По сей день в эпоху стремительного роста научно-технического прогресса и внедрения в нашу жизнь суперпродвинутых инноваций основная масса населения пользуется устаревшей системой заземления электрических сетей TN-C. Времена, когда среднестатистический российский пользователь с недоумением рассматривал трехштекерную вилку зарубежных бытовых электроприборов, ставших в одночасье доступными для всеобщего приобретения, конечно, уже прошли. Но, к сожалению, до сей поры полной ясности в том, для чего, так называемая, евровилка укомплектована третьим штекером, у большинства еще нет. Для того чтобы окончательно решить этот вопрос, необходимо разобраться с существующими вариантами защиты электрических сетей, а также подробно рассмотреть, что такое система заземления TN-C-S. Описание упомянутого варианта защиты, а также его плюсы и минусы мы предоставили ниже.
Существующие системы заземления
В Российской Федерации в электросетях обслуживающих жилой фонд применяются следующие :
- TN-C-S
TN-C . Устаревшая, но самая распространенная система. Львиная доля частного сектора и устаревшего жилого фонда многоквартирных домов пользуется данным типом электроснабжения. При системе TN-C заземляющий контур обустроен на трансформаторной понижающей подстанции, обслуживающую дом или улицу, нулевая точка трансформатора наглухо заземлена. Проводник, подключенный к нулевой точке PEN, подается в жилье и выполняет функции нулевого рабочего PN и защитного провода PE. В связи с тем, что TN-C наиболее проста и экономична, она в полной мере не отвечает требованиям электробезопасности. При таком варианте электроснабжения, согласно ПУЭ, запрещено использование электроприборов без дополнительного заземления в помещениях с повышенной влажностью, таких как бани, ванные комнаты и душевые.
TN-S . В этом случае нулевой PN и защитный PE проводники выполнены раздельно. Данный тип защиты в полной мере обеспечивает мероприятия безопасности от поражения электрическим током, поэтому при организации электроснабжения новых микрорайонов используют именно его.
Системы TT и IT используются в специальных условиях, о них мы поговорим в отдельных статьях. Сейчас же более подробно рассмотрим плюсы и минусы, а так же что собой представляет система TN-C-S.
Описание схемы электроснабжения TN-C-S
Перевод энергоснабжения жилого фонда, с системы TN-C на TN-S в настоящее время не реален, потому что потребует колоссальных затрат на модернизацию. Для обеспечения соответствующих норм электробезопасности оптимальным вариантом будет использование системы TN-C-S, которая является комбинацией TN-C и TN-S.
Смысл ее заключается в том, что от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) дома или коттеджа электроснабжение осуществляется с использованием одного проводника PEN. В водных распределительных устройствах (ВРУ) подъездов или частных домов, оборудованных повторным заземлением, происходит разделение PEN на нулевой PN и защитный проводник PE.
Согласно схеме предоставленной ниже, при заземлении типа TN-C-S к клеммам потребителей трехфазной нагрузки подводится 4 проводника, 3 из которых являются фазными проводами А, В, С, а четвертый – нейтральным проводом PN.
Защитный провод PE выполнен в виде перемычки между металлическим корпусом электроприбора и заземляющим контуром. Подключение потребителя к однофазной сети осуществляется одним фазным проводом и нейтралью PN с последующим заземлением корпуса выполненного из металла.
Схема разделения проводника PEN в ВРУ:
Очень важно соблюсти необходимую величину сечения перемычки между нулевой шиной PN и шиной заземляющего контура дома. В соответствии с ПУЭ сечение перемычки должно быть:
- для меди – 10 мм 2 ;
- для алюминия – 16 мм 2 .
Как сделать заземляющий контур
В многоквартирных домах мероприятиями по переходу на систему заземления TN-C-S, как правило, занимаются специализированные предприятия. Они производят соответствующие переключения в ВРУ дома или подъезда и обустраивают дополнительный заземляющий контур. Практика показывают, что бывают случаи, когда безграмотные в вопросах электротехники, но не в меру активные жильцы, пытаются совершить модернизацию схемы электроснабжения для своей отдельно взятой квартиры самостоятельно. Для этой цели в качестве заземляющего контура они пытаются использовать стояки водопровода или теплоснабжения, что категорически запрещено, т.к. данный способ неизбежно приводит к электротравматизму и оказывает пагубное воздействие на срок службы трубопроводов и приборов отопления.
