Повторное заземление на вводе в здание – советы электрика

Повторное заземление – для чего оно нужно и как оно устроено?

Повторное заземление — неотъемлемая часть общей системы заземления. Его используют для заземления нулевого защитного провода РЕ и РЕN электрических сетей до 1000 Вольт в системе ТN с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

Для устройства повторного заземления используют естественные заземлители. Сопротивление естественных заземлителей ничем не определяется и в любое время его значение может измениться, поэтому применяют искусственное заземление с заранее определенными параметрами.

Монтаж такого устройства нужен для снижения опасности поражения электрическим током людей, находящихся в непосредственной близости от электроустановок. Повторное заземление монтируют на вводе в здание, где находится электроустановка.

При наличии такого устройства в аварийных ситуациях напряжение на корпусах электроустановок и электроприборах уменьшается. Разность потенциалов между землей и корпусом электроустановки снижается, а человек, касающийся корпуса электроприбора, становится защищенным от поражения электрическим током.

к содержанию ↑

Применение системы TN

Для электроснабжения основной части промышленных электроустановок до 1000 Вольт, жилых домов и квартир используется система ТN. Для надежного срабатывания аппаратов защиты и повышения электробезопасности необходимо выполнять заземление нулевого провода.

Система ТN подразделяется на следующие типы:

1. ТN-C, когда нулевой рабочий проводник N объединен с нулевым защитным проводником РЕ.
2. TN-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводник на подстанции разделены.
3. TN-C-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники на подстанции объединены, а при вводе в здание электроустановки разделяются на два проводника.

к содержанию ↑

Применение системы TN-С

Эта система заземления была и остается самой распространенной в стране. При такой системе на подстанции заземляется нейтраль трансформатора. Нулевой проводник присоединяется к заземленной нейтрали на подстанции. В этом случае нулевой проводник выполняет функции рабочего и защитного проводников и называется РЕN-проводником.

Электропитание электроустановок осуществляется двумя жилами при однофазном питании или четырьмя жилами при трехфазном питании. При применении системы TN-С в электророзетках отсутствует заземляющий контакт, а корпуса всех промышленных электроприборов и электроустановок на производстве зануляются.

к содержанию ↑

Применение системы TN-C-S

Система TN-C-S — основная для применения в соответствии с ПУЭ. В ней от трансформаторной подстанции до ввода в здание используется объединенный проводник РЕN, который на вводе в здание присоединяется к повторному заземлению и разделяется на рабочий проводник N и на защитный проводник РЕ.

Такое разделение осуществляется, как правило, в главном электрощите промышленного объекта или жилого здания. Далее, после главного электрощита, по зданию проводники N и РЕ разделены. В этом случае электророзетки имеют заземленный контакт, к которому присоединяется РЕ-проводник.

Система TN-C-S наиболее оптимальна с точки зрения цены и электробезопасности. Применяется в проектируемых жилых и промышленных зданиях.

к содержанию ↑

Применение системы TN-S

Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.

к содержанию ↑

Воздушные линии электропередач

На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.

Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.

На опорах уличного освещения должно быть организовано заземление корпусов светильников и всех металлических частей опоры. Для этого используются специальные заземлители и заземляющие проводники. В городской черте не всегда имеется возможность установки стандартных вертикальных заземлителей, поэтому часто используются в качестве заземлителей горизонтальные полосы, заглубленные в землю.

После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.

к содержанию ↑

Совместимость с устройствами отключения

Чтобы сделать работу человека максимально безопасной, ПУЭ рекомендует применять УЗО или дифавтоматы. Такие устройства можно применять в системе ТN-C-S, когда PEN-провод разделен на PE и N-проводники.

Это разделение происходит в вводном электрощите на главной заземляющей шине. Причем подключение главной заземляющей шины производится к повторному заземлению или к заземленному на вводе в здание PEN-проводнику.

УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.

Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.

к содержанию ↑

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Сопротивление контура этого типа заземления — характеристика растекания тока при аварийных ситуациях в электрооборудовании. В соответствии с правилами устройства электроустановок сопротивление системы заземления должно быть нормированным.

Для опор воздушных линий электропередач и опор уличного освещения сопротивление заземления нулевого провода должно быть не более 30 Ом.

Источник: https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/kontur-povtornogo-zazemleniya.html

Как устроено повторное заземление

В современном мире трудно представить жизнь человека без электроприборов. Количество их в домах велико, и чтобы обеспечить необходимую безопасность их использования, требуется осуществить защитные меры от случайного поражения электрическим током. Одна из таких мер состоит в устройстве повторного заземления.

