Rodzaje i systemy uziemienia TN-S, TN-C, TN-C-S, IT w instalacjach elektrycznych, rozprowadzenie przewodów uziemiających

Uziemienie jest kluczowym elementem bezpiecznego zasilania budynków przemysłowych, cywilnych i mieszkalnych. Zasada działania polega na przewodzeniu prądu elektrycznego z zasilanej obudowy urządzenia, osprzęt elektryczny, hydrauliczny lub inny element przewodzący wzdłuż ścieżki najmniejszego opór.

Potrzeba i rodzaje systemów uziemiających

Jego główną funkcją jest ochrona ludzi i zwierząt przed porażeniem prądem. Przy obliczaniu obwodów elektrycznych jako standardowy wskaźnik rezystancji ludzkiego ciała przyjmuje się wartość 1000. Ohm (w rzeczywistości ponad 3 tys. Om). Rezystancja obwodu musi być większa niż 4 omy. W tym przypadku działanie prądu elektrycznego minimalizuje nieprzyjemne odczucia dla osoby w postaci mrowienia i całkowicie eliminuje poważne negatywne konsekwencje dla organizmu, w tym ciężkie traumatyczne lub śmiertelne wynik.

Uziemienie ochronne odnosi się do złożonych konstrukcji elektrycznych, które wymagają ciągłego monitorowania, testowania i zapobiegania. Szczególną uwagę przywiązuje się do sprawdzania poziomu oporu.

Ochrona instalacji elektrycznych przed pojawieniem się napięcia w niezamierzonych miejscach w wyniku przebicia izolacji, naruszenie schematu połączeń obwodu elektrycznego uziemienie lub jego podgatunki - uziemienie.

1. Uziemienie wykorzystuje zasadę zmniejszenia różnicy potencjałów między produktem przewodzącym a samą ziemią do bezpiecznego poziomu. Obejmuje projekty z jednym lub wieloma przewodnikami. Najczęściej z elektrod tworzony jest specjalny obwód, który jest instalowany w bezpiecznym miejscu. Kable ułożone w ziemi są połączone z budynkiem.
2. Zerowanie. Jest to obwód elektryczny, w którym napięcie z korpusu instalacji elektrycznej jest kierowane do rozdzielnicy lub do urządzenia transformatorowego. W nim zamiast ochronnego przewodu uziemiającego stosuje się działający zerowy rdzeń. W przeciwieństwie do uziemienia, uziemienie podczas nagłych spadków napięcia (dotyk osoby do gołych przewodów, korpus urządzenia, który niespodziewanie okazał się być pod napięcia) powoduje zwarcie w obwodzie elektrycznym z jego natychmiastowym przerwaniem przez wyłączniki, zwane ochronnymi urządzeniami odłączającymi; (ZOU).

Podczas opracowywania obwodu elektrycznego nie bierze się pod uwagę rezystancji osoby, ale maksymalną wartość prądu, który może bezpiecznie przez siebie przejść. Dotykając urządzenia pod napięciem 220 V, o częstotliwości 50 Hz, maksymalny prąd nie powinien przekraczać 0,22 A. Wskaźnik 0,5 A jest śmiertelny dla ludzi. Zerowanie jest stosowane w budynkach wielopiętrowych, ponieważ występują trudności z tworzeniem pętli uziemienia. W niskich budynkach i małych obiektach przemysłowych (warsztaty, warsztaty, stacje paliw) preferowane jest uziemienie.

Formy struktur

Uziemienie ochronne to specjalny obwód elektryczny, który łączy obudowy i inne przewodzące elementy jednostek przemysłowych i domowych ze strukturą uziemiającą. Oprócz zapewnienia bezpieczeństwa ludzi i zwierząt uziemienie jest niezbędne do ochrony samych obiektów. Wszystkie piorunochrony są zamknięte na wspólnym obwodzie uziemiającym dla domu. Nieprawidłowy montaż konstrukcji prowadzi do pożarów (20% wszystkich pożarów). Uziemienie zapobiega awaryjnej pracy generatorów i innych jednostek. Głównymi elementami obwodu są elektrody uziemiające. Są naturalne i sztuczne

Elementy naturalne

Najczęściej stosowane, ponieważ ich zastosowanie jest efektywne z ekonomicznego punktu widzenia. Obejmują one:

• wyroby metalowe lub żelbetowe do budynków przemysłowych i cywilnych, gospodarstw rolnych, urządzeń dźwigowych, przewodzących rur do kabli. Głównym warunkiem jest ich kontakt z ziemią;
• rurociągi, rurociągi produktowe, kanalizacja, słupy, cysterny wkopane w ziemię, armatura, systemy odwadniające. Głównym warunkiem jest brak substancji łatwopalnych, wybuchowych, palnych;
• tory kolejowe, ołowiane osłony kabli, fundamenty metalowych mostów, tuneli.