Для условий частного дома изготовить дополнительное заземление не сложно, самой популярной и надежной является замкнутая схема в виде треугольника:
Электрод, погруженный в землю – уголковая сталь, перемычка – стальная полоса, заземляющий проводник – стальной прут. Площадь поперечного сечения стальных комплектующих контура должна быть не менее 50 мм 2 . Более подробно о том, мы рассказывали в отдельной статье!
Преимущества и недостатки TN-C-S
Заземление типа TN-C-S, как и другие системы имеет свои плюсы и минусы. К значительным ее преимуществом можно отнести простоту и экономичность, способность обеспечить должный уровень электробезопасности. Серьезным недостатком TN-C-S является то, что при обрыве проводника PEN на участке до его разделения проводник PE, а также все заземленные металлические корпуса электроприборов будут находиться под напряжением.
Одним из лучших технологических способов защиты от возможного поражения электрическим током при использовании электроприборов, является заземление.
На данный момент заземление – это целая система, которая создается еще на стадии проектирования помещения, и требует серьезного подхода при выполнении ее монтажа.
Для приведения к единому стандарту Международная электротехническая компания разработала классификацию систем заземления, которые используются при электрификации помещений.
Согласно этого стандарта, существует три вида систем, одна из которых включает в себя дополнительно еще три подсистемы.
Обозначение систем, расшифровка
Для обозначения каждой системы, используется буквенный индекс, состоящий из нескольких букв.
Первая, стоящая в индексе буква указывает на характер заземления основного источника питания приборов (трансформаторной подстанции), а вторая – на заземление открытых участков электрических установок.
Для обозначения используются определенные буквы латинского алфавита, каждая из которых имеет свою расшифровку:
- Т – заземлено (от «Terre» — земля);
- N – занулено, подключено к нейтрали источника (от «Neuter» — нейтраль);
- I – изолировано (от «Isole» — изоляция).
Вот эти три буквы и используются для обозначения систем заземления, которые входят в международный стандарт.
Три системы заземления согласно МЭК имеют обозначение:
- TN (которая в свою очередь делится на подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S);
Дополнительно классификацией введено буквенное обозначение нулевых проводников, задействованных в системах заземления:
- N – рабочий;
- РЕ – защитный;
- PEN – комбинированный (совмещенный), включающий в себя и рабочий, и защитный нулевые проводники.
Все указанные системы имеют свои конструктивные особенности, что предопределяет их сферу использования.
Для использования в жилых помещениях более подходящими являются подсистемы заземления TN.
Система TT применима для мобильных построек (строительных и иных вагончиков, киосков, имеющих металлические поверхности), а вот IT используется в основном для организации заземления лабораторий.
Используемая при электрификации помещений система заземления обязательно указывается в проектной документации, поскольку для проведения обслуживающих и ремонтных работ нужно чтобы электрик точно знал, какая из систем использована.
Имеющийся стандарт системы заземлений – международный, поэтому он используется и у нас.
Причем весь регламент, действующий у нас и касающийся систем заземления, полностью прописан в правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Причем ПУЭ действует как на территории РФ, так и Украины.
Эти правила являются общим положением для правильного проведения электрификации, эксплуатации электроприборов и обеспечения защиты.
Система TN и ее подсистемы, их особенности, достоинства, недостатки
Общая особенность системы TN сводится к тому, что нейтраль источника питания имеет глухое заземление (подключено к заземляющему контуру, установленному рядом с подстанцией).
К этому заземлению и подключаются открытые участки электрической проводки посредством нулевых проводников.
Имеющиеся подсистемы как раз и разделяются по способу подключения этих проводников к заземлению.
Система TN-C – один из самых распространенных видов заземления, который на данный момент является уже устаревшим, но часто встречается в домах старых построек.
Она отличается тем, что проводники N и PЕ (рабочий и защитный), объединены в единый по всей системе – PEN-проводник.
