановок заземлены, нейтральный проводник не заземлен.

При аварии и подаче электричества на корпус благодаря заземлению срабатывают автоматы-предохранители. Если предохранители не срабатывают, большая часть электричества уходит в землю. Это защищает человека от опасного для жизни и здоровья удара током.

Заземление применяется в промышленности и в быту.

Главное отличие

Самое главное, что нужно запомнить: схемы зануления и заземления имеют различное защитное действие. Ноль гарантирует быструю реакцию на изменение потенциалов или утечку тока для обеспечивающих защиту установок. Соответственно, при высоком напряжении обеспечивается отключение всех потребителей энергии: осветительных приборов, компьютера и других машин (в том числе, станков, трансформаторов).

Фото — отличие зануления и заземления

Заземлением же обеспечивается выравнивание потенциалов и защита от поражения током. Земля чаще применяется в домашних условиях, её монтаж можно легко сделать своими руками. Но здесь нет гарантии, что предохранители быстро отреагируют на утечку.

Оптимальным вариантом для повышения гарантии безопасности является совместное применение зануления и заземления сетей и открытых частей машин.

Перед установкой любого из этих вариантов защиты, нужно обязательно получить разрешение на проведение работ. Также дополнительно проводится расчет защитного проводника, подведение к каждому потребителю в жилище земли и установка защитного оборудования.

{SOURCE}

Для чего необходимо заземление

Заземление

Из нормативной документации ГОСТа № 12.01.009-76 следует, что защитное заземление – это создание единого контура с землей и металлическими токоведущими частями, которые в процессе эксплуатации электротехнических приборов могут оказаться под напряжением, например, корпус микроволновой печи или стиральной машины.

Заземление требуется, чтобы при образовании напряжения в тех местах, где его быть не должно, электричество уходило в землю. Это позволяет предотвратить поражение током жителей квартиры или дома. Как правило, подобные явления наблюдаются при нарушении целостности изоляционного слоя и касания токоведущей жилы корпуса.

Типы заземления в бытовых условиях

В бытовых условиях правильно реализованная система заземления гарантирует бесперебойную работу всех электрических приборов. Во времена существования Советского Союза в домах не было большого скопления электроустановок, следовательно, такая мера безопасности практически не использовалась.

В то время широкое распространение получила эксплуатация системы TN-C, в которой заземляющий провод РЕ коммутировался с рабочим нулем в единую токопроводящую жилу РЕN, а к квартире подключался двухжильный провод. Эта система устарела, на замену пришла новая – TN-C-S. Ее особенность заключается в разъединении в распределительном щитке провода PEN на РЕ и N.

Все современные здания или строения, подлежащие модернизации, обслуживаются по трех- или пятипроводной схеме. В помещение подается три линии:

  • земля;
  • рабочий ноль;
  • фаза.

Если здание устаревшее и не оснащено системой заземления, а проводка двухпроводная, все современные трехпроводные электротехнические приборы утрачивают свои качества. Например, сетевой фильтр становится обычной переноской. В этом случае установка зануления в квартире согласно нормативному документу ПУЭ 1.7.132 запрещена.

Это интересно: Тахометр: что это такое и как работает

Требования к защитному заземлению

Защитное заземление – это наиболее жесткое устройство, чем зануление цепи. Здесь предусмотрена прокладка отдельной шины, довольно небольшого уровня сопротивления, которая идет к системе заземлителей, забитых в землю в виде треугольника.

Расчет защитного заземления, требует знания множества формул и наличия множества исходных данных. Поэтому принято для жилого фонда применять типовые проекты контура заземления для каждого региона.

Установка зануления предусматривает прокладку шины нейтрали или любого другого способа отвода тока в однофазной цепи. При этом, значения сопротивлений каждого проводника зануления до подстанции или питающего трансформатора, складываясь, образуют значение сопротивления защитного устройства.

Эта величина может изменяться, но требования к защитному заземлению и занулению, предусматриваю общее значение максимально возможного уровня сопротивления цепи.

Бытовое заземление

Как правило, системы электроснабжения, должны иметь сопротивление защитного заземления, должно быть от 4 Ом, до 30 Ом. Для обустройства, как правило, применяют стальные уголки и полоса шириной 40 мм. Предусматривают использование медной шины, достаточного сечения, согласно ГОСТу. Это обязательное требование.

При использовании защитного проводника с медным проводом 0,5 мм2 нам не хватит и 100 метров провода для достижения критического значения. Наиболее строгие требования предъявляются при обслуживании участков:

  1. Установки, с напряжением цепи до 1000. В, оснащаются устройством, сопротивление которого, не должно превышать 0,5 Ома. Значение заземленного контура измеряют при помощи специального измерительного прибора – измерителем сопротивления. Это измерение проводится двумя дополнительными заземлителями. Разведя их на определенное расстояние, выполняем замер, затем сдвигая электрод, проводим несколько замеров. Самый худший результат принимается за номинальное значение.
  2. Для обслуживания цепи трансформатора, других источников питания, при величинах напряжения от 220 В до 660 В – величина сопротивления заземления должна быть от 2 Ом до 8 Ом.

Производственное защитное заземление

Использование дополнительных мер для выравнивания величин потенциала – это основная «обязанность» применения защитного обустройства производственных мощностей. Для достижения надежной защиты, все металлические детали конструкций и устройств, а коммуникационные трубопроводы подсоединяются на заземляющий проводник.

В жилых помещениях, так следует оборудовать ванные комнаты и стальной водопровод, канализацию, и трубы отопления. В наше время пускай и редко, но они встречаются. На промышленных объектах заземляют:

  • приводы электрических машин;
  • корпуса каждой электроустановки, находящейся в помещении;
  • коммуникации металлических труб, металлоконструкции;
  • защитные оплетки электрокабелей , с напряжением постоянного тока до 120 В;
  • электрощитовые, различные корпуса системы электропроводки.

Детали, не требующие защиты:

  • металлические корпуса приборов и оборудования, установленных на стальной платформе, главное – обеспечение надежного контакта между ними;
  • разнообразные участки с металлической арматурой, установленная на деревянных конструкциях, исключение составляют объекты, где защита распространяется и на эти объекты;
  • корпуса электрооборудования, имеющие 2, 3 классы безопасности;
  • при вводе в здание электропроводки, с напряжением не выше 25 В, и прохода их сквозь стену из диэлектриков.

В заключение необходимо отметить.

После монтажа каждого из видов защиты, необходимо выполнить проверку величины сопротивления защиты. После этого составляется акт проверки. Замеры, проводят летом и зимой, в это время грунт имеет наибольшее сопротивление.

Проверку жилого фонда рекомендуется проводить раз в год. Помните о необходимости оснащения щитовой автоматами размыкателями цепи и защитным устройством от утечек тока.

Заземление и зануление в цепях переменного тока

По сути, ноль – провод синего цвета, промаркированный N. Зануление – это преднамеренное соединение либо средней точки в обмотке 3-х фазного генератора, либо соединение в нагрузке к рабочему нолю. Основных функций у зануления две: 1 – рабочая функция и 2 — защитная функция. Рабочая функция ярче всего проявляется в схеме распределения электроэнергии в многоквартирном доме.

Изначально ввод электричества выполняется только с помощью трехфазного тока, который равномерно распределяется по квартире. В качестве примера допустим, что в одном конкретном подъезде имеется 36 квартир. Следовательно, распределение нагрузки должно быть произведено максимально сбалансированно и равномерно: на фазу A подключаем 12 квартир, на фазу В 12 квартир, а на фазу С, естественно, оставшиеся 12 квартир. Как бы не старались проектировщики сбалансировать схему потребления, практика однозначно говорит о том, что достичь баланса и равномерность нагрузки никогда на 100% не удается – кто-то тратит электричества больше, а кто-то меньше. Поэтому и была придумана линия N – рабочий ноль. Основная цель рабочего ноля – восстановить баланс напряжений по фазам, то есть не дать возникнуть перекосу напряжений. К слову, именно внезапное отключение нулевого проводника может привести к тому, что в некоторых квартирах возникнет молниеносный всплеск рабочего напряжения до отметки 380 В. На жаргоне электриков данное явление называют отгоранием или отвалом ноля.

Трехфазная система требует наличие заземления и зануления средней точки рабочих обмоток, соединенных по схеме звезда. Чтобы четко понимать разницу между занулением и заземлением, давайте обратимся к стандартной схеме включения нагрузки к трехфазному источнику питания по схеме Y (звезда). Если мы рассматриваем в качестве нагрузки трехфазный трансформатор, трехфазный асинхронный электродвигатель, трехфазную печь, то система будет функционировать, будучи подключенной с помощью трех проводов с фазами A, B, С и нулевого провода N. По сути, если мы рассматриваем электроустановки на производстве, то наличие четвертого проводника выполняет чисто защитные функции. При пробое изоляции обмоток трехфазного электродвигателя высокий потенциал устремляется на корпус устройства, который находится в прямой гальванической связи с проводом N, то есть рабочим нолем. Следовательно, при таком подключении произойдет короткое замыкание, что вызовет отключение трехфазного автомата защиты.

Какая система надежнее?

Для сравнения можно ознакомиться с несколькими пунктами:

Как показывает практика, нередки случаи обрыва или отгорания нулевого провода в электрощите, что делает зануляющую систему защиты не действующей. В этом случае появляется реальная угроза поражения человека электрическим током. Во избежание подобной проблемы, места коммутации нужно периодически осматривать, что создает определенные неудобства.


Подгоревший нулевой провод в распределительном щитке близок к полному обрыву

  • Заземляющая система избавлена от указанных недостатков, так как РЕ-проводник не участвует в общей работе электропроводки и задействуется только при возникновении утечки, чтобы отвести ток на землю.
  • Устройство зануления требует определенных знаний и навыков работы с электрическими цепями, что в случае их отсутствия также причиняет некоторые неудобства, связанные с необходимостью вызова электрика.

Принимая во внимание изложенное, можно сделать вывод, что система заземления более надежна и безопасна, поэтому лучше использовать ее. Однако в случае отсутствия такой возможности, можно прибегнуть к альтернативному варианту. Запрещается производить зануление непосредственно в розетке путем установки перемычки между нулевым разъемом и заземляющей скобой

Это создает угрозу для человека (поражение электротоком) и для бытовой техники.  

Назначение заземления

Покупая любое электрооборудование, будь то стиральная машина или холодильник он не рассчитан на пожизненный срок службы и в процессе работы как любое другое оборудование может сломаться. Чтобы защитить электрооборудование от ненормальных режимах работы (перегрузка или короткое замыкание) применяются различные защитные аппараты (автоматы, пробки и т.д.)

Но бывают ситуации, когда защитные устройства не реагируют на возникшие повреждения. Одним из таких случаев является повреждение внутренней изоляции и возникновении на металлическом корпусе оборудования высокого напряжения.

В этом случае защита необходима самому человеку, который попадет под напряжение прикоснувшись к поврежденному оборудованию. Для защиты от таких повреждений и было придумано заземление, основное назначение которого — снизить величину этого напряжения.

То есть, основное назначение заземления — снизить напряжение прикосновения до безопасной величины.

Предположим, что у вас дома имеется потолочный светильник, корпус которого не подключен к заземлению. В следствии повреждения изоляции металлическая часть светильника оказалась под напряжением. В тот момент когда вы попытаетесь поменять лампочку вас ударит током, так как прикоснувшись к корпусу вы становитесь проводником и электрический ток будет протекать через ваше тело в землю.

Если же светильник будет заземлен, большая часть тока будет стекать в землю по заземляющему проводу и в момент касания, напряжение на корпусе, будет намного меньше, а соответственно и величина тока проходящий через вас будет также меньше.

Заземлением — называется соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с землей (контуром заземления) которые в нормально состоянии не находятся под напряжением, но могут оказаться из-за повреждения изоляции.

Также, заземление необходимо для функциональности таких аппаратов как УЗО. Если корпуса электроустановок не будут соединены с землей, то ток утечки протекать не будет, а значит УЗО, не среагирует на неисправность.

Понятие заземления

Прежде чем дать ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления, рассмотрим каждое понятие отдельно. Заземление – это специальное соединение электроустановок с землей. Цель этого соединения является снижение резкого скачка напряжения в электрической сети. Оно используется в той цепи, где нейтраль будет изолирована. Когда будет установлено подходящее заземляющее оборудование, то избыточный ток, который поступает в сеть, будет уходить в землю по отводящим контактам. Сопротивление этой части должно быть относительно низким, чтобы ток был поглощен без остатка.

Также функция защитного заземления электроустановок позволяет увеличить объем аварийного тока замыкания, несмотря на то, что это противоречит его назначению. Заземлитель с большим сопротивлением слабый ток замыкания может не воспринять, только со специальными защитными приборами. В таком случае, когда будет аварийная ситуация, установка будет под напряжением, что может представлять большую опасность для здоровья человека в этом помещении. Назначение защитных электроустановок также рассчитано на отведение блуждающего тока в электрической сети.

