Mon histoire comprendra trois parties.
1 partie. Mise à la terre ( information généraletermes et définitions).
2 parties. Méthodes traditionnelles de mise à la terre des dispositifs (description, calcul, installation).
3 parties. Méthodes modernes de mise à la terre des dispositifs (description, calcul, installation).
Dans la première partie (théorie), je décrirai la terminologie, les principaux types de mise à la terre et les exigences relatives à la mise à la terre.
Dans la deuxième partie (pratique), vous découvrirez les solutions traditionnelles utilisées dans la construction de dispositifs de mise à la terre, en énumérant les avantages et les inconvénients de ces solutions.
La troisième partie (pratique) dans un certain sens continuera la seconde. Il contiendra une description des nouvelles technologies utilisées dans la construction des dispositifs de mise à la terre. Comme dans la deuxième partie, énumérant les avantages et les inconvénients de ces technologies.
Si le lecteur a des connaissances théoriques et ne s'intéresse qu'à la mise en œuvre pratique, il vaut mieux qu'il saute la première partie et commence à lire à partir de la deuxième.
Si le lecteur possède les connaissances nécessaires et ne souhaite se familiariser qu'avec les nouveautés, il est préférable de sauter les deux premières parties et de passer directement à la lecture de la troisième.
Mon point de vue sur les méthodes et les solutions décrites est plutôt partial. Je demande au lecteur de comprendre que je ne mets pas en avant mes travaux pour un travail objectif exhaustif et n'exprime pas mon point de vue, mon expérience.
Une partie du texte est un compromis entre l'exactitude et le désir d'expliquer le "langage humain", si simplifié, capable de "couper l'oreille" d'un lecteur techniquement averti.
1 partie. Mise à la terre
Dans cette partie, je parlerai de la terminologie, des principaux types de mise à la terre et des caractéristiques de qualité des dispositifs de mise à la terre.
A. Termes et définitions
B. Objet (types) de mise à la terre
B1. Mise à la terre de travail
B2. Terrain de sécurité
B2.1. Mise à la terre dans la composition de la protection extérieure contre la foudre
B2.2. Mise à la terre dans le cadre d'un système de protection contre les surtensions
B2.3. Mise à la terre dans la grille
B. Qualité de la mise à la terre. Résistance au sol.
B1. Facteurs affectant la qualité de la mise à la terre
B1.1. Surface de contact avec le sol
B1.2. Résistance électrique à la terre (spécifique)
B2 Normes de résistance à la terre existantes
B3. Calcul de la résistance de la terre
A. Termes et définitions
Pour éviter toute confusion et tout malentendu dans la suite de l'histoire, je vais commencer par ce point.
Je donnerai les définitions établies du document actuel «Règles pour le dispositif d'installation électrique (OED)» dans la dernière édition (chapitre 1.7 de la septième édition).
Et je vais essayer de “traduire” ces définitions dans un “langage simple”.
Mise à la terre - connexion électrique délibérée de tout point du réseau, installation électrique ou équipement avec un dispositif de mise à la terre (Exemple 1.7.28).
Le sol est un milieu qui a la propriété d’absorber le courant électrique. C'est également un point «commun» du circuit électrique, vis-à-vis duquel le signal est perçu.
- jeu de conducteurs de mise à la terre / à la terre et à la terre (ПУЭ 1.7.19).
Il s’agit d’un dispositif / circuit constitué d’un conducteur de terre et d’un conducteur de terre reliant ce conducteur à la terre à la partie mise à la terre du réseau, de l’installation électrique ou de l’équipement. Il peut être distribué, c'est-à-dire se composent de plusieurs mises à la terre mutuellement distantes.
Sur la figure, les lignes rouges sont épaisses:
- une partie conductrice ou un ensemble de pièces conductrices interconnectées qui sont en contact électrique avec la terre (Exemple 1.7.15).
La partie conductrice est un élément / électrode (conducteur) en métal de tout profil et structure (broche, tuyau, bande, plaque, grille, seau :-), etc.) situé dans le sol et à travers lequel le courant électrique y circule des installations électriques.
La configuration du sol (le nombre, la longueur, l'emplacement des électrodes) dépend de ses exigences et de la capacité du sol à "absorber" le courant électrique qui coule / "coule" de l'installation électrique à travers ces électrodes.
Sur la figure, les lignes rouges sont épaisses:
Résistance au sol - le rapport entre la tension sur le dispositif de mise à la terre et le courant circulant de la mise à la terre vers la terre (Exemple 1.7.26).
La résistance de la mise à la terre est le principal indicateur d'un dispositif de mise à la terre, ce qui détermine sa capacité à remplir ses fonctions et sa qualité dans son ensemble.
La résistance au sol dépend de la zone contact électrique mise à la terre (électrodes de mise à la terre) avec la masse ("drainage" du courant) et la résistivité électrique du sol dans lequel est monté ce sectionneur de terre ("absorption du courant").
- partie conductrice en contact électrique avec la terre locale (GOST R 50571.21-2000 p. 3.21)
Je répète: un élément métallique (conducteur) de tout profil et structure (broche, tuyau, bande, plaque, grille, seau :-), etc.) dans le sol et à travers lequel il "coule" peut agir en tant que pièce conductrice courant électrique provenant d'installations électriques.