Широкое распространение эта система получила благодаря простоте монтажа и экономичности, поскольку не требует укладки и подключения дополнительных проводов. Это и является ее основными достоинствами.
Но в этой системе не предусмотрено отдельное защитное заземление. То есть, на конечной точке электропроводки жилого дома – розетке, оно отсутствует, что значительно понижает безопасность использования электроприборов в жилье.
Присутствующий же в системе PEN-проводник подводится только к электрощитам – вводному и этажному.
Из-за этих конструктивных особенностей при монтаже новых линий электросетей, а также реконструкции, уже существующих запрещено использовать данную систему.
Для повышения безопасности нередко используется зануление, позволяющее бороться с короткими замыканиями, которые могут возникнуть в сети.
Если замыкание произойдет, зануление обеспечит срабатывание для обесточивания электросети дома.
В новых постройках система TN-C уже не применяется, для них более предпочтительна система TN-S.
Она характеризуется тем, что рабочий и защитный нулевой проводники – раздельны по всей системе. То есть, проводка включает в себя отдельно N и PE-проводники.
Эта система отличается обеспечением высокой степени безопасности человека и защиты оборудования и электроприборов, поскольку защитное заземление имеют даже конечные точки электросети.
К тому же, в ней не образовываются высокочастотные помехи, которые могут возникать в первой системе во время использования пылесоса, дрели и прочих электроприборов.
К достоинствам этой системы также относится отсутствие надобности в периодической проверке состояния контура заземления.
При этом стоимость прокладки такой системы очень высокая. Обусловлено это тем, что при монтажных работах необходимо укладывать многожильные кабели.
Для однофазной сети кабель должен содержать 3 жилы (фазная, рабочая нулевая N и защитная PE).
А для трехфазной – кабель нужен уже 5-жильный (3 фазных – А, В, С, а также N и РЕ).
Именно высокая стоимость и является основным недостатком этой системы.
Последняя подсистема – TN-C-S объединяет в себе конструктивные особенности двух предыдущих систем.
Основное ее отличие заключается в том, что от подстанции на жилой дом идет PEN-проводник. Но на определенном этапе производится его разделение на рабочий N-проводник и защитный РЕ-проводник.
Обычно разделение делается на вводно-распределительном устройстве (ВРУ), то есть, на входе в дом.
При этом после разделения для PE-проводника делается повторное заземление, путем соединения его с заземляющим контуром дома.
После расщепления к квартирным щиткам уже подводится раздельные нулевые проводники, что позволяет создать защитное заземление на конечных точках сети. То есть, получается, что до ВРУ идет система TN-C, а после него – уже TN-S.
Такая система достаточно перспективная у нас, поскольку позволяет быстро и с небольшими затратами модернизировать систему TN-C, тем самым значительно повысив безопасность при использовании бытовыми электроприборами.
Но есть у нее и один недостаток, который сводится к тому, что в случае повреждения PEN-проводника, проводка полностью лишается заземления, что может привести к поражению электрическим током, поскольку корпусы электроприборов могут оказаться под напряжением.
Особенности системы ТТ
Система ТТ предназначена для обеспечения заземления зданий, у которых невозможно создать необходимые условия по электробезопасности для использования подсистем TN.
В первую очередь таким условием является ненадежность воздушных линий электропередач и отсутствие дублирующего заземления на опорах.
Также ТТ применяется для обеспечения безопасности мобильных построек и здания, имеющих токопроводящие поверхности (киоски, контейнеры, вагончики, сделанные из металла).
Особенность этой системы сводится к тому, что заземляющие контуры применяются отдельно для подстанции и помещения, поэтому никаких нулевых проводников между ними нет.
К тому же в этой системе не допускается какое-либо пересечение между N и РЕ-проводниками. То есть, для каждого из них должен предусматриваться свой заземляющий контур.
Благодаря таким конструктивным решениям удается обеспечить изоляцию токопроводящих поверхностей, а также зданий от возможного обрыва линии электропередач.