Заземлитель является особым проводником, который может состоять из одного или нескольких элементов. Обычно они соединены между собой электропроводящим материалом и заключены в землю, которая поглощает проходящий заряд. В качестве заземляющих проводников может использоваться сталь и медь. По нормам ПУЭ данная мера защиты в обязательном порядке должна делаться в современных жилых домах, а также рабочих помещениях, заводах, в общественных заведениях и других зданиях различного назначения.

В большинстве домов современного образца установлены схемы заземления. Однако их может не быть в старых зданиях. В такой ситуации специалисты рекомендуют заменить проводку трехжильным кабелем с заземляющим проводом, подключив защитную электроустановку. Бывают ситуации, когда нет возможности сделать монтаж полноценного заземляющего контура. В современной электротехнике может использоваться специальное портативное оборудование – переносной заземляющий штырь (шина). Их действие соответствует стандартному заземляющему устройству жилых домов или отводов. Такое устройство имеет хорошее практическое значение, легко подвергается монтажу и переноске, починке, а также имеет широкий функционал.

Функцию заземления могут выполнять несколько самостоятельных групп защитного оборудования. Грозозащитные. Они служат для того, чтобы быстро отводить импульсный высокий заряд от молнии. Зачастую их применение необходимо в разрядниках и современных молниеотводах. Рабочие. Такая группа позволяет поддерживать в нужном режиме работу всех электроустановок при разных условиях (нормальные и аварийные).

Защитные. Данная группа оборудования нужна для предотвращения прямого контакта людей и животных с электрическим зарядом, который возникает в результате механического повреждения фазы в проводе. Они позволяют предотвратить множество несчастных случаев, которые могли бы быть, если проблемы с силовой линией не были замечены своевременно.

Заземлители условно разделены на искусственные и естественные. Искусственные электроустановки представляют собой специальные конструкции, которые делаю специально для того, чтобы увести избыточный ток сети в землю, обеспечив защиту своему дому. Их могут производить на заводе или делаться самостоятельно, используя стальные элементы. Естественными заземлителями является грунт, фундамент под зданием или же дерево возле дома.

Заземление и Зануление: в чем разница?

Как «заземление», так и «зануление» – это термины, используемые при описании электрических установок. Стоит отметить, что зануление уже устарело. Это связано с модернизацией электросетей, что, в свою очередь, влияет на то, что процесс Зануления больше не используется.

О чем это?

Зануление и заземление – это методы защиты от поражения электрическим током в электроустановках. Зануление состоит в соединении электропроводящих частей, таких как металлический корпус, с защитным проводником или защитным нейтральным проводником.

Когда система выходит из строя, она автоматически отключает питание. Зануление можно использовать в установках с максимальным напряжением 500 В в электросети. В такой системе нейтральная точка устройства питания заземлена и защищенные проводящие элементы соединены с нейтральной точкой.

Схема зануления

Заземление, с другой стороны, представляет собой проводник, выполненный из электрического проводника, и соединяет тело, электрифицированное с землей, для его нейтрализации

Заземление выполняется для обеспечения правильной, а также, что очень важно, безопасной работы всех электропроводящих устройств

Схема заземления

Заземление состоит из защитных проводников и защитно-нейтральных проводников. Существует четыре типа заземления. Это: защитное, функциональное, молниевое и вспомогательное заземление. Примером заземления является громоотвод или характерный штифт в вилке бытовых приборов.

В заключение …

  • Зануление соединяет электропроводящие части с защитным проводником
  • Заземление – это провод, соединяющий электрифицированный корпус с землей с целью его безразличия
  • Зануление – это метод, который выходит из употребления, он просто заменяет заземление

zen.yandex.ru/media/yaznal/

Вопросы, возникающие при оформлении систем защиты

Вопрос №1. Можно ли сделать контур заземления под окнами многоэтажного дома и проложить провод в квартиру?

Теоретически это возможно, но при условии, что для этого есть разрешение управляющей компании, сопротивление заземления не превышает 4 Ом, о чем свидетельствует справка из отдела стандартизации, а также подтверждение из управления метеорологии, что устройство не нарушает молниезащиту здания.

Заземлить квартиру в многоэтажке можно, но это сложно оформить документально

Вопрос №2. Можно ли использовать водяной трубопровод для временного заземления, пока не устроено основное?

Однозначно на этот вопрос не возьмется ответить никто. Лучше какое-то время не подключать прибор вовсе, пока не сделается заземление или зануление, но в качестве временной меры подвергать опасности себя и соседей не стоит.

Вопрос №3. Разрешается ли металлическую полосу заземления зарывать плинтусом или укладывать в кабель-каналы?

Можно. Это позволит скрыть неприглядный вид и задекорировать интерьер помещения.

Вопрос №4. Обязан ли электрик из обслуживающей организации по требованию жильцов производить зануление в квартирах старых домостроений, где отсутствует заземление?

Это не является его прямыми обязанностями, но если к вопросу подойти продуктивно и попробовать нанять его, как специалиста, то вряд ли кто-то откажется от дополнительного заработка.

Вопрос №5. В подъездном щитке рабочий ноль выведен из клеммника, соединенного с общим нулем, исходящим из общедомового распределительного щита. Можно ли от свободной клеммы вывести зануляющий провод?

Конечно можно. Это будет то самое расщепление, о котором говорилось в статье. Причем в данном случае оно будет сделано абсолютно верно. Нужно только сделать хороший контакт и проложить провод предельно аккуратно.

В заключение можно сделать вывод: Создать защитную систему можно в любом случае, при любых обстоятельствах. Главное, чтобы она была грамотно и надежно устроена и возложенные на нее функции эффективно выполнялись в полном объеме.

Оцените качество статьи

Нам важно ваше мнение:

Заземление и зануление: отличие друг от друга

Рис 1

Заземление и зануление нужны для отвода напряжения, только происходит это различными способами (Рис 1). В конце статьи приведены схемы подключения TN — C, TN — S, TN — C — S.

Отличие первое – способ утилизации тока

Разница состоит в том, что зануление способствует мгновенному отключению электричества при касании человеком электро шнура или прибора, отводя ток однофазного короткого замыкания на вводной щит, а заземление мгновенно отводит опасное напряжение в почву.

Отличие второе – особенности монтажа

Монтаж заземления и зануления имеет разные степени сложности.

Устройство заземления в частном строении влечет за собой определенные монтажные работы, занимающие в среднем до одного рабочего дня. Приобрести готовые комплекты модульно-штыревого (глубинного) заземления либо выполнить их самостоятельно из допустимых материалов, четко следуя указаниям производителя либо требованиям к заземлению – довольно несложно. Непосредственно заглубление заземлителя можно доверить сервисным службам, имеющим специальное оборудование либо обойтись своими силами, обладая достаточным опытом и физической силой.

Относительно зануления, то сам по себе монтаж контура зануления выглядит нетрудоемким, но не стоит обманываться: при отсутствии должной квалификации электромонтера минимальный промах и незнание могут обернуться бедой.

Отличие третье – защита человека

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ), зануление может быть применено только для промышленных установок и не является в полной мере гарантией безопасности. При попадании фазы на открытую часть электроприбора или оборудования, ток никуда не девается. Происходит контакт двух фаз и короткое замыкание. Нейтраль нужна для скорого срабатывания защитного автомата при замыкании, но не для защиты человека от электроудара. Поэтому зануление рекомендуется к использованию на производстве, где при аварии требуется незамедлительное отключение питания.

Отличие четвертое – требования к профессионализму наладчика

Когда организуется зануление, то для того, чтобы верно распознать нулевые точки и подобрать способ защиты, крайне необходимо участие профессионального электрика. А вот грамотно собрать контур заземления и погрузить его в грунт по силам большинству домашних умельцев.

К сожалению, на практике довольно часто можно столкнуться с результатами вопиющей некомпетентности в вопросах зануления и электробезопасности в целом, беря во внимание, как частных наладчиков, так и электриков сервисных служб. А вот типичные и очень опасные ошибки кустарного зануления:

А вот типичные и очень опасные ошибки кустарного зануления:

  • подключение электроприбора с занулением к незануленному щиту;
  • подсоединение заземляющего контакта розетки к «нулевому» автомату;
  • установка в розетке перемычки, соединяющей нулевой и защитный контакты;
  • выполнение зануления в двухпроводной системе и др.

Типы систем заземления

Вы замечали, что нулевой провод в трёхфазном кабеле имеет меньшее сечение, чем остальные? Это вполне объяснимо, ведь на него ложится не вся нагрузка, а только разница токов между фазами. Хотя бы один контур заземления в сети должен быть, и обычно он находится рядом с источником тока: трансформатор на подстанции. Здесь система требует обязательного зануления, но при этом нулевой проводник перестаёт быть защитным: что бывает, если в ТП «отгорел ноль», знакомо многим. По этой причине заземляющих контуров по всей протяжённости ЛЭП может быть несколько, и обычно так оно и есть.

Конечно, повторное зануление, в отличие от заземления, вовсе не обязательно, но зачастую крайне полезно. По тому, в каком месте выполняется общее и повторные зануления трехфазной сети, различают несколько типов систем.

Разница между заземлением и занулением

В системах под названием I-T или T-T защитный проводник всегда берётся независимо от источника. Для этого у потребителя устраивается собственный контур. Даже если источник имеет свою точку заземления, к которой подключен нулевой проводник, защитной функции последний не имеет. Он с защитным контуром потребителя никак не контактирует.

Системы без заземления на стороне потребителя более распространены. В них защитный проводник передаётся от источника потребителю, в том числе и посредством нулевого провода. Обозначаются такие схемы приставкой TN и одним из трёх постфиксов:

  1. TN-C: защитный и нулевой проводник совмещены, все заземляющие контакты на розетках подключаются к нулевому проводу.
  2. TN-S: защитный и нулевой проводник нигде не контактируют, но могут подключаться к одному и тому же контуру.
  3. TN-C-S: защитный проводник следует от самого источника тока, но там всё равно соединяется с нулевым проводом.

Ключевые моменты электромонтажа

Итак, чем вся эта информация может быть полезна на практике? Схемы с собственным заземлением потребителя, естественно, предпочтительны, но иногда их технически невозможно реализовать. Например, в квартирах высоток или на скальном грунте. Вы должны знать, что при совмещении нулевого и защитного проводника в одном проводе (называемом PEN) безопасность людей не ставится в приоритет. А потому оборудование, с которым контактируют люди, должно иметь дифференциальную защиту.

И здесь начинающие монтажники допускают целый ворох ошибок. Неправильно определяя тип системы заземления/зануления и, соответственно, неверно подключают УЗО. В системах с совмещённым проводником УЗО может устанавливаться в любой точке, но обязательно после места совмещения. Эта ошибка часто возникает в работе с системами TN-C и TN-C-S. А особенно часто, если в таких системах нулевой и защитный проводники не имеют соответствующей маркировки.

Разница между заземлением и занулением

Поэтому никогда не используйте жёлто-зелёные провода там, где в этом нет необходимости. Всегда заземляйте металлические шкафы и корпуса оборудования, но только не совмещённым PEN-проводником. На нём при обрыве нуля возникает опасный потенциал. Это необходимо делать защитным проводом PE, который подключается к собственному контуру.

Кстати, при наличии собственного контура на него выполнять незащищённое зануление очень и очень не рекомендуется. Если только это не контур вашей собственной подстанции или генератора. Дело в том, что при обрыве нуля вся разница асинхронной нагрузки в общегородской сети проследует в землю через ваш контур, раскаляя соединяющий провод.

   Защитное заземление. Чем опасно самостоятельное выполнение заземления?

   Принцип работы заземления для зданий по системе ТN-C, TN-S и TN-C-S.

   Заземление дома. Монтаж контура заземления!

   Контур заземления. Заземление и зануление на объектах.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

Заземление и зануление их принципиальное отличие и что лучше использовать в доме

Наверняка большинство из вас слышало про такое понятие как зануление и тем более про защитное заземление. А вы знаете, чем они отличаются и что лучше использовать в доме? Если нет, то в этой статье я вам объясню принципиальное отличие этих двух систем и поведаю что желательно использовать в вашем доме.

В чем же различие

Защитное заземление предназначено для предотвращения попадания человека под опасные значения тока при возникновении утечки. Проще говоря, если на корпусе электрического прибора появится ток, то он будет сразу уходить на землю и человек, прикоснувшийся к такому прибору, не будет поражен током.

Причем реализовать заземление можно собственноручно и без серьезных финансовых затрат. Ведь достаточно взять сварочный аппарат, лопату, несколько арматур, полосу металла и медный провод. И ваш контур будет готов. После этого соединяем его с трех проводной сетью вашего дома и все, защита обеспечена.

А зануление представляет собой соединение земли с рабочим нулем. В случае такого же пробоя изоляции вызывает короткое замыкание и вследствие этого отключение защитных автоматов.

А выполнить зануление в доме без вызова специалиста, оный просчитает и выберет специальную точку, просто невозможно.

Для наглядности внимательно рассмотрите схему, на оной показано отличие зануления и заземления в простой форме.