Sur la figure, ils sont représentés par des lignes rouges épaisses:
- nom «populaire» du dispositif de mise à la terre ou composé de plusieurs électrodes de mise à la terre (un groupe d'électrodes) connectées les unes aux autres et montées autour de l'objet le long de son périmètre / contour.
Sur la figure, l’objet est indiqué par un carré gris au centre,
et la boucle de masse - lignes rouges épaisses:
Résistivité du sol - un paramètre qui détermine le niveau de "conductivité" du sol en tant que conducteur, c'est-à-dire la qualité de propagation du courant électrique de la prise de terre dans un tel environnement.
C'est une quantité mesurable qui dépend de la composition du sol, de sa taille et de sa densité.
adhérence mutuelle de ses particules, de l'humidité et de la température, de la concentration de produits chimiques solubles dans celui-ci (sels, résidus acides et alcalins).
B. Objet (types) de mise à la terre
La mise à la terre est divisée en deux types principaux selon le rôle à jouer: fonctionnel (fonctionnel) et protecteur. Des sources supplémentaires existent également dans diverses sources, telles que: «instrumental», «mesure», «contrôle», «radio».
B1. Mise à la terre de travail
Il s'agit de la mise à la terre d'un ou de plusieurs points d'une partie de l'installation électrique sous tension, qui est effectuée pour assurer le fonctionnement d'une installation électrique (et non à des fins de sécurité électrique) (EIR 1.7.30).
La mise à la terre (contact électrique avec la terre) est utilisée pour le fonctionnement normal d’installations ou d’équipements électriques, c.-à-d. pour leur travail en mode NORMAL.
B2. Terrain de sécurité
La mise à la terre est effectuée à des fins de sécurité électrique (Exemple 1.7.29).
La mise à la terre protège les installations et les équipements électriques et protège les personnes de l'exposition à des tensions et des courants dangereux susceptibles de se produire lors de pannes, d'utilisation inadéquate de l'équipement (c.-à-d. En mode URGENCE) et de décharges de foudre.
De plus, la mise à la terre de protection est utilisée pour protéger le matériel des interférences provoquées par la commutation dans le réseau d'alimentation et les circuits d'interface, ainsi que des perturbations électromagnétiques induites par les équipements fonctionnant en parallèle.
Lire plus but de protection la mise à la terre peut être considérée dans deux exemples:
dans le cadre d'un système de protection contre la foudre externe sous la forme d'une tige d'interception mise à la terre
dans le cadre d'un système de protection contre les surtensions
dans le cadre du réseau électrique de l'objet
B2.1. Mise à la terre dans le cadre de la protection contre la foudre
La foudre est une décharge ou, en d'autres termes, une "panne", qui survient entre les nuages et la Terre, lorsqu'une charge critique s'accumule dans les nuages (par rapport à la Terre). Des exemples de ce phénomène à une plus petite échelle sont la «panne» dans un condenseur et la décharge de gaz dans une lampe.
L’air est un milieu à très haute résistance (diélectrique), mais la décharge le surmonte, car a un grand pouvoir. La voie de décharge traverse les zones de moindre résistance, telles que les gouttelettes d’eau dans l’air et les arbres. Cela explique la structure radiculaire de la foudre dans l'air et les éclairs fréquents qui pénètrent dans les arbres et les bâtiments (ils ont moins de résistance que l'air dans cet intervalle).
Lorsqu'il entre dans le toit d'un bâtiment, la foudre continue son chemin jusqu'au sol, en sélectionnant également les zones les moins résistantes: murs humides, câbles, tuyaux, appareils électriques - mettant ainsi en danger les personnes et les équipements situés dans ce bâtiment.
La protection contre la foudre est conçue pour détourner les décharges de foudre du bâtiment / objet protégé. Un éclair qui emprunte le chemin de moindre résistance pénètre dans un paratonnerre en métal au-dessus d'un objet, puis descend dans le parafoudre en métal situé à l'extérieur de l'objet (par exemple, sur les murs) jusqu'au sol, où il s'en écarte (je vous rappelle: «En soi un courant électrique).
Afin de rendre la protection contre la foudre «attrayante» pour la foudre, ainsi que d'empêcher la propagation des courants de foudre provenant des pièces de protection contre la foudre (récepteur et sorties) dans l'objet, celui-ci est connecté à la terre par un conducteur de terre ayant une faible résistance à la terre.
La mise à la terre dans un tel système est un élément obligatoire, car il fournit la transition complète et rapide des courants de foudre vers le sol, les empêchant de se propager à travers l'objet.
B2.2. Mise à la terre dans le cadre d'un système de protection contre les surtensions (SPD)
Dispositif de protection contre les surtensions conçu pour protéger les équipements électroniques contre les charges accumulées sur toute partie de la ligne / réseau en raison du champ électromagnétique (CEM) induit par une installation électrique puissante à proximité (ou une ligne à haute tension) ou CEM provoquée par une décharge proche (à des centaines de mètres) éclair
Un exemple frappant de ce phénomène est l’accumulation de charges sur le câble de cuivre du réseau de la maison ou sur le «transfert» entre des bâtiments au cours d’un orage. À un moment donné, les périphériques connectés à ce câble (carte réseau informatique ou port de commutateur) ne supportent pas la «taille» de la charge accumulée et une panne électrique se produit à l'intérieur de ce périphérique, le détruisant (simplement).
