Системы заземления типа TN-S, TN-C, TN-C-S. Системы защитного заземления TNC, TNCS, TNS, TT, IT Какая система заземления относится к системе tn

Стандарт Стандарт ПУЭ 1.7, EN60950, IEC60364
Схемы электроснабжения нагрузки TNC, TNCS, TNS, TT, IT

TNC – Нейтраль и PE («земля») объединены вместе везде в системе в единую щину PEN.
Neutral and PE (protected earth conductor) are combined throughout the system.

TNS – Нейтраль соединена с землёй трансформатора, но не соединена с землёй (PE) где-нибудь ещё в системе. PE приходит на объект от трансформатора отдельно и может быть соединена с местной землёй.

Neutral is earthed at the transformer but is not bonded to earth or the PE elsewhere. PE is carried to the site from the transformer and bonded to site earth.

TNCS – Общая в начале шина PEN затем разъеделяется на 2 отдельных проводника: N (нейтраль) и PE (защищённую шину земли). Стандарт США – разновидность данного. Нейтраль заземлена на трансформаторе.

TNCS splits the combined PEN into a separate neutral and PE at service entry (U.S. practice is a variation of this). The neutral is earthed at the transformer.

TT – Нейтраль заземлена на трансформаторе. Местная Земля – PE (объект-потребитель) не связана с нейтралью. Между землёй трансформатора и землёй потребителя (PE) соединений нет.

Neutral is earthed at the transformer. The PE originates at site but is not bonded to the neutral. There is no interconnection between PE and transformer earth.

IT – Нейтраль трансформатора не заземлена (или заземлена через сопротивление с высоким импедансом).

The transformer is unearthed (or earthed through high impedance). The PE originates at site but is not bonded to a service conductor; no conductor in this system is designated as ‘neutral’ (standard IT system).

Разновидности IT системы:

• A) проводник «N / Нейтраль» отсутствует в системе (стандартная счистема IT).
• B) проводник «N / Нейтраль» есть в системе.

Нейтраль на потребителе также не заземлена (или заземлена через сопротивление с высоким импедансом).

Для обоих случаев возможны разновидности:

• I) Местная Земля – PE (объект-потребитель) отсутствует. Потребитель использует PE от трансформатора.
• II) Местная Земля – PE (объект-потребитель) есть. Потребитель может использовать местную Землю или Землю трансформатора. Эти Земли могут быть как соединены так и не соединены.

Главное требование системы IT – незаземлённая или импедансно-заземлённая нейтраль трансформатора.

Термины / сокращения:

• T – Terra / Земля (лат. terra, франц. terre)
• N – Neutral / Нейтраль
• C – Combined / Совмещённый
• S – Separated / Отдельный
• I – Isolated / Изолированный (франц. terre isolee)
• PE – Protected Earth conductor / Защищённая шина Земли
• PEN – Protected Earth + Neutral conductor / единая шина объединяющая Нейтраль (N) и Землю (PE)

Различные стандарты СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Трём системам заземления дан официальный статус посредством стандарта (IEC 60364) который подразделяется на большое число национальных стандартов.

Системы TN

Основные принципы схемы TN:

• Нейтраль трансформатора заземлена, поэтому корпуса нагрузок (подключенные к заземлению PE или PEN трансформатора) оказываются гальванически соединены с нейтралью.

Существующие варианты схемы TN:

• TNC – «Земля» и нейтраль объединены в 1 проводнике (PEN) (C = Combined).
• TNS – «Земля» и нейтраль разъединены (PE и N) (S = Separate).
• TNCS = TNC+TNS Объединённые вначале «Земля» и нейтраль затем разъединяются (CS = Combined then Separate). То-есть TNC преобразуется в TNS.

Система TNS не может существовать перед системой TNC.

Система TNС (TN-C). Нарушение изоляции в системе TNC

Общие замечания:

В системе TNC, с защитными токовыми автоматами, нарушение изоляции опасно. Разрушение изоляции, то есть замыкание фазного проводника на «Землю» вызывает рост тока замыкания до максимального значения, ограниченного защитными автоматами в цепи.

Такая защита во многих случаях достаточна для защиты самой нагрузки, но не является полной, например если изоляция разрушена не полностью и ток фаза-«Земля» недостаточен для срабатывания защитного автомата. Однако этого может привести к возникновению пожара или для опасного поражения током человека, а защитный автомат при этом не сработает (не обеспечит защитное отключения аварийного участка цепи).

Cистема имеет самый низкий уровень безопасности так как УЗО корректно установить невозможно.

Несмотря на опасность система продолжает использоваться в России в т.ч. на госпредприятиях. В России в настоящий момент вытесняется системой TNS.

