Что такое tn c: Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

Система TN-C: определение, особенности, примеры выполнения

Определение.

Система TN-C — это система распределения электроэнергии, в которой заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением. Открытые проводящие части электроустановки здания присоединены к заземленной части источника питания, находящейся под напряжением, посредством PEN-проводников, PEM-проводников или PEL-проводников (определение на основе СП 437.1325800.2018).

Вся информация, которую вы прочитаете ниже практически полностью основана на статьях Ю.В. Харечко с его книги [1], а также нормативной документации [2] и [3].

Особенности

При типе заземления системы TN-C (смотрите рисунок 1) заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением, обычно – нейтраль трансформатора. Все открытые проводящие части электрооборудования класса I, установленного в электроустановке здания, имеют электрическое соединение с заземлённой нейтралью трансформатора. Для обеспечения этого соединения и в низковольтной распределительной электрической сети, и в электроустановке здания обычно применяют PEN-проводники. Если в состав распределительной электрической сети входит воздушная линия электропередачи (ВЛ), то её PEN-проводник, как правило, заземляют в нескольких точках, выполняя так называемое повторное заземление PEN-проводника.

PEN-проводник распределительной электрической сети «берет своё начало» от соответствующей защитной заземляющей и нейтральной шины (PEN-шины) низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции и «заканчивается» на вводном зажиме ВРУ электроустановки здания. С этого зажима начинаются PEN-проводники электроустановки здания, к которым, как правило, присоединяют все открытые проводящие части электрооборудования класса I. То есть PEN-проводник, выполняя функции защитного проводника, пронизывает всю систему распределения электроэнергии от источника питания до открытых проводящих частей электроустановки здания.

Однако в некоторых случаях открытые проводящие части электрооборудования класса I могут быть присоединены не только к PEN-проводникам, но и к защитным проводникам PE электроустановки здания. Например, когда в электроустановке здания применяют трёхфазное электрооборудование класса I, которое не имеет нейтрали и не требует для своего нормального оперирования наличия нейтральных проводников (смотрите рисунок 2), к их открытым проводящим частям присоединяют защитные проводники.

Если электроустановка здания подключения к ВЛ и ответвление от ВЛ к вводу выполнено неизолированными проводами, то PEN-проводник распределительной электрической сети «заканчивается» на зажиме, соединяющем его с PEN-проводником кабеля ввода в электроустановку здания.

Недостатки

«Классическую» систему TN-C можно реализовать только в тех низковольтных электроустановках специального назначения, которые имеют небольшое число электроприёмников класса I, подключенных к электрическим цепям, выполненным медными проводниками сечением 10 мм² и более или алюминиевыми проводниками сечение 16 мм² и более. Поскольку доля таких низковольтных электроустановок в общем их числе ничтожно мала, а подобных электроустановок зданий практически не существует, тип заземления системы TN-C можно рассматривать в качестве «теоретического» типа заземления системы, как правило, применяемого для разъяснения 4 «практических» типов заземления системы TN-S, TN-C-S, TT и IT.

Обеспечение надлежащего уровня электрической безопасности в электроустановках зданий в большей степени зависит от надёжного функционирования защитных проводников, а именно от гарантированного обеспечения непрерывности их электрических цепей. Непрерывность электрической цепи защитного проводника может сколько угодно долго поддерживаться при протекании по нему в нормальных условиях малого электрического тока, длительное воздействие которого на соединительные контакты не приводит к ухудшению их качества. По PEN-проводнику постоянно протекают значительные рабочие токи, которые, воздействуя на соединительные контакты, могут привести к ухудшению их качества и даже потере электрической непрерывности цепи PEN-проводника.

При применении типа заземления системы TN-C в электроустановках зданий нельзя обеспечить такой же уровень электрической безопасности, как при использовании типов заземления системы TN-C-S и TN-S. Больший уровень электробезопасности в системах TN-C-S и TN-S, прежде всего, достигается вследствие использования в электроустановках зданий отдельных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения существенно меньшие значений токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам. Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное воздействие на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери непрерывности электрической цепи у защитного проводника существенно меньше, чем у PEN-проводника.

Поэтому защитные проводники, обладающие более высокой степенью надёжности, чем PEN-проводники, следует применять в электроустановках зданий, которые «эксплуатируют» обычные лица. По этой причине вполне обоснованным является запрет, наложенный пунктом 312. 2.1 ГОСТ 30331.1-2013 на применение типа заземления системы TN-C для электроустановок жилых и общественных зданий, торговых предприятий и медицинских учреждений, в электрических цепях которых требованиями национального стандарта запрещено использовать PEN-проводники.