Pour «purger», la charge accumulée parallèlement à la «charge» sur la ligne devant l'équipement met un SPD.
Un SPD classique est un tube à décharge de gaz conçu pour un certain «seuil» de charge inférieur à la «marge de sécurité» de l'équipement à protéger. L'une des électrodes de cet éclateur est mise à la terre et l'autre est connectée à l'un des fils de ligne / câble.
Lorsque ce seuil est atteint, une décharge se produit dans l'éclateur :-) entre les électrodes. En conséquence, la charge accumulée est déchargée dans le sol (par la mise à la terre).
Comme pour la protection contre la foudre, la mise à la terre dans un tel système est un élément essentiel, car c’est précisément cela qui garantit la réalisation opportune et garantie d’une décharge dans le SPD, en empêchant la charge de dépasser sur la ligne au-dessus du niveau de sécurité pour l’équipement protégé.
B2.3. Mise à la terre dans la grille
Le troisième exemple du rôle de protection de la mise à la terre consiste à assurer la sécurité des personnes et des équipements électriques en cas de panne / d'accident.
Le moyen le plus simple de procéder à une telle panne est la fermeture du conducteur de phase du réseau électrique au corps de l’appareil (court-circuit dans le bloc d’alimentation ou court-circuit dans le chauffe-eau dans le milieu aquatique). Une personne qui touche un tel dispositif créera un circuit électriquele courant traversera, causant des lésions aux organes internes du corps, principalement le système nerveux et le cœur.
Pour éliminer de telles conséquences, la connexion des bâtiments avec un conducteur de terre est utilisée (pour dévier les courants de secours dans le sol) et des appareils automatiques, pendant une fraction de seconde, déconnecter le courant en cas d’urgence.
Par exemple, la mise à la terre de toutes les armoires, armoires et racks d’équipements de télécommunication.
B. Qualité de la mise à la terre. Résistance au sol.
Pour bien mettre à la terre ses fonctions, il doit présenter certains paramètres / caractéristiques. L'une des propriétés principales qui déterminent la qualité de la mise à la terre est la résistance à la propagation du courant (résistance à la terre), qui détermine l'aptitude du dispositif de mise à la terre (électrodes de terre) à transférer les courants s'écoulant de l'équipement vers la terre.
Cette résistance a des valeurs finies et, dans le cas idéal, une valeur nulle, ce qui signifie l'absence de résistance lors du passage de courants "nocifs" (cela garantit leur absorption PLEINE par le sol).
La résistance dépend principalement de deux conditions:
zone (S) de mise à la terre du contact électrique avec la terre
résistance électrique (R) du sol lui-même, dans laquelle sont situées les électrodes
B1.1. La zone de contact de la mise à la terre avec le sol.
Plus la zone de contact de la mise à la terre avec le sol est grande, plus le courant provenant de cette mise à la terre dans le sol sera grand (plus les conditions sont favorables au passage du courant dans le sol). Ceci peut être comparé au comportement d'une roue de voiture en tournant. Un pneu étroit a une petite surface de contact avec l'asphalte et peut facilement commencer à glisser dessus, «envoyant» la voiture au dérapage. Un pneu large, et même un peu dégonflé, présente une zone de contact beaucoup plus grande avec l'asphalte, ce qui permet une adhérence fiable, ainsi qu'un contrôle fiable des mouvements.
Il est possible d'augmenter la surface de contact du conducteur de terre avec la terre en augmentant le nombre d'électrodes, en les connectant entre elles (en additionnant les surfaces de plusieurs électrodes) ou en augmentant la taille des électrodes. Lors de l'utilisation d'électrodes de mise à la terre verticales, cette dernière méthode est très efficace si les couches de sol profondes ont une résistance électrique inférieure à celle des couches supérieures.
B1.2. Résistance électrique à la terre (spécifique)
Permettez-moi de vous rappeler que c’est la valeur qui détermine la manière dont le sol conduit le courant à travers lui-même. Moins le sol a de résistance, plus il sera efficace / facile d’absorber le courant du plan de mise à la terre.
Des exemples de sols qui conduisent bien l'électricité sont les marais salés ou l'argile très humide. L’environnement naturel idéal pour le passage du courant est l’eau de mer.
Un exemple de «mauvais» sol est le sable sec.
(Si vous êtes intéressé, vous pouvez voir utilisé dans les calculs de dispositifs de mise à la terre).
En revenant au premier facteur et méthode de réduction de la résistance à la terre consistant à augmenter la profondeur de l'électrode, on peut dire qu'en pratique dans plus de 70% des cas, le sol à une profondeur supérieure à 5 mètres présente une résistivité électrique plusieurs fois inférieure à la surface, en raison d'une humidité et d'une densité supérieures. . Il y a souvent des eaux souterraines, qui offrent une très faible résistance au sol. La mise à la terre dans de tels cas est de très haute qualité et fiable.
