Tipi e sistemi di messa a terra TN-S, TN-C, TN-C-S, IT negli impianti elettrici, distribuzione dei conduttori di terra

La messa a terra è un elemento chiave dell'alimentazione sicura per edifici industriali, civili e residenziali. Il principio di funzionamento si basa sulla conduzione di corrente elettrica dall'alloggiamento eccitato dell'unità, impianto elettrico, idraulico o altro elemento conduttivo lungo il percorso del più piccolo resistenza.

La necessità e i tipi di sistemi di messa a terra

La sua funzione principale è quella di proteggere persone e animali dalle scosse elettriche. Quando si calcolano i circuiti elettrici, un valore di 1.000 viene preso come indicatore standard della resistenza del corpo umano. Ohm (in realtà, oltre 3mila. Ohm). La resistenza del circuito deve essere maggiore di 4 ohm. In questo caso, l'azione di una corrente elettrica riduce al minimo le sensazioni spiacevoli per una persona sotto forma di formicolio e completamente eliminerà gravi conseguenze negative per il corpo, incluse gravi conseguenze traumatiche o fatali risultato.

La messa a terra di protezione si riferisce a strutture elettriche complesse che necessitano di monitoraggio, test e prevenzione costanti. Particolare attenzione viene posta al controllo del livello di resistenza.

Protezione degli impianti elettrici dalla comparsa di tensione in luoghi non previsti a causa della rottura dell'isolamento, viene eseguita la violazione dello schema di collegamento del circuito elettrico messa a terra o sua sottospecie - messa a terra.

1. La messa a terra utilizza il principio di ridurre la differenza di potenziale tra un prodotto conduttivo e la terra stessa a un livello di sicurezza. Include design a conduttore singolo o multiplo. Molto spesso, dagli elettrodi viene creato un circuito speciale, che viene installato in un luogo sicuro. I cavi posati nel terreno vengono portati dall'edificio.
2. Azzeramento. È un circuito elettrico in cui la tensione dal corpo dell'impianto elettrico viene deviata al quadro o al dispositivo trasformatore. In esso, invece di un conduttore di messa a terra protettivo, viene utilizzato un nucleo zero funzionante. A differenza della messa a terra, la messa a terra durante improvvise cadute di tensione (il tocco di una persona sui fili scoperti, il corpo del dispositivo, che si è rivelato inaspettatamente sotto tensione) provoca un cortocircuito nel circuito elettrico con la sua immediata rottura tramite interruttori detti dispositivi di sezionamento di protezione (ZOU).

Quando si sviluppa un circuito elettrico, non viene presa in considerazione la resistenza di una persona, ma il valore massimo della corrente che può attraversare in sicurezza da solo. Quando si tocca un dispositivo con una tensione di 220 V, una frequenza di 50 Hz, la corrente massima non deve superare 0,22 A. L'indicatore 0,5 A è fatale per l'uomo. L'azzeramento viene utilizzato negli edifici a più piani, poiché ci sono difficoltà con la creazione di anelli di terra. Negli edifici bassi e nei piccoli impianti industriali (officine, officine, stazioni di servizio), viene data preferenza alla messa a terra.

Forme di strutture

La messa a terra di protezione è uno speciale circuito elettrico che collega gli alloggiamenti e altri elementi conduttivi di unità industriali e domestiche con una struttura di messa a terra. Oltre a garantire la sicurezza di persone e animali, la messa a terra è necessaria per proteggere gli oggetti stessi. Tutti i parafulmini sono chiusi a un circuito di messa a terra comune per la casa. L'installazione errata della struttura porta a incendi (20% di tutti gli incendi). La messa a terra impedisce il funzionamento di emergenza di generatori e altre unità. Gli elementi principali del circuito sono gli elettrodi di massa. Sono naturali e artificiali

Elementi naturali

I più utilizzati, poiché il loro utilizzo è efficace dal punto di vista economico. Questi includono:

• manufatti in metallo o cemento armato per edifici industriali e civili, allevamenti, attrezzature per ascensori, tubi conduttori per cavi. La condizione principale è il loro contatto con il suolo;
• tubazioni, condutture prodotti, reti fognarie, pali, cisterne interrate, raccordi, sistemi di drenaggio. La condizione principale è l'assenza di sostanze infiammabili, esplosive, combustibili;
• binari ferroviari, guaine di cavi in ​​piombo, fondazioni di ponti metallici, gallerie.

