Erdungsarten und -systeme TN-S, TN-C, TN-C-S, IT in Elektroinstallationen, Verteilung von Erdungsleitern

Die Erdung ist ein Schlüsselelement der sicheren Stromversorgung von Industrie-, Zivil- und Wohngebäuden. Das Funktionsprinzip basiert auf der Leitung eines elektrischen Stroms aus dem unter Spannung stehenden Gehäuse des Geräts, elektrische, Sanitärarmaturen oder andere leitfähige Elemente entlang des Weges des kleinsten Widerstand.

Der Bedarf und die Arten von Erdungssystemen

Seine Hauptfunktion besteht darin, Menschen und Tiere vor Stromschlägen zu schützen. Bei der Berechnung von Stromkreisen wird ein Wert von 1.000 als Standardindikator für den Widerstand des menschlichen Körpers verwendet. Ohm (in Wirklichkeit über 3 Tausend. Ohm). Der Stromkreiswiderstand muss größer als 4 Ohm sein. In diesem Fall minimiert die Einwirkung eines elektrischen Stroms unangenehme Empfindungen für eine Person in Form von Kribbeln und das vollständig beseitigt schwerwiegende negative Folgen für den Körper, einschließlich schwerer traumatischer oder tödlicher Ergebnis.

Schutzerdung bezieht sich auf komplexe elektrische Strukturen, die einer ständigen Überwachung, Prüfung und Vorbeugung bedürfen. Besonderes Augenmerk wird auf die Überprüfung der Widerstandsstufe gelegt.

Schutz von Elektroinstallationen vor dem Auftreten von Spannung an unbeabsichtigten Stellen infolge eines Isolationsdurchschlags, es wird eine Verletzung des Stromlaufplans durchgeführt Erdung oder deren Unterarten - Erdung.

1. Die Erdung verwendet das Prinzip, die Potenzialdifferenz zwischen einem leitfähigen Produkt und der Erde selbst auf ein sicheres Niveau zu reduzieren. Umfasst Einzel- oder Mehrfachleiter-Designs. Meistens wird aus den Elektroden ein spezieller Stromkreis erstellt, der an einem sicheren Ort installiert wird. Im Erdreich verlegte Kabel werden vom Gebäude daran angeschlossen.
2. Nullstellen. Es ist ein Stromkreis, in dem die Spannung vom Körper der Elektroinstallation zur Schalttafel oder zum Transformatorgerät geleitet wird. Darin wird anstelle eines Schutzleiters ein funktionierender Nullkern verwendet. Im Gegensatz zur Erdung ist die Erdung bei plötzlichen Spannungsabfällen (Berührung einer Person mit blanken Drähten, dem Körper des Geräts, der sich unerwarteterweise als unter Spannung) verursacht einen Kurzschluss im Stromkreis mit sofortigem Unterbrechen durch Leistungsschalter, sogenannte Trennschutzeinrichtungen (ZOU).

Bei der Entwicklung eines Stromkreises wird nicht der Widerstand einer Person berücksichtigt, sondern der maximale Wert des Stroms, den sie selbst sicher durchfließen kann. Beim Berühren eines Geräts unter einer Spannung von 220 V, einer Frequenz von 50 Hz, sollte der maximale Strom 0,22 A nicht überschreiten. Der Indikator 0,5 A ist für den Menschen tödlich. Die Nullung wird in mehrstöckigen Gebäuden verwendet, da es Schwierigkeiten bei der Bildung von Erdschleifen gibt. In Flachbauten und kleinen Industrieanlagen (Werkstätten, Werkstätten, Tankstellen) wird der Erdung der Vorzug gegeben.

Formen von Strukturen

Die Schutzerdung ist ein spezieller Stromkreis, der Gehäuse und andere leitfähige Elemente von Industrie- und Haushaltsgeräten mit einer Erdungsstruktur verbindet. Neben der Sicherheit von Mensch und Tier ist eine Erdung zum Schutz der Objekte selbst erforderlich. Alle Blitzableiter sind zu einem gemeinsamen Erdungskreis für das Haus geschlossen. Eine falsche Installation der Struktur führt zu Bränden (20% aller Brände). Die Erdung verhindert den Notbetrieb von Generatoren und anderen Geräten. Die Hauptelemente der Schaltung sind Erdungselektroden. Sie sind natürlich und künstlich

Natürliche Elemente

Die am häufigsten verwendeten, da ihre Verwendung aus wirtschaftlicher Sicht effektiv ist. Diese beinhalten:

• Metall- oder Stahlbetonprodukte für Industrie- und Zivilgebäude, landwirtschaftliche Betriebe, Aufzugsanlagen, leitfähige Rohre für Kabel. Die Hauptbedingung ist ihr Bodenkontakt;
• Rohrleitungen, Produktleitungen, Abwassersysteme, Masten, in den Boden gegrabene Zisternen, Armaturen, Entwässerungssysteme. Die Hauptbedingung ist das Fehlen von brennbaren, explosiven, brennbaren Stoffen;
• Eisenbahnschienen, Bleikabelmäntel, Fundamente von Metallbrücken, Tunnel.