Основные виды

Защитное заземление позволяет защитить человека от удара током, если на корпусе прибора или установки случайно возникает напряжение. Опасный потенциал снимается либо обеспечивается срабатывание электрических защитных устройств с минимальным запаздыванием.

Естественными заземлителями считаются любые металлические предметы, которые находятся в земле. Устанавливающими норму документами не рекомендуется использование естественных проводников, потому что невозможно учесть такую величину, как сопротивление растеканию тока в грунте от них.

Искусственными заземлителями считаются устройства с заранее рассчитанными параметрами, специально созданные для сооружения заземления.

Глухое погружение нейтрали

Системы заземления разделяют на две большие группы: с глухо заземленной нейтралью и с изолированной. В схеме первого типа нейтральный проводник (обозначается N) всегда заземлен и может быть независимым от защитного PE-проводника, а может соединяться с ним, образуя PEN-проводник.

Если нейтральный провод объединен с защитным проводником, он образует систему TN-C, если проводиться отдельно − систему TN-S, в случае, когда объединен на подстанции с защитным проводником, а при входе в здание разделяется на два проводника – защитный PE и функциональный N, образуется система TN-C-S. Еще одним видом является система, при которой нейтральный проводник заземляется на подстанции и к потребителю трехфазный ток поступает по четырем проводам, одним из которых является ноль N. Это − система TT.

Применение системы TN-C

Система TN-C широко использовалась ранее при так называемой двухпроводной сети. В этом случае в розетках отсутствовал заземленный контакт.

В сетях, сконструированных по этой системе, заземлялся нулевой провод, но при обрыве его, все приборы оставались под напряжением. Это вынуждало заземлять корпуса каждого отдельного электроприбора.

В современных строящихся зданиях эта система не проектируется. Используется только в старых зданиях.

Применение системы TN-S

Система TN-S более совершенна, обладает высокой степенью электробезопасности, так как имеет отдельный заземленный проводник, но стоимость ее неоправданно высока. При трехфазном питании приходится прокладывать от источника пять проводов – три фазы, нейтраль и защитный проводник PE.

Для устранения недостатка системы TN-S была создана TN-C-S. Она предусматривает один проводник PEN, который представляет собой общий провод, заземленный по всей длине от источника питания до ввода в здание, а перед вводом разделяется на нейтраль N и защитный проводник PE. Эта система тоже имеет весомый недостаток.

При повреждении проводника PEN на протяжении участка от подстанции до здания, все подключенные внутри здания приборы остаются под опасным напряжением. Для этой системы ПУЭ (Правила устройства электроустановок) требуют проведения мероприятий по устройству дополнительной защиты проводника PEN от механических повреждений.

Тип заземления ТТ

Система ТТ используется для подачи электричества за городом и в сельской местности по линиям электропередач, устанавливаемым на опорах.

Подключение электроустановок по этой системе разрешается лишь в том случае, если невозможно обеспечить все условия электробезопасности в системе TN и избежать при этом неоправданных материальных затрат.

При контакте с электроприборами защита от тока должна осуществляться путем отключения питания в цепи. Для этого правилами предписываются специальные изделия – устройства защитного отключения – УЗО.

Изолированный нейтральный проводник

Во втором варианте нейтральный провод совершенно не заземлен, или может быть связан с землей через установочные устройства, имеющие очень большое сопротивление.

Такие системы применяют для ответственных объектов, например в медучреждениях для питания оборудования, используемого при поддержании жизнеобеспечения, на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Нейтраль, изолированная от заземляющего провода, защищена от возникновения наведенных токов. Заземление идет по отдельной шине, к которой подключены все заземляющие контакты в розетках.

Назначение и устройство

При изготовлении заземления по принципам вышеописанных систем, при обрыве заземленных проводников на корпусах электроприборов всегда существует возможность возникновения опасного напряжения, поэтому в таких системах ПУЭ регламентируют обязательное наличие повторного заземления в сетях.

Главной задачей, которая стоит при монтаже повторного заземления, является понижение напряжения, возникающего при касании открытых токопроводящих элементов электроприборов. Вследствие этого при замыкании на землю или на токопроводящие элементы корпуса, уменьшается вероятность получить травму от действия электрического тока.

Если смонтировано повторное заземление, то происходит следующее. При замыкании на корпусе отдельного электроприбора ток частично проходит в земле. В результате разность потенциалов между корпусом и землей уменьшается, и пользователь становится защищенным от удара током.