Поэтому, логично сказать, что низковольтные электроустановки, соответствующие типу заземления системы TN-C, должны обслуживать обученные и квалифицированные лица, которые прошли специальную подготовку, позволяющую им осознавать риски и избегать опасностей, создаваемых электричеством.

Примеры выполнения

Рис. 1. Пример выполнения системы TN-C трехфазной четырехпроводной (на основе рисунка 2.4 автора Харечко Ю.В. из книги [1])

На рисунке 1 обозначено:

1. заземляющее устройство источника питания;
2. заземляющее устройство электроустановки здания;
3. открытые проводящие части;
4. защитный контакт штепсельной розетки;
5. ПС — трансформаторная подстанция;
6. КЛ — кабельная линия электропередачи;
7. ВЛ — воздушная линия электропередачи.

Рис. 2. Система TN-C трехфазная четырехпроводная, в которой функции нейтрального и защитного проводников объединены в одном проводнике во всей системе (на основе рисунка 31С из [1])Рис. 3. Система TN-C однофазная двухпроводная, в которой функции нейтрального и защитного проводников объединены в одном PEN-проводнике во всей системеРис. 4. Система TN-C однофазная двухпроводная, в которой функции линейного и защитного проводников объединены в одном PEL-проводнике во всей системе

При типе заземления системы TN-C PEN-проводник обычно разделяют на защитный и нейтральный проводники на зажимах стационарного электрооборудования. Если переносное и передвижное электрооборудование класса I подключают с помощью штепсельных розеток, PEN-проводник разделяют в штепсельной розетке.

При реализации системы TN-C сечения PEN-проводников в электрических цепях электроустановки здания не может быть меньше 10 мм² – медных и 16 мм² – алюминиевых. При этом сечение фазных проводников в конечных цепях освещения обычно равно 1,5 и 2,5 мм², в конечных цепях штепсельных розеток – 2,5 мм².

В электроустановке здания, соответствующей типу заземления системы TN-C, PEN-проводник должен иметь место во всех распределительных электрических цепях и в подавляющем числе конечных электрических цепей. Разделение PEN-проводника в таком электроустановке здания может быть произведено только при подключении переносного и передвижного электрооборудования класс I, выполняемого посредством штепсельных розеток. Кроме того, PEN-проводники заменяют защитными проводниками в ограниченном числе конечных электрических цепей, проводники которых имеют сечения менее 10 мм² по меди и 16 мм² по алюминию, и в некоторых однофазных конечных электрических цепях. Такими электрическими цепями обычно являются конечные электрические цепи штепсельных розеток и освещения. В остальных конечных электрических цепях должны быть использованы PEN-проводники.

Систему TN-C можно легко реализовать при подключении вновь сооружаемой низковольтной электроустановки к существующей или сооружаемой распределительной электрической сети. Однако при этом типе заземления системы сложно обеспечить такой же уровень электрической безопасности, как в системах TN-C-S, TN-S и TT. Кроме того, низковольтные электроустановки, соответствующие типу заземления системы TN-C, характеризуются повышенным уровнем электромагнитных помех, негативно воздействующих на чувствительное информационное оборудование. Поэтому применение типа заземления системы TN-C можно допустить только в тех системах распределения электроэнергии, в состав которых входят низковольтные электроустановки специального назначения.

Об идентификации типов заземления системы TN-C и TN-C-S

Тип заземления системы TN-C, таким образом, практически невозможно реализовать в наиболее распространённой системе распределения электроэнергии, состоящей из распределительной электрической сети и подключённой к ней электроустановки здания, потому, что в электрических цепях подавляющего числа электроустановок зданий следует применять защитные проводники PE. Более того, основываясь на факте их применения в части электроустановки здания, можно утверждать, что на рисунке 1 показан пример системы TN-C-S, а не системы TN-C. Причем это утверждение не противоречит требованиям стандарта МЭК 60364-1 и ГОСТ 30331.1-2013 к типам заземления системы.

Главным критерием, на основании которого производят идентификацию типов заземления системы TN-C и TN-C-S, является разделение PEN-проводника для части системы распределения электроэнергии. В международном и национальном стандарте установлены следующие общие правила:

• если в системе распределения электроэнергии в качестве защитного проводника используют только PEN-проводник, то речь идет о системе TN-C;
• если в части системы распределения электроэнергии PEN-проводник разделяют на два проводника — защитный и нейтральный, то следует говорить о системе TN-C-S.