Künstliche Erdung

Es werden Stahlrohre und -stangen verwendet. Kupferprodukte sind effizienter, da sie einen geringen Widerstand haben. Aufgrund seiner hohen Kosten wird das Metall jedoch selten verwendet. Stahl wird durch spezielle Aluminiumlegierungen ersetzt. Tatsächlich handelt es sich um komplexe Verbundwerkstoffe mit erhöhter Festigkeit, die fünfmal höher ist als die von Stahlprodukten ähnlicher Größe. Sie sind inert gegenüber den Auswirkungen einer aggressiven Umgebung, korrodieren nicht, schaffen keine Bedingungen für die Entwicklung von Mikroorganismen (Schimmel, Pilze). Sie leiten den elektrischen Strom gut.

Faktoren, die die Wahl des Systems beeinflussen

Die Erdung ist ein zwingendes Merkmal für den Betrieb elektrischer Verbraucher, unabhängig von deren Leistung und Funktionszweck. Sie können durch große Industrieanlagen, Werkzeugmaschinen, Elektromotoren, Hebevorrichtungen, Kräne oder Haushaltsgeräte: Kühlschränke, Waschmaschinen, Kaffeemaschinen, Elektrorasierer. Das Erdungsprinzip für Anlagen ist identisch. Die Arbeitssicherheit ist durch die „Regeln für die Installation von Elektroinstallationen“ (PUE) klar geregelt.

Das Dokument betont, dass der Hauptindikator für die Richtigkeit und Qualität der Konstruktion und Installation der Erdung der Widerstand des gesamten Stromkreises ist. Die Formel für seine Definition ist komplex. Es muss viele Faktoren berücksichtigen, darunter die Art des Bodens, das Material der Strukturelemente des Bauwerks, der Wechselwirkungsbereich des Geräts mit der Erde, der Querschnitt des Anschlusskabels, die leitfähigen Eigenschaften der Ader.

Allgemeine Informationen und Bezeichnung

In regulatorischen Dokumenten werden grundlegende Designindikatoren für Systeme mit künstlichen Erdungsleitern angegeben. Bei natürlichen Elektroden ist es fast unmöglich, Verlustströme, Widerstände und andere Indikatoren zu berechnen. Sie sind für jeden konkreten Fall individuell.

Alle künstlichen Erdungssysteme werden nach Buchstabenbezeichnungen klassifiziert. Sie sind von der International Electrotechnical Commission zugelassen und werden im PUE verwendet. Der Buchstabe T (aus dem Französischen terre - Masse) bedeutet Masse, I (Isole) - Isolation, N (Neute) - Verbindung mit Neutralleiter, C (kombiniert) - Kombination von Funktions- und Neutralleiter, S (getrennt) - Trennung davon Drähte.

Das TN-System wird für die blinde Verbindung des Nullpunkts des Transformators oder der Schalttafel mit der Erde verwendet. Der Neutralleiter ist für das schnelle Ansprechen des Schutzrelais unerlässlich. Daran werden Funktions- und Schutzleiter von Kabelverbindungen angeschlossen.

Leitfähige Elemente elektrischer Verbraucher: Gehäuse, Abschirmungen, Steckdosen, Schalter sind an einen einzigen Neutralleiter in Kontakt mit dem Neutralleiter angeschlossen. Neben massiv geerdeten werden Erdungsschemata mit isoliertem Neutralleiter (IT-Systeme) verwendet.

Erdungsarten in Elektroinstallationen

In der in- und ausländischen Elektropraxis haben sich folgende Erdungssysteme durchgesetzt.

TN-S-System

Hochzuverlässiger Stromnetz-Sicherheitskreis. Bietet hochwertigen Schutz einer Person vor elektrischem Schlag. Es wird nicht durch hochfrequente Vibrationen von Elektrorasierern, Bohrern, Staubsaugern, Waschmaschinen, elektrischen Massagegeräten beeinflusst. Das System muss die Erdschleifen nicht häufig überprüfen.