При реализации системы TN-C выполняется повторное заземление нулевого провода. Оно производится путем связывания проводника с землей через определенные интервалы и применяется вместе с основным контуром заземления.

Повторное заземление на вводе в здание, независимо от его устройства, устанавливают еще и для того, чтобы исключить занос в цепи электротехники дома наведенных токов через внешние коммуникации. К тому же оно уменьшает потенциал на корпусе электроприборов, если вдруг оборвался N-проводник.

Линии электропередач

При использовании системы ТТ принцип повторного заземления реализуется путем соединения нулевого провода, расположенного на опоре линии электропередач с землей. Осуществляется заземление всех опор. Одновременно заземляются все стальные кронштейны, на которых закреплены изоляторы фазных проводов.

Необходимо устраивать повторное заземление на концах линий электропередач или на ответвлениях длиною 200 и больше метров. Для создания контура в первую очередь применяют естественные заземлители.

Совместимость с устройствами отключения

Все сказанное выше о повторном заземлении, как об одной из мер для повышения уровня безопасности при эксплуатации электроустановок, будет справедливо в том случае, если цепи в электроустановках защищены автоматами и предохранителями. При этом характеристики устройств отключения должны выбираться в соответствии с параметрами сети, полезной нагрузки.

Нулевой провод делают непрерывным по всей длине от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Для соединения всех деталей этом участке применяют сварку. Присоединение к нейтрали допускается при помощи сварки или на болтах.

Важная характеристика – сопротивление

Контур повторного заземления обеспечивает в морозы и жару, в сухую и дождливую погоду сопротивление растеканию тока. Данное сопротивление не должно превышать 30 Ом при межфазном напряжении 380 В. Если напряжение 220 В, то сопротивление увеличивается до 60 Ом. Противодействие растекающемуся току должно быть максимум 10 Ом и 20 Ом соответственно для трехфазной и двухфазной сети.

При вводе в строение сопротивление у повторного заземления должно быть максимум 30 Ом.

Конструкция и материалы, используемые для контура повторного заземления одинаковы с применяемыми материалами для устройства основного заземляющего контура.

Качественное, выполненное с учетом всех норм и правил, повторное заземление обеспечит не только безопасность использования электроустановок, но и нормальный режим работы электроприборов, что позволит эксплуатировать их в соответствии с заявленными техническими характеристиками, повысить их функциональность и увеличить срок службы.

Источник: https://EvoSnab.ru/ustanovka/zemlja/povtornoe-zazemlenie

Повторное заземление нулевого провода

Повторное заземление нулевого защитного проводника — это заземление, выполненное через определенные промежутки по всей длине нулевого провода. Повторное заземление позволяет снизить напряжение нулевого провода и зануленного оборудования относительно земли при замыкании фазы на корпус как при нормальном режиме, так и при обрыве нулевого провода.

При занулении фазные и нулевые защитные проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, обеспечивающий отключение автомата или плавление плавкой вставки ближайшего предохранителя.

Согласно ПУЭ, проводники зануления должны выбираться так, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой провод возникал ток короткого замыкания, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или номинальный ток расцепителя автоматического теплового выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.
и защите сети автоматическими выключателями с электромагнитными расцепителями кратность тока принимается равной 1,1; при отсутствии заводских данных — 1,4 для автоматов с номинальным током до 100 А, а для прочих автоматов 1,25. Во взрывоопасных установках кратность тока должна быть не менее 4 при защите предохранителями, не менее 6 при защите автоматами с обратнозависимой от тока характеристикой и аналогично предыдущему при автоматах, имеющих только электромагнитный расцепитель. Полная проводимость нулевого провода во всех случаях должна быть не менее 50 % проводимости фазного провода.

Должна обеспечиваться непрерывность нулевого провода от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Поэтому все соединения нулевого провода выполняются сварными. Присоединение нулевого провода к корпусам электроприемников осуществляется сваркой или с помощью болтов.

В цепи нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей.
При замыкании фазы на корпус в сети, не имеющей повторного заземления нулевого защитного проводника (см. рис.), участок нулевого защитного проводника, находящийся за местом замыкания, и все присоединенные к нему корпуса окажутся под напряжением относительно земли Uк, равным:

где Iк – ток КЗ, проходящий по петле фаза-нуль, А; zPEN– полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, обтекаемого током Iк, Ом (т. е. участка АВ).

Напряжение Uк будет существовать в течение аварийного периода, т. е. с момента замыкания фазы на корпус до автоматического отключения поврежденной установки от сети.