Хотя оба стандарта допускают применение защитных проводников в системе распределения электроэнергии, соответствующей типу заземления системы TN-C, в них не установлены какие бы то ни было требования к «размерам» той части её элемента — электроустановки здания, в электрических цепях которой используют защитные проводники. Поэтому в некоторых случаях чрезвычайно сложно правильно идентифицировать тип заземления системы TN-C или TN-C-S в конкретной электроустановке здания, если в какой-то её части применяют защитные проводники. Для решения этой проблемы можно применить дополнительный критерий — «размер» части электроустановки здания, в электрических цепях которой используют PEN-проводники.

Список использованной литературы

1. Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий. 6-е изд., перераб. и доп. – М.: ПТФ МИЭЭ, 2012. – 304 с.
2. ГОСТ 30331.1-2013
3. СП 437.1325800.2018

Особенности систем TN-C, TN-C-S, TN-S

Електроенергетика мережi, обладнання

Деталі

Категорія: Безопасность

• безпека

Система TN (защитное заземление нейтрали)

Система TN используется для заземления оборудования с целью защиты от косвенного прикосновения к токоведущим частям при повреждении изоляции. PEN-проводник или РЕ-проводник присоединяется к заземляющему устройству питающей системы и частям, доступным прикосновению: открытым проводящим частям питаемого электрооборудования (ОПЧ) и сторонним проводящим частям (СПЧ).
В случае повреждения изоляции ток повреждения вызывает срабатывание устройства защиты от сверхтока, которое обесточивает цепь. Кроме того, низкое сопротивление цепи обратного тока на участке от доступных проводящих частей (ОПЧ и СПЧ) до заземляющего устройства источника питания ограничивает напряжение прикосновения, которое может появиться на поврежденном оборудовании. Следовательно, это позволяет снизить вероятность поражения электрическим током.
Система TN может иметь одну из следующих возможных разновидностей: Система TN-C, система TN-S или система TN-C-S. Разновидность системы выбирается в зависимости от конкретных условий.

Система TN-C

Распределительная система TN-C имеет PEN-проводник, который выполняет одновременно функции нулевого рабочего проводника и нулевого защитного проводника на всем протяжении системы (рис. 1).
Заметим, что устройство защитного отключения УЗО-Д на рис. 1. зачеркнуто. УЗО-Д не может надлежащим образом функционировать в такой цепи. Применение УЗО-Д в такой цепи не разрешается по двум причинам.
Во-первых, ток повреждения, который протекает от доступных проводящих частей поврежденного электрооборудования через человека и возвращается в PEN-проводник, не воздействует на защитно-отключающее устройство как дифференциальный (разностный) ток. Ток повреждения не будет различим. Значительная часть тока повреждения будет возвращаться к источнику питания через устройство защитного отключения.

Ток может возвращаться также через другое оборудование, корпуса которого (ОПЧ или СПЧ) имеют случайное или преднамеренное соединение с PEN-проводником. В этом случае УЗО-Д бесполезны.
Во-вторых, если корпуса электрооборудования заземлены (занулены) посредством PEN-проводника и корпуса имеют контакт с землей, часть тока нагрузки может возвращаться к источнику питания через землю при нормальных условиях. Эта часть тока будет восприниматься защитно-отключающим устройством как дифференциальный (разностный) ток и устройство будет срабатывать, если эта часть тока, проходящая через землю, будет больше то кг) уставки защитно-отключающего устройства. Величина тока уставки, как правило, не превышает 0,5 А.

Система TN-S

Если в системе TN отдельный защитный заземляющий проводник не связан с нулевым рабочим проводником, то такая система называется системой TN-S (см. рис. 3).
В системе TN-S возможно и целесообразно в качестве дополнительной защиты применить устройство защитного отключения (УЗО-Д). В этой системе цепь нагрузочного тока отделена от земли и, следовательно, устройство

Рис. 1. Система TN-C (однофазная сеть)

Рис. 2. Система TN-S (однофазная сеть)

защитного отключения будет нормально функционировать, обеспечивая защиту от замыкания на землю.
В ряде стран системы TN-C и TN-S используются для электроустановок в производственных зданиях, в высотных зданиях с их собственными понизительными трансформаторами и других подобных помещениях. Когда важно обеспечить защиту систем передачи информации и линий связи от помех, как правило, используется система TN-S (отдельный защитный проводник  —  РЕ-проводник).

Система TN-C-S

Наиболее часто в сетях общего пользования используется система TN-C-S, которая является комбинацией систем TN-C и TN-S.