Die Hauptidee der Methode besteht darin, dass zum Schutz ein komplexer kombinierter Neutralleiter PEN verwendet wird, der mit dem Neutralleiter verbunden ist. Am Eingang. PEN ist in PE Schutznull und N Arbeitsnull unterteilt. Das System verliert seine Schutzeigenschaften, wenn der PEN im Abschnitt vom Umspannwerk bis zum Gebäudeeingang beschädigt wird. Daher erfordern behördliche Dokumente zusätzliche Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebssicherheit des Leiters.

TN-C-System

Die häufigste, aber aufgrund von Veralterung allmählich an Popularität verlierende. Der Erdungskreis wird an einer Umspannstation hergestellt. Die Nullader vom Stromkreis zum Verbraucher wird über eine einzige PEN-Ader versorgt. Bei einer einphasigen Stromversorgung der Struktur wird eine zweiadrige elektrische Verkabelung (Phase und Null) verwendet. Mit dreiphasig - vieradrig (3 Phasen und Null). Steckdosen sind nicht geerdet.

Die einzige Möglichkeit besteht in Verbindung mit der Erdung Schutz von Mensch und Tier vor elektrischem Schlag ist vorhanden, aber nicht zuverlässig. Die Popularität des Systems ist auf seine einfache Installation zurückzuführen. Die Installation des TN-C-Systems in Gebäuden und Häusern im Bau ist verboten.

TN-C-S-System

Aufgerüsteter Typ TN-C. Eine Besonderheit ist, dass der PEN-Leiter auf dem Weg zum Verbraucher in zwei Komponenten unterteilt ist: einen Nullleiter N und einen Schutz-PE Null. Normalerweise wird dieser Vorgang in einer Schaltanlage (Schalttafel) durchgeführt, in der die Null- und Schutzsammelschienen montiert sind. Sie sind mit einem Jumper verbunden. Der Schutzbus ist mit der Erdungsschleife verbunden.

Bei einphasiger Verkabelung ist ein Kabel mit drei Adern (Phase, Null und Schutz) in einer Wohnung oder einem Privathaus enthalten. Für dreiphasig ein fünfadriges Kabel (3 Phasen, N und PE). Dies ermöglicht die Installation von Steckdosen mit Erdungsklemmen. Der Schutzleiter gewährleistet die Sicherheit elektrischer Anlagen.

Working Zero dient dazu, Strom zum Verbraucher zu übertragen. TN-C-S hat gute Aussichten für den Einsatz in den GUS-Staaten, da viele Hausbesitzer aus finanziellen Gründen TN-S nicht installieren können.

IT System

Veraltetes, aber nicht veraltetes Schema. Es wird unter Bedingungen eingesetzt, die eine erhöhte Sicherheit der Stromversorgung erfordern: Bergwerke, Bergwerke, Chemie- und Gasverarbeitungsanlagen. In diesen Anlagen ist eine Ansammlung oder plötzliche Freisetzung brennbarer Gase möglich. Erdung mit isoliertem Neutralleiter verhindert Funkenbildung.

Sie werden normalerweise in Netzen mit Spannungen bis 1 Tausend verwendet. V. Das Hauptmerkmal ist das Fehlen einer Potenzialdifferenz zwischen leitfähigen Oberflächen und lokaler Erdung. Niedrige Ströme ermöglichen den Weiterbetrieb der Installation mit einphasiger Erdung.

Aber das Gesamtsystem ist nicht sehr zuverlässig. Standardstromschutzeinrichtungen (OCD) sind darin nicht anwendbar. Sicherheitskonzepte sind komplex und erfordern eine ständige Beteiligung des Bedieners.

TN-C-S- und insbesondere TN-S-Erdungssysteme sind hocheffizient. Nur PUE dürfen sie in Industrieanlagen und in Privathaushalten installiert werden. Die übrigen Schemata mit fest geerdetem Neutralleiter werden als Restphänomene verwendet. Ihre operativen Ressourcen sind gering.

Das Risiko eines Isolationsbruchs oder einer anderen Fehlfunktion ist hoch. Sie steigt mit steigender Strombelastung durch Verbraucher. Elektroheizungen, Pumpen, elektrische Maschinen und Anlagen finden immer mehr Verbreitung. In der Privatwirtschaft wird Strom zum Betreiben kleiner und mittlerer Betriebe (Bauernhöfe, Minifabriken zur Herstellung von Baustoffen, Tankstellen) verwendet. An die Erdung werden höhere Anforderungen gestellt. Künstliche Systeme sind zu bevorzugen, da die Normen in ihnen klar geregelt sind.