Elettrodi di massa artificiali

Vengono utilizzati tubi e barre di acciaio. I prodotti in rame sono più efficienti perché hanno una bassa resistenza. Tuttavia, il metallo è usato raramente a causa del suo costo elevato. L'acciaio viene sostituito da speciali leghe di alluminio. Si tratta infatti di materiali compositi complessi con maggiore resistenza, 5 volte superiori a quelli di prodotti siderurgici di dimensioni simili. Sono inerti agli effetti di un ambiente aggressivo, non si corrodono, non creano condizioni per lo sviluppo di microrganismi (muffe, funghi). Conducono bene la corrente elettrica.

Fattori che influenzano la scelta del sistema

La messa a terra è un attributo obbligatorio del funzionamento dei consumatori elettrici, indipendentemente dalla loro potenza e scopo funzionale. Possono essere rappresentati da grandi impianti industriali, macchine utensili, motori elettrici, meccanismi di sollevamento, gru o elettrodomestici: frigoriferi, lavatrici, caffettiere, rasoi elettrici. Il principio della messa a terra degli impianti è identico. La sicurezza di lavorare con loro è chiaramente regolata dalle "Regole per l'installazione di impianti elettrici" (PUE).

Il documento sottolinea che l'indicatore principale che caratterizza la correttezza e la qualità della progettazione e dell'installazione della messa a terra è la resistenza dell'intero circuito. La formula per la sua definizione è complessa. Deve tenere conto di molti fattori, tra cui il tipo di terreno, il materiale degli elementi strutturali della struttura, l'area di interazione del dispositivo con la terra, la sezione del cavo di collegamento, le proprietà conduttive del nucleo.

Informazioni generali e designazione

Nei documenti normativi vengono forniti indicatori di progettazione di base per i sistemi con conduttori di messa a terra artificiali. Per gli elettrodi naturali, è quasi impossibile calcolare correnti di dissipazione, resistenza e altri indicatori. Sono individuali per ogni caso specifico.

Tutti i sistemi di messa a terra artificiale sono classificati utilizzando le designazioni di lettere. Sono approvati dalla Commissione elettrotecnica internazionale e vengono utilizzati nel PUE. La lettera T (dal francese terre - ground) significa terra, I (isole) - isolamento, N (neute) - connessione con filo neutro, C (combinato) - combinazione di fili funzionali e neutri, S (separato) - separazione di questi fili.

Il sistema TN è utilizzato per il collegamento cieco dello zero del trasformatore o del quadro elettrico a terra. Il neutro è indispensabile per la rapida risposta del relè di protezione. Ad esso sono collegati conduttori funzionali e di protezione dei collegamenti dei cavi.

Elementi conduttivi di utenze elettriche: custodie, schermi, prese, interruttori sono collegati a un unico filo neutro a contatto con il neutro. Oltre alla messa a terra solida, vengono utilizzati schemi di messa a terra con neutro isolato (sistemi IT).

Tipi di messa a terra negli impianti elettrici

Nella pratica elettrica nazionale ed estera, si sono diffusi i seguenti sistemi di messa a terra.

Sistema TN-S

Circuito di sicurezza della rete elettrica ad alta affidabilità. Fornisce una protezione di alta qualità di una persona da scosse elettriche. Non risente delle vibrazioni ad alta frequenza di rasoi elettrici, trapani, aspirapolvere, lavatrici, apparecchi per massaggi elettrici. Il sistema non ha bisogno di controllare frequentemente i loop di massa.