B2 Normes de résistance à la terre existantes
Etant donné que l’idéal (zéro résistance à l’étalement) est impossible à atteindre, tous les équipements électriques et appareils électroniques créé sur la base de certaines valeurs normalisées de résistance à la terre, par exemple 0,5, 2, 4, 8, 10, 30 ohms ou plus.
Pour l'orientation, je donnerai les valeurs suivantes:
pour une sous-station avec une tension de 110 kV, la résistance à la propagation des courants ne doit pas dépasser 0,5 ohm (chiffre 1.7.90)
lors de la connexion d’équipements de télécommunication, la résistance à la terre ne devrait généralement pas dépasser 2 ou 4 ohms
assurer le bon fonctionnement des déchargeurs de gaz dans les dispositifs de protection des lignes aériennes (par exemple, un réseau local basé sur des câble de cuivre ou câble RF) la résistance de mise à la terre à laquelle ils (les déchargeurs) sont connectés ne doit pas dépasser 2 ohms. Il existe des cas avec une exigence de 4 ohms.
au niveau de la source de courant (par exemple, un poste de transformation), la résistance de la mise à la terre ne doit pas dépasser 4 ohms à tension de ligne Source 380 V courant triphasé ou source 220 V courant monophasé (PUE 1.7.101)
pour la mise à la terre, utilisé pour connecter des tiges d'interception, la résistance ne doit pas dépasser 10 ohms (RD 34.21.122-87, p. 8)
pour les maisons individuelles, avec raccordement électrique 220 volts / 380 volts:
lors de l'utilisation du système TN-C-S, il est nécessaire de disposer d'une mise à la terre locale avec une résistance recommandée maximale de 30 ohms (je suis guidé par ПУЭ 1.7.103)
lors de l'utilisation du système TT (isolation de la mise à la terre de la source neutre de la source de courant) et de l'utilisation d'un dispositif d'arrêt de protection (RCD) avec un courant de réponse de 100 mA, il est nécessaire de disposer d'une mise à la terre locale avec une résistance ne dépassant pas 500 Ohm (OLC 1.7.59)
B3. Calcul de la résistance de la terre
Pour une conception réussie d'un dispositif de mise à la terre ayant la résistance de mise à la terre nécessaire, des configurations de mise à la terre typiques et des formules de base sont utilisées pour les calculs.
La configuration de la mise à la terre est généralement choisie par l'ingénieur sur la base de son expérience et de la possibilité de son (configuration) utilisation sur un objet particulier.
Le choix des formules de calcul dépend de la configuration de mise à la terre sélectionnée.
Les formules elles-mêmes contiennent les paramètres de cette configuration (par exemple, le nombre d'électrodes de mise à la terre, leur longueur, leur épaisseur) et les paramètres de sol d'un objet particulier sur lequel le sectionneur de terre sera placé. Par exemple, pour une seule électrode verticale, cette formule serait:
La précision du calcul est généralement faible et dépend à nouveau du terrain. Dans la pratique, des divergences dans les résultats pratiques sont constatées dans presque 100% des cas. Cela est dû à sa grande inhomogénéité (du sol): elle varie non seulement en profondeur mais également en surface, formant une structure tridimensionnelle. Les formules disponibles pour calculer les paramètres de mise à la terre sont difficiles à gérer face à l'hétérogénéité unidimensionnelle du sol, et le calcul dans la structure tridimensionnelle est associé à une énorme puissance de calcul et nécessite une formation extrêmement poussée de l'opérateur.
En outre, pour créer une carte des sols précise, il est nécessaire de réaliser un grand nombre de travaux géologiques (par exemple, pour une zone de 10 * 10 mètres, il est nécessaire de réaliser et d’analyser environ 100 sondages d’une longueur allant jusqu’à 10 mètres), ce qui entraîne une augmentation importante du coût du projet souvent souvent impossible.
Compte tenu de ce qui précède, le calcul est presque toujours obligatoire, mais approximatif et est généralement effectué selon le principe de la résistance à la terre «pas plus de». Les formules sont substituées aux valeurs moyennes. résistivité sol, ou leurs plus grandes valeurs. Ceci fournit une «marge de sécurité» et, dans la pratique, s'exprime par des valeurs de résistance à la terre délibérément inférieures (inférieures, meilleures) aux prévisions lors de la conception.
Mise à la terre de construction
Dans la construction de mise à la terre le plus souvent utilisé des électrodes de mise à la terre verticales. Cela est dû au fait que les électrodes horizontales sont difficiles à enfouir plus profondément et que, lorsqu'elles sont peu profondes, elles augmentent considérablement la résistance à la terre (détérioration de la caractéristique principale) en hiver en raison du gel de la couche supérieure du sol, ce qui entraîne une forte augmentation de sa spécificité. résistance électrique.
En tant qu’électrodes verticales, les tuyaux en acier, les broches / tiges, les angles, etc. sont presque toujours choisis. produits laminés standards ayant une longueur supérieure (supérieure à 1 mètre) et des dimensions transversales relativement petites. Ce choix est associé à la possibilité de pénétration facile de tels éléments dans le sol, contrairement à une feuille plate, par exemple.