PEN-проводник в системе TN-C-S используется только в распределительной системе общего пользования, а затем «расщепляется» на отдельный нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник в зданиях потребителей (рис. 3.).
В США металлические кабелепроводы и распределительные щитки присоединяются к заземленному PEN-проводнику.
В ряде стран Европы PEN-проводник «расщепляется» на нулевой рабочий проводник и РЕ-проводник при площади поперечного сечения ниже 10 кв. мм (по меди). В США PEN-проводник расщепляется на отдельные нулевой рабочий и РЕ-проводники на вводе электрической сети в здание. В США отсутствует критерий расщепления PEN-проводника по площади поперечного сечения.
Во всех заземленных распределительных системах (системы TN-) заземленный PEN-проводник часто соединяется с зазем лиге лями в нескольких точках сети. Требования, относящиеся к условиям заземления этого типа систем, рассмотрены далее.
Устройства защитного отключения УЗО-Д (RCD, GFCI) не могут удовлетворительно функционировать в той части сети, где используется PEN-проводник по тем же причинам, по которым эти устройства не могут удовлетворительно функционировать в системе TN-C.
Однако, на участке, где PEN-проводник расщеплен на отдельные РЕ- и N-проводники, применение УЗО не только возможно, но и желательно также как и в системе TN-S.
В США N-проводник не разрешается присоединять к земле (заземлять) со стороны нагрузки после расщепления. Исключением из этого правила являются линии для приготовления пищи (кухни предприятий питания), предприятия типа прачечных, химчистки и электрические сети, идущие от одного здания или сооружения к другим зданиям или сооружениям, являющимся частями одного владения (например, сети, идущие от здания к гаражу или к сараю). В этом случае питающую линию второго здания или сооружения разрешается рассматривать также как основную питающую линию. Это означает, что заземленный в начале линии N-проводник повторно заземляется, превращаясь в PEN-проводник.

Рис. 3. Система TN-C-S (однофазная сеть)

При этом отпадает надобность в РЕ-проводнике в сетях между зданиями или конструкциями. В каждом конкретном случае имеется возможность выбора между системами TN-C, TN-S или TN-C-S, или, другими словами,  —  возможность решения вопроса о необходимости изоляции от земли N-проводника со стороны нагрузки после расщепления PEN-проводника. Использование PEN-проводника в питающей сети и недопущение дополнительных соединений с землей N-проводника во всех точках сети со стороны нагрузки в здании рекомендуется во всех случаях. Систему TN-S необходимо использовать там, где в сетях потребителя требуется УЗО-Д (GFCI  —  в США). В США защита с помощью GFC1 (УЗО-Д) требуется для штепсельных розеток в подвальных помещениях домов, гаражах, кухнях, ванных комнатах, наружных установках.

Практика использования заземленного нейтрального проводника питающей сети для заземления металлических корпусов кухонного оборудования (электрических плит) предприятий по приготовлению пищи и корпусов электрооборудования для сушки одежды ведет начало со времен второй мировой войны как следствие экономии меди за счет отказа от РЕ-проводника. За время эксплуатации системы TN-C на этих предприятиях было зарегистрировано сравнительно небольшое число случаев поражения электрическим током.
Можно считать, что в этих производствах, характеризуемых наличием симметричной трехфазной нагрузки, система TN-C выдержала испытание временем и потому ее применение разрешено.
На рис. 3. символом UK обозначено напряжение PEN-проводника, обусловленное падением напряжения в PEN-проводнике распределительной системы при протекании тока короткого замыкания. Во всех случаях система TN обеспечивает определенную степень защиты от поражения электрическим током, вызванным пробоем изоляции фазных проводников на заземленные доступные проводящие части, посредством ограничения напряжения UK во время короткого замыкания и за счет ограничения длительности короткого замыкания посредством его отключения устройством защиты от сверхтоков.

Амперсекундныс характеристики устройства защиты от сверхтоков выбираются с учетом опасности перегрева проводников сети, вызываемого сверхтоками, а также с учетом пусковых токов двигателей. Амперсекундные характеристики устройств защиты от сверхтоков, как правило, выбираются без учета условий электробезопасности, но, практически, заземление оборудования в сочетании с устройством защиты от сверхтока может обеспечить приемлемый уровень защиты от поражения электрическим током во многих случаях.

Напряжения в системе TN при повреждении изоляции

Ампер-секундные характеристики устройств защиты от сверхтоков выбираются для защиты от перегрева проводников. Значение тока, обычно, порядка 10 А и более. Малое сопротивление цепи обратного тока (ЦОТ), обусловленное использованием РЕ- и PEN-проводников, ограничивает значение напряжения PEN-проводника и способствует быстрому срабатыванию устройства защиты от сверхтока, делая в большинстве случаев серьезное поражение электрическим током маловероятным. В отдельных случаях, когда человек может быть особенно чувствителен к воздействию электрического тока, что может быть обусловлено, например, малым сопротивлением тела (большая или влажная площадь контакта), задача решается применением дополнительной защиты в форме защитно-отключающих устройств. Высокая чувствительность и быстродействие этих устройств снижают вероятность поражения электрическим током до очень низких значений.