Подробные замечания:

Рис.1. Нарушение изоляции в системе TNC

Возможные варианты:

• Человек коснулся фазного проводника и «Земли» одновременно.
• При затоплении (пожаре и др.) изоляция провода разрушена и фаза замкнулась на корпус (на «Землю»).
• Изоляция старого провода разрушена и фаза замкнулась на корпус (на «Землю»).

Система TNS (TN-S). Нарушение изоляции в системе TNS

Общие замечания:

Максимальная степень безопасности может быть достигнута путём установки УЗО. Система является самой распространённой в мире. В России введена как стандарт.

Степень безопасности TNS выше чем TNC по следующим причинам (П1, П2):

• П1) защитные автоматы в TNS при срабатывании могут размыкать цепь полностью (как нейтраль так и фазы), защитная шина «Земли» PE продолжает при этом выполнять свои функции. В то время, как и в системе TNC при аварии могут быть разомкнуты только фазы.
• П2) Защитный проводник «Земля» PE выполняет только свои функции, то есть служит заземлением. В то время как в системе TNC защитный проводник выполняет сразу две функции: заземления и нейтрали, что может привести к проблемам, например: нагрузка (ПК) будет «зависать» от помех из-за некачественного заземления, так как на заземляющем проводнике возникают наводки (помехи), вызванные текущим по нему току нагрузки.

Подробные замечания:

Рис.2. Нарушение изоляции в системе TNS

Возможные варианты:

Система TNСS (TN-C-S). Нарушение изоляции в системе TNСS

Общие замечания:

В системе TNS, с защитными токовыми автоматами, нарушение изоляции опасно. Разрушение изоляции, то есть замыкание фазного проводника на «Землю» вызывает рост тока замыкания до максимального значения, ограниченного защитными автоматами в цепи.

Такая защита во многих случаях достаточна для защиты самой нагрузки, но не является полной, например, если изоляция разрушена не полностью и ток фаза-«Земля» недостаточен для срабатывания защитного автомата. Тем не менее, этого тока может быть достаточно для возникновения пожара или для опасного поражения током человека, а защитный автомат при этом не сработает (не обеспечит защитное отключения аварийного участка цепи).

Система защиты имеет средний уровень безопасности, так как установив УЗО можно добиться достаточно высокой степени безопасности, но при этом остаётся проблема некачественного заземления из-за использования объединённой шины PEN.

Используется достаточно часто в России. В России в настоящий момент вытесняется системой TNS.

Подробные замечания:

Рис.3. Нарушение изоляции в системе TNCS

Возможные варианты:

• Человек коснулся фазного проводника и Земли одновременно.
• При затоплении (пожаре и др.) изоляция провода разрушена и фаза замкнулась на корпус («Землю»).
• Изоляция старого провода разрушена и фаза замкнулась на корпус («Землю»).

Система TT

Основные принципы схемы TT:

• Нейтраль трансформатора заземлена.
• «Земля» / корпус нагрузки также заземлены.
• «Земля» трансформатора не связана кабелем с землёй нагрузки / потребителя (PE).

Нарушение изоляции в системе TT

Общие замечания:

Степень безопасности зависит от сопротивления между «Землей» трансформатора ТП и «Землей» потребителя. Если это сопротивление низкое, безопасность такая же как в TNS с УЗО. Если это сопротивление высокое, безопасность системы снижается, так как УЗО может не сработать.

Установка УЗО является общепринятой в системе TT. Данная система в России используется редко.

Подробные замечания:

Рис.4. Нарушение изоляции в системе TT

Возможные варианты:

• Человек коснулся фазного проводника и Земли одновременно.
• При затоплении (пожаре и др.) изоляция провода разрушена и фаза замкнулась на корпус («Землю»).
• Изоляция старого провода разрушена и фаза замкнулась на корпус («Землю»).

Показана стандартная схема ТТ с УЗО. Ток пробоя (нарушения) изоляции фазных проводов и нейтрального провода ограничен сопротивлением (импедансом) участка между «Землей» трансформатора и «Землей» потребителя.

Защита обеспечена Устройством защитного отключения (УЗО): повреждённый блок / участок отключается устройством УЗО как только порог тока ΔI УЗО помещённого перед данным блоком / участком будет превышен током утечки / пробоя изоляции (на землю) IL :

IL > ΔI

IL = UL / RL – ток пробоя / утечки / leakage

Условие надёжной работы УЗО:

R (CD) << 220 В / ΔI; для УЗО с ΔI =30мА: R (CD) << 7кОм.

R (AB) =RL – сопротивление повреждённого участка (между точкой токоведущего проводника из которого произошла утечка на «землю» и «Землей»).