Sztuczne uziemienie

Stosowane są rury i pręty stalowe. Produkty miedziane są bardziej wydajne, ponieważ mają niską odporność. Metal jest jednak rzadko używany ze względu na wysoki koszt. Specjalne stopy aluminium zastępują stal. W rzeczywistości są to złożone materiały kompozytowe o podwyższonej wytrzymałości, 5-krotnie większej niż wyroby stalowe o podobnej wielkości. Są obojętne na działanie agresywnego środowiska, nie korodują, nie stwarzają warunków do rozwoju mikroorganizmów (pleśni, grzybów). Dobrze przewodzą prąd elektryczny.

Czynniki wpływające na wybór systemu

Uziemienie jest obowiązkowym atrybutem działania odbiorców elektrycznych, niezależnie od ich mocy i celu funkcjonalnego. Mogą być reprezentowane przez duże instalacje przemysłowe, obrabiarki, silniki elektryczne, mechanizmy dźwigowe, dźwigi czy sprzęt AGD: lodówki, pralki, ekspresy do kawy, golarki elektryczne. Zasada uziemienia systemów jest identyczna. Bezpieczeństwo pracy z nimi regulują wyraźnie „Zasady wykonywania instalacji elektrycznych” (PUE).

W dokumencie podkreślono, że głównym wskaźnikiem charakteryzującym poprawność i jakość projektu i instalacji uziemienia jest rezystancja całego obwodu. Formuła jego definicji jest złożona. Musi brać pod uwagę wiele czynników, w tym rodzaj gruntu, materiał elementów konstrukcyjnych konstrukcji, obszar interakcji urządzenia z ziemią, przekrój kabla połączeniowego, właściwości przewodzące rdzenia.

Informacje ogólne i oznaczenie

W dokumentach regulacyjnych podano podstawowe wskaźniki projektowe dla systemów ze sztucznymi przewodami uziemiającymi. W przypadku elektrod naturalnych obliczenie prądów rozpraszania, rezystancji i innych wskaźników jest prawie niemożliwe. Są one indywidualne dla każdego konkretnego przypadku.

Wszystkie systemy sztucznego uziemienia są klasyfikowane za pomocą oznaczeń literowych. Posiadają atest Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej i są stosowane w UEP. Litera T (z francuskiego terre - ziemia) oznacza uziemienie, I (izola) - izolacja, N (neute) - połączenie z przewód neutralny C (kombinowany) - kombinacja przewodu funkcjonalnego i neutralnego, S (separacja) - separacja tych przewody.

System TN służy do ślepego połączenia zera transformatora lub panelu elektrycznego z ziemią. Przewód neutralny jest niezbędny do szybkiej odpowiedzi przekaźnika zabezpieczeniowego. Podłączone są do niego żyły funkcjonalne i ochronne połączeń kablowych.

Elementy przewodzące odbiorników elektrycznych: obudowy, ekrany, gniazda, przełączniki są podłączone do jednego przewodu neutralnego stykającego się z przewodem neutralnym. Oprócz solidnie uziemionych stosuje się schematy uziemienia z izolowanym punktem neutralnym (systemy IT).

Rodzaje uziemień w instalacjach elektrycznych

W krajowej i zagranicznej praktyce elektrycznej rozpowszechniły się następujące systemy uziemiające:.

System TN-S

Wysoce niezawodny obwód bezpieczeństwa sieci elektrycznej. Zapewnia wysokiej jakości ochronę osoby przed porażeniem elektrycznym. Nie mają na nią wpływu drgania o wysokiej częstotliwości z golarek elektrycznych, wiertarek, odkurzaczy, pralek, elektrycznych urządzeń do masażu. System nie musi często sprawdzać pętli uziemienia.