Что выбрать для дома

Здесь я скажу и обозначу свою позицию: я категорически против использования зануления, так как этот метод – это потенциально отложенная опасность. Ведь если вы даже будете очень тщательно и регулярно проверять целостность нуля, все равно есть вероятность, что в результате непредвиденных обстоятельств будет поменяна фазировка и ноль окажется фазой. В таком случае абсолютно все электроприборы, воткнутые в сеть, окажутся под напряжением, а это может привезти к очень плачевным последствиям.

Так же может произойти обрыв нуля, и в этом случае система окажется недееспособна, вновь вы будете под угрозой поражения электрическим током.

Защитное заземление в этом плане на несколько порядков надежнее и будет достаточно проводить ревизию болтового соединения не чаще одного раза в год. И на долгие годы вы будете обеспечены надежной защитой.

zen.yandex.ru/media/energofiksik/

Заземление и зануление, в чем разница?

Заземление. Контур монтируется отдельно, вне зависимости от способа подключения рабочего энергоснабжения. На противоположном конце (от электроустановки) подключается заземляющее устройство. От него должен быть проложен проводник с надежным контактом. Этот проводник соединяется с корпусом электроустановки.

Как правило, в домашних условиях отдельного контакта на корпусе электроустановки не предусмотрено. Сетевой кабель имеет три жилы: фаза, ноль и «земля». Рабочее заземление подключено к соответствующей контактной группе в электрической розетке. При подключении электроприбора, происходит одновременное соединение с питающими контактами и «землей».

Важно! Такой способ подключения является единственно возможным с точки зрения безопасности. Зануление

Система электропитания имеет фазные и нулевые проводники. В случае однофазного питания (традиционные 220 вольт в нашей розетке), это нулевой провод от ближайшей трансформаторной подстанции. Он имеет непосредственный контакт с реальной «землей», в непосредственной близости от трансформатора. Такой вывод называется глухозаземленным

Зануление. Система электропитания имеет фазные и нулевые проводники. В случае однофазного питания (традиционные 220 вольт в нашей розетке), это нулевой провод от ближайшей трансформаторной подстанции. Он имеет непосредственный контакт с реальной «землей», в непосредственной близости от трансформатора. Такой вывод называется глухозаземленным.

При организации трехфазного питания – нулем будет являться нейтральный вывод трансформатора. Принцип подключения такой же. Нейтраль имеет непосредственный контакт с «землей» в пределах трансформаторной подстанции.

Заключение по теме

Подводя итог всему вышесказанному, можно отметить, что заземление и зануление отличаются друг от друга принципом работы и применяемыми дополнительными защитными устройствами, которые приходится настраивать под определенные условия эксплуатации. То есть, в чем их разница, стало понятным. Как показывает практика, заземление в чистом виде – идеальный вариант в современных условиях. Конечно, приходится дополнительно выделять деньги на приобретение УЗО или дифференциальных автоматов, но это стоит того. Безопасность еще никто не отменял, тем более гарантированную безопасность.

Измерение сопротивления заземляющих устройств

 

 

1.         Назначение и область применения

            1.1      Настоящий документ методика «Измерение сопротивления заземляющих устройств» устанавливает методику выполнения проверки элементов заземляющего устройства и измерения сопротивления заземляющего устройства на соответствие проекту и требованиям НД.

1.2    Настоящий документ разработан для применения персоналом электролаборатории в Краснодаре и Краснодарском крае ООО «Энерго Альянс» при проведении приемо-сдаточных, периодических и ремонтных  испытаний.

 

2.         Термины и определения

 

В данной методике используются следующие термины и определения, принятые согласно ПУЭ изд. 7 и комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.16 — 2007:

2.1 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

2.2   Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

2.3 Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

2.4 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.

2.5 Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

2.6 Искусственный заземлитель — заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

2.7 Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

2.8 Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

2.9   Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

2.10 Зона нулевого потенциала (относительная земля) — часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

2.11 Зона растекания (локальная земля) — зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.

Термин земля, используемый в главе, следует понимать как земля в зоне растекания.

2.12  Замыкание на землю — случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.

3.13 Напряжение на заземляющем устройстве — напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

2.14 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.

2.15 Напряжение шага — напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.

2.16 Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

2.17 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, используемый в главе для земли с неоднородной структурой, следует понимать как эквивалентное удельное сопротивление.

2.18 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

2.19 Защитное заземление — заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

2.20 Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).3.1  Заземление — преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

2.21 Главная заземляющая шина — шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.

 

3. Характеристика измеряемой величины, нормативные значения измеряемой величины

 

Объектом измерения являются заземляющие устройства

Измеряемой величиной являются геометрические размеры заземлителей, сопротивление заземляющего устройства.

3.1 Требования к заземляющему устройству.

3.1.1 Заземляющие устройства могут быть объединенными или раздельными для защитных или функциональных целей в зависимости от требований, предъявляемых электроустановкой.

3.1.2 Заземляющие устройства должны быть выбраны и смонтированы таким образом, чтобы:

— значение сопротивления растеканию заземляющего устройства соответствовало требованиям обеспечения защиты и работы установки в течение периода эксплуатации;

— протекание тока замыкания на землю и токов утечки не создавало опасности, в частности, в отношении нагрева, термической и динамической стойкости электроустановки;

— были обеспечены необходимая прочность или дополнительная механическая защита в зависимости от заданных внешних факторов по ГОСТ 30331.2/ГОСТ Р 50571.2.

3.1.3 Должны быть приняты меры по предотвращению повреждения металлических частей из-за электролиза.

3.2 Заземлители.

3.2.1 В качестве заземлителей могут быть использованы находящиеся в соприкосновении с землей:

— металлические стержни или трубы;

— металлические полосы или проволока;

— металлические плиты, пластины или листы;

— фундаментные заземлители;

— стальная арматура железобетона;

— стальные трубы водопровода в земле при выполнении условий 3.2.5;

— другие подземные сооружения, отвечающие требованиям 3.2.6.

Примечание. Эффективность заземлителя зависит от конкретных грунтовых условий, и поэтому в зависимости от этих условий и требуемого значения сопротивления растеканию должны быть выбраны количество и конструкция заземлителей. Значение сопротивления растеканию заземлителя может быть рассчитано или измерено.

3.2.2 Тип заземлителей и глубина их заложения должны быть такими, чтобы высыхание и промерзание грунта не вызывали превышения значения сопротивления растеканию заземлителя свыше требуемого значения.

3.2.3 Материал и конструкция заземлителей должны быть устойчивыми к коррозии.

3.2.4 При проектировании заземляющих устройств следует учитывать возможное увеличение их сопротивления растеканию, обусловленное коррозией.

3.2.5 Металлические трубы водопровода могут использоваться в качестве естественных заземляющих устройств при условии получения разрешения от водоснабжающей организации, а также при условии, что приняты надлежащие меры по извещению эксплуатационного персонала электроустановки о намечаемых изменениях в водопроводной системе.

Примечание. Желательно, чтобы надежность заземляющих устройств не зависела от других систем.

3.2.6 Металлические трубы других систем, не относящихся к упомянутой в 3.2.5 (например, с горючими жидкостями или газами, систем центрального отопления и т. п.), не должны использоваться в качестве заземлителей для защитного заземления.

Примечание. Это требование не исключает их включения в систему уравнивания потенциалов в соответствии с ГОСТ 30331.3/ГОСТ Р 50571.3.

3.2.7 Свинцовые и другие металлические оболочки кабелей, не подверженные разрушению коррозией, могут использоваться в качестве заземлителей при наличии разрешения владельца кабеля и при условии, что будут приняты надлежащие меры по извещению эксплуатационного персонала электроустановки о всяких изменениях, касающихся кабелей, которые могут повлиять на его пригодность к использованию в качестве заземлителя.

Заземлители и заземляющие проводники в электроустановках  в соответствии с ПУЭ п. 1.7.101 табл. 1.7.4. должны иметь размеры не менее приведенных в таблице 1.

 

Таблица 1. Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле.

Материал

Профиль сечения

Диаметр, мм

Площадь поперечного сечения, мм2

Толщина стенки, мм

1

2

3

4

5

Сталь черная

 

 

 

 

 

 

 

 

Сталь оцинкованная

 

 

 

 

 

 

 

Медь

Круглый:

-для вертикальных заземлителей

-для горизонтальных заземлителей

Прямоугольный

Угловой

Трубный

 

Круглый:

-для вертикальных заземлителей

-для горизонтальных заземлителей

Прямоугольный

Угловой

Трубный

 

Круглый

Прямоугольный

Трубный

Канат многопроволочный

 

16

 

10

 

32

 

 

12

 

10

 

25

12

 

12

20

1,8*

 

 

 

100

100

 

 

 

 

75

 

50

35

 

 

 

4

4

3,5

 

 

 

 

3

2

 

2

2

 

* Диаметр каждой проволоки.

Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1кВ выбирается по термической стойкости (исходя из допустимой температуры нагрева 400 С).

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под воздействием тепла трубопроводов и т.п.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

В случае опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий:

—   Увеличение сечения и заземлителей с учетом расчетного срока их службы,

—   Применение оцинкованных заземлителей,

—   Применение электрической защиты.

В качестве искусственных заземлителей допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона.

 

 

4.         Условия испытаний (измерений)

 

4.1 При  выполнении измерений и испытаний, согласно руководству пользователя прибором ИС-20, специалисты нашей электролаборатории в Краснодаре соблюдают следующие условия:

температура окружающего воздуха  — 250С до +600С,

относительная влажность (95 ±3%) при температуре 350С,

измерение  сопротивления  заземляющих  устройств рекомендуется проводить в периоды наименьшей проводимости грунта, в засушливое летнее время при наибольшем высыхании грунта или в периоды промерзания грунта зимой,

при производстве измерений в другом состоянии грунта, при обработке результатов измерений следует вводить поправочный коэффициент, учитывающий его состояние. Значение поправочного коэффициента к1, к2, к3 приведено в приложении 1, при измерениях зимой (в периоды промерзания грунта) поправочный коэффициент не применяют.

4.2      Измерения проводят в светлое время суток. Производить измерения на заземляющих устройствах во время грозы, дождя, мокрого тумана и снега, а также в темное время суток запрещается.

4.2      Прибор располагается в горизонтальном положении.

 

5.         Метод  испытаний (измерений)

 

5.1      Измерение сопротивления заземляющего устройства который основан на компенсационном методе с применением вспомогательных заземлителей и потенциального электрода (зонда) при помощи прибора ИС-20.

5.2      Измерение геометрических размеров выполняют методом прямых измерений.

5.3      Степень разрушения элементов заземлителей оценивают при контрольном вскрытии контура визуально.

 

6.  Производство измерений

 

6.1      Измерение сопротивления заземления по четырехпроводному методу. Данный метод исключает из результата измерений сопротивление измерительных кабелей и переходные сопротивления в местах их подключения, что является важным в случае, когда измеряемое сопротивление имеет малую величину.

6.1.1   Кнопкой «Режим» выбрать четырехпроводный метод измерения.

6.1.2   Отсоединить заземляющее устройство от системы заземления. Определить максимальную диагональ (d) заземляющего устройства (ЗУ).

Соединить ЗУ при помощи измерительных кабелей с гнездами Т1 и П1. Потенциальный штырь П2 установить в грунт на расстоянии 1,5 d, но не менее 20м от измеряемого ЗУ (см. рисунок 1)

 

       

 

Рисунок 1. — Схема подключения и вид индикатора при измерении

сопротивления заземления четырёхпроводным методом

Т1,Т2  — токовые зажимы;

П1,П2 — потенциальные зажимы;

ЗУ — измеряемое заземляющее устройство;

d — наибольшая диагональ заземляющего устройства.

При наличии напряжения помехи, прибор измерит ее амплитудное значение в вольтах и результат отобразит на экране. В этом случае необходимо найти оптимальное направление расположения измерительных штырей, при котором величина напряжения помехи будет минимальной. Это позволит получить наиболее достоверные результаты последующих измерений. 

Токовый штырь Т2 установить в грунт на расстоянии более 3d, но не менее 40 м от ЗУ.

Подключить соединительный кабель к разъему Т2 прибора. Произвести серию измерений сопротивления заземления при последовательной установке потенциального штыря П2 в грунт на расстоянии 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 и 90% от расстояния до токового штыря Т2.

ЗУ, токовый и потенциальный измерительные штыри обычно выстраивают в одну линию.

Далее строится график зависимости сопротивления от расстояния между ЗУ и потенциальным штырем П2. Если кривая монотонно возрастает и имеет в средней части достаточно горизонтальный участок (при расстояниях 40 и 60% разница значений сопротивления меньше 10%), то за истинное принимается значение сопротивления при расстоянии 50%.

 

                                  

 

 

 

 

В противном случае все расстояния до штырей необходимо увеличить в 1,5-2 раза или изменить направление установки штырей для уменьшения влияния надземных или подземных коммуникаций.

 

6.2      Измерение сопротивления заземления по трёхпроводному методу (3П)

 

Кнопкой  «Режим»   выбрать трёхпроводный метод измерения.

Подключить измерительный кабель 1,5 м к гнезду П1.