В сельских районах высокое значение сопротивления петли «фаза —  нуль» в конце протяженных распределительных сетей обусловлено значительным расстоянием между питающим трансформатором и потребителями. В этом случае высокое значение сопротивления петли «фаза  —  нуль» приводит к низкому значению тока короткого замыкания и к увеличенному времени срабатывания устройства защиты от сверхтока у потребителей. Основная часть сопротивления цепи «фаза  —  нуль» приходится на «сетевую сторону» распределительной системы. Падение напряжения в PEN-проводнике распределительной системы при повреждении изоляции фазного проводника проявляется в виде потенциала на доступных проводящих частях электрооборудования и всех других проводящих частях установок, связанных с PEN-проводником.
Заметим, что при замыкании «фаза  —  фаза» или «фаза  —  PEN» в распределительной сети при системе TN-C-S (рис. 3) до момента отключения тока короткого замыкания устройством защиты от сверхтока т.кз. преодолевает сопротивление PEN-проводника и фазного L-проводника. Сопротивление PEN-проводников протеканию т.кз. вызывает падение напряжения между заземляющим устройством нейтрали питающего трансформатора и РЕ-проводником, который присоединен к ОПЧ и СПЧ. Это падение напряжения вызывает напряжение прикосновения между ОПЧ, СПЧ и землей. В США нагрузочный конец PEN-проводника требуется соединять с землей, но сопротивление заземляющего устройства обычно составляет несколько Ом и иногда может быть и выше в зависимости от сопротивления земли.
Сельская сеть системы TN-C-S, выполненная в виде BJT, характеризуется сравнительно высоким сопротивлением петли «фаза — нуль», обусловленным относительно большой протяженностью линий. В этой системе повторное заземление PEN-проводника вызывает значительное снижение его потенциала при коротком замыкании фазного проводника (L-проводника) на PEN-проводник. Это показано на упрощенной схеме (рис. 3).
PEN-проводники в системе TN заземлены во многих точках системы. В результате этого сопротивление между PEN-проводником и землей обычно невелико. Кроме того, из-за того, что сопротивление PEN-проводника по сравнению с шунтирующими его сопротивлениями заземлителей относительно мало, часть тока к.з., протекающая по PEN-проводнику значительно превосходит часть тока к.з., протекающего через землю.

Рис. 4. Распределение потенциала в PEN-проводнике при ОКЗ

Следовательно, градиент потенциала земли вдоль трассы линии от питающего трансформатора до места к.з. сравнительно невелик и становится более пологим из-за влияния PEN-проводника.
Потенциал PEN-проводника при к.з. не превышает 100 В при напряжении системы 380/220 В. Распределение напряжения в короткозамкнутой цепи, определяющее напряжение на ОПЧ и СПЧ при о.к.з., зависит от соотношения сопротивлений отдельных ветвей ЦОТ, включающих сопротивления заземляющего устройства и сопротивлений L1 (или L2, или L3) и PEN-проводников).
Если сопротивление заземлителей на каждом конце PEN-проводника были равны между собой, напряжение ОПЧ и СПЧ, соединенных с РЕ-проводником, не более 50 В, т. е. потенциал заземлителя равен половине падения напряжения в PEN-проводнике.

• Попередня
• Наступна

Близьки публікації

• Типовое положение об инструктажах, обучении и проверке знаний по вопросам пожарной безопасности
• Билеты по правилам безопасной эксплуатации электроустановок потребителей
• Білети з правил безпечної експлуатації електроустановок споживачів
• Правила безопасной эксплуатации теплоиспользующих установок
• Типовая инструкция по безопасному ведению работ для крановщиков портальных кранов

Copyright © 2007 – 2023 Електроенергетика При цитуванні – посилання є обов`язковим (в інтернеті – активне гіперпосилання).

Наверх

Типы распределительных систем для электроснабжения

Электрические системы различаются по признаку:

• Тип тока: AC, DC, 3(N)AC
• Тип и количество токоведущих проводов в системе: L1, L2, L3, Н соотв. L+, L-
• Тип заземления системы: IT, TT, TN

Тип заземления системы следует выбирать тщательно, так как он в значительной степени определяет поведение и свойства системы питания. Это также способствует возникновению проблем, связанных с использованием системы, таких как:

• Надежность снабжения и/или наличие электроэнергии
• Затраты на установку
• Техническое обслуживание, простои
• Электромагнитная совместимость

 

В системах ТТ одна точка соединена непосредственно с землей (функциональное заземление). Открытые токопроводящие части электроустановки подключаются к заземлителям, электрически изолированным от заземлителя для заземления системы.

