Системите за заземяване на електроразпределение за ниско напрежение са разделени на три типа: IT система, TT система и TN система и тези три метода на заземяване са много лесни за объркане. Днес ще говоря изчерпателно за съдържанието на тези три системи, надявайки се да бъда полезен на всички.
1. Определение
Съгласно текущия национален стандарт „Кодекс за проектиране на разпределение за ниско напрежение“ (GB50054), има три форми на заземяване на разпределителни системи за ниско напрежение, а именно IT система, TT система и TN система.
(1). Първата буква показва връзката между захранващия терминал и земята.
T-Неутралната точка на силовия трансформатор е директно свързана със земята.
I-Неутралната точка на силовия трансформатор е незаземена или е заземена чрез висок импеданс.
(2) Втората буква показва връзката между откритите проводими части на електрическото устройство и земята.
T - Откритите проводящи части на електрическите инсталации са директно свързани със земята в точка, която е електрически независима от точката на заземяване на клемата за захранване.
N-Откритите проводими части на електрическата инсталация имат директна електрическа връзка към заземителната точка на захранващия терминал.
Тогава S: защитната линия (PE линия) и неутралната линия (N линия) са напълно разделени; C: защитната линия и неутралната линия са комбинирани в една; CS: част е интегрирана и част е отделена;
2. Цялостен анализ
1.ИТ система
(1) ИТ система е система, в която неутралната точка на електрозахранването не е заземена, а откритите проводящи части на електрическото оборудване са директно заземени. ИТ системите могат да имат неутрални проводници, но IEC силно препоръчва да не ги настройвате. Тъй като, ако е зададена неутрална линия и възникне заземяване във всяка точка на линията N в IT системата, системата вече няма да бъде IT система.
снимка
Схема на свързване на ИТ система
(2) Неутралната точка на силовия трансформатор не е заземена (или заземена чрез висок импеданс), докато корпусът на електрическото оборудване използва защитно заземяване.
снимка
Подходящо е за места с лоши условия на околната среда и предразположени към еднофазно заземяване или пожар и експлозия, като 10KV и 35KV системи с високо напрежение и някои системи за захранване с ниско напрежение в мини и подземни мини.
Забележка: В IT системите, когато възникне еднофазно заземяване в електрическо оборудване, токът, протичащ през човешкото тяло, е предимно капацитивен ток. При нормални обстоятелства този ток не е голям, но ако силата на изолацията на електрическата мрежа намалее значително, този ток може да достигне опасни нива.
снимка
Характеристики на ИТ системата:
Когато възникне първото заземяване в ИТ системата, това е само капацитивният ток без повреда към земята. Стойността му е много малка. Напрежението на откритата проводяща част към земята не надвишава 50V. Не е необходимо незабавно да прекъсвате веригата за повреда, за да осигурите непрекъснатост на захранването; - Възникване При повреда на земята напрежението към земята се увеличава 1,73 пъти; - 220Натоварването V трябва да бъде оборудвано с понижаващ трансформатор или изключително захранвано от захранване извън системата; - Инсталирайте монитор за изолация. Място на употреба: изискванията за непрекъснатост на електрозахранването са високи, като аварийно захранване, болнична операционна зала и др.
Когато разстоянието на захранване не е много голямо, ИТ системата за захранване има висока надеждност на захранването и добра безопасност. Обикновено се използва на места, където прекъсванията на електрозахранването не са разрешени или където се изисква непрекъснато електрозахранване, като производство на електрическа стомана, операционни зали в големи болници, подземни мини и т.н. Условията на захранване в подземните мини са относително лоши и кабелите са податливи на влага.
Използвайки IT система за захранване, дори ако неутралната точка на захранването не е заземена, след като оборудването изтече, еднофазният ток на утечка на земята все още ще бъде малък и няма да разруши баланса на захранващото напрежение, така че е по-безопасна от система със заземена неутрална точка на захранването. Въпреки това, ако се използва на голямо захранващо разстояние, разпределеният капацитет на захранващата линия към земята не може да бъде пренебрегнат.
Когато възникне повреда на късо съединение в товара или утечка на ток причинява електрифициране на корпуса на оборудването, токът на утечка образува верига през земята и защитното оборудване може да не работи непременно, което е опасно. По-безопасно е само ако разстоянието на захранване не е твърде голямо. Този метод на електрозахранване е рядък на строителните обекти.