Если для упрощения пренебречь сопротивлением обмоток источника тока и индуктивным сопротивлением петли фаза-нуль, а также считать, что фазный и нулевой защитный проводники обладают лишь активными сопротивлениями RL1 и RPE, то (4.3) примет вид:
Если нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление с сопротивлением rП (на рис. 4.9 это заземление показано пунктиром), то Uк снизится до значения, определяемого формулой:

где Iз – ток, стекающий в землю через сопротивление rп, А; Uав – падение напряжения в нулевом защитном проводнике на участке АВ; r0– сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника снижает напряжение на зануленных корпусах в период замыкания фазы на корпус.

При случайном обрыве нулевого защитного проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва (при отсутствии повторного заземления) напряжение относительно земли участка нулевого защитного проводника за местом обрыва и всех присоединенных к нему корпусов, в том числе корпусов исправных установок, окажется близким по значению фазному напряжению сети (рис. 10, а). Это напряжение будет существовать длительно, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится, и ее будет трудно обнаружить среди исправных установок, чтобы отключить вручную.

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при обрыве его сохранится цепь тока Iз, А, через землю (рис 4.

10, б), благодаря чему напряжение зануленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до значений, определяемых формулойПри этом корпуса установок, присоединенных к нулевому защитному проводнику до места обрыва, приобретут напряжение относительно земли:
где r0 – сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, но не может устранить ее полностью, т. е. не может обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва.

elektrikdom.com

Источник: https://otoplenie.site/elektrika/elektroprovodka/povtornoe-zazemlenie-nulevogo-provoda.html

Защитное заземление

За время существования советской электроэнергетики построено немало электроустановок, заводов, фабрик, электрифицировано жилых и общественных зданий.

Для их питания используется система, называемая TN-C, в которой, помимо трех фаз, используется проводник, называемый ранее «нулевым». Теперь, по новым ПУЭ, он именуется PEN. В нем совмещаются функции защитного и рабочего проводника.

На трансформаторных распределительных подстанциях, на вводах в здания и на опорах ВЛ к нему присоединяются контура заземления.

Система заземления TN-C

Основным контуром для заземления проводника PEN является контур на подстанции, остальные же называются «повторными». Требование к ним мягче: если на ТП при напряжении 380 В сопротивление контура заземления не превышает 4 Ом, то на опорах – 30 Ом, а сопротивление контура повторного заземления на вводе в здание не нормируется.

Для этого по периметру здания по стене крепится стальная полоса, к которой такими же полосами или гибкими связями подключалось заземляемое оборудование.

Полоса эта соединяется с контуром заземления, к нему же подключена нулевая (а ныне – PEN) шина распределительного устройства на входе в здание.

Полоса заземления в здании

По сути, это получается очень похоже на систему TN-S, в которой разделены функции защитных и рабочих проводников. Нулевые жилы кабелей, питающих электрооборудование, используются для проведения рабочего тока, а в случае замыкания фазных рабочих проводников на корпус в дело вступает стальная полоса, отводя опасный для жизни потенциал в землю.

Но так получается не всегда. Полосу эту нельзя протянуть по всем помещениям.

С ней невозможно соединить все корпуса светильников и металлические части, которые могут в случае аварии оказаться под напряжением.

С появлением бытового электрооборудования, требующего подключения к контуру заземления через вилку питания, появились и розетки с заземляющим контактом. А для них понадобился дополнительный проводник.

Защитное зануление и его недостатки

Корпуса светильников и некоторых других электроаппаратов раньше заземлялись путем зануления: преднамеренного соединения в месте подключения с нулевым проводником. Чем это опасно? Сети питания здания или производственного цеха очень разветвленные и протяженные.

Нагрузка распределяется по фазам несимметрично, а посему потенциал нулевого провода относительно земли равен нулю только рядом с вводным электрощитом, где выполнено его соединение с контуром заземления. Чем дальше от РУ, тем большая вероятность возникновения опасного потенциала.

А при обрыве нулевого проводника на его участке, оставшемся без связи с РУ, напряжение достигает 380 В.

Отличие зануления от заземления

К тому же никто не застрахован от ошибок в результате ремонта или обслуживания электроустановок. Существует вероятность того, что электрик перепутает фазный провод с нулевым. До момента обнаружения ошибки зануленные корпуса будут представлять опасность для жизни окружающих.