Plus d'informations sur la construction - dans les parties suivantes.
Alexey Rozhankov, spécialiste technique.
Dans la préparation de cet article, les matériaux suivants ont été utilisés:
Règles d'installation électrique (ПУЭ), partie 1.7, telle que modifiée par la septième édition
GOST R 50571.21-2000 (IEC 60364-5-548-96)
Dispositifs et systèmes de mise à la terre pour l'égalisation des potentiels électriques dans les installations électriques contenant du matériel de traitement de l'information (google)
Instructions pour la protection contre la foudre des bâtiments et des structures RD 34.21.122-87
Publications sur le site ""
Propre expérience et connaissance
La mise à la terre est l’un des moyens les plus importants de protéger une personne des coups d’un courant parasite d’un réseau électrique. Pour ce faire, appliquez le système de mise à la terre approprié. Non seulement la sécurité humaine en dépendra, mais également le bon fonctionnement des appareils électriques et autres équipements de protection.
Les systèmes de mise à la terre sont généralement classés. Les normes permettant de déterminer le type de structure de protection à la terre ont été adoptées par la Commission électrotechnique internationale et le Gosstandart de la Fédération de Russie. Il est donc habituel de distinguer plusieurs types de systèmes.
Système TN. Ce type a une différence caractéristique des autres - la présence d'un neutre à la terre dans le circuit. Dans TN, toutes les zones conductrices exposées de tout équipement électrique sont connectées à une zone neutre mise à la terre spécifique d’une source d’alimentation électrique distincte en connectant des conducteurs de protection («zéro»). Dans ce système, un neutre mis à la terre signifie que le «zéro» du transformateur est connecté au circuit de mise à la terre. Il est utilisé pour la mise à la terre d'équipements électriques (téléviseurs, unité informatique, réfrigérateur, chaudière et autres équipements).
TN-C sous-système. Il s’agit d’un système TN, dans lequel les conducteurs de protection et de neutre de toute la ligne sont combinés dans un même PEN. Cela signifie qu'une spéciale remise à zéro de protection. Ce système était pertinent dans les années 90, mais il est dépassé aujourd'hui. Habituellement utilisé pour l'éclairage extérieur afin de réduire les coûts. Non recommandé pour l'installation dans des bâtiments résidentiels modernes.
TN-S sous-système. Dans TN-S de protection et fil zérosurnomet séparés. Ce sous-système est considéré comme le plus fiable et le plus sûr, mais il implique généralement d’importantes dépenses financières. Utilisé pour protéger les communications télévisuelles, ce qui éliminera la majeure partie du bruit dans un réseau basse tension. Sous-système TN-C-S. Le système de mise à la terre TN C S est un circuit intermédiaire. Dans ce cas, les contacts de protection et de travail doivent être combinés en un seul endroit. Souvent, ils le font dans la principale standard complexe.
C'est combiné. Et dans toutes les autres parties du système TN C S, ces conducteurs doivent être séparés les uns des autres. Ce système est considéré comme la meilleure solution pour le réseau électrique de tout bâtiment (industriel, résidentiel, public).
Rapport qualité / prix favorable. D'autres méthodes de connexion des installations de mise à la terre ne permettent pas un fonctionnement fiable des composants individuels. En fonction du niveau de résistance requis, une section de conducteurs est sélectionnée.
Système TT. Le système de ce type présente une caractéristique: le conducteur de source est mis à la terre et les parties conductrices ouvertes des installations électriques sont connectées à la terre. La boucle de masse est indépendante du neutre mis à la terre de la source d'alimentation principale. Cela signifie que l'équipement utilise une boucle de masse séparée, non connectée au conducteur neutre.
Le système TT est utilisé pour diverses structures mobiles ou dans des endroits où il n’est pas possible d’équiper une terre de protection conformément à toutes les normes et normes. Une connexion obligatoire des dispositifs de sécurité avec une mise à la terre de haute qualité est prévue (pour une tension de 380 volts, la résistance doit être d'au moins 4 ohms). Le niveau de résistance doit prendre en compte le type spécifique de disjoncteur.
Système informatique. Caractéristique du circuit: le conducteur neutre de la source d’alimentation est mis à la terre via des dispositifs électriques ou à partir de la terre. Les dispositifs doivent avoir une résistance élevée et les parties conductrices des installations électriques doivent être mises à la terre à l'aide d'un équipement de mise à la terre. Haute résistance appareils électriques augmentera la fiabilité du système.
Les technologies de l’information sont rarement utilisées, généralement pour les équipements électriques dans les bâtiments spéciaux (par exemple, alimentation ininterrompue de l’unité centrale, éclairage de secours des hôpitaux), où les exigences de fiabilité et de sécurité sont accrues. Chacun de ces systèmes a ses avantages et ses inconvénients. À cet égard, il est nécessaire de sélectionner correctement le schéma d'installation. mise à la terre de protection pour des situations spécifiques.
Comment fonctionne TN
Conformément aux règles des règles d'installation électrique (EMP), le système TN est le plus fiable. Le principe de son fonctionnement permet d'assurer une protection fiable de la personne et des équipements électriques connectés contre les courants vagabonds.