 

Рисунок 2 — Схема подключения и вид индикатора при измерении

сопротивления заземления трёхпроводным методом

 

Измерение проводить аналогично четырехпроводному методу, но при этом измеренное значение сопротивление ЗУ будет включать в себя сопротивление измерительного кабеля,

подключенного к гнезду П1.

 

7.    Контроль точности результатов испытаний (измерений)

 

7.1      Контроль точности результатов измерений обеспечивается раз в два года поверкой средств измерений в органах Госстандарта РФ и проверкой соответствия размеров вспомогательных технических средств перед выполнением измерений. Выполнение измерений прибором с просроченным сроком поверки не допускается.

 

8. Требования к квалификации персонала

 

8.1 К выполнению измерений и испытаний допускают лиц, прошедших специальное  обучение и аттестацию с присвоением  группы по электробезопасности не ниже III  при работе в электроустановках до 1000 В, имеющих запись о допуске к испытаниям и измерениям в электроустановках до 1000 В.

8.2 Измерение сопротивления заземляющего устройства должен проводить только квалифицированный персонал в составе бригады, в количестве не менее 2 человек.

 

9. Требования к обеспечению безопасности при выполнении испытаний (измерений) и экологической безопасности

 

9.1 При проведении измерений персонал должен соблюдать требования ПОТЭЭ, инструкций по производственной санитарии, требования инструкций по технике безопасности.

9.2 Забивать электроды в землю необходимо исправным молотком (ударная часть без сколов и трещин, рукоять без повреждений) только в рукавицах.

9.3 При сборке измерительных схем следует соблюдать последовательность соединения проводов токовой и потенциальной цепи. Сначала необходимо присоединить провод к вспомогательному электроду  и лишь затем к прибору.

9.4      Испытания не наносят вреда окружающей среде.

 

10. Оформление результатов измерений

 

По результатам измерений электролабораторией в Краснодаре ООО «Энерго Альянс» составляется протокол. 

 

 Приложение 1

Поправочные коэффициенты к значению измеренного

сопротивления заземлителя для полосы РФ

 

Тип заземлителя

Размеры

Заземлителя, м

t = 0,7 – 0,8 м

t = 0,5 м

К1

К2

К3

К1

К2

К3

Горизонтальная

Полоса

L = 5

4,3

3,6

2,9

8,0

6,2

4,4

L = 20

3,6

3,0

2,5

6,5

5,2

3,8

Заземляющая сетка

или контур

S = 400 м²

2,6

2,3

2,0

4,6

3,8

3,2

S = 900 м²

2,2

2,0

1,8

3,6

3,0

2,7

S = 3600 м²

1,8

1,7

1,6

3,0

2,6

2,3

Заземляющая сетка  или контур с вертикальными электродами длиной 5 м

S = 900 м²   

n > 10 шт.

1,6

1,5

1,4

2,1

1,9

1,8

S  = 3600 м²

n > 15 шт.

1,5

1,4

1,3

2,0

1,9

1,7

Одиночный вертикальный заземлитель

L = 2,5 м

2,00

1,75

1,50

3,80

3,00

2,30

L = 3,5 м

1,60

1,40

1,30

2,10

1,90

1,60

L = 5,0 м

1,30

1,23

1,15

1,60

1,45

1,30

 

где  t – глубина заложения в землю горизонтальной части заземлителя или верхней части       вертикальных заземлителей;

       L – длина горизонтальной полосы или вертикального заземлителя;

       S – площадь заземляющей сетки или контура;

       n – количество вертикальных электродов.

Указания к применению коэффициентов:

К1 – применяется при измерениях на влажном грунте или когда к моменту измерения предшествовало выпадение большого количества осадков;

К2 – применяется на грунте средней влажности или когда к моменту измерения предшествовало выпадение небольшого количества осадков;

К3 – применяется на сухом грунте или когда к моменту измерения предшествовало выпадение незначительного количества осадков.

 

 

 

Что собой представляет защитное заземление и зачем оно нужно. Чем рабочее заземление отличается от защитного

Заземляющими сейчас принято называть устройства, которые могли бы быть использованы с целью создания надежного пути тока через землю. В преимущественном большинстве случаев, такая необходимость возникает, когда потребителям нужно обеспечить работу электроустановки в рабочем, либо-же аварийном режимах работы. Ярким примером рабочего заземления является преднамеренное соединение с землей всевозможных разрядников, трансформаторов, ну или генераторов, в крайнем случае.

В качестве рабочего заземления нередко воспринимается также и присоединение к заземлению молниеотводов, наличие которых обуславливается необходимостью защиты электроустановки от индуцированных перенапряжений, а также от прямых ударов молнии. Та разновидность заземления, которая выполняется с целью обеспечения безопасности людей, принято называть защитным.

Отличительной особенностью данной разновидности заземления является то, что ему подлежат абсолютно все металлические части корпуса, каркасы, рамы, соответствующие ограждения и так далее. Что касается так называемого заземляющего устройства, то им принято называть уже совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

В настоящий момент времени, принято различать также и такое понятие, как искусственный заземлитель. В его качестве, выступает заземлитель, электропроводящие части коммуникации которого, находиться в соприкосновении с землей. Заземляющим проводником называют заземляемые части, соединяющиеся с заземлителем.

Какие элементы подлежат заземлению?

К тем частям, которые подлежат не только занулению, но также и заземлению относится следующее:

  • Приводы соответствующих электрических аппаратов.
  • Корпуса определенного рода электрических машин. Последние, кстати говоря, могут быть представлены также и в форме трансформаторов, светильников и так далее.
  • Те обмотки измерительных трансформаторов, которые относятся к числу вторичных.
  • Металлические корпуса передвижных, а также переносных электроприемников.
  • Открывающие части. На последних, в обязательном порядке должны быть установлено электрооборудование, напряжение переменного тока которого равняется более 42В.
  • Опорные конструкции так называемых струн, шинопроводов, коробов тросов и так далее.

Особенности, которые отличают рабочее заземление от защитного

Если говорить в общем, то следовало бы отметить такие отличительные особенности защитного и рабочего заземлений:

Защитным заземлением, в настоящий момент времени, называют преднамеренное электрическое соединение с землей , либо-же ее эквивалентом, в качестве которого, кстати говоря, могут выступать также и металлические нетоковедущие части. Последние, нередко оказываются под напряжением, которое возникает вследствие замыкания на корпус или по каким-то другим причинам. Главное предназначение защитного заземления, сводится к устранению поражения током, в том случае, если потребитель случайно прикоснется к корпусу электроустановки, а также к каким-либо другим, нетоковедущим металлическим частям, что оказались по напряжением в результате замыкания на корпус, к примеру


Рабочее заземление, в свою очередь, представляет собой преднамеренное соединение с землей сразу-же нескольких отдельных точек электрической цепи . В их качестве могут выступать нейтральные точки обмоток генераторов, а также разнообразных измерительных трансформаторов. В отличие от защитного заземления, рабочее предназначается для того, чтобы обеспечивать правильную работу электроустановок, причем вне зависимости от того, в каких условиях будут работать последние: в нормальных или аварийных. Осуществляется данная разновидность заземления непосредственное — то есть, путем соединения заземляемых частей вместе с так называемым заземлителем.

Говоря о том, что называется защитным заземлением, необходимо отметить, что под этим термином понимается преднамеренное электрическое соединение отдельной части электроустановки (чаще всего, корпуса) со специальным заземляющим устройством, которое осуществляется для обеспечения электрической безопасности. Данная мера должна защитить человека, прикасающегося к корпусу или к любой другой части электрической установки.

Важно отметить, что чем меньше значение используемого заземляющего устройства, тем лучше оно может справиться со своей задачей – в этом можно убедиться на любом примере. А воспользоваться всеми возможностями рассматриваемой технологии можно, если приобрести розетки, оснащенные заземляющим контактом. Однако даже такие устройства должны выбираться вдумчиво, и потому каждому человеку, имеющему дело с электрическими установками, следует знать, что такое защитное заземление электроустановок, и как его организовать.

В случае, когда возникает пробой изоляции между активной фазой и корпусом электрической установки, последний может попасть под напряжение. И естественно, что если в это время к устройству прикоснется человек, это может иметь для него печальные последствия. А заземление и защитные меры электробезопасности позволяют предотвратить поражение электрическим током. Причем состоять подобная система будет непосредственно из заземлителями и специальных проводников.


Если рассматривать устройство заземления, важно отметить, что заземлители могут быть, как естественными (металлические конструкции зданий и сооружений, которые соединены с землей), так и искусственными (стальные трубы, уголки и стержни). Ну а в зависимости от вида используемых проводников, может создаваться контур защитного и контур рабочего заземления.


Рабочий нулевой проводник предназначен для питания электроустановок, и потому его сечение достигает таких значений, чтобы возможным было прохождение рабочего тока. А защитный проводник позволяет создавать кратковременный ток короткого замыкания, обеспечивающий быстрое отключение электроустановки, работа которой была нарушена, от сети питания. То есть, назначение защитного заземления как раз и состоит в обеспечении безопасности человека. И именно оно получает в наши дни наибольшее распространение.

Поскольку большинством специалистов используются разнообразные мобильные проводники (стальные трубы, нулевые провода, лишенные включателей и предохранителей и т.д.), ими создается переносное защитное заземление. Причем расчет рассматриваемой системы будет напрямую зависеть от того, какие материалы нашли применение в процессе ее создание, и для обеспечения безопасности работы, какой именно установки она используется.


Специальное защитное заземление может найти применение в жилом доме или на даче, в рабочем помещении или на производстве. Причем понимать его принцип действия необходимо не только специалистам, занимающимся непосредственно выполнением работ в данной области, но также простым обывателям. Отметим же, что целью использования рассматриваемой системы является снижение напряжений шага и прикосновения до безопасных значений. Причем прикосновения напряжения и шага в данном случае могут быть обусловлены, как замыканием на корпус, так и другими причинами. А производят монтаж таким образом, чтобы эффективно снизить потенциал того или иного оборудования или же выровнять потенциалы оборудования и основания, на котором находится человек в момент контакта.


Существуют определенные правила устройства защитного заземления, от которых напрямую зависит его эффективность. Специалисты прекрасно знают о таких правилах и стараются неукоснительно соблюдать их. Поэтому очень важно, чтобы переносные защитные заземления всех видов монтировались исключительно людьми, имеющими соответствующую квалификацию. Только в таком случае можно гарантировать, что процесс будет выполнен правильно, с соблюдением всех требований и норм, и что конечный результат сможет продемонстрировать высокую эффективность.

Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т. п.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Рабочее заземление» в других словарях:

    рабочее заземление — В Правилах устройства электроустановок широко используют термин «рабочее заземление». Однако в Международном электротехническом словаре (МЭС) и в других стандартах Международной электротехнической комиссии (МЭК) этот термин не… …

    Рабочее заземление — Заземление токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки Источник: РМ 4 249 91: Системы автоматизации технологических процессов. Устройство сетей заземления. Пособие к ВСН 205 84/ММСС … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    РАБОЧЕЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ — заземление, предназначенное для улучшения функционирования качеств изделия …

    рабочее заземление (необслуживаемого усилительного [регенерационного] пункта) — Заземление, обеспечивающее передачу дистанционного питания по схеме «провод земля» усилителей [регенераторов], а также включение в систему единого потенциала металлической оболочки кабеля, цистерны НУП [НРП], корпусов и экранов… … Справочник технического переводчика

    ЗАЗЕМЛЕНИЕ, электрическое соединение элементов электрических машин, аппаратов, приборов и т.п. с землей с целью защиты людей от поражения электрическим током (защитное заземление) или использования земли в качестве проводника (рабочее… … Современная энциклопедия

    Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой л. точки электросети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством, т. е. с совокупностью заземлителя и заземляющих проводников. Заземляющий проводник (или группа проводников) находится … Российская энциклопедия по охране труда

    ЗАЗЕМЛЕНИЕ — электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических корпусов электросиловых, телефонных, телеграфных, телевизионных, радиотехнических, электромедицинских, электрометрических, газовых и иных установок или устройств. В зависимости… … Большая политехническая энциклопедия

    Статья не является нормативным документом. Предупреждение: статья носит чисто информативный характер и не является нормативным документом. При выполнении работ, связанных с электричеством, следует руководствоваться … Википедия

    Рабочее (функциональное) заземление — 1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности)…

Что такое защитное зануление — схема и принцип работы

Зануление представляет собой специальное подключение открытых металлических частей электрооборудования (электроустановок) к нейтрали. Это относится к металлическим не токоведущим частям оборудования, которые в нормальном (рабочем) режиме не находятся (и не должны находиться) под напряжением. Нейтраль, с которой происходит соединение, должна быть глухо заземлена.

В трёхфазных электрических сетях – это нейтраль генератора или силового трансформатора, в однофазной сети – это глухозаземлённый вывод источника питания.

Нулевым защитным проводником (не путать с нулевым рабочим проводником) является такой проводник, который соединяет металлические занулённые части электрооборудования с глухозаземлённой нейтралью, идущей от генератора или питающего силового трансформатора.

Цель защитного зануления – обеспечить электрическую безопасность в случае короткого замыкания на металлический корпус электрооборудования или электроустановки.