Разделение PEN-проводника на рабочий и защитный

Итак, основным недостатком системы TN-C является невозможность соединения всех корпусов электрооборудования с контуром заземления. Ведь в жилых зданиях его не выполнить совсем, а в производственных – только частично.

Выход из положения один – для заземления корпусов использовать дополнительный проводник, соединенный с контуром заземления и использующийся только для защиты.

Рабочий проводник изолируется от потенциала земли на всех участках сети и выполняет только функцию коммутации нулевого рабочего потенциала.

Отличие зануления от заземления

Разделение PEN-проводника на рабочий (N) и защитный (РЕ) выполняется во вводном распределительном устройстве или на щитке ввода в здание или квартиру.

При этом в точке разделения шина РЕ подключается к контуру повторного заземления.

В частном или дачном доме выполнить контур повторного заземления труда не представляет, но как быть в квартире многоэтажного дома? Однозначного решения этого вопроса нет, споры на форумах не утихают до сих пор.

Опасности при разделении совмещенного защитного проводника на входе в квартиру:

• появление на шине РЕ опасного для жизни потенциала при обрыве PEN-проводника за пределами квартиры;
• появление потенциала фазы на РЕ-проводнике в квартире в случае ошибочной коммутации в распределительной сети в ходе выполнения ремонтных работ;
• так как нагрузка многоквартирного дома несимметрично распределена по фазам (не все абоненты потребляют одинаковый ток при равном количестве квартир на фазу), то потенциал на PEN-проводнике относительно земли присутствует всегда;
• связь с контуром заземления точки подключения квартиры к сети обеспечить невозможно.

Последний пункт стоит обговорить отдельно. Множество советов в интернете связано с обустройством собственного контура заземления: в подвале дома или на улице перед ним.

Выполнение этого совета невозможно: земляные работы частным лицам в подвале многоэтажек запрещены, а на территории города – и подавно. Под землей находятся все городские коммуникации: газовые и водопроводные трубы, силовые кабельные линии и линии связи.

Чтобы закопать свой контур, нужен проект, согласованный со всеми городскими службами. Это дорого и себя не оправдывает. А создание контура в подвале (если он есть) – ненадежно, так как:

• связь с ним вводного щитка потребует длинного проводника, проложенного до требуемого этажа либо по стене здания, либо по существующим коммуникациям;
• не исключено повреждение контура или хищение РЕ-проводника посторонними лицами.

Использование для связи с землей водопроводных или отопительных трубопроводов запрещено категорически. Часть трубопроводов может содержать пластиковые вставки, а наведение на них потенциала в случае аварийной работы сети приведет к гибели людей. Ответственность уже будет уголовной, а не административной.

Многоквартирные дома имеют молниезащиту. На крыше выполнена сетка из проволоки, а по углам здания к земле идут проволочные спуски. На высоте порядка двух метров от земли они механически защищены трубой. Использовать этот контур для заземления электрооборудования нельзя: при ударе молнии в крышу ее потенциал придет прямо в квартиру и наделает там бед.

Дополнительные меры безопасности при разделении PEN-проводника

Что же делать, ведь ближайший к квартире контур заземления, скорее всего, находится на питающей дом подстанции? А без разделения PEN-проводника на защитный и рабочий в современной квартире не обойтись, иначе будет бить током и стиральная машина, и компьютеры, и люминесцентные светильники с полупроводниковой ПРА.

Разделять нулевые проводники надо. Но этого мало – дополнительно выполняются ряд мер, усиливающих вашу безопасность.

• Для обнаружения и исключения последствий обрывов PEN-проводников на входе в квартиру устанавливают реле напряжения, отключающее нагрузку при повышении его величины.
• Для исключения последствий ошибочных действий обслуживающего персонала, и попадания в результате «фазы» на PEN-проводник квартиры, все отходящие линии защищают УЗО.

Мнение, что УЗО не защитит абонента, если нет прямой связи электрооборудования с контуром заземления – не более, чем миф. Ведь при прикосновении к проводнику фазы вас бьет током, а значит – он идет через тело в пол. УЗО в такой ситуации сработает.

Щиток с реле напряжения и УЗО

В частном доме все проще: место для обустройства собственного контура заземления предостаточно, вы можете его вкопать где хотите, и как хотите. Сопротивление его не нормируется, но ориентируйтесь на цифру, не более 30 Ом. Если грунт песчаный, штырей потребуется больше. Правда, для измерения сопротивления контура потребуется вызывать специалистов с приборами.

Источник: http://electric-tolk.ru/zashhitnoe-zazemlenie/