La condition principale pour un fonctionnement sûr et fiable du système TN est que la valeur du courant entre le conducteur de phase et la partie non isolée en cas de court-circuit dans le réseau électrique doit nécessairement dépasser la valeur du courant auquel les dispositifs de protection doivent fonctionner. Pour ce système, il est également nécessaire de connecter un dispositif de sécurité et des automates différentiels.
Vidéo "Système de mise à la terre avancé"
Nous mettons en place un système de mise à la terre
Si vous décidez de réaliser vous-même un circuit de mise à la terre, vous devez utiliser un métal ferreux ordinaire pour une structure de mise à la terre. Pour cela, utilisez des coins en fer, des bandes d'acier, des tuyaux et d'autres structures. Un tel matériau a une résistance optimale et un faible coût. Avant le départ travail de montage vous devez créer un projet contenant une description de la structure, du matériau utilisé, de la taille, de l'emplacement de la communication technique, du type de sol et d'autres paramètres.
Assurez-vous de savoir quel type de sol sera installé en boucle de terre. Cela dépendra du niveau de résistance. Ainsi, dans le sol sableux, la résistance est beaucoup plus élevée que dans les terres ordinaires. La résistance sera affectée par l'humidité du sol et la présence d'eau souterraine. L'humidité de la terre variera en fonction du climat de la région où seront effectués les travaux d'installation.
Schéma et installation
Les experts en génie électrique recommandent vivement l’utilisation de systèmes prêts à l’emploi pour l’installation de structures de mise à la terre. Le matériel prêt peut être acheté dans des magasins spécialisés. Un schéma de câblage et d'installation approprié est inclus avec le kit de mise à la terre. Le kit est certifié et est couvert par une garantie. Mais cette conception peut être faite indépendamment. Les structures de mise à la terre les plus courantes ont la forme d'un triangle et d'un carré. La première méthode est plus économique.
Sur le lieu où la structure de protection sera installée, vous devez dessiner un triangle équilatéral conditionnel. Ses sommets doivent être distants de 1,5 m les uns des autres. Une tranchée de 1 m de profondeur est creusée le long du contour.A la place des pics, 3 conducteurs principaux seront obstrués - armature arrondie (diamètre - de 35 mm, longueur - 2-2,5 m). L’armature est enfoncée dans le sol et doit être reliée par un bus métallique (largeur: 40 mm, épaisseur: 4 mm). La fixation est réalisée par soudure. Le fil de terre s'étendra de la structure au tableau.
Ensuite, la tranchée est enterrée. Une fois l'installation terminée, il est nécessaire de vérifier le circuit de mise à la terre. Pour cela, un équipement spécial est utilisé, qui vous permet de mesurer la résistance sur des parcelles individuelles (jusqu'à 15 mètres de la structure de mise à la terre). Lorsqu'elle est correctement installée, la résistance ne dépassera pas 4 ohms. Pour des valeurs plus élevées, vous devez revérifier la jonction. Le multimètre pour la vérification ne fonctionnera pas.
Contenu:La partie la plus importante de la conception, de l'installation et du fonctionnement ultérieur des équipements et des installations électriques est un système de mise à la terre correctement mis en œuvre. Selon les structures de mise à la terre utilisées, le sol peut être naturel et artificiel. Les fondations naturelles sont représentées par toutes sortes d'objets en métal qui sont constamment dans le sol. Ceux-ci comprennent les raccords, les tuyaux, les pieux et autres structures capables de conduire le courant.
Mais la résistance électrique et les autres paramètres inhérents à ces objets ne peuvent être ni contrôlés ni prédits avec précision. Par conséquent, il est impossible de faire fonctionner correctement un équipement électrique avec une telle mise à la terre. Les documents réglementaires fournissent uniquement une mise à la terre artificielle à l'aide de dispositifs de mise à la terre spéciaux.
Classification du système de mise à la terre
En fonction des régimes réseaux électriques et d'autres conditions de fonctionnement, les systèmes sont appliqués mise à la terre TN-S, TNC-S, TN-C, TT, IT, notées conformément à la classification internationale. Le premier symbole indique les paramètres de mise à la terre de l'alimentation et le second symbole correspond aux paramètres de mise à la terre des parties ouvertes des installations électriques.
Les symboles de lettrage sont interprétés comme suit:
- T (terre - terre) - signifie mise à la terre,
- N (neutre - neutre) - connexion avec le neutre de la source ou la mise à zéro,
- I (isole) correspond à l'isolement.
Les conducteurs zéro dans GOST ont les désignations suivantes:
- N - est le fil de travail zéro,
- RE - conducteur de protection zéro,
- PEN - combiné zéro travail et fil de protection mise à la terre.
Système de mise à la terre TN-C
La mise à la terre TN fait référence aux systèmes avec un neutre mis à la terre. Une de ses variétés est le système de mise à la terre TN-C. Il combine des conducteurs neutres fonctionnels et protecteurs. La version classique est représentée par le circuit traditionnel à quatre fils, dans lequel il y a un fil triphasé et un fil neutre. Comme bus de terre principal est utilisé, connecté à toutes les pièces exposées conductrices et aux pièces métalliques, à l’aide de fils neutres supplémentaires.