Отметим, что при организации ТТ требуется использование устройств защитного отключения () на все группы линий электросети, чтобы обеспечить защиту от случайного контакта с токоведущими частями электроприборов, а также для безопасности в случае образования утечки тока в доме.
Она обладает высокими показателями по безопасности, и отлично подходит для частных домов, временных строений и т. д.
К недостаткам же ТТ относится надобность в тщательном подборе защитных автоматических выключателей и правильный расчет их рабочих параметров.
К тому же существует вероятность одновременного отказа УЗО и пробоя фазы на корпус электроприбора.
В результате вся линия РЕ-проводника и открытые токопроводящие участки оказываются под напряжением.
Система IT
Система IT предназначена для использования в учреждениях, где могут использоваться высокочувствительные приборы (лаборатории, медучреждения).
Особенность IT сводится к тому, что нейтраль трансформаторной подстанции заизолирована по отношению к земле, или же для заземления используются специальные приборы и устройства, обладающие высоким сопротивлением.
А вот открытые участки электроустановок заземлены классическим способом – через заземляющий контур.
Использование системы IT обеспечивает минимальное воздействие электромагнитных полей на чувствительную аппаратуру.
Вопрос-ответ
Теперь пройдемся по некоторым вопросам, касающимся заземления жилищ, которые часто задают люди.
Вопрос 1: Какой лучше использовать материал при установке заземлений?
Это важный вопрос, поскольку от этого зависит работоспособность всей сети.
Основными в заземлении являются контуры, которые обеспечивают отвод электрического тока и рассеивание его в землю.
Для создания контуров применяются изделия из металла или меди. Состоит он из вертикальных (электродов) и горизонтальных (обвязки) электродов.
Согласно ПУЭ в качестве вертикальных электродов можно использовать стальные пруты диаметром 16 мм.
Или же уголки сечением 100 мм и толщиной не менее 4 мм.
Подойдут и стальные трубы диаметром 32 мм, со стенками не менее 3,5 мм.
Если же материал изготовления электродов – медь, то можно использовать пруты диаметром 12 мм, трубы – 20 мм.
Для обвязки же подойдут стальные пруты на 10 мм или лента сечением 100 мм.
Что касается меди, то помимо прутов и труб для обвязки можно использовать медный многожильный трос сечением не менее 35 мм.
Что касается проводников, то для организации N и PEN-проводников должны использоваться медные провода сечением не менее 10 мм, и алюминиевые – не менее 16 мм.
Вопрос 2: Как распознать, какая система используется в доме?
Если нет возможности узнать в технической документации, какая из систем применена в доме, то можно узнать ее по определенным признакам.
Следует посмотреть на вводную проводку в ВРУ. Если при однофазной сети на ВРУ подходит 2 провода или 4 – при трехфазной сети, то это указывает на использование TN-C или TN-C-S.
Далее следует рассмотреть клемму подключения PEN-провода, если на ней происходит разделение проводки, то есть после ввода далее на квартиры идет отдельно N и PE-проводники, то это указывает на использование TN-C-S системы.
Если же количество входящих проводов на 1 больше (однофазная – 3 провода, а трехфазная – 5 проводов) – это означает, что в доме установлена система TN-S.
Вопрос 3: Если в доме используется система TN-C, можно ли ее модернизировать?
Переделать TN-C под более современную вполне можно. И для этого лучше использовать TN-C-S.
В таком случае не придется менять нулевой проводник на участке от подстанции к ВРУ.
Для доработки существующей системы достаточно будет провести монтаж дополнительного провода от ВРУ до распределительного щита, а также провести расщепление PEN-проводника на N и PE.
Проложенный провод и будет играть роль защитного проводника (РЕ). Важно только после расщепления его дополнительно заземлить.
Но помните, модернизация системы должна проводиться только квалифицированными специалистами.
С электричеством шутки плохи. Удачи.
ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНЫМ:
Здравствуйте, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».
Начинаю серию статей про системы заземления. И сегодня Вашему вниманию я представляю статью на тему системы заземления TN-C.
Для чего же нужно знать про системы заземления?