U (AB) =UL – разность потенциалов между точкой токоведущего проводника (из которого произошла утечка на «землю») и «Землей» (напряжение пробоя).

R (CD) – сопротивления между «Землей» трансформатора ТП и «Землей» потребителя.

Если R (CD) мало (в норме), то при нарушении изоляции срабатывание УЗО будет обеспечивать безопасное отключение аварийного участка и свидетельствовать, что это место подлежит ремонту.

Если R (CD) велико (не в норме) и УЗО работать не будет, то первое нарушение изоляции не приведёт к удару током, но отсутствие сработавшего УЗО не позволит обнаружить аварию и сделать своевременный ремонт, а второй пробой приведёт к аварии.

Система IT (Изолированная нейтраль)

Основные принципы схемы IT:

Подробные замечания:

Рис.5б. Двойной пробой / нарушение изоляции в системах IT

I L1 = U Ф / R линии

U L1 = R L1 * I L1

Первое нарушение изоляции не опасно в IT! То есть человек безопасно может коснуться одновременно фазы и «Земли »в IT.

R L1 – сопротивление повреждённого участка (между точкой токоведущего проводника из которого произошла утечка на землю и «Землей».

U L1 – разность потенциалов между точкой токоведущего проводника (из которого произошла утечка на землю) и «Землей» (напряжение пробоя).

U ф – фазное напряжение трансформатора

I L1 – ток пробоя / утечки / leakage.

Если происходит второе нарушение изоляции на другом фазном проводнике, в то время как первое нарушение ещё не устранено (см. рис. 5б), контактная разность потенциалов второго места нарушения (напряжение пробоя) равна U L2 = √3*U Ф -U L1 может быть велика и опасна.

При малых сопротивлениях первого и второго повреждённых участков (R L1 , R L2 ) значительный ток утечки может протекать по проводнику, соединяющему «земли» первого и второго повреждённого участков (корпуса нагрузок):

I L1 = I L2 = √3*U Ф / (R L1 + R L2)

Второе нарушение изоляции опасно в IT!

Корпуса нагрузок приобретают потенциалы, обусловленные этим током. Таким образом, если КЗ на 1 участке не опасно то последующее КЗ на 2 участке так же опасно, как и в системах TN. Поэтому необходимо УЗО.

Обозначения:

• U L1 (U L2) – напряжение пробоя первого (второго) повреждённого участка.
• U Ф – фазное напряжение трансформатора.
• I L1 (I L2) – ток пробоя/утечки 1 участка (2 участка).
• R L1 (R L2) – сопротивление 1 (2) повреждённого участка.

Совместное использование автоматов токовой защиты и УЗО обеспечивают в данных случаях необходимую защиту. В этом случае по безопасности система IT сравнима с TNS с УЗО, то есть срабатывание УЗО (аварийный участок отключается) свидетельствует о том, что произошло первое нарушение изоляции и позволяет его своевременно устранить.

Для надёжного срабатывания УЗО требуется установка принудительного сопротивления Z N (Нейтраль-«Земля») обычно не более 1500 Ом. Без этого сопротивления первый пробой нельзя обнаружить (и своевременно устранить), если в системе других устройств нет (кроме УЗО и токовых автоматов – см. ниже).

Кроме этих возможностей, только система IT позволяет ещё сильнее повысить безопасность.

Дополнительно повысить степень защищённости можно установкой ПМИ / PIM (постоянного мониторинга изоляции / датчика изоляции). ПМИ представляет собой высокоомный амперметр (или вольтметр, подключенный параллельно Z N ), включаемый так же как и Z N между Нейтралью и «Землей» ТП.

ПМИ позволяет:

• Точно фиксировать серьёзные пробои фаза – «Земля», вплоть до КЗ.
• Постоянно фиксировать состояние изоляции проводников в системе (медленное старение и ухудшение параметров изоляционного материала).

В отличие от остальных систем (TN, TT), это позволяет обнаружить первое нарушение изоляции, но не отключать аварийный участок (так как в IT первое нарушение изоляции не опасно), а довести работу на нём до конца, и только после ее завершения произвести штатное отключение и ремонт изоляции. Это особенно важно, например, для больниц и др. мест где важно не столько своевременно автоматически «отрубить» аварийную цепь, сколько заранее устранять все неисправности и исключать возможности внезапного неконтролируемого автоматического отключения цепей. Поэтому система IT введена во многих странах как стандарт для госпиталей, сооружений связанных с проводящими средами (водой, землёй и др.), например, корабли, метро и др. мест требующих повышенной безопасности.

Таким образом под повышенной безопасностью системы IT понимается возможность безопасно обнаруживать и устранять аварии изоляции всех проводников в системе.