Le principal inconvénient du système TN-C est la perte de propriétés de protection lorsque le conducteur neutre est déclenché ou cassé. Cela entraîne l'apparition de tensions, potentiellement mortelles, sur toutes les surfaces des boîtiers d'appareils et d'équipements dépourvus d'isolation. Dans système TN-C Il n'y a pas de conducteur de protection PE, toutes les prises connectées ne sont donc pas mises à la terre. À cet égard, un appareil est nécessaire pour tous les équipements électriques usagés - reliant les pièces du boîtier au fil neutre.
En cas de contact du fil de phase des parties ouvertes du boîtier, court circuit et déclenchement automatique du fusible. L'arrêt d'urgence rapide élimine le risque d'incendie ou de blessure des personnes. choc électrique. Il est strictement interdit d'utiliser des circuits supplémentaires qui égalisent les potentiels dans les salles de bains si le système de mise à la terre TN-C est utilisé.
Bien que le schéma tn-c soit le plus simple et le plus économique, il n’est pas utilisé dans les nouveaux bâtiments. Ce système a été préservé dans les maisons des anciennes fontes résidentielles et dans l'éclairage des rues, où la probabilité d'un choc électrique est extrêmement faible.
Circuit de mise à la terre TN-S, TN-C-S
Le système de mise à la terre TN-S est considéré comme un système plus optimal, mais coûteux. Pour réduire son coût, des mesures pratiques ont été développées, permettant d’utiliser tous les avantages de ce système.
L'essence de cette méthode réside dans le fait que lorsque le courant est fourni par une sous-station, un conducteur neutre combiné PEN est utilisé, qui est connecté à un neutre mis à la terre. À l'entrée du bâtiment, il est divisé en deux conducteurs: zéro PE protecteur et zéro N. actif.
Le système tn-c-s présente un inconvénient majeur. En cas de grillage ou de tout autre dommage du conducteur PEN dans la zone allant de la sous-station au bâtiment, une tension dangereuse est générée sur le fil PE et sur des parties du boîtier de l'instrument qui lui sont associées. Par conséquent, l'une des exigences documents réglementaires pour assurer utilisation sûre systèmes TN-Ssont des mesures de protection spéciales fils PEN des dommages.
TT Mise à la terre
Dans certains cas, lorsque l’électricité est fournie conformément à la lignes aériennes, il devient très problématique de protéger le conducteur de mise à la terre combiné PEN lors de l’utilisation du circuit TN-C-S. Par conséquent, dans de telles situations, un système de mise à la terre est utilisé conformément au schéma TT. Son essence réside dans la mise à la terre sourde de la source d'alimentation neutre, ainsi que dans l'utilisation de quatre fils pour la transmission. tension triphasée. Le quatrième conducteur sert de zéro fonctionnel N.
Connexion de mise à la terre modulaire plus souvent par les consommateurs. Ensuite, il se connecte avec tous conducteurs de protection Mise à la terre PE associée aux détails des boîtiers d'instruments et d'équipements.
Le système TT est appliqué relativement récemment et a déjà fait ses preuves dans le secteur privé. maisons de campagne. Dans les villes, le système TT est utilisé dans des installations temporaires, telles que des points de vente au détail. Cette méthode de mise à la terre nécessite l’utilisation de dispositifs de sécurité sous forme de RCD et d'exécution événements techniques pour la protection contre les orages.
Système de mise à la terre informatique
Les systèmes précédemment considérés avec un neutre bas, bien que considérés comme suffisamment fiables, présentent des inconvénients importants. Bien plus sûrs et parfaits sont les circuits à neutre totalement isolés de la terre. Dans certains cas, pour sa mise à la terre, on utilisait des instruments et des appareils avec une résistance significative.
Des systèmes similaires sont utilisés dans le système de mise à la terre informatique. Ils conviennent le mieux aux institutions médicales, tout en maintenant alimentation ininterrompue équipement de survie. Les systèmes informatiques ont fait leurs preuves dans les raffineries d’énergie et de pétrole, dans d’autres installations, où se trouvent des dispositifs complexes extrêmement sensibles.
La partie principale du système informatique est neutre isolé source I, ainsi que T, installés du côté du consommateur. La tension d'alimentation de la source au consommateur est établie en utilisant le nombre minimum de fils. De plus, il met à la terre toutes les pièces conductrices disponibles sur les boîtiers des équipements installés chez le consommateur. Dans le système informatique, il n'y a pas de conducteur fonctionnel zéro N dans la zone allant de la source au consommateur.
Donc tous les systèmes mise à la terre TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT assurent un fonctionnement fiable et sûr des appareils et des équipements électriques connectés aux consommateurs. L'utilisation de ces systèmes exclut l'électrocution des personnes utilisant l'équipement. Chaque système est utilisé dans des conditions spécifiques, qui sont nécessairement prises en compte dans le processus de conception et d'installation ultérieure. De ce fait, la sécurité, la santé et la vie des personnes sont garanties.