2.TT система
(1) Системата ТТ е система, в която неутралната точка на електрозахранването е директно заземена, както и откритите проводящи части на електрическото оборудване също са директно заземени. Обикновено заземяването на неутралната точка на захранването се нарича работно заземяване, а заземяването на откритите проводящи части на оборудването се нарича защитно заземяване.
В система TT тези две основания трябва да са независими едно от друго. Заземяването на оборудването може да се състои в това, че всяко оборудване има свое собствено независимо заземително устройство или няколко устройства могат да споделят едно заземително устройство.
снимка
Схема на свързване на системата TT
(2) Неутралната точка на силовия трансформатор е заземена, а обвивката на електрическото оборудване приема защитно заземяване. Неговата метална обвивка е директно заземена на ниво на заземяване, което няма нищо общо с точката на заземяване на захранващия терминал, наричана защитно заземяване или заземителна система.
снимка
Основните предимства на системата TT са:
(a) Може да потисне пренапрежението, което се получава в електрическата мрежа за ниско напрежение, когато линии с високо напрежение са свързани с линии с ниско напрежение или се получи разрушаване на изолацията между намотките с високо и ниско напрежение на разпределителните трансформатори.
(b) Има определена способност за утечка срещу пренапрежение от мълния на електрическа мрежа с ниско напрежение.
(c) В сравнение със случая на електрически уреди с ниско напрежение, които не са заземени, когато електрически уред претърпи инцидент с черупка, напрежението на черупката спрямо земята може да бъде намалено, като по този начин се намалява рискът от токов удар.
(d) Тъй като земният ток е сравнително голям, когато еднофазният е заземен, защитното устройство (предпазител срещу утечки) може да работи надеждно и повредата може да бъде отстранена навреме.
(e) Еднофазната заземена точка на повреда има ниско напрежение към земята и голям ток на повреда, което кара предпазителя за утечки да действа бързо, за да прекъсне захранването, което е полезно за предотвратяване на инциденти с токов удар.
(f) PT линията не е свързана с неутралната линия. Инсталирането на линията е ясно и интуитивно и няма риск от инциденти, причинени от неправилно окабеляване. Големите строителни обекти, където няколко строителни единици изграждат едновременно, могат да настроят PT линии на части и единици. Благоприятства безопасното управление на захранването и спестява използването на проводници.
(g) Няма нужда да се заравят повтарящи се заземителни проводници под всяко електрическо оборудване, което може да спести разходите за заравяне на заземителни проводници. Може също така да помогне за подобряване на качеството на заземяващите проводници и да гарантира, че съпротивлението на заземяването е по-малко или равно на 10Ω, което прави защитата на електрическата безопасност по-надеждна.
Основните недостатъци на системата TT са:
(a) Когато линиите с ниско и високо напрежение са ударени от мълния, в разпределителния трансформатор може да възникне пренапрежение при преобразуване в права и обратна посока.
(b) Защитният ефект от заземяването на черупките на електрическите уреди с ниско напрежение не е толкова добър, колкото този на IT системите.
(c) Когато металната обвивка на електрическото оборудване е заредена (фазов проводник се удари в обвивката или изолацията на оборудването е повредена и изтича), рискът от токов удар може да бъде значително намален поради защитата за заземяване. Въпреки това, прекъсвачът за ниско напрежение (автоматичният превключвател) може да не се задейства, причинявайки напрежението на корпуса на оборудването за утечка към земята да бъде по-високо от безопасното напрежение, което е опасно напрежение.
(d) Когато токът на утечка е сравнително малък, дори и да има предпазител, той може да не успее да изгори, така че е необходим предпазител срещу утечка за защита, така че е трудно да се насърчава системата TT.
(e) Заземяващото устройство на системата TT изразходва много стомана и е трудно за рециклиране, което отнема време и материали.
Приложения на системата TT:
В системата TT, тъй като заземяващото устройство е разположено близо до оборудването, вероятността PE линията да бъде изключена е малка и лесна за откриване.
Когато оборудването на системата TT работи нормално, черупката не се зарежда. Когато възникне повреда, високият потенциал на обвивката няма да се предаде на цялата система по PE линията. Следователно системата TT е подходяща за захранване на чувствително към напрежение оборудване за обработка на данни и прецизно електронно оборудване и има предимства в опасни места като опасност от експлозии и пожар.