Да все очень просто. Когда мы приобретаем квартиру, дачу или дом (коттедж), мы сталкиваемся с многочисленными вопросами в области . В ответ же слышим разносторонние ответы от специалистов. Кто-то советует провести монтаж контура заземления, другие дают совет по занулению электрооборудования, а третьи вообще говорят все оставить как есть.
Как же понять — кто прав, а кто нет? Какого мнения стоит придерживаться?
Впредь чтобы не возникало подобных вопросов, мы с Вами подробно и поочередно познакомимся со всеми системами заземления.
Система заземления TN-C
Самая старая и распространенная система заземления, которая существовала в нашей стране очень долгое время и, к сожалению, продолжает существовать — это система TN-C.
Заземление в такой системе выполнено следующим образом: (другими словами заземляющее устройство ЗУ) выполнен на трансформаторной подстанции ТП, питающей наш дом.
Нулевой проводник соединен с контуром заземления и приходит к потребителю одним проводом (PEN) в качестве защитного и рабочего проводника. Нулевой проводник в данной системе так и называется — PEN проводник.
Для наглядности приведу схему на примере жилого дома.
В таком случае выполняется кабелями с двумя жилами (фаза, PEN) при однофазном питании квартиры или с четырьмя жилами (А,В,С, PEN) при трехфазном питании.
В отсутствуют контакты защитного заземления. Если корпус электрооборудования (электрический прибор, корпус щитка или сборки) соединим с PEN проводником, то такая защита будет называться занулением.
Достоинства системы TN-C
Система TN-C обладает всего одним достоинством — электромонтаж такой системы относительно прост и является дешевым.
Недостатки системы заземления TN-C
А вот про недостатки поговорим подробнее.
В этой системе заземления существует угроза , что приводит к плачевным ситуациям. Вот пример , можете ознакомиться с ним.
Система заземления TN-C. Что делать? Как исправить?
Уважаемые, потребители электрической энергии. В данной ситуации отчаиваться не стоит, т.к. при реконструкции (модернизации) и вновь монтируемых объектах устанавливать систему TN-C строго запрещено!!!
Энергоснабжающим организациям, обслуживающим электрические сети наших домов, необходимо (рекомендовано) систему TN-C перевести на
Для установки «земли» в жилых и промышленных помещениях используются различные типы проводов и принципы установки защитных конструкций. Системы заземления электроустановок TN (подтипы TN S, TN C S), ТТ и IT могут применяться как для частного дома, так и для квартиры.
Виды
Обозначение всех систем расшифровывается следующим образом:
- Первая буква (t по умолчанию) – указывает на принцип работы источника питания;
- Вторая буква (N, T, I) – определяет принцип заземления и защиты открытых частей различных электрических отводов. Эта маркировка является международно принятой аббревиатурой.
Фото – схемы
Классификация систем заземления и их описание по заземлению отводов:
- N – принцип зануления посредством подключения к нейтрали;
- T – контур заземлен;
- I – изолированный отвод, т. е., у электрооборудования нет открытых контактов. Это применяется в основном для защиты производственных установок.
Также современными параметрами ГОСТ введено такое понятие, как нулевой заземляющий проводник (используется в системах с напряжением до 1000 в). Он бывает N – просто нулевой, PE – земля, PEN – земля, объединенная с нулем.
Принцип работы каждой указанной системы разный, поэтому ПУЭ не разрешает использовать определенные типы защитного заземления до проверки соответствия требованиям определенных электрических сетей.
Назначение
Рассмотрим описание работы и схемы каждой из использующихся систем заземления.
TN – это система, в которой нейтральный провод глухо заземлен, а все остальные электрические отводы подключены к ней. Особенности этой схемы в том, что для её реализации возле трансформатора устанавливается специальный реактор, который гасит дугу, появляющуюся в проводке.