Принцип зануления

Защитное зануление работает следующим образом. Если при поданном электрическом питании происходит попадание фазы (случайное попадание или пробой изоляции фазного проводника) на металлический корпус с занулением, то возникает короткое замыкание, резко увеличивается значение электрического тока и срабатывает аппарат защиты (автоматический выключатель) или перегорает плавкая вставка защитного предохранителя, тем самым обесточивая электрооборудование или электроустановку.

Сопротивление защитного нулевого проводника должно быть очень низким. Это необходимо для того, чтобы обеспечить уровень тока короткого замыкания, достаточный для действия защиты. Т.е. значение тока к.з. должно быть достаточным для того, чтобы сработал защитный аппарат.

Если электрооборудование просто заземлить, то, например, в случае пробоя фазы на корпус ток короткого замыкания может быть недостаточным для того, чтобы сработал автоматический выключатель или перегорела плавкая вставка предохранителя.

Ввиду того, что нейтраль заземлена на генераторе или трансформаторе, благодаря защитному занулению обеспечивается достаточно малое напряжение прикосновения на корпусе. Т.е. защитное зануление можно считать своего рода разновидностью заземления.

Видео — Зануление и заземление — в чем разница?

Схемы защитного зануления

Существует несколько схем, по которым выполняется защитное зануление.

Система TN-C

Достаточно простая система, по которой выполняется защитное зануление. В ней нулевой проводник N и защитный проводник PE по всей длине объединены в один общий проводник PEN. Для реализации защитного зануления по системе TN-C необходимо соблюдать очень высокие требования к системе уравнивания потенциалов, а также к размеру поперечного сечения совмещённого PEN-проводника.

Зануление по системе TN-C применяется в трёхфазных электрических сетях, а в однофазных сетях такое зануление категорически запрещено.

Система TN-C-S

Данная система представляет собой соединённые N и PE проводники в части сети, начиная от электрического источника питания. По данной системе допускается зануление электрооборудования в однофазных сетях.

Область применения защитного зануления

Защитное зануление применяется в однофазных и трёхфазных сетях переменного тока до 1кВ. Сеть должна быть с глухозаземлённой нейтралью.

Проверка эффективности защитного зануления

Суть защитного зануления заключается в том, чтобы в случае короткого замыкания фазы на корпус электрооборудования произошло автоматическое отключение повреждённого участка цепи. Для того чтобы проверить на сколько эффективно выполнено защитное зануление, необходимо измерить сопротивление петли фаза-ноль в самой удалённой от источника питания точке. Это позволит определить, сработает ли аппарат защиты в случае однофазного к.з. на корпус.

Сопротивление петли фаза-ноль измеряется при помощи специальных измерительных приборов. Приборы для измерения петли фаза-ноль имеют два щупа. При измерении один щуп подключается к действующей фазе, а второй – к занулённой части электрооборудования.

В результате замера выясняется значение сопротивления петли фаза-ноль. Зная величину измеренного сопротивления и значение питающего напряжения, по формуле закона Ома для участка цепи можно рассчитать ток однофазного короткого замыкания, расчётное значение которого должно быть больше (или равно) тока срабатывания защитного устройства.

Допустим, для защиты цепи от токовых перегрузок и от коротких замыканий установлен автоматический выключатель, ток мгновенного срабатывания которого равен 100А. Измеренное значение сопротивления петли фаза-ноль равно 2 Ом, фазное напряжение в сети равно стандартному  значению 220В.

Рассчитываем значение тока однофазного короткого замыкания. По закону Ома I = U/R = 220В/2Ом = 110А.

Т.к. расчётный ток к.з. больше чем ток мгновенного срабатывания (отсечки) автоматического выключателя, то защитное зануление будет эффективным. Если бы расчетный ток к.з. получился меньше тока мгновенного срабатывания автомата, то для эффективности защитного зануления пришлось бы или менять автоматический выключатель на устройство с меньшим током срабатывания, или искать решение по уменьшению сопротивления петли фаза-ноль.

Очень часто в расчётах ток срабатывания автоматического выключателя умножается на так называемый коэффициент надёжности Кн или коэффициент запаса. Дело в том, что отсечка автомата не всегда соответствует указанному значению, т.е. может быть некоторая погрешность, для этого и вводится в расчёты указанный коэффициент. Для старых автоматов Кн может равняться, например, 1,25 или 1,4. Для новых современных автоматов он может быть равен 1,1. Это связано с тем, что новые аппараты защиты работают более точно.

Заземление, принцип работы и для чего оно предназначено

Заземление, принцип работы и для чего оно предназначено

Заземление – это комплекс решений и устройств для защиты от поражения электрическим током и обеспечению работы защитной аппаратуры.

Электросеть — это основа современного мира. Почти вся современная бытовая техника работает от электричества, ведь это удобный источник энергии. Но есть и обратная сторона медали – высокая опасность поражения электрическим током. Без правильного подхода конструированию оборудования и проектированию электрических сетей электричество наделает больше беды чем пользы. Заземление – один из способов обеспечения безопасности.

Отечественные электросети имеют глухозаземленную нейтраль. Что это значит? Если рассмотреть этот вопрос упрощённо, то на электростанциях устанавливают трёхфазные генераторы. Их обмотки соединяют по схеме звезды. Точка соединения обмоток является нейтралью.

Если заземлить точку соединения звезды, как это показано на рисунке выше, то получится линия электропередач с глухозаземленной нейтралью. Потенциал этой точки и нейтрального провода будет равен потенциалу земли.

Заземляющее устройство называют заземлителем. Обычно это три металлических штыря убитые в землю на одинаковом расстоянии друг от друга, находясь как бы в вершинах треугольника, при этом их соединяют между собой стальной полосой с помощью сварки. Длина штырей и их поперечное сечение рассчитывается под конкретные условия и требования к этому объекту.

Далее в здание заводят главную заземляющую шин и от неё прокладывают проводники к электрощитам и к электрооборудованию.

По виду заземление бывает защитным и рабочим. Как можно догадаться, защитное заземление выполняет функции защиты от поражения электрическим током, а рабочее – нужно для нормального функционирования электрооборудования.

Таким образом заземлением называют электрическое соединения корпуса электроприборов с заземлителем.

Почему бьёт током

Чтобы разобраться для чего нужно заземление, для начала разберёмся в каких случаях и почему нас бьет током. Главное, что нужно для протекания электрического тока – это разность потенциалов.

Это значит, что если вы стоите на полу и возьметесь за оголенный провод или другую токоведущую часть руками – то ток через ваше тело и пол стечёт в землю.

Внимание:

Переменный ток силой всего в 50 мА уже является опасным для человека.

А если вы обеими руками возьметесь за токоведущую часть и повисните на ней не касаясь земли, то скорее всего ничего не произойдёт, проверять это, конечно не стоит. Поэтому птиц не бьет током на проводах. Но вернёмся к разговору о заземлении. Как мы уже сказали, корпуса электроприборов заземляют. Для чего это нужно?

Проводка и другие узлы оборудования, такие как электродвигатели, ТЭНы и прочее в нормальном состоянии не имеют контактов фазы с корпусом прибора, металлорукавом или бронёй кабеля. Но в случае неполадок фаза может оказаться на корпусе. Это может произойти при повреждении изоляции обмоток двигателей и трансформаторов, пробоя диэлектрического слоя ТЭНов, повреждения изоляции соединительных проводов внутри прибора и кабельных линий.

В результате на корпусе окажется опасный потенциал, простым языком: корпус окажется «под фазой». Когда вы коснетесь его стоя босиком на плитке, бетонном и даже деревянном полу – вас ударит током. В худшем случае, это может привести к смерти.

Чаще всего такая ситуация возникает в результате частичного выхода из строя ТЭНов стиральных машин, водонагревательных баков, проточных нагревателей. А особенно ярко такое ощущается при одновременном касании стиральной машины и водопроводных и отопительных труб, или в случае с водонагревательным баком, когда вы принимаете душ или ванную вас, бьёт током.

Последняя проблема решается организацией системы уравнивания потенциалов (заземлением ванны и других металлических частей водопровода).

Если корпус поврежденного прибора заземлён – опасное напряжение стечет на землю и (или) сработает защитный прибор – устройство защитного отключения (УЗО) или автоматический выключатель дифференциального тока (дифавтомат).

Если корпус занулён – сработает обычный автомат, так как это будет коротким замыканием на корпус (ноль в данном случае). Дифавтоматы и УЗО определяют утечку тока путём сравнения токов фазного и нулевого провода – если ток в фазе больше чем в нуле, значит ток втекает в землю, через заземляющий провод или через тело человека. Такие приборы срабатывают при дифференциальном токе (разнице токов) обычно в 10 мА и более.

Поэтому современный электрощит – это сложное устройство с большим набором коммутационных защитных приборов, а наличие заземления является обязательным во всех зданиях, построенных или отремонтированных после 2003 года. То есть в них должна быть проложена 3-проводная однофазная или 5-проводная трёхфазная электропроводка. Если вы хотите высказать своё мнение по вопросам заземления – пишите в комментариях об этом.

Ранее ЭлектроВести писали о сопротивление тела человека — от чего зависит и как может изменяться.

По материалам electrik.info.

29 CFR § 1926.962 — Заземление для защиты сотрудников. | CFR | Закон США

§ 1926.962 Основание для защиты сотрудников.

(а) Заявление. Этот раздел применяется к заземлению линий передачи и распределения и оборудования с целью защиты сотрудников. Параграф (d) этого раздела также применяется к защитному заземлению другого оборудования, как требуется в других частях этого Подчасти.

(b) Общие. Чтобы любой служащий мог работать с линиями или оборудованием передачи и распределения в обесточенном состоянии, работодатель должен обеспечить, чтобы линии или оборудование были обесточены в соответствии с положениями § 1926.961 и должен обеспечивать надлежащее заземление линий или оборудования, как указано в параграфах (c) — (h) этого раздела. Однако, если работодатель может продемонстрировать, что установка заземления неосуществима или что условия, возникающие в результате установки заземления, будут представлять большую опасность для работников, чем работа без оснований, линии и оборудование могут рассматриваться как обесточенные при условии, что работодатель установит что применяются все следующие условия:

(1) Обесточен.Работодатель гарантирует, что линии и оборудование обесточены в соответствии с положениями § 1926.961.

(2) Нет возможности контакта. Нет возможности контакта с другим источником под напряжением.

(3) Нет наведенного напряжения. Опасность индуцированного напряжения отсутствует.

(c) Эквипотенциальная зона. В таких местах должны быть размещены временные защитные площадки и организованы таким образом, чтобы работодатель мог продемонстрировать, что они предотвратят воздействие опасных перепадов электрического потенциала на каждого работника.

Примечание к пункту (c):

Приложение C к этому подразделу содержит инструкции по установлению эквипотенциальной зоны, требуемой этим параграфом. Управление по охране труда и технике безопасности сочтет методы заземления, соответствующие этим руководящим принципам, как соответствующие параграфу (c) этого раздела.

(г) Средства защитного заземления —

(1) Пропускная способность.

(i) Оборудование защитного заземления должно быть способно проводить максимальный ток короткого замыкания, который может протекать в точке заземления в течение времени, необходимого для устранения замыкания.

(ii) Оборудование защитного заземления должно иметь максимальную токовую нагрузку, превышающую или равную таковой у меди № 2 AWG.

(2) Импеданс. Защитные заземления должны иметь достаточно низкий импеданс, чтобы они не задерживали срабатывание защитных устройств в случае случайного включения питания линий или оборудования.

Примечание к пункту (d):

Стандартные спецификации Американского общества по испытаниям и материалам для временных защитных заземлений, которые будут использоваться на обесточенных линиях электропередач и оборудовании, ASTM F855-09, содержит руководящие принципы для оборудования защитного заземления.Руководство Института инженеров-электриков по защитному заземлению линий электропередач, IEEE Std 1048-2003, содержит рекомендации по выбору и установке оборудования защитного заземления.

(e) Тестирование. Работодатель должен гарантировать, что, если не присутствует ранее установленное заземление, сотрудники проверяли линии и оборудование и проверяли отсутствие номинального напряжения, прежде чем сотрудники устанавливают какое-либо заземление на этих линиях или этом оборудовании.

(е) Подключение и удаление заземления —

(1) Порядок подключения.Работодатель должен гарантировать, что, когда работник подключает заземление к линии или оборудованию, работник сначала подключает заземляющий конец, а затем присоединяет другой конец с помощью инструмента для подключения провода под напряжением. Для линий или оборудования, работающих под напряжением 600 вольт или менее, работодатель может разрешить работнику использовать изоляционное оборудование, отличное от инструмента для подключения к линии под напряжением, если работодатель гарантирует, что линия или оборудование не находятся под напряжением во время подключения заземления или если Работодатель может продемонстрировать, что каждый сотрудник защищен от опасностей, которые могут возникнуть, если линия или оборудование находятся под напряжением.