Системата TT може значително да намали напрежението на повреда на оборудването за утечка, но като цяло не може да го намали до безопасен диапазон. Следователно, когато се използва система TT, трябва да се монтира устройство за защита от течове или устройство за защита от свръхток, като първото е за предпочитане.
Системата TT се използва главно за потребители с ниско напрежение, тоест за малки потребители, които не са оборудвани с разпределителни трансформатори и въвеждат захранване с ниско напрежение отвън.
3. TN система
Системата TN е система, в която неутралната точка на захранването е директно заземена, а откритите проводими части на оборудването са директно електрически свързани към неутралната точка на захранването.
В TN система откритите проводящи части на цялото електрическо оборудване са свързани към защитния проводник и към точката на заземяване на електрозахранването, което обикновено е неутралната точка на електроразпределителната система.
Електрическата система на системата TN има точка на директно заземяване, а откритите проводящи части на електрическата инсталация са свързани към тази точка чрез защитен проводник.
Системата TN обикновено е трифазна електрическа мрежа със заземена неутрална точка. Неговата характеристика е, че откритата проводяща част на електрическото оборудване е директно свързана към точката на заземяване на системата. Когато възникне късо съединение поради сблъсък на корпуса, токът на късо съединение образува затворен контур през металната жица. Образува се метално еднофазно късо съединение, като по този начин се генерира ток на късо съединение, достатъчно голям, за да позволи на защитното устройство да работи надеждно и да отстрани повредата.
Ако работещата неутрална линия N е многократно заземена и кутията е съединена накъсо, част от тока може да бъде отклонена към повторната точка на заземяване, което ще доведе до неуспех на защитното устройство или отказ да работи, усилвайки повредата.
В системата TN, т.е. трифазната петпроводна система, линията N и линията PE са положени отделно и изолирани една от друга. В същото време PE линията е свързана към корпуса на електрическото оборудване вместо N линията. Следователно това, което ни притеснява най-много, е потенциалът на линията PE, а не потенциалът на линията N, така че повторното заземяване във веригата не е повторно заземяване на линията N.
Ако линията PE и линията N са заземени заедно, тъй като линията PE и линията N са свързани в точката на повтарящо се заземяване, няма разлика между линията PE и линията N в окабеляването между точката на повтарящо се заземяване и работна точка на заземяване на разпределителен трансформатор. Токът на неутралната линия се споделя от линията N и линията PE и част от тока се шунтира през повтарящата се точка на заземяване. Тъй като може да се счита, че няма PE линия пред повтарящата се точка на заземяване, има само PEN линия, съставена от оригиналната PE линия и линията N в паралел. Предимствата на оригиналната система TN-S ще бъдат загубени, така че линията PE и линията N не могат да бъдат общо заземени.
В системата TN тя е разделена на три форми: система TN-S, система TN-C и система TN-CS според това дали защитната неутрална линия е отделена от работната неутрална линия.
(1), система TN-C
снимка
Схема на свързване на системата TN-C
(1) В системата TN-C функциите на линията PE и линията N се комбинират и проводник, наречен линия PEN, поема функциите и на двете. При електрическото оборудване PEN проводникът е свързан както към неутралната точка на товара, така и към откритите проводими части на оборудването. Поради присъщите си технически недостатъци, сега рядко се използва, особено в гражданското електроразпределение, където системата TN-C по принцип не е разрешена за използване.
(2) Неутралната точка на силовия трансформатор е заземена, а защитната неутрална линия (PE) и работната неутрална линия (N) са споделени (наричани PEN), което се нарича трифазна четирипроводна система. Сред тях ролята на неутралната линия (N линия):
Единият се използва за осигуряване на фазово напрежение;
Вторият се използва за провеждане на небалансиран ток;
Третото е да се намали отместването на напрежението на неутралната точка.
снимка
Характеристики на системата TN-C:
(a) Когато обвивката на оборудването е заредена, системата за защита от нулева връзка може да увеличи тока на утечка в ток на късо съединение. Всъщност това е повреда на късо съединение между фаза и земя. Предпазителят ще изгори или автоматичният превключвател ще се задейства, прекъсвайки захранването на дефектното оборудване, което е по-безопасно.