Фото – TN-C
У этой системы есть две разновидности: TN-С и TN-CS. TN-С характеризуется тем, что для защиты системы электроснабжения используется одни комбинированный отвод, объединяющий нейтраль и землю. Этот проводник чаще всего используется в жилых помещениях, промышленных зонах и т. д. У него свои достоинства и недостатки :
- К плюсам можно отнести простоту и универсальность установки. Устройство такого заземления легко производится своими руками;
- Но существенным недостатком является отсутствие отдельного заземляющего провода. Во многоквартирном доме такая система может быть не просто неэффективна, но и опасна. Кроме того, когда открытые отводы находятся под напряжением, они могут ударить током. Чтобы предупредить это, многие хозяева отдельно обустраивают зануление сети;
- Перед монтажом требуется провести предварительный расчет сечения проводников;
- При использовании этой методики нельзя производить выравнивание потенциалов;
- В основном она используется для заземления дачи, старых квартир или частных домов. Для современных новостроек применяется очень редко, т. к. технология не подходит по своим техническим характеристикам.
Сравнительно с ней, TN-CS более безопасна для бытового использования. Она состоит из двух кабелей: заземления и нуля. Если Вы обустраиваете проводку в новом доме, то рекомендуем обратить внимание именно на такой раздельный вариант, она идеально подойдет для нового жилого фонда.
Фото – TN-S
Протягивается она от самой трансформаторной подстанции, где напрямую заземляется. Из-за этого при установке можно столкнуться с рядом проблем. Помимо этого техническое проектирование и требования ПУЭ требуют для её реализации использования трехжильного либо пятижильного провода.
Чтобы упростить установку земли, придумали систему, объединяющую достоинства и упрощающую недостатки двух предыдущих. Это TN-C-S. Здесь, как и в TNC есть нулевой провод, который способствует повышению сопротивления при утечке, но, как и TNS, она раздельная. За счет этого обеспечивает мгновенную реакцию УЗО при аварийной ситуации.
Фото – TN-C-S
Не требует использования дорогого пятижильного провода и может монтироваться в любых постройках и для различного сечения проводников. При этом нужно отметить, что заземление производится по стоякам в подъезде, поэтому предварительно обязательно нужно взять разрешение у электропоставляющей компании. Также к недостаткам нужно отнести тот факт, что если обрывается заземляющий кабель, то открытые отводы стояков могут быть под высоким напряжением.
Схема системы глухого заземления и молниезащиты TT является глухозаземленной и полностью изолированной. В ней для подключения открытых отводов электроустановок или коммуникаций используются специальные нейтральные переходники. Её принцип действия очень простой, но он нецелесообразен для дома или квартиры. Если объяснить просто, то в землю у здания забивается металлический колышек, который соединяется с отводами. К такому контуру подключается оборудование. Установка такой системы допускается только в небольших нежилых помещениях, скажем, в бане, МАФе и прочих постройках. Также может использоваться для освещения или местного отопления (теплицы, инкубатора). Профессиональный вариант можно увидеть у компании Zandz.
Главным достоинством такого стержневого метода является его мобильность. При необходимости все содержимое этой модульной конструкции просто переносится на другое место, чего нельзя сделать ни с одной другой «землей». Это очень удобно, если требуется замена, проверка, осмотр или ремонт постоянной стационарной системы.
Фото – стержень
Применение системы IT в основном производится различными лабораториями или медицинскими организациями. Монтаж осуществляется посредством нейтрали, которая изолируется от заземления. При этом иногда используется, где земля подключается за счет крепления нейтрального кабеля к приборам с очень высоким сопротивлением. Её техническое исполнение обеспечивает практически полное отсутствие различных магнитных полей, вихревых токов и других недостатков прочих систем заземления. Подобный комплект (Galmar и прочие) можно купить и использовать и в бытовых целях, но он довольно дорогой. Его стоимость варьируется от 50 долларов до нескольких сотен (цена зависит от протяженности системы).
Видео: зануление и заземление
Технические параметры
К каждой системе выдвигаются определенные требования, они описываются в соответствующих ГОСТах, поэтому мы отдельно расскажем только про общие особенности:
- Для любого заземления требуется УЗО;
- Нельзя подключать землю к коммуникациям или другим выводам общего пользования;
- Для установки стационарных систем можно использовать заземляющий контур, отдельный колышек (как в стержневой) – запрещено;
- Перед началом электротехнических работ обязательно проконсультируйтесь со специалистом. Более того, возможно понадобится взять разрешение на их проведение.