В IT системе установка токовых автоматов обязательна. УЗО устанавливаются в зависимости от особенностей нагрузок и применяемых Z N и ПМИ.

Кроме этого, сами защитные цепи ПМИ дополнительно защищаются, например, на ТП с помощью разрядника или блока защиты от выбросов напряжения (surge limiter, surge suppresor).

Обозначения:

• SCPD (Short-Circuit Protection Device) – автомат защиты от короткого замыкания, токовый автомат, автоматический выключатель с термомагнитным расцепителем. Автомат размыкает цепь, если ток в цепи превысил паспортный номинальный ток автомата.
• RCD (Residual Current Devices) – УЗО, устройство защитного отключения, устройство разностного тока или более точное название: устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным (остаточным) током, сокращенно УЗО−Д) или выключатель дифференциального тока (ВДТ) или защитно-отключающее устройство (ЗОУ) – механический коммутационный аппарат, который при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения вызывает размыкание цепи нагрузки.
• PIM (permanent insulation monitor) – ПМИ постоянный мониторинг изоляции / датчик изоляции.
• Z N optional impedance – дополнительное принудительное сопротивление Нейтраль-Земля на ТП.
• Surge Limiter (surge suppresor, surge arrestor) – разрядник или блок защиты от выбросов напряжения или блок защиты от перенапряжения.

Внимание!

Все вышеприведённая информация относится к защите пользователя, имеющего доступ только к изолированным проводам и электрооборудованию в защитном корпусе.

Пожалуйста помните, что более глубокое проникновение в электрооборудование может быть опасно для жизни, даже при самых безопасных системах заземления, при использовании автоматов, УЗО, датчиков изоляции и т.п.

Примеры тяжёлой опасности для человека:

Пример 1

Установлены: Любая система заземления. Любые устройства защиты в цепях переменного тока. ИБП 100 кВА – батареи в батарейном кабинете всегда под напряжением (в том числе. при отключенном ИБП) и опасны.
ВНИМАНИЕ! ВЫСОКОЕ ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Пример 2

Система IT. Есть автомат. Есть УЗО. Есть датчик изоляции. Есть изолированный коврик. Имеется любое устройство, например, электромотор, стабилизатор, ИБП 100 кВA. Касание (одновременное) человеком фазы и нейтрали или двух фаз на клеммной панели (или соответствующих проводов с нарушенной изоляцией) этого устройства опасно
ВНИМАНИЕ! ВЫСОКОЕ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!
(УЗО не сработает, если человек находится на изолирующем коврике!)

Пример 3

Так же поражение человека может случиться вообще без касания им проводников под током, например гаечный ключ уроненный на клеммы сборки аккумуляторов 100 А·ч может сгореть как предохранитель с опасной световой вспышкой и поражая окружающее пространство брызгами металла.

Внимание!

Для обеспечения полной безопасности необходимо ещё 4 дополнительных условия:

1. Разработчик оборудования принял меры по обеспечению высокого уровня безопасности оборудования и его обслуживания.
2. Инженер, работающий с оборудованием, принял меры по обеспечению высокого уровня безопасности проводимых работ.
3. Окружающая среда в норме, например, температура, влажность в норме и нет опасности прорыва соседней водопроводной трубы и т.д.
4. Часы наработки оборудования не превысили опасный предел (вопрос времени).

По специализированному, именно, по PEN пункту 1.7.131 главы 1.7 ПУЭ, который по идее имеет приоритет над другими пунктами ПУЭ, как специализированный пункт 2.4.14 главы 2.4 имеет приоритет над пунктами главы 1.7, где сечение на воздушное ответвление обязательно не менее 16 мм2, даже если оно из меди и на дом выделено всего 1,3 кВт, так как заложена механическая прочность воздушного ответвления, указывается что PEN может быть в стационарно проложенном кабеле, а не в проводе, к тому же не стационарно проложенном, которым является СИП подвешенный на опорах ВЛ и подверженный разным стихиям!

ПУЭ-7 Россия сказал(а):

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)

1.7.131. В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм2 по меди или 16 мм2 по алюминию, функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

В нормах непосредственно относящихся к требованиям к PEN нет указаний что PEN может быть в не стационарно проложенных проводах!

Это не говоря, что в пункте 1.7.131 пишется, что PEN может быть и не где в нормах не упоминается, что PEN рекомендуется или должен быть обязательно, что говорит, что не во всех ситуациях PEN является приемлемым решением!