(2) Порядок удаления. Работодатель должен гарантировать, что, когда работник удаляет заземление, работник снимает заземляющее устройство с линии или оборудования с помощью инструмента для подключения к линии под напряжением, прежде чем он или она отключит заземление. Для линий или оборудования, работающих под напряжением 600 вольт или менее, работодатель может разрешить работнику использовать изоляционное оборудование, отличное от инструмента для подключения к сети, если работодатель гарантирует, что линия или оборудование не находятся под напряжением во время отключения заземления или если Работодатель может продемонстрировать, что каждый сотрудник защищен от опасностей, которые могут возникнуть, если линия или оборудование находятся под напряжением.

(g) Дополнительные меры предосторожности. Работодатель должен гарантировать, что, когда работник выполняет работу с кабелем в месте, удаленном от кабельного зажима, кабель не заземляется на кабельном зажиме, если существует возможность опасной передачи потенциала в случае неисправности.

(h) Устранение оснований для испытания. Работодатель может разрешить работникам временно устранять основания во время испытаний. Во время процедуры тестирования работодатель должен гарантировать, что каждый сотрудник использует изоляционное оборудование, должен изолировать каждого сотрудника от любых сопутствующих опасностей и должен принять любые дополнительные меры, необходимые для защиты каждого открытого сотрудника в случае, если ранее заземленные линии и оборудование будут под напряжением.

Разница между заземлением

Заземление Служит как:

  • Персональная защита

  • Собственная / эксплуатационная защита

  • Заземление с градацией потенциала

  • Защита от электромагнитных импульсов

  • Защита от молнии

Почему важно заземление?

Типы заземления

Процесс заземления или электрического заземления может быть выполнен различными способами, например, с помощью проводки на заводах, в корпусах, других машинах и электрическом оборудовании.Существуют различные формы систем заземления, которые описаны ниже:

Система пластинчатого заземления

В системе этого типа пластина состоит из меди или оцинкованного железа, которая размещается вертикально в яме для заземления на расстоянии менее 3 метров от земли. . Электродная пластина соединяет электрические проводники с землей. Вокруг системы пластинчатого заземления необходимо поддерживать влажность для ее лучшего функционирования.

(изображение будет скоро загружено)

Система заземления труб

Труба на основе оцинкованной стали, расположенная вертикально внутри влажной поверхности.Такой тип системы заземления известен как заземление труб. Это наиболее распространенный тип системы заземления, используемый в домах. Размер трубы в основном зависит от типа почвы и силы тока.

Как правило, для обычного грунта диаметр трубы должен составлять 1,5 дюйма, а длина — 9 футов, а для каменистой или сухой почвы диаметр трубы должен быть больше диаметра трубы для обычного грунта. Влажность почвы определяет длину трубы, которую нужно уложить в землю.

(изображение будет скоро загружено)

Система стержневого заземления

Заземляющие стержни изготовлены из меди и нержавеющей стали или стали с медным соединением.Лучшим выбором является сталь с медной связкой благодаря сочетанию прочности, устойчивости к коррозии и более низкой стоимости.

Их арматура используется для соединения с землей в любых почвенных условиях, чтобы обеспечить удовлетворительные системы заземления. Он отклоняет электрический ток, который может выйти из устройства, на металлический кабель, который заканчивается стержнем, закопанным в землю.

(изображение скоро будет загружено)

Что такое заземление?

Заземление на самом деле является резервным путем, который обеспечивает альтернативный путь или путь, по которому ток течет обратно в землю в случае неисправности в системе электропроводки.

Разница между заземлением

9114 9011 UK

Термин на основе США

S. No

Заземление

Заземление

2.

Цепь подключена к земле, поскольку земля (нейтраль) является эквипотенциальной поверхностью.

Цепь физически не связана с землей, но потенциал равен нулю по отношению к другим точкам.

3.

Земля используется для защиты человеческого тела в аварийных условиях.

Заземление используется для защиты электрооборудования.

4.

Заземление означает подключение обесточенного компонента (к части, которая не проводит ток) в нормальных условиях с землей.

Заземление означает подключение токоведущей части, то есть элемента, который в нормальных условиях проводит ток к земле.

5.

Заземление выполняется для обеспечения безопасности электрического оборудования и людей путем выброса электрической энергии на землю.

Заземление выполняется для обеспечения эффективного обратного пути от машины к источнику питания.

6.

Заземление достигается путем соединения металлической системы с землей. Обычно это достигается путем введения заземляющих стержней или других электродов глубоко в землю.

Заземление обеспечивает безопасный альтернативный путь вокруг электрической системы вашего дома, защищая ее от высокого напряжения, возникающего в линиях из-за удара молнии.

7.

Заземление является профилактической мерой.

Заземление — это резервный путь.

8.

Зеленый провод используется в качестве классификации.

Черный провод используется в качестве классификации.

Прерыватели цепи при замыкании на землю (GFCI):

видео

Предотвращение поражения электрическим током

Что такое GFCI

Прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI) может помочь предотвратить поражение электрическим током. Если тело человека начинает подвергаться электрошоку, GFCI чувствует это и отключает питание до того, как он / она может получить травму.

GFCI обычно устанавливаются там, где электрические цепи могут случайно контактировать с водой.Чаще всего их можно найти на кухнях, в ванных комнатах и ​​прачечных, или даже на улице или в гараже, где могут использоваться электрические инструменты.

Что такое замыкание на землю?

Согласно Национальному электротехническому кодексу, «замыкание на землю» — это проводящее соединение (намеренное или случайное) между любым электрическим проводником и любым проводящим материалом, который заземлен или может стать заземленным. Электричество всегда хочет найти путь к земле. При замыкании на землю электричество нашло путь к земле, но это путь, по которому электричество никогда не предназначалось, например, через тело человека.

Из-за возможности поражения электрическим током используется защита GFCI для защиты жизни человека.

Как работает GFCI?

GFCI будет «ощущать» разницу в количестве электричества, протекающего в цепи, и количества электричества, вытекающего, даже при величинах тока от 4 до 5 миллиампер. GFCI быстро реагирует (менее одной десятой секунды) на отключение или отключение цепи.

Какие бывают типы GFCI?

Есть три типа GFCI.Наиболее часто используемые GFCI «розеточного типа», похожие на обычные настенные розетки, знакомы большинству потребителей. Кроме того, выключатели GFCI часто используются в качестве замены стандартных автоматических выключателей и обеспечивают защиту GFCI для всех розеток в этой отдельной цепи. Временные или переносные GFCI часто используются в строительстве и на открытом воздухе с электрическими инструментами, косилками, триммерами и аналогичными устройствами. Их не следует использовать в качестве постоянной альтернативы обычным GFCI.Временные GFCI следует тестировать перед каждым использованием.

Как следует тестировать GFCI?

Многие потребители не проверяют свои GFCI, чтобы убедиться, что они работают. GFCI — это электронные устройства, которые могут быть повреждены или изношены. Электрическая розетка в GFCI может продолжать работать, даже если цепь GFCI больше не работает. В таком случае как можно скорее обратитесь к квалифицированному электрику для его замены.

GFCI следует проверять ежемесячно, чтобы убедиться, что они находятся в рабочем состоянии.Независимо от того, есть ли у вас розетка или автоматический выключатель GFCI, нажатие кнопки TEST должно отключить питание цепи. Для GFCI розеточного типа нажатие кнопки TEST должно вызвать всплытие кнопки RESET. (Не забудьте нажать кнопку RESET, чтобы восстановить питание и защиту.) Для выключателя типа GFCI нажатие кнопки TEST должно привести к перемещению ручки в положение срабатывания. (Не забудьте сбросить ручку, чтобы восстановить питание и защиту.)

Когда следует тестировать GFCI?

GFCI следует проверять ежемесячно, чтобы определять, правильно ли они работают.Портативный GFCI следует использовать на открытом воздухе с различными электроинструментами (например, дрели, косилки, триммеры) и проверять перед каждым использованием!

Где следует использовать GFCI?

Рекомендуется устанавливать GFCI в местах, где используются электроприборы и электроинструменты, в непосредственной близости от воды. Водопроводная вода или влажные предметы могут очень легко проводить электричество и могут соединять ваше тело с потенциалом земли, что увеличивает ваши шансы получить электрический ток от замыкания на землю.Устройства со встроенной защитой GFCI, как сейчас требуется для фенов, могут не нуждаться в дополнительной защите GFCI, но все еще есть много устройств, не оснащенных защитой GFCI.

Что такое ложное срабатывание GFCI?

Для срабатывания GFCI требуется всего 5 мА (0,005 А) утечки тока от горячего провода к земле. В некоторых обычных цепях может быть трудно избежать небольшого тока утечки. Ручные электроинструменты не вызывают проблем со срабатыванием, если инструмент содержится в хорошем состоянии.Некоторые стационарные двигатели, такие как вентиляторы для ванных комнат или люминесцентные осветительные приборы, могут давать достаточную утечку, чтобы вызвать неприятное отключение. Другой проблемой может быть длинная цепь с большим количеством стыков. Если возможно, держите цепи GFCI длиной менее 100 футов. Во избежание ложных срабатываний GFCI не должен подавать:

  • Цепи длиной более 100 футов
  • Светильники люминесцентные или прочие электроразрядные
  • Электродвигатели стационарные

Чем GFCI отличается от AFCI?

Прерыватели цепи дугового замыкания (AFCI) — это устройства безопасности для домов, которые обеспечивают повышенную защиту от пожаров, вызванных небезопасными условиями домашней электропроводки.

AFCI не следует путать с GFCI. Хотя как AFCI, так и GFCI являются важными устройствами безопасности, они выполняют разные функции. AFCI предназначены для устранения опасностей пожара; GFCI направлены на защиту от поражения электрическим током.

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме подключения к сети

Интеллектуальная сеть и возобновляемые источники энергии
Vol.2 № 3 (2011), Идентификатор статьи: 6647,10 страниц DOI: 10.4236 / sgre.2011.23024

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме подключения к сети

Рашад Мохаммедин Камель, Аймен Чауачи, Кен Нагасака

Экологическая энергетика, Департамент электроники и информационной инженерии, Токийский университет сельского хозяйства и технологий, Токио, Япония.

Электронная почта: [email protected], [email protected], [email protected]

Поступила 31 декабря 2010 г .; отредактировано 22 мая 2011 г .; принята 29 мая 2011 г.

Ключевые слова: Защита микросетей, системы заземления, ток короткого замыкания, напряжение прикосновения, микроисточники и инверторы, режим подключения к сети

РЕЗЮМЕ

В этой статье представлены, проверены и сравниваются три системы заземления (TT , TN и IT) для защиты микросетей (MG) от различных типов неисправностей в подключенном режиме.Основным вкладом в эту работу является включение моделей всех микроисточников, подключенных к MG с помощью силовых электронных инверторов. Поочередные инверторы снабжены ограничителями тока, которые также включены в модели инверторов, чтобы точно имитировать реальную ситуацию в MG во время отказов. Результаты показали, что наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения является система заземления TN.Эта система приводит к соответствующему значению тока короткого замыкания, достаточному для активации реле защиты от перегрузки по току. При использовании системы TN напряжения прикосновения к неисправной шине и шинам всех других потребителей меньше безопасного значения, если ограничитель тока включен в трансформатор главной сети, соединяющей MG. Для двух других систем заземления (TT и IT) ток короткого замыкания невелик и почти равен току перегрузки, поэтому реле защиты от перегрузки по току не может различать ток короткого замыкания и ток перегрузки.Все модели микроисточников, систем заземления, инверторов, главной сети и схем управления построены с использованием среды Matlab ® / Simulink ® .

1. Введение

Заземление электросети требует, чтобы ее сетевой объект и электрооборудование потребителя были заземлены, чтобы обеспечить безопасность и снизить вероятность повреждения оборудования.Эффективное заземление предотвращает длительные перенапряжения и сводит к минимуму риск поражения электрическим током. Заземление также обеспечивает заранее определенный путь для токов утечки на землю, которые используются для отключения неисправной установки или цепи путем срабатывания защитных устройств. Микросеть (MG) является уникальным примером распределительной системы и требует тщательной оценки, прежде чем принимать решение о системе заземления.

MG состоит из группы микроисточников, систем хранения энергии (например, маховика) и нагрузок, работающих как единая управляемая система. Уровень напряжения MG составляет 400 Вольт или меньше. Архитектура MG выполнена радиальной с несколькими фидерами. MG часто обеспечивает как электричество, так и тепло в местные районы. MG может работать как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме, как подробно описано в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Микроисточники обычно изготавливаются из множества новых технологий, например микрогазовая турбина, топливный элемент, фотоэлектрическая система и несколько видов ветряных турбин. Система накопления энергии часто представляет собой систему с маховиком. Микроисточники и маховик не подходят для подачи энергии в сеть напрямую [11]. Они должны быть связаны с сетью через каскад инвертора.Таким образом, использование силовых электронных интерфейсов в MG приводит к ряду проблем при проектировании и эксплуатации MG. Одной из основных задач является проектирование защиты MG для соответствия соответствующим национальным кодам распределения и для поддержания безопасности и стабильности MG как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме.