Допустимые защитные устройства:

• Устройство защиты от перегрузки по току
• Устройства защиты от токов короткого замыкания (GFCI)

 

В системах TN одна точка подключается непосредственно к земле, а открытые проводящие части электроустановки подключаются к этой точке через заземляющие проводники.

Существует три типа систем TN, различающихся расположением нулевого и защитного проводов заземления:

• TN-S: провод защитного заземления является отдельным по всей системе.
• TN-C: нейтральный и защитный заземляющие проводники объединены в один провод во всей системе.
• TN-C-S: Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводнике в части системы.

 

В IT-системах все проводники под напряжением изолированы от земли или одна точка соединена с землей через импеданс. Таким образом, при возникновении замыкания на землю может протекать только небольшой ток утечки, в основном вызванный емкостями рассеяния системы. Верхние предохранители не срабатывают. Подача напряжения также сохраняется в случае однофазных прямых замыканий на землю.

Открытые проводящие части электроустановки либо

• имеют отдельные соединения с землей, либо
• имеют общее соединение с землей, либо
• имеют общее соединение с заземлением системы.

Разрешены следующие защитные устройства:

• Устройства контроля замыкания на землю (IMD)
• Устройства защиты от перегрузки по току
• Устройства защиты от токов утечки (УЗО), также известные как прерыватели цепи замыкания на землю (GFCI).

Характеристики

• Первое замыкание на землю не приведет к срабатыванию предохранителя или УЗО/УЗО.
• Устройство контроля замыкания на землю обнаружит и подаст сигнал о недопустимом повреждении изоляции.
• Замыкание на землю должно быть устранено как можно быстрее, прежде чем может произойти второе замыкание на землю на другом проводнике под напряжением, так как это может привести к отказу системы.

 

Тип системы подачи	Ваши преимущества	Недостатки
SELV или PELV (безопасное сверхнизкое напряжение или защитное сверхнизкое напряжение)	• Отсутствие потенциальной опасности при контакте	• Ограниченная мощность, если развертывание оборудования должно быть рентабельным • Особые требования к токовым цепям
Защитная изоляция	• Можно комбинировать с другими типами систем • Двойная изоляция оборудования	• Экономичен только при малых нагрузках • Изоляционный материал представляет опасность возгорания при тепловых нагрузках
ИТ-система	• ЭМС • Повышенная доступность: 1-й отказ просто сообщается Отключение в случае 2-го отказа • Низкий ток утечки на землю в небольших системах • Снижается влияние на соседние установки, что, в свою очередь, упрощает заземление • Незначительные технические усилия для монтажа кабеля и проводника • Использование соответствующих устройств облегчает обнаружение повреждения	• Оборудование должно иметь универсальную изоляцию для напряжения между внешними проводниками. • Для N проводников требуется устройство защиты от перенапряжения • Возможные проблемы с отключением при втором замыкании на землю
система ТТ	• ЭМС • Защита зависит от мощности короткого замыкания системы • Незначительные технические усилия для прокладки кабеля и проводника • Напряжение прикосновения может варьироваться в зависимости от области • Может сочетаться с системой TN	• Совместим только с низкими характеристиками мощности из-за использования GFCI • Требуется регулярная функциональная проверка • Сложность рабочего заземления (≤ 2 Ом). • Обязательное выравнивание потенциалов для каждого здания
Система TN-C	• Простота установки • Низкие материальные затраты	• Несовместим с электромагнитной совместимостью • Блуждающие токи в здании и низкочастотные магнитные поля делают систему непригодной для использования в зданиях, где размещается информационно-техническое оборудование • Опасность для жизни и здоровья в случае обрыва PEN • Повышенный риск возгорания, связанного с электричеством
Система TN-C-S	• Экономичный компромисс для зданий, в которых нет оборудования информационных технологий.	• Не соответствует ЭМС • Возможны низкочастотные магнитные поля
Система ТН-С	• Совместимость с ЭМС • Низкое повышение напряжения в здоровых фазах	• Повышенные затраты на технику безопасности для удаленного многоканального ввода • Риск незамеченного многократного заземления