Główną ideą tej metody jest to, że do ochrony stosuje się złożony połączony przewód neutralny PEN połączony z przewodem neutralnym. Przy wejściu. PEN dzieli się na zero ochronne PE i zero robocze N. System traci swoje właściwości ochronne w przypadku uszkodzenia PEN na odcinku od podstacji do wejścia do budynku. Dlatego dokumenty regulacyjne wymagają zastosowania dodatkowych środków w celu poprawy bezpieczeństwa pracy przewodnika.

System TN-C

Najpopularniejszy, ale stopniowo zmniejszający się ze względu na starzenie się. Pętla uziemiająca jest wykonana na podstacji transformatorowej. Rdzeń zerowy z obwodu do konsumenta jest zasilany pojedynczym przewodem PEN. Przy jednofazowym zasilaniu konstrukcji stosuje się dwuprzewodowe okablowanie elektryczne (fazowe i zerowe). Z trójfazowym - czterordzeniowym (3 fazy i zero). Gniazda nie są uziemione.

Jedyna opcja związana jest z użyciem uziemienia. Ochrona ludzi i zwierząt przed porażeniem prądem istnieje, ale nie jest niezawodna. Popularność systemu wynika z łatwości instalacji. W budynkach i domach w budowie zabrania się instalacji systemu TN-C.

System TN-C-S

Ulepszony typ TN-C. Charakterystyczną cechą jest to, że przewód PEN w drodze do konsumenta jest podzielony na dwa elementy: zerowy rdzeń N i ochronny PE zero. Zwykle operacja ta wykonywana jest w rozdzielnicy (panelu elektrycznym), gdzie montuje się szyny zerowe i ochronne. Połączone są zworką. Szyna ochronna jest podłączona do pętli uziemienia.

W przypadku okablowania jednofazowego kabel z trzema rdzeniami (faza, zero i ochrona) znajduje się w mieszkaniu lub domu prywatnym. Kabel trójfazowy pięciożyłowy (3 fazy, N i PE). Pozwala to na montaż gniazd z zaciskami uziemiającymi. Przewód ochronny zapewnia bezpieczeństwo instalacji elektrycznych.

Zero robocze służy do przesyłania energii elektrycznej do konsumenta. TN-C-S ma dobre perspektywy do zastosowania w krajach WNP, ponieważ wielu właścicieli domów ze względów finansowych nie może zainstalować TN-S.

system informatyczny

Przestarzały, ale nie przestarzały schemat. Znajduje zastosowanie w warunkach wymagających zwiększonego bezpieczeństwa zasilania: kopalnie, kopalnie, zakłady chemiczne, przeróbki gazu. W tych zakładach możliwa jest akumulacja lub nagłe uwolnienie gazów palnych. Uziemienie z izolowanym punktem neutralnym eliminuje iskry.

Stosowane są zwykle w sieciach o napięciu do 1 tys. V. Główną cechą jest brak potencjalnej różnicy między powierzchniami przewodzącymi a lokalnym uziemieniem. Niskie prądy umożliwiają kontynuowanie pracy instalacji z jednofazowym uziemieniem.

Ale cały system nie jest bardzo niezawodny. Standardowe zabezpieczenia prądowe (OCD) nie mają w nim zastosowania. Schematy bezpieczeństwa są złożone i wymagają stałego zaangażowania operatora.

Systemy uziemiające TN-C-S, a zwłaszcza TN-S są bardzo wydajne. Tylko PUE są dopuszczone do instalacji w obiektach przemysłowych oraz w prywatnych gospodarstwach domowych. Pozostałe schematy z solidnie uziemionym punktem neutralnym są wykorzystywane jako zjawiska szczątkowe. Ich zasoby operacyjne są niewielkie.

Ryzyko uszkodzenia izolacji lub innej awarii jest wysokie. Zwiększa się wraz ze wzrostem obciążenia prądowego od konsumentów. Ogrzewanie elektryczne, pompy, maszyny i instalacje elektryczne stają się coraz bardziej rozpowszechnione. W sektorze prywatnym energia elektryczna wykorzystywana jest do prowadzenia małych i średnich przedsiębiorstw (farmy, mini-fabryki do produkcji materiałów budowlanych, stacje paliw). Wyższe wymagania stawiane są uziemieniu. Preferowane powinny być systemy sztuczne, ponieważ normy są w nich wyraźnie uregulowane.