Presque chaque maison est équipée d'une mise à la terre. Sa tâche est d'assurer la sécurité lors de l'utilisation d'installations électriques. Parmi les professionnels, il est habituel de diviser le système de mise à la terre en plusieurs types. Nous parlerons des options existantes dans notre article.
Dans le monde de l’électricité, il est habituel de classer la mise à la terre en trois types, qui peuvent être déterminés à l’aide des abréviations TT, TN, IT. Chaque lettre a la signification suivante:
- T - terre, traduit du mot français terreau;
- N est neutre, ce qui signifie que ce système est mis à zéro;
- I - indique la présence d'une mise à la terre isolante.
C'est important! La disposition des lettres des systèmes de mise à la terre joue un rôle important et porte une certaine désignation.
La valeur de la première lettre indique le principe de la mise à la terre de l’alimentation, la désignation de la deuxième lettre du système indique la mise à la terre des parties ouvertes conductrices des équipements électriques. Les dernières lettres indiquent la fonctionnalité des conducteurs neutres et de protection.
Systèmes de mise à la terre pour les maisons privées
Examinons de plus près les options de mise à la terre, chacune d'entre elles recevant une section distincte.
Mise à la terre de TN et de sa sous-espèce
Beaucoup a déjà été fait sur les systèmes de mise à la terre, mais rares sont ceux qui prêtent attention au décodage. En créant la protection des équipements électriques, il est nécessaire de prendre en compte chaque détail car plus tard, il y a souvent des problèmes lors de la réparation ou de la reconstruction du système.
Cette variété se distingue des autres par le fait qu’elle a un neutre mis à la terre. Cette configuration implique la fixation de pièces conductrices ouvertes au point zéro de la source d'alimentation. Vous demanderez sûrement ce qu'est un «neutre à la terre». D'une manière générale, ce concept est la connexion d'un conducteur neutre directement au conducteur de terre sur une installation de transformateur.
La sécurité électrique dans ce système est obtenue en raison de l'excès de tension de la partie ouverte de l'installation et de la «phase» supérieure à la valeur de la réponse du potentiel électrique dans un temps spécifique.
Système de mise à la terre TT: fonctionnalité détaillée
Ce type de mise à la terre diffère du schéma précédent en ce qu'il comporte une «masse» sur un conducteur neutre, tandis que les parties conductrices exposées de l'équipement électrique sont directement connectées au système de protection. Le système TT prévoit une installation séparée de la boucle de masse. Ce type de protection est utilisé dans les conditions modernes pour les cabines, les structures mobiles et portables.
Systèmes de mise à la terre pour immeubles d'habitation
C'est important! Lors du développement de ce système de mise à la terre, il est nécessaire d’utiliser un dispositif à courant différentiel résiduel (RCD).
Conception de mise à la terre informatique
La mise à la terre informatique est utilisée beaucoup moins fréquemment, contrairement aux systèmes précédents. Vous pouvez trouver de tels équipements dans des bâtiments à usage spécial et sur entreprises industrielles. De préférence installé pour l'éclairage de secours.
La conception se caractérise par la présence d'une source d'énergie neutre isolée provenant de la "terre". Dans certains cas, il peut être relié à la terre via des appareils grand public.
C'est important! Il est nécessaire d’utiliser un système de mise à la terre informatique uniquement dans des conditions de sécurité énergétique accrue.
Quelle méthode utilise le système de mise à la terre de l'appareil?
Schéma du système de mise à la terre
Aujourd'hui, plusieurs technologies ont été enregistrées qui permettent la construction de systèmes de mise à la terre communs. Deux méthodes sont largement utilisées, que nous allons maintenant analyser.
- La technique standard est caractérisée par la mise en œuvre d'une construction de mise à la terre à l'aide de matières premières issues de la métallurgie des métaux ferreux. Initialement, le projet est en cours d’élaboration et, après la préparation de la boîte à outils complète, ils commencent à mettre en œuvre le circuit sur le terrain. Ceci prend en compte un certain nombre de facteurs pouvant affecter la conception. L'utilisation de cette technologie s'est améliorée au fil des ans et elle est aujourd'hui utilisée dans de nombreuses conditions climatiques.
- La mise à la terre modulaire implique l'utilisation d'un kit spécial, disponible dans les points de vente. Dans ce cas, les matériaux de production en usine sont appliqués.
Installation et matières premières pour la mise à la terre modulaire
Pour l'installation de ce type d'appareil, utiliser: tiges en acier avec pièces revêtues de cuivre, raccords et raccords, kit de mise à la terre modulaire (pièces en laiton, cuivre et plaqué cuivre), embouts en acier, pâte anti-corrosion, ruban de protection. Une fois le matériel préparé, suivez les règles d'installation:
Quels sont les types de systèmes de mise à la terre
- La première étape consiste à installer une tige d'acier verticale au sol;
- Résistance intermédiaire mesurée;
- Les barres d'acier restantes sont en cours d'installation;
- A ce stade, un conducteur de terre horizontal est posé;
- Tous les éléments structurels sont reliés à l’aide de colliers ou d’équipements soudés, recouverts d’un ruban de protection. De plus, n'oubliez pas le traitement anti-corrosion.
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