Пункт ПУЭ 1.7.131 вполне логичен, так как при подключении одноквартирного дома к ВЛ по системе питания с типом заземления TN условия электробезопасности не обеспечиваются из-за не надлежащей надежности цепи между шиной РЕ дома и глухозаземленной нейтралю трансформатора на ТП! Так как даже если на текущий момент ВЛ от ТП вдоль улиц в идеале, в чем я сильно сомневаюсь, то высока вероятность что в любой момент в столб въедет машина, из-за порыва ветра на провода упадет дерево, будет обледенение, подмоет столб как в теме , электрик перепутает провода ответвления как в теме Перепутали ноль и фазу... на аналогичном форуме.

По здравому смыслу для одноквартирных домов, в которых в основном застройщики не делают обязательную для электробезопасности СУП, ДСУП, которые имеют приусадебные участки, на которых фактически не реально сделать СУП, ДСУП, но на которых так же как и в доме широко будут использоваться электроприборы класс защиты 1, которые в этом случае нельзя подключать по системе питаня с типом заземления TN, нужно делать систему питания с типом заземления ТТ!

ГОСТ Р 50571.3-94 сказал(а):

413.1.3.9 Когда устройство защиты, реагирующее на дифференциальный ток, используют для автоматического отключения цепи вне зоны действия основной системы уравнивания потенциалов, открытые проводящие части не должны быть связаны с сетью системы ТN, но защитные проводники должны присоединяться к заземлителю, имеющему сопротивление, обеспечивающее срабатывание этого устройства. Цепь, защищенная таким образом, может рассматриваться как сеть системы ТТ (см. 413.1.4).
Примечание - Вне зоны действия основной системы уравнивания потенциалов могут использоваться другие защитные меры:
- питание через разделяющий трансформатор;
- применение дополнительной изоляции (см. 413.2)

В заменившем этот гост новом госте нет этого пункта, но от этого актуальность его не меняется, так как ОТ АВАРИЙ В ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ , при подключении электроприборов класс защиты 1 к сети с системой питания с типом заземления TN, ЕДИНСТВЕННОЙ ЗАЩИТОЙ ЯВЛЯЕТСЯ СУП, ДСУП!

Из-за безграмотности ресовцев, проектировщиков, штатных электриков, судя по сканам ТУ и проектов, фотографиям смонтированных ими ТП, ЩУ выкладываемых форумчанами на разных форумах, фотографиям моих заочных клиентов, своей практики, при таких схемах, монтаже, недопустимо подключать дом по системе питания с типом заземления TN, даже при кабеле в земле от обще уличного ТП, ЩУ!

2.4.1.5 … Кроме того, систему ТТ рекомендуется применять, когда в процессе эксплуатации имеется существенная вероятность неконтролированной реконструкции или расширения системы электроснабжения (например, путем подключения к ней дополнительных электроприемников) без надлежащей проверки выполнения требований, предъявляемых к автоматическому отключению питания (сети индивидуальных дачных строений, торговых точек и т. д.).

Это не говоря, что при строительстве одноквартирных домов широко используются горючие материалы!

ДБН В.2.5-27-2006 Украина сказал(а):

2.4.1.5 Систему ТТ рекомендуется применять, когда значительные токи замыканий на землю (такие, как при использовании системы TN) являются источником повышенной опасности для людей, животных, сохранности имущества и окружающей среды, например, если они могут быть причиной возникновения пожара или взрыва (нефтехимические предприятия, помещения для окраски изделий и т. д.).

Еще при типе заземления ТТ будет безопасней чем при типе заземления TN в случае утечки высокого на ТП, например как писалось в теме Негативные тенденции в электробезопасности на другом профильном форуме, что особенно актуально при теперешнем сокращении аварийного персонала, из-за чего высока вероятность второго опасного пробоя по высокому, так как не успевают даже в нормированные сроки устранить первый пробой.

ДБН В.2.5-27-2006 Украина сказал(а):

3 ЗАЩИТА ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ НА СТОРОНЕ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

3.2 … Примечание 1. Значительные величины напряжения на открытых проводящих частях и как следствие опасные напряжения прикосновения могут возникнуть в электроустановках потребителей электроэнергии с системами TN u IT из-за выноса потенциала с заземляющего устройства открытых проводящих частей питающей подстанции.
Опасные величины напряжения прикосновения при применении системы ТТ в рассматриваемой аварийной ситуации не возникают.

Нет, голые провода не определяют по какому типу заземления сделана система питания распределительной сети.

Это TN, не соответствующая действующим нормам, при которой тем более одноквартирный дом нужно подключать только по системе питания с типом заземления ТТ.