(b) Системата TN-C е приложима само когато трифазният товар е основно балансиран. Ако трифазният товар е небалансиран, ще има небалансиран ток на работната неутрална линия и напрежение на земята, така че металът на електрическото оборудване, свързано към защитната линия, ще има определено напрежение.
(c) Ако работната неутрална линия е прекъсната, обвивката на захранваното оборудване, свързано към нулевата защитна линия, ще бъде заредена.
(d) Ако фазовият проводник на електрозахранването е заземен, потенциалът на корпуса на оборудването ще се увеличи, което ще доведе до разпространение на опасния потенциал върху нулевия проводник.
(д) Когато използвате прекъсвач за утечка на главната линия на системата TN-C, всички тежки заземявания зад работната неутрална линия трябва да бъдат отстранени, в противен случай превключвателят за утечки не може да се затвори и всички повтарящи се заземявания зад работната неутрална линия трябва да се отстрани, в противен случай превключвателят за утечки Портата не може да бъде затворена и работещата неутрална линия не може да бъде изключена при никакви обстоятелства. Следователно на практика работещата неутрална линия може да бъде многократно заземена само от горната страна на прекъсвача за утечка.
(f) Когато трифазният товар е небалансиран, ще се появи небалансиран ток на неутралната линия и ще се появи напрежение между неутралната линия и земята. Докосването на неутралната линия може да причини токов удар.
(ж) Неутралната линия, минаваща през превключвателя за защита от течове, може да се използва само като работна неутрална линия и не може да се използва като защитна неутрална линия на електрическо оборудване. Това се определя от принципа на работа на превключвателя за теч.
(h) Еднофазно електрическо оборудване, свързано към двуполюсен превключвател за защита от течове, като например защитната неутрална линия на неговата метална обвивка, използвана в система TN-C, е строго забранено да се свързва към работната неутрална линия на веригата , нито е разрешено да се свързва към PEN линията пред превключвателя за защита от течове е лесно да бъде неправилно свързана по време на употреба.
(i) Свързващият проводник на устройството за повторно заземяване е строго забранено да се свързва към работещата неутрална линия, минаваща през превключвателя за утечка.
(2), система TN-S
снимка
Схема на свързване на системата TN-S
(1) Неутралната линия N на системата TN-S е същата като тази на системата TT. За разлика от системата TT, откритата проводяща част на електрическото оборудване е свързана към неутралната точка на електрозахранването чрез PE линията и споделя заземяващото тяло с неутралната точка на системата, вместо да бъде свързано към собственото си специално заземяващо тяло , неутрална линия (N линия) Тя е отделна от защитната линия (PE линия).
Най-голямата характеристика на системата TN-S е, че след като линията N и линията PE са разделени в неутралната точка на системата, вече не може да има електрическа връзка. След като това условие бъде унищожено, системата TN-S повече няма да бъде установена.
(2) Напълно отделете работната неутрална линия и защитната неутрална линия, като по този начин преодолеете недостатъците на захранващата система TN-C, така че системата TN-C вече не се използва на строителната площадка.
Система TN-S В тази система работната неутрална линия N и защитната неутрална линия PE са напълно отделени от неутралната точка на края на захранването. Тази система обикновено се нарича трифазна петпроводна система.
снимка
Когато фазовият проводник на електрическото оборудване удари черупката и е директно съединен накъсо, може да се използва предпазител от свръхток, за да се прекъсне захранването.
Когато N линията е изключена, като например трифазното натоварване е небалансирано, потенциалът на неутралната точка се увеличава, но черупката няма потенциал и PE линията също няма потенциал;
Началото и краят на PE линията в системата TN-S трябва многократно да се заземяват, за да се намали рискът, причинен от счупване на PE линията.
Системата TN-S е подходяща за промишлени предприятия и големи граждански сгради.
Понастоящем строителни обекти, които използват един трансформатор за захранване или чиито преобразувателни и разпределителни станции са близо до строителната площадка, основно използват системата TN-S. Във връзка с поетапната защита от течове, тя наистина изигра роля в осигуряването на безопасността на строителната електрическа енергия.
Характеристики на системата TN-S:
(a) Когато системата работи нормално, няма ток по специалната защитна линия, но има небалансиран ток по работната неутрална линия. Няма напрежение между линията PE и земята, така че нулевата защита на металната обвивка на електрическото оборудване е свързана към специалната защитна линия PE, която е безопасна и надеждна.