Однако MG на основе инвертора обычно не может обеспечить требуемых уровней тока короткого замыкания.В крайних случаях вклад тока короткого замыкания от микроисточников может быть только вдвое или меньше тока нагрузки [12,13]. Некоторые устройства измерения перегрузки по току даже не будут реагировать на этот уровень перегрузки по току. Кроме того, защита от повышенного / пониженного напряжения и частоты может не обнаруживать неисправности MG из-за управления напряжением и частотой MG. Эта уникальная природа MG требует свежего взгляда на конструкцию и работу защиты.Это задача данной рукописи.

В этой рукописи представлены и применены три системы заземления для защиты MG в режиме соединения. Два основных вклада в эту рукопись: 1) Рассмотрение моделей всех микроисточников (и их инверторов), установленных в MG, и 2) Включенный ограничитель тока с каждым инвертором внутри MG для точного моделирования реальной ситуации.

Три системы заземления реализованы и протестированы на MG. Приведено сравнение производительности трех систем. Наиболее подходящая система заземления определяется путем сравнения.

Для проведения предлагаемого исследования эта рукопись организована следующим образом: Раздел 2 описывает три разработанные системы заземления.В разделе 3 представлены характеристики неисправностей в каждой системе заземления, а также преимущества и недостатки каждой системы. Сеть MG включала все микроисточники, инверторы и систему заземления, представленную в разделе 4. В разделе 5 представлены результаты, полученные с применением трех систем заземления, и последовательность событий, происходящих с каждой системой заземления. Выводы представлены в разделе 6.

2. Типы систем заземления

Распределительную систему низкого напряжения (НН) можно определить по ее системе заземления. Они обозначаются с помощью пяти букв T (прямое соединение с землей), N (нейтраль), C (комбинированный), S (отдельный) и I (изолированный от земли). Первая буква обозначает способ заземления нейтрали трансформатора (источника питания), а вторая буква обозначает способ заземления металлоконструкций установки (каркаса).Третья и четвертая буквы обозначают функции нейтрального и защитного проводов соответственно. Возможны три конфигурации [14]:

1) TT: нейтраль трансформатора заземлена, корпус заземлен.

2) TN: нейтраль трансформатора заземлена, корпус подключен к нейтрали.

3) IT: незаземленная нейтраль трансформатора, заземленный корпус.

Система TN включает три подсистемы: TN-C, TN-S и TN-C-S, как описано в следующих подразделах.

2.1. Система заземления TT ​​

В этой системе источник питания имеет прямое соединение с землей. Все открытые проводящие части установки также подключены к заземляющему электроду, который электрически не зависит от заземления источника.Структура системы TT показана на рисунке 1 [15].

Рисунок 1. Конфигурация системы заземления TT.

2.2. Система заземления TN

В системе заземления TN источник питания (нейтраль трансформатора) напрямую подключается к земле, а все открытые проводящие части установки подключаются к нейтральному проводнику.Безопасность персонала гарантируется, а вот безопасность имущества (пожар, повреждение электрооборудования) — в меньшей степени. Три подсистемы в системе заземления TN описаны ниже с их основными характеристиками.

2.2.1. Система заземления TN-C

Как показано на Рисунке 2 (a), система TN-C имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе всей системы.(PEN — защитная заземленная нейтраль).

2) Источник питания напрямую подключен к земле, а все открытые проводящие части установки подключены к PEN-проводу.

2.2.2. Система заземления TN-S

Архитектура системы TN-S показана на Рисунке 2 (b) и имеет следующие особенности:

1) Система TN-S имеет отдельные нейтральный и защитный проводники по всей системе.

2) Источник питания напрямую заземлен. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к защитному проводу (PE) через главный заземляющий зажим установки.

2.2.3 Система заземления TN-CS

Конфигурация системы заземления TN-CS показана на Рисунке 2 (c) и имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе в части система TN-CS.Электропитание — TN-C, а расположение в установке — TN-S.

2) Использование TN-S ниже TN-C.

3) Все открытые токопроводящие части установки подключаются к PEN-проводнику через главную клемму заземления и нейтраль, причем эти клеммы соединяются вместе.

2.3. Система заземления IT

В этой системе источник питания подключается к

(a) (b) (c)

Рисунок 2. (a): Конфигурация системы заземления TN-C; (b): конфигурация системы заземления TN-S; (c): система заземления TN-C-S.

Заземление посредством преднамеренно введенного высокого импеданса заземления (заземленная по сопротивлению система IT) или изолировано от земли, как показано на рисунке 3. Все открытые проводящие части установки подключены к заземляющему электроду.

Каждая открытая проводящая часть должна быть заземлена, чтобы удовлетворять следующим условиям для каждой цепи [16]:

(1)

где:

R b : Сопротивление заземляющего электрода для открытых проводящих частей.

I d : Ток повреждения, учитывающий токи утечки и полное сопротивление заземления электроустановки.

3. Поведение при отказе и характеристики различных систем заземления

Нарушение изоляции в электрической установке представляет опасность для людей и оборудования.В то же время это может вызвать отключение электроэнергии. Токи и напряжения короткого замыкания различаются от одной системы заземления к другой, как описано в следующих подразделах.

3.1. Поведение при повреждении в системе заземления TN

На рисунке 4 показано поведение при повреждении в системе заземления TN и путь тока повреждения.При наличии повреждения изоляции ток повреждения I d ограничивается только импедансом кабелей контура повреждения. Короткое замыкание pro-

Рис. 4. Поведение при неисправности в системе заземления TN-S.Устройства защиты

(автоматический выключатель или предохранители) обычно обеспечивают защиту от повреждений изоляции с автоматическим отключением в соответствии с заданным максимальным временем отключения (в зависимости от напряжения между фазой и нейтралью U o ). Типичные времена отключения в системе заземления TN приведены в таблице 1 в соответствии с IEC 60364 (U L — ограниченное безопасное напряжение).

3.1.1. Преимущества системы заземления TN

1) Система заземления TN всегда обеспечивает обратный путь при повреждениях в сети низкого напряжения. Заземлители трансформатора и всех потребителей соединены между собой. Это обеспечивает распределенное заземление и снижает риск того, что у клиента нет безопасного заземления.

2) Уменьшите сопротивление заземления PEN-проводника.

3) Система TN имеет то преимущество, что в случае нарушения изоляции напряжения повреждения (напряжения прикосновения) обычно меньше, чем в системах заземления TT. Это связано с падением напряжения в фазном проводе и меньшим импедансом PEN-проводника по сравнению с заземлением потребителей в системах TT.

4) Отсутствие перенапряжения для изоляции оборудования.

5) Система TN-S обладает наилучшими характеристиками электромагнитной совместимости (ЭМС) для 50 Гц и высокочастотных токов, особенно когда применяется кабель низкого напряжения с заземленной оболочкой.

6) Система заземления TN может работать с простой защитой от перегрузки по току.

7) Высокая надежность отключения неисправности более чем на

Таблица 1. Время торможения в системе TN (взято из таблиц 41 и 48A IEC 60364).

текущих устройства (т.е. ток короткого замыкания достаточно велик, чтобы активировать устройства защиты от перегрузки по току).

3.1.2. Недостатки системы заземления TN

1) Неисправности в электрической сети на более высоком уровне напряжения могут переместиться в заземление сети низкого напряжения, вызывая напряжения прикосновения у потребителей низкого напряжения.

2) Неисправность в сети низкого напряжения может вызвать напряжение прикосновения у других потребителей низкого напряжения.

3) Повышение потенциала открытых проводящих частей с нейтральным проводником в случае обрыва нейтрального сетевого проводника, а также для замыканий фазы низковольтной сети на нейтраль и фазы на землю и коротких замыканий среднего и низкого напряжения.

4) Коммунальное предприятие несет ответственность не только за надлежащее заземление, но и за безопасность потребителей во время нарушений в электросети.

5) Установка защиты в случае модификации сети (увеличение сопротивления контура короткого замыкания).

6) Система TN-C менее эффективна в отношении проблем электромагнитной совместимости (ЭМС).

3.2. Поведение при отказе в системе заземления TT ​​

Рисунок 5 поясняет, что в системе заземления TT ​​возникает неисправность. Когда происходит нарушение изоляции, ток короткого замыкания I d в основном ограничивается сопротивлениями заземления (R a и R b ).По крайней мере, одно устройство защитного отключения (УЗО) должно быть установлено на стороне питания установки. Для увеличения доступности электроэнергии использование нескольких УЗО обеспечивает селективность по времени и току при отключении [16].

3.2.1. Преимущества системы заземления TT ​​

1) Наиболее распространенная система заземления.

2) Неисправности в сети низкого и среднего напряжения не переносятся на других потребителей в сети низкого напряжения.

3) Хорошее состояние безопасности, так как повышение потенциала заземленной проводящей части должно быть ограничено на уровне 50 В для неисправности внутри установки и 0 В для неисправности в сети.

4) Простое заземление установки и простота реализации.

5) Нет влияния расширения сети.

3.2.2. Недостатки системы заземления TT ​​

1) Каждому заказчику необходимо установить и поддерживать свою собственную систему заземления

Рис. 5. Поведение при неисправности в системе заземления TT.

заземляющий электрод. Безопасность и защита зависят от заказчика, поэтому полная надежность не гарантируется.

2) Высокое перенапряжение может возникнуть между всеми токоведущими частями и между токоведущими частями и проводом защитного заземления.

3) Возможное перенапряжение для изоляции оборудования установки.

3.3. Поведение при повреждениях в системе заземления IT

3.3.1. Первое повреждение в системе заземления IT

На рисунке 6 показано возникновение первого повреждения в системе заземления IT. Напряжение короткого замыкания низкое и не опасно. Следовательно, нет необходимости отключать установку в случае единичной неисправности.Однако важно знать, что есть неисправность, и ее необходимо отслеживать и устранять в кратчайшие сроки, прежде чем произойдет вторая неисправность. Для удовлетворения этой потребности информация о неисправностях предоставляется устройством контроля изоляции (IMD), контролирующим все токоведущие проводники, включая нейтраль [16]. Когда нейтраль не распределена (трехфазное трехпроводное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(2)

где:

Z S = полное сопротивление контура замыкания на землю, включающего фазный провод. и защитный провод.

I f = ток повреждения.

U o = напряжение между фазой и нейтралью.

Когда нейтраль распределена (трехфазное четырехпроводное распределение и однофазное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(6.3)

, где:

= полное сопротивление контура замыкания на землю, включающего нейтральный провод и защитный провод.

Рисунок 6. Ток первого повреждения изоляции в системе заземления IT.

3.3.2. Вторая неисправность в системе заземления IT

На рисунке 7 показано возникновение второй неисправности в системе заземления IT. Максимальные времена отключения для системы заземления IT приведены в таблице 2 (как в таблицах 41B и 48A IEC 60364) [16].

Система заземления IT, используемая, когда важны безопасность людей и имущества, а также непрерывность обслуживания.

Рисунок 7. Второй ток повреждения изоляции в системе IT (распределенная нейтраль).

Таблица 2. Максимальное время отключения в системе заземления IT (вторая неисправность).

4. Архитектура исследуемой микросети

На рисунке 8 представлена ​​однолинейная диаграмма исследуемого MG. Исследуемый MG подключен к основной сети через трехфазный трансформатор ∆ / 400 кВА, 20 / 0,4 кВ. MG состоит из 7 автобусов. Маховик (накопитель) мощностью 30 кВт / 0,5 кВтч подключен к шине 1.Система ветроэнергетики (10 кВт) подключена к шине 2. Две фотоэлектрические панели мощностью 10 кВт и 3 кВт подключены к шинам 4 и 5 соответственно. Одновальная микротурбина (SSMT) мощностью 25 кВт подключена к шине 6. Автобус 7 снабжен твердооксидным топливным элементом (SOFC) мощностью 20 кВт. Все компоненты MG (микроисточники, инверторы с разными схемами управления, нагрузки и т. Д.)) подробно смоделированы в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Разработанная модель носит общий характер и может использоваться для исследования поведения MG при всех типах неисправностей. Короткое замыкание, представленное в этом исследовании, представляет собой однофазное замыкание на землю, которое является наиболее распространенным повреждением в помещениях потребителей. В имитационной модели учтены микроисточники. Предполагается, что все силовые электронные инверторы, которые используются для взаимодействия с микроисточниками, снабжены ограничителями тока для ограничения тока повреждения примерно до 150% от тока полной нагрузки инвертора.Этот ограничитель тока включен в каждую схему инвертора, чтобы защитить полупроводниковые переключатели инвертора от повреждений и точно представить реальную ситуацию. На рисунке 8 проиллюстрирован исследуемый MG. Параметры линии приведены в таблице 3 [17-21].

Полная модель Matlab ® / Simulink ® , созданная для тестирования трех систем заземления, показана в конце этого документа (рисунок 17).

5. Производительность трех систем заземления в защите MG в режиме соединения

В этом случае MG работает в режиме соединения. Основная сетка представляет собой свободную (опорную) шину для MG. Исследуемое возмущение представляет собой короткое замыкание (однофазное замыкание на землю), возникающее на питании потребителей на шине №2. Ток повреждения, напряжения прикосновения на всех потребителях, напряжение исправных фаз и напряжение нейтрали главного трансформатора показаны ниже. цифры (рисунки 9-16), когда в MG используются три системы заземления (TN-S, TT и IT).