ПУЭ-7 Россия сказал(а):

1.1.17. Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова "должен", "следует", "необходимо" и производные от них. Слова "как правило" означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано. …

1.7.134. … Изоляция PEN-проводников должна быть равноценна изоляции фазных проводников. …

2.4.13. На ВЛ должны, как правило, применяться самонесущие изолированные провода (СИП). …

Технический циркуляр № 23/01.07.2009 ассоциации Россэлектромонтаж сказал(а):

10. … Примечание. Применение системы ТТ допускается, в соответствии с положениями п. 1.7.59 ПУЭ, в ограниченных случаях, в частности при подключении индивидуального жилого дома к воздушной линии до 1 кВ, выполненной неизолированными проводами.

Разбирающимся доказывать не надо, а безргамотных нужно ставить на место! На форуме есть соответствующие темы.

Для мобильных инвертарных зданий по нормам и уму обязательно! По умолчанию нужно делать и для одноквартирных домов!

Ни чего удивительного, большинство людей здравомыслящие.

В распределительных электрических сетях российского жилого фонда на протяжении нескольких десятилетий устаревшая система заземления TN-C стала массово заменяться на более современную (и гораздо более безопасную) TN-C-S. По сути последняя из них представляет собой симбиоз систем TN-C и TN-S и отличается от прочих такой конструктивной особенностью, как парное «расщепление» PEN-проводника, осуществляемое на участке разветвления общей распределительной сети на отдельные, идущие к потребителям. В результате, образуется 2 проводника:

• РЕ (защитный);
• N (рабочий нулевой).

При этом схема электроснабжения с такой системой заземления в распределительном подъездном щитке принимает следующий вид:

При использовании однофазного питания (и соответствующем счетчике, установленном внутри коробки щитка) на внутренний квартирный щиток уходит 3-жильный кабель (соответственно с фазой С, защитным проводником РЕ и рабочим нулевым проводником N) – на схеме обозначенный красной, голубой и салатовой линиями.
При наличии трехфазного питания (и счетчика) используется уже 5-жильный кабель, в котором добавляется пара проводов А (обозначен желтым цветом) и В (темно-зеленый цвет).

Таким образом, в отличие от «совдеповской» TN-C системы, TN-C-S предполагает использование еще и не устаревших, а новых евророзеток, обязательно снабжаемых внутренними клеммами заземления.

Что касается упоминавшегося «расщепления» одного проводника на пару, то рабочий (N) по-прежнему служит для выполнения основной функции – подачи на различные устройства потребителя электропитания. В то же время дополнительный, защитный РЕ замыкается на корпуса электроприборов и бытовой техники (посудомоечных и стиральных машин, электрических плит, микроволновых печей и т.д.).

Однако где именно разделять общий РЕ-N проводник? Вопрос этот не праздный, и потому требует отдельного тщательного рассмотрения с пояснениями.

Разделение PEN проводника в системе TN-C-S

На входе электросети общего пользования с улицы в крупные здания обязательно устанавливается ВРУ (вводно-распределительное устройство). Конструктивно оно выглядит примерно следующим образом:

Как видно из рисунка, стандартный ВРУ (в данном случае – 0,4кВ) содержит совокупность:

• различного защитного оборудования ( , автовыключателей, предохранителей и пр.);
• электрооборудования преобразовательного и передаточного назначения (трансформаторов, рубильников, сборных шин и др.);
• электронных приборов измерения и учета (счетчиков, вольтметров, амперметров и т.д.),компактно закрепленных внутри металлического шкафа. Именно в нем целесообразно провести и разделение общего проводника на их пару PE и N.

При этом общая наглядная картина при использовании системы TN-C-S примет следующий вид:

А поскольку проводник будет разделяться внутри ВРУ, схематически это будет выполнено так, как показано на фото ниже:

Для разделения потребуется использовать две соответствующие шины:

• нижнюю, идущую на «землю», т.е. PE;
• и верхнюю, защитную, т.е. N, установленную на изоляторах.

Вводный кабель (с общим проводником) будет запитан на шину заземления. Та же, в свою очередь, будет соединена с верхней шиной жесткой перемычкой (по возможности изготовленной из того же материала и примерно такой же ширины, как и обе шины, либо выполненной в виде провода, сечением равному проводнику PEN).

Тогда схема соединения примет следующий внешний вид:

Кроме того, нижнюю шину, РЕ, потребуется заземлить повторно – иначе говоря, вывести на заземляющий контур самого здания.

Важно! Электротехнические размерные параметры проводника, идущего к месту его разделения, могут быть различными, но в сечении, ни в коем случае, не падать нижней предельной нормы:для медного провода – не менее 10 мм2; для алюминиевого – не менее 10 мм2.

При этом все вышеперечисленное является не просто рекомендациями, а прямыми требованиями ПУЭ.