(b) Работната неутрална линия се използва само като еднофазна верига за осветително натоварване.
(c) Специалната защитна линия PE не е разрешено да бъде изключвана, нито е позволено да влиза в превключвателя за течове.
(d) Предпазители срещу течове се използват на магистралните линии, така че предпазители срещу течове могат да бъдат инсталирани и на магистралните линии на електрозахранването на системата TN-S.
(e) Системата за захранване TN-S е безопасна и надеждна и е подходяща за системи за захранване с ниско напрежение, като промишлени и граждански сгради.
(f) Защитете неутралната линия. Категорично не е позволено PE линията да се изключва, нито да влиза в превключвателя за теч.
(g) Електрическото оборудване в една и съща енергийна система не е разрешено да бъде частично заземено и частично свързано към нула. В противен случай, когато оборудването за защитно заземяване протече, потенциалът на заземяващия проводник на неутралната точка ще се повиши, което ще доведе до зареждане на черупките на цялото оборудване със защитно заземяване.
(h) Изисквания за материали и свързване за защитната неутрална PE линия: напречното сечение на защитната неутрална линия не трябва да бъде по-малко от напречното сечение на работната неутрална линия и трябва да се използва жълт/зелен двуцветен проводник . Защитната неутрална линия, свързана към електрическото оборудване, трябва да бъде изолиран многожилен меден проводник с напречно сечение не по-малко от 2,5 mm2.
Защитната неутрална линия и електрическото оборудване трябва да бъдат свързани с надеждни връзки като медни носове и не трябва да се използват панти; клемните стълбове на електрическото оборудване трябва да бъдат поцинковани или покрити с антикорозионна грес. Защитната неутрална линия трябва да бъде свързана през клеморед в разпределителната кутия и не трябва да се използва на други места. Появява се конекторът.
(3) TN-CS система
снимка
Схема на свързване на системата TN-CS
(1), TN-CS
Системата е комбинация от системата TN-C и системата TN-S. В системата TN-CS секцията от захранването използва системата TN-C. Тъй като в тази секция няма електрическо оборудване, тя играе само ролята на предаване на електрическа енергия. В определена точка близо до електрическия товар линията EN се разделя, за да образува отделна линия N и линия PE. От този момент нататък системата е еквивалентна на системата TN-S.
(2) В цялата система работната неутрална линия и защитната неутрална линия са частично споделени. Тази система е локална трифазна петпроводна система. Първата част е системата TN-C, а втората част е системата TN-S. Интерфейсът е в точката на свързване между N линията и PE линията.
снимка
Когато възникне еднофазен сблъсък в електрическото оборудване, същото като в системата TN-S
Когато линията N е прекъсната, повредата е същата като тази на системата TN-S.
В системата TN-CS PEN трябва да се заземява многократно, но N линията не трябва да се заземява многократно. Корпусът на оборудването, свързан с PE линията, никога няма да бъде зареден по време на нормална работа, така че системата TN-CS подобрява безопасността на операторите и оборудването. Обикновено системата TN-CS се приема на строителната площадка, когато трансформаторът е далеч от площадката или няма специфичен за конструкцията трансформатор.
Характеристики на системата TN-CS:
(a) Системата TN-CS може да намали напрежението между корпуса на двигателя и земята, но не може напълно да елиминира това напрежение. Размерът на това напрежение зависи от дисбаланса на товара и дължината на линията. Изисква се небалансираният ток на натоварване да не е твърде голям и PE линията трябва многократно да се заземява.
(b) PE линиите не могат да влязат в предпазителя срещу течове при никакви обстоятелства, тъй като действието на предпазителя срещу течове в края на линията ще доведе до задействане на предпазителя срещу течове на предния етап и ще причини мащабно прекъсване на захранването.
(c) С изключение на линията PE, която трябва да бъде свързана към линията N в главната кутия, линията N и линията PE не могат да се свързват към друга подкутия. Не е позволено да се монтират превключватели или предпазители на PE линията.
Всъщност системата TN-CS е модификация на системата TN-C. Когато трифазният силов трансформатор е в добро състояние на заземяване и трифазният товар е относително балансиран, системата TN-CS има добри резултати в практиката на консумация на енергия в строителството. Въпреки това, когато трифазният товар е небалансиран и има специален силов трансформатор на строителната площадка, трябва да се използва захранващата система TN-S.