Критерий	ТТ	ТН-С	ТН-С	ЭТО
Безопасность людей	***	***	***	***
Безопасность от опасности возгорания	***	*	**	***
Защита машины	***	*	*	***
Доступность	**	**	**	****
Электромагнитная совместимость	**	*	**	***
Обслуживание	**	****	****	***
Монтаж	*	**	**	***
Общий результат	16	14	16	22

*	Слабый
**	Средний
***	Хороший
****	Отличный

Загрузки

Изделия

Мониторинг замыкания на землю, незаземленный

ISOMETER® серия iso685

Детектор замыкания на землю для незаземленных систем переменного/постоянного тока

Определение места замыкания на землю, незаземленный

Серия ISOSCAN® EDS440

Модуль обнаружения замыкания на землю для незаземленных систем переменного/постоянного тока

Мониторинг замыкания на землю, незаземленный

ISOMETER® серия iso685

Детектор замыкания на землю для незаземленных систем переменного/постоянного тока

Детали

Определение места замыкания на землю, незаземленное

Серия ISOSCAN® EDS440

Модуль обнаружения замыкания на землю для незаземленных систем переменного/постоянного тока

Детали

Система заземления TNC: подробное объяснение, недостатки, схемы

Система заземления TN-C (или система TN-C): распределительная система, в которой токоведущая часть источника питания заземлена, открытые проводящие части электроустановки соединены с заземленной токоведущей частью источника питания проводниками PEN, PEM или PEL [этот термин определен в IEC 60364-1].

BS7671 дает следующее определение: система, в которой функции нейтрали и защиты объединены в одном проводнике по всей системе.

Значение букв T, N, C

Буквенные коды, используемые для обозначения типов систем заземления, имеют следующие значения.

Первая буква определяет наличие или отсутствие заземления токоведущих частей источника питания:

• T – заземлена одна токоведущая часть источника питания.

Могут быть предусмотрены дополнительные заземляющие PEN, PEM, PEL проводники и защитный заземляющий проводник (PE) в распределительной сети (при наличии).

Вторая буква указывает на заземление открытых токопроводящих частей электроустановки или наличие электрического соединения между открытыми токопроводящими частями и заземленной токоведущей частью источника питания:

• Н -детали имеют непосредственную связь с заземленной токоведущей частью источника питания, выполненную проводниками PEN, PEM, PEL или защитными заземляющими проводниками (PE).

Следующие за Н буквы указывают, как выполняется электрическое соединение между заземленной токоведущей частью источника питания и открытыми токопроводящими частями электроустановки в распределительной сети, а также назначают особенности расположения проводников, осуществляющих функции защитного заземляющего провода (PE) и нейтрального (N), среднего (M) или заземленного провода (LE) в распределительной системе:

• C – указанное соединение осуществляется по всей распределительной системе с помощью проводников PEN, PEM или PEL. Функции защитного заземляющего проводника и нулевого, среднего или заземленного линейного проводника обеспечиваются по всей распределительной системе посредством единственного проводника соответственно – PEN, PEM или PEL.

Описание системы заземления TNC

В системе заземления типа TN-C (см. рис. 1) заземляется одна из токоведущих частей источника питания, обычно нейтраль трансформатора. Все открытые проводящие части электрооборудования класса 1, установленного в электроустановке здания, имеют электрическое соединение с заземленной нейтралью трансформатора. PEN-проводники, как правило, используются для обеспечения этого соединения как в низковольтной распределительной сети, так и в электроустановке здания. Если воздушная линия (ВЛ) входит в состав распределительной сети, то ее PEN-проводник обычно заземляют в нескольких точках, выполняя так называемое повторное заземление PEN-проводника.

PEN-проводник распределительной электрической сети «начинается» на соответствующей шине защитного заземления и нейтрали (PEN-шине) низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции и «заканчивается» на вводном зажиме распределительного устройства электроустановки здание. С этой клеммы начинаются PEN-проводники электроустановки здания, к которым, как правило, присоединяются все открытые токопроводящие части электрооборудования I класса. То есть PEN-проводник, как защитный проводник, пронизывает всю систему электроснабжения от источника питания до открытых токопроводящих частей электроустановки здания.

Однако в некоторых случаях открытые проводящие части электрооборудования класса I могут быть соединены не только с PEN-проводниками, но также и с защитными заземляющими проводниками (PE) электроустановки здания. Например, при использовании в электроустановке здания трехфазного электрооборудования I класса, не имеющего нейтрали и не требующего для своей нормальной работы наличия нулевых проводников (см. схему 2), подключают защитные проводники к их открытым токопроводящим частям.