Достоинства системы заземления TN-C-S

Следует отметить, что система TN-C-S в электросетях России на сегодня является не только наиболее распространенной, но и, пожалуй, самой перспективной. Благодаря использованию УЗО (устройств, обеспечивающих автоматическое защитное отключение), ее уровень безопасности гораздо более высок, чем все еще во множестве оставшихся (в основном в «хрущевках» и «брежневках») старых систем TN-C, хотя и ниже, чем у современных TN-S.

Однако именно возможность легко и без лишних финансовых и временных затрат осуществить симбиоз устаревших и передовых систем заземления в единое целое и позволяет отнести ее к оптимальным на данный момент для нашего государства.

1. TN-C – отличается отсутствием разделения защитного и рабочего проводников по всей протяженности системы. Это делает ее максимально простой и экономичной – но в определенных ситуациях принужденной к короткому замыканию и отключению питания. При этом следует помнить, что, скажем, в ванных комнатах выравнивание потенциалов не допускается в принципе.
2. TN-C-S – как уже было подробно описано выше – лишена этого недостатка. При этом переход на нее с TN-C очень прост (и сложность заключается разве что в необходимости модернизировать расположенный в каждом подъезде стояк).
3. Наконец, TN-S – благодаря изначально полному разделению защитных и рабочих «нулевок» — устанавливается во всем мире в новом жилом фонде из-за максимальной степени безопасности. Однако система эта достаточно дорога – и именно поэтому для установки в зданиях старой постройки проигрывает «промежуточной» TN-C-S.

Недостатки системы TN-C-S

Фактически, он всего один – и состоит в в том случае, если PEN-проводник вследствие каких-либо форс-мажорных обстоятельств оборвется, и корпуса электроприборов окажутся под напряжением.

Вывод

Несмотря на «отсутствие совершенства» системы TN-C-S, переход в зданиях с абсолютно устаревшим заземлением типа TN-C на нее более чем рекомендуется.

Похожие материалы.

Система заземления является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания.

Что представляют питающие сети с системой заземления TN?
Такие электросети имеют непосредственно присоединенную к земле точку. Открытые проводящие части электроустановки присоединяются к этой точке посредством нулевых защитных проводников.
На какие типы подразделяется система TN?:
В зависимости от устройства нулевого рабочего(N) и нулевого защитного(PE) проводников различают следующие три типа системы TN:

• система TN-C - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике по всей сети;
• система TN-C-S - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике в части сети;
• система TN-S - нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно по всей системе.

Система заземления TN-C.

1- заземление нейтрали 2- токопроводящие части

В системе заземления TN-C нулевой рабочий проводник - N объединен с нулевым защитным проводником - РЕ в один проводник – PEN.

Система TN-C запрещена в новом строительстве, в цепях однофазного и постоянного тока. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии(ПУЭ 1.7.132).

Система заземления TN-C-S.

Схема

В системе TN-C- S во вводном устройстве электроустановки совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник - РЕN разделен на нулевой защитный - РЕ и нулевой рабочий - N проводники.

У электроустановок с типом системы заземления TN-C-S нейтраль питающей линии является совмещенным нулевым защитным- PE и нулевым рабочим - N проводником (PEN). В системе TN-C-S все открытые проводящие части эктроустановки имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции.
В настоящее время в нашей стране активно ведется работа по повышению уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий. Важнейшим аспектом этой работы является усовершенствование и упорядочивание требований нормативных документов, особенно в области стандартизации устройства электроустановок. С целью расширения области применения электрооборудования класса защиты I по электробезопасности и с учетом решения «О развитии нормативной базы для безопасного применения электрооборудования класса защиты I по электробезопасности в электроустановках зданий», утвержденного Госстроем России, Госстандартом России и Минтопэнерго России от 09.08.93, Департамент электроэнергетики и Главгосэнергонадзор Минтопэнерго России приняли решение о внесении изменений в гл. 7.1 Правил устройства электроустановок (ПУЭ, 6-е изд., 1986 г.) «Электрооборудование жилых и общественных зданий». В п. 2 этого решения указывалось: «Ввести дополнительный абзац в п. 7.1.33: В жилых и общественных зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до штепсельных розеток, должны выполняться трехпроводными (фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводники). Питание стационарных однофазных электроприемников следует выполнять трехпроводными линиями. При этом нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не следует подключать на щитке под один контактный зажим». Таким образом, был сделан первый шаг по пути внедрения в России в электроустановках жилых и общественных зданий системы заземления TN-C-S.
Система заземления ТN-С-S, позволяет в комплексе с широким внедрением УЗО обеспечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках без их коренной реконструкции

Обозначения для электроустановок напряжением до 1 кВ.