L'idea principale del metodo è che per la protezione viene utilizzato un complesso conduttore neutro combinato PEN collegato al neutro. All'entrata. PEN si divide in PE zero di protezione e N zero di lavoro. Il sistema perde le sue proprietà protettive se il PEN è danneggiato nella sezione dalla sottostazione all'ingresso dell'edificio. Pertanto, i documenti normativi richiedono l'uso di misure aggiuntive per migliorare la sicurezza operativa del conduttore.

Sistema TN-C

Il più comune, ma in graduale declino in popolarità a causa dell'obsolescenza. Il circuito di messa a terra è realizzato in una sottostazione di trasformazione. Il nucleo zero dal circuito al consumatore viene fornito tramite un singolo filo PEN. Con un'alimentazione monofase della struttura, viene utilizzato il cablaggio elettrico a due fili (fase e zero). Con trifase - quadripolare (3 fasi e zero). Le prese non sono messe a terra.

L'unica opzione è associata all'uso della messa a terra La protezione di persone e animali dalle scosse elettriche esiste, ma non è affidabile. La popolarità del sistema è dovuta alla sua facilità di installazione. È vietata l'installazione del sistema TN-C in edifici e case in costruzione.

Sistema TN-C-S

Tipo aggiornato TN-C. Una caratteristica distintiva è che il conduttore PEN nel suo percorso verso il consumatore è diviso in due componenti: un nucleo zero N e uno zero PE protettivo. Solitamente questa operazione viene eseguita in un quadro (quadro elettrico), dove sono montate le sbarre di zero e di protezione. Sono collegati da un ponticello. Il bus di protezione è collegato al circuito di terra.

Con il cablaggio monofase, un cavo a tre fili (fase, zero e protezione) è incluso in un appartamento o in una casa privata. Per trifase, un cavo pentapolare (3 fasi, N e PE). Ciò consente l'installazione di prese con terminali di messa a terra. Il conduttore di protezione garantisce la sicurezza degli impianti elettrici.

Il lavoro zero serve a trasmettere elettricità al consumatore. TN-C-S ha buone prospettive di applicazione nei paesi della CSI, poiché molti proprietari di case, per motivi finanziari, non possono installare TN-S.

sistema informatico

Schema obsoleto, ma non obsoleto. Viene utilizzato in condizioni che richiedono una maggiore sicurezza dell'alimentazione: miniere, miniere, impianti chimici, di trattamento del gas. In questi impianti è possibile l'accumulo o il rilascio improvviso di gas combustibili. La messa a terra con neutro isolato elimina le scintille.

Di solito vengono utilizzati in reti con tensioni fino a 1 mille. v. La caratteristica principale è l'assenza di una differenza di potenziale tra superfici conduttive e messa a terra locale. Le basse correnti consentono all'impianto di continuare a funzionare con la messa a terra monofase.

Ma il sistema complessivo non è molto affidabile. I dispositivi di protezione della corrente standard (OCD) non sono applicabili in esso. Gli schemi di sicurezza sono complessi e richiedono un coinvolgimento costante dell'operatore.

I sistemi di messa a terra TN-C-S e in particolare TN-S sono altamente efficienti. Solo PUE sono consentiti per l'installazione in impianti industriali e in abitazioni private. Gli altri schemi con neutro solidamente radicato vengono utilizzati come fenomeni residuali. Le loro risorse operative sono piccole.

Il rischio di rottura dell'isolamento o altri malfunzionamenti è elevato. Aumenta all'aumentare del carico di corrente da parte dei consumatori. Il riscaldamento elettrico, le pompe, le macchine e gli impianti elettrici sono sempre più diffusi. Nel settore privato, l'energia elettrica viene utilizzata per far funzionare le piccole e medie imprese (aziende agricole, mini-fabbriche per la produzione di materiali da costruzione, stazioni di servizio). Requisiti più elevati sono imposti alla messa a terra. La preferenza dovrebbe essere data ai sistemi artificiali, poiché le norme sono chiaramente regolate in essi.