Из результатов, показанных на предыдущих рисунках, можно сделать следующие выводы:

1) На рисунке 9 показан ток короткого замыкания в режиме подключения к сети. При использовании системы заземления TN-S ток короткого замыкания очень высок (максимальное значение почти 1900 А). Это связано с тем, что основная сеть участвует в большей части тока короткого замыкания.В нашем случае с основной сеткой нет ограничителя тока. В реальных ситуациях ограничитель тока обычно включается последовательно с основным.

Рисунок 8. Однолинейная схема исследуемого MG.

Рисунок 9.Ток короткого замыкания с тремя системами заземления в режиме подключения к сети.

Сеть

во время периода отказа, чтобы ограничить ток короткого замыкания до определенного уровня, который может быть легко сброшен с помощью устройств защиты от перегрузки по току небольшого номинала. С другой стороны, в системах заземления TT ​​и IT ток короткого замыкания немного больше, чем значение в установившемся режиме.

2) На рисунке 10 показано напряжение прикосновения в месте повреждения. При использовании системы заземления TN-S значение напряжения прикосновения мало по сравнению с двумя другими системами заземления, однако оно больше, чем значение, ограниченное безопасностью (U L = 50 Вольт). Это связано с высоким значением тока короткого замыкания. В реальной ситуации это напряжение прикосновения (с системой заземления TN-S) меньше, чем значение, показанное на Рисунке 10, из-за уменьшения тока короткого замыкания путем включения ограничителя тока последовательно с основной сетью.С другой стороны,

Рисунок 10. Напряжение прикосновения на потребителе шины №2 (неисправная шина).

с использованием системы заземления TT, напряжение прикосновения в месте повреждения очень высокое. Чтобы уменьшить это значение с помощью системы заземления TT, потребители должны использовать заземляющий электрод с низким сопротивлением.Для системы заземления IT напряжение прикосновения в месте повреждения равно нулю. На всех оставшихся шинах MG напряжение прикосновения с системой заземления TN-S меньше предельного значения безопасности, как показано на Рисунках 11–14. Напряжения прикосновения на всех шинах MG, кроме неисправной шины, при использовании систем заземления TT ​​и IT почти одинаковы. до нуля.

3) На рисунке 15 показаны напряжения исправных фаз (неповрежденных фаз) в месте повреждения.Как показано, наиболее опасной системой является система IT, в которой напряжение между исправными фазами и нейтралью подскакивает до значения, равного фазному напряжению (т. все автобусы MG. В системах заземления TT ​​и TN-S напряжения на исправных фазах имеют небольшое падение.

Рисунок 11.Напряжение прикосновения на потребителе шины №4.

Рисунок 12. Напряжение прикосновения на потребителе шины №5.

Рисунок 13. Напряжение прикосновения на потребителе шины №6.

Рисунок 14. Напряжение прикосновения на потребителе шины №7.

Рисунок 15. Напряжение исправных фаз (на шине №2).

4) На рисунке 16 показано напряжение нейтральной точки основной сети.Как показано, при использовании системы заземления IT это значение перескакивает на значение фазного напряжения (в идеале равное нулю) и вызывает скачок напряжения всех исправных фаз до линейного значения на всех шинах MG. В двух других системах заземления (TN-S и TT) напряжение нейтральной точки имеет небольшое значение из-за несимметричных нагрузок в MG.

5) В заключение, система TN-S является наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения к сети, однако ограничитель тока следует использовать последовательно с основной сетью для ограничения тока повреждения, снижения напряжения прикосновения на поврежденной шине и снизить номинальные характеристики устройств максимальной токовой защиты, используемых для устранения неисправностей в MG в режиме подключения к сети.

6. Выводы

В этом документе используются три системы заземления для защиты MG от различных повреждений в режиме подключения к сети. Из результатов видно, что

Рисунок 16. Напряжение в нейтральной точке главного трансформатора.

Рисунок 17. Matlab © / Simulink © Разработанная модель для MG с системой стирания.

Наиболее подходящей системой является система заземления TN. Это связано с тем, что тока короткого замыкания с системой заземления TN достаточно для срабатывания реле защиты.С другой стороны, для двух других систем заземления (TT и IT) реле защиты не может различать ток повреждения и ток перегрузки. Кроме того, напряжения прикосновения на неисправной шине меньше, чем напряжение прикосновения при использовании системы заземления TT. В то время как с системой заземления TT ​​напряжение прикосновения на неисправной шине очень высокое и превышает предельное значение безопасности. Чтобы решить эту проблему, все потребители должны использовать заземляющие электроды с низким сопротивлением, чтобы снизить напряжение прикосновения до предельного значения безопасности.При использовании системы заземления IT, напряжения исправных фаз почти удвоятся (220 В стало 380 В) и вызовут напряжение для всего оборудования, которое питается от исправных фаз. В режиме подключения к сети следует использовать ограничитель тока, чтобы уменьшить ток повреждения, который участвует в основной сети, и, следовательно, снизить напряжение прикосновения на неисправной шине.

В заключение следует отметить, что система заземления TN является самой лучшей системой для защиты MG с точки зрения тока короткого замыкания и напряжений прикосновения.Судя по результатам этой статьи, система заземления TN является наиболее рекомендуемой системой для защиты MG в режиме подключения к сети. Кроме того, следует использовать ограничитель тока основной сети для снижения напряжения прикосновения на всех потребителях MG.

ССЫЛКИ

  1. Камель Р.М. и Б. Керманшахи, «Разработка и реализация моделей для анализа динамических характеристик распределенных генераторов в микросети. Часть I: микротурбина и твердооксидный топливный элемент», Scientia Iranica, Transactions D, Computer Наука и техника и электротехника, Vol.17, No. 1, июнь 2010 г., стр. 47-58.
  2. Р. М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Повышение динамического отклика MicroGrid с использованием нового пропорционального интегрального контроллера шага ветровой турбины и нейро-нечеткого фотогальванического контроллера слежения за точкой максимальной мощности», Электроэнергетические компоненты и системы, Vol. 38, No. 2, Januaruy 2010, pp. 212-239.
  3. р.М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Сглаживание энергии ветра с использованием контроллера шага с нечеткой логикой и системы конденсаторов энергии для улучшения характеристик микросетей в автономном режиме», Energy, Vol. 35, № 4, март 2010 г., стр. 2119-2129. doi: org / 10.1016 / j.energy.2010.01.030
  4. RM Kamel, A. Chaouachi и K. Nagasaka, «Повышение динамического отклика в переходных процессах микросети во время snd после огромных и множественных нарушений путем подключения к ближайшим микросетям», Международный журнал устойчивой энергетики, Vol.30, № 4, август 2010 г., стр. 223–245. doi: org / 10.1080 / 1478646X.2010.509499
  5. Камель Р.М., А. Чауачи и К. Нагасака, «Влияние сбоя микроисточников на динамические характеристики микросети во время и после процесса обособления», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 6, No. 9, май 2010 г., стр. 2-10.
  6. Камель Р.М., Камель А.Чауачи и К. Нагасака, «Улучшение переходного динамического отклика микросети, последующее отключение и отказ микроисточников за счет двух соединенных соседних микросетей», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 5, № 8, ноябрь 2009 г., стр. 46-55.
  7. Р. М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Новый контроллер шага PI и конденсаторная система для уменьшения колебаний ветровой энергии и поддержания стабильности микросетей при последующих островных образованиях», Международный журнал энергетических и энергетических систем, том.30, No. 2, апрель 2010 г., стр. 131-138.
  8. Р. М. Камель и Б. Керманшахи, «Оптимальный размер и расположение распределенных генераторов для минимизации потерь мощности в первичной распределительной сети», Scientia Iranica, Transactions D, Компьютерные науки и инженерия и Электротехника, Vol. 16, № 6, декабрь 2009 г., стр. 137–144.
  9. р.М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Снижение выбросов углерода и снижение потерь мощности помимо улучшения профилей напряжения с использованием микросетей», «Низкоуглеродная экономика», Vol. 1, No. 1, октябрь 2010 г., стр. 1-7. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11001
  10. Р. М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Влияние рейтинга ветроэнергетической системы на переходные динамические характеристики микросети в автономном режиме», Низкоуглеродная экономика, Том.1, № 1, октябрь 2010 г., стр. 28–37. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11005
  11. С. Барсали и др., «Методы управления рассредоточенными генераторами для улучшения непрерывности электроснабжения», Зимнее собрание энергетического общества, Нью-Йорк, 27–31 января 2002 г., том . 2. С. 27-37.
  12. С. Р. Уолл, «Производительность распределенной генерации с инверторным интерфейсом», 2001 Конференция и выставка по передаче и распределению IEEE / PES, Атланта, 28 октября — 2 ноября 2001 г., Vol.2. С. 945-950.
  13. Н. Джаяварна и др., «Задача TE2 — Вклад тока повреждения в преобразователи», Проект отчета микросетей для задачи TE2, Европейская комиссия, 2004 г.
  14. К. Преве, «Защита электрических сетей», ISTE Ltd, Лондон, 2006.
  15. Б. Лакруа и Р. Кальвас, «Системы заземления в низковольтном оборудовании», Методика Кайера компании Schneider Electric, No.172, март 2002.
  16. Н. Джаяварна, М. Лоренцу и С. Папатанассиу, «Обзор заземления в микросети», проект «Крупномасштабная интеграция микрогенерации в низковольтные сети» MICROGRIDS, РАБОЧИЙ ПАКЕТ E, № 1 , 23 апреля 2004 г.
  17. С. Папатанассиу, Н. Хатциаргириу и К. Струнц, «Эталонная сеть микросетей низкого напряжения», Материалы симпозиума СИГРЭ: Энергетические системы с рассредоточенной генерацией, Афины, 13–16 апреля 2005 г.
  18. W. Xueguang, N. Jayawarna, Y. Zhang, N. Jenkins, JP Lopes, C. Moreira, A. Madureira и J. Pereira da Silva, «Рекомендации по защите микросетей», конечный результат DE2 для микросетей ЕС проект, июнь 2005 г.
  19. WGE4 — Рабочая группа по безопасности подстанций, «Руководство IEEE по безопасности при заземлении подстанций переменного тока», Стандарт IEEE 80–2000 (пересмотр стандарта IEEE 80–1986), 2000 г.
  20. «Анализ подстанций в городских районах», Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Монреаль, версия 8, январь 2000 г.
  21. К. Марней, Ф.Дж. Робджо и А.С. Сиддики, «Форма микросети», Зимнее собрание IEEE PES, нов. Йорк, январь 2001 г.

Электробезопасность высокоомных заземленных систем электроснабжения — Bender

Что такое заземление с высоким сопротивлением?

Заземление с высоким сопротивлением (HRG) — это когда нейтральная точка электрической системы соединена с землей через ток. ограничивающий резистор, обнаруживающий замыкания на землю при их возникновении.Во многих приложениях этот тип системы электроснабжения может продолжают работать при замыкании на землю и контролируют напряжение замыкания на землю на приводном оборудовании, предотвращая опасности. HRG обеспечивает лучшие характеристики как глухозаземленных, так и незаземленных трехфазных систем электроснабжения, оставаясь при этом рентабельным.

Устройства защиты от сверхтоков, такие как предохранители и автоматические выключатели, даже оборудованные для защиты от замыканий на землю, не могут защита от замыканий на землю в системе HRG.Подходящая система обнаружения замыкания на землю обнаружит ток замыкания на землю в низкоамперный или миллиамперный диапазон. При правильном проектировании такая система также быстро обнаружит неисправный фидер ответвления, распределительное устройство или нагрузка. Системы отключения (в том числе системы защиты от второго замыкания на землю) может автоматически отключит неисправную цепь, позволяя остальной части системы продолжить работу.


Ограничение тока замыкания на землю

Когда происходит замыкание на землю, ток замыкания на землю продолжает течь, как в системе с глухим заземлением, но обычно ограничивается. до 10 А или менее резистором заземления нейтрали (NGR).У этого есть несколько преимуществ — ток, достаточный для обнаруживать и обнаруживать замыкания на землю; предотвращается нарастание очаговых повреждений; не может возникнуть дуговое замыкание на землю; трогать потенциал (напряжение между корпусом оборудования и землей) ограничен до более безопасного уровня; продолжал работу до тех пор, пока система может быть отключена контролируемым образом разрешена; и переходные перенапряжения не могут произойти.


Может ли неисправная система HRG работать бесконечно?

Как и в случае с незаземленными системами, во время замыкания на землю линейное напряжение неповрежденных фаз увеличивается (от линейного к нейтральному до межфазного напряжения), что увеличивает вероятность второго замыкания на землю из-за повышенной нагрузки на изоляцию.Неисправное оборудование необходимо отремонтировать или заменены как можно скорее.

В то время как резистивное заземление снижает вероятность вспышки дуги между фазой и землей, делая системы более безопасными, линейный ток и межфазная энергия дугового разряда не влияет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.