/1.7.3./ Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения: система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников; система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении; система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении; система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания; система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены; система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника. Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли: Т - заземленная нейтраль; I - изолированная нейтраль. Вторая-буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли: Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети; N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания. Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены; С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (

При эксплуатации домашней электропроводки наиболее важен вопрос безопасности эксплуатации бытовых электроприборов. Заземление электропроводки - основной способ минимизации воздействия на человека электрического тока в случае появления на металлическом корпусе бытовых электроприборов опасного для жизни человека потенциала.

Достаточно распространена проблема отсутствия заземления в квартире или в доме по причине питания от устаревших сетей конфигурации TN-C, в которых не предусмотрено заземление домашней электропроводки.

Для решения проблемы поступают следующим образом - выполняют заземление электропроводки посредством переделки системы TN-C в TN-C-S. В итоге неправильно выполненное заземление электропроводки делает эксплуатацию электропроводки еще более опасной, чем при отсутствии заземления как такового. В данной статье рассмотрим, чем опасно самостоятельное выполнение заземления посредством переделки системы TN-C в TN-C-S.

Чтобы понимать суть рассматриваемого вопроса рассмотрим, что собой представляют сети системы заземления TN-C и TN-C-S.

В системе TN-C рабочий нулевой проводник N и защитный заземляющий проводник PE совмещены в одном проводе на всем протяжении линии от трансформаторной подстанции до потребителя - так называемый PEN проводник. Причем данный совмещенный проводник заводится в квартиру или частный дом без разделения на нулевой рабочий и защитный проводники.

Нередко встречаются рекомендации относительно защиты домашних электроприборов путем зануления - присоединения заземляющего контакта в розетке к нулевому совмещенному проводнику PEN. В данном случае при появлении фазного напряжения на корпусе бытового электроприбора произойдет короткое замыкание и отключится автоматический выключатель в распределительном щитке.

Основной недостаток зануления заключается в том, что от домашнего распределительного щитка до места зануления на корпусах оборудования появится фазное напряжение.

То же самое будет и в случае обрыва нулевого провода от трансформаторной подстанции до ввода в дом - на корпусе зануленного оборудования гарантировано появится фазное напряжение электросети.

В связи с этим зануление в сети TN-C выполнять запрещено. То есть такая система в быту эксплуатируется как двухпроводная - используется только фазный и нулевой рабочий проводник для питания электроприборов.

Система TN-C-S отличается от системы TN-C тем, что совмещенный проводник PEN при заходе в здание разделяется на рабочий нулевой N и защитный PE. В данной сети, как и в сети TN-C на заземляющем проводнике появится опасный потенциал в случае обрыва совмещенного проводника PEN до точки разделения.

Поэтому для предотвращения негативных последствий обрыва нуля в сети конфигурации TN-C-S согласно ПУЭ предъявляются требования относительно механической устойчивости к повреждению проводника PEN на линии электропередач, организации надежных повторных заземлений проводника PEN, а также надежности шины заземления PE непосредственно в доме.

Только при соблюдении данных требований электрическую сеть можно эксплуатировать, как сеть конфигурации TN-C-S, то есть использовать защитный проводник PE для заземления домашней электропроводки.

Основная ошибка при самостоятельном выполнении заземления заключается в том, что система TN-C представляется просто как система TN-C-S, в которой нет разделения защитного проводника. В данном случае переделка системы TN-C в TN-C-S сводится просто к разделению в главном распределительном щитке совмещенного проводника PEN на рабочий нулевой N и защитный PE. При этом не учитывается текущее состояние питающей сети. Если изначально в данной сети не предусмотрено заземления, то высока вероятность, что причина заключается в несоответствии электрических сетей требованиям ПУЭ.

Во-первых, это техническое состояние электрической сети - если оно неудовлетворительное, то соответственно ни о какой механической устойчивости к повреждению PEN-проводника речи не может идти. Во-вторых, отсутствие на линии достаточного количества повторных заземлений нулевого проводника еще больше увеличивает шансы появления на заземляющем проводнике опасного потенциала, который возникнет в результате обрыва нуля на линии. То есть в таком случае самостоятельно выполненное заземление будет источником опасности для жителей, эксплуатирующие заземленные бытовые электроприборы.

В данном случае есть два варианта. Первый вариант - по-прежнему эксплуатировать двухпроводную электропроводку, то есть без заземления до того, как данная проблема не будет решена путем приведения технического состояния питающих сетей к соответствию требований, предъявляемых к сети TN-C-S согласно ПУЭ.

Второй вариант - перейти на , то есть сделать индивидуальный заземляющий контур, а совмещенный проводник PEN питающих электрических сетей использовать только в качестве рабочего нулевого провода N. Данный вариант актуален для жителей частных домов или для жителей квартир первых этажей, у которых есть возможность монтажа индивидуального контура заземления электропроводки.

Андрей Повный