Если электроустановка здания присоединена к ВЛ и ответвление от ВЛ до начала выполнено неизолированными проводами, PEN-проводник распределительной электрической сети «заканчивается» на зажиме, соединяющем его с ВЛ. PEN-проводник вводного кабеля электроустановки здания.

Примеры схем системы заземления TN-C

Схемы систем заземления TNC показаны ниже.

Схема 1. Система TN-C 3-фазная 4-проводная

На схеме 1 показаны:

• 1 – схема заземления источника питания
• 2 – устройство заземления электроустановки здания
• 3 – открытые проводящие части
• 4 – защитный контакт розетки
• ТС – трансформаторная подстанция
• UC – подземный кабель
• ВЛ – ВЛ

Схема 2. Система TN-C 3-фазная, 4-проводная с функциями нейтрального и защитного проводника, объединенными в одном проводнике по всей системе распределения [на основе рисунка 31C1 IEC 60364-1]Диаграмма 3. Система TN-C, 1-фазная , 2-проводная схема 4. Система TN-C, 3-фазная, 3-проводная схема 5. Система TN-C, однофазная, 2-проводная с заземленным фазным проводом и функциями защитного проводника, объединенными в одном проводнике по всей распределительной системе [на основе рисунок 31C2 МЭК 60364-1]

При заземлении системы типа TNC проводник PEN обычно разделяется на защитный проводник и нулевой проводник на клеммах стационарного электрооборудования. Если переносное и ручное электрооборудование I класса подключается через штепсельные розетки, то PEN-проводник в штепсельной розетке отделяется.

При реализации системы TN-C сечение PEN-проводников в электрических цепях электроустановки здания не может быть менее 10 мм ² для меди и 16 мм ² для алюминия. Сечение фазных проводов в оконечных цепях освещения обычно 1,5 и 2,5 мм ² , в оконечных цепях штепсельных розеток 2,5 мм ² .

В электроустановке здания, соответствующей системе заземления типа TN-C, PEN-проводник должен присутствовать во всех распределительных цепях и в подавляющем большинстве оконечных цепей. Разделение PEN-проводника в такой электроустановке здания допускается производить только при подключении ручного и переносного электрооборудования I класса, осуществляемого посредством штепсельных розеток.

Кроме того, проводники PEN заменяют защитные проводники в ограниченном количестве оконечных цепей, проводники которых имеют сечение менее 10 мм ² для меди и 16 мм ² для алюминия, а также в некоторых однофазных конечные цепи. Такие цепи обычно являются конечными цепями розеток и освещения. В других концевых цепях должны использоваться PEN-проводники.

Систему TN-C можно легко реализовать при подключении недавно построенной низковольтной установки к существующей или строящейся распределительной сети. Однако при таком типе заземления системы трудно обеспечить такой же уровень электробезопасности, как в системах TN-C-S, TN-S и TT. Кроме того, низковольтные установки, соответствующие системе заземления типа TN-C, характеризуются повышенным уровнем электромагнитных помех, негативно влияющих на чувствительное информационное оборудование. По этой причине заземление системы типа TN-C допустимо только в системах распределения электроэнергии, которые включают в себя низковольтные установки специального назначения.

В чем разница между TNC и TNCS?

Таким образом, тип системного заземления TN-C практически невозможно реализовать в наиболее распространенной системе распределения электроэнергии, состоящей из распределительной сети и подключенной к ней электроустановки здания, поскольку в электрических цепях должны использоваться защитные проводники PE. подавляющего большинства электроустановок зданий. Более того, можно утверждать, что, исходя из их применения к электроустановке здания, на схеме 1 показан пример системы TN-C-S, а не системы TN-C. Это не противоречит требованиям IEC 60364-1 к типам систем заземления.

Основным критерием, на основании которого выделяют типы систем заземления TN-C и TN-C-S, является разделение PEN-проводника на части системы распределения электроэнергии. Международный стандарт устанавливает следующие общие правила:

• если в качестве защитного проводника в системе распределения электроэнергии используется только PEN-проводник, то это система TN-C;
• , если в части электрической распределительной системы проводник PEN разделен на два проводника, защитный проводник и нейтральный проводник, то это система TN-C-S.

В то время как стандарты допускают защитные проводники в системе электрораспределения, соответствующие системе заземления типа TN-C, они не предписывают никаких требований относительно «размера» той части электроустановки здания, в которой защитные проводники используются.

Поэтому иногда крайне сложно правильно определить тип системы заземления TN-C или TN-C-S в конкретной электроустановке здания, если в какой-либо ее части используются защитные проводники. Для решения этой задачи можно применить дополнительный критерий – «размер» части электроустановки здания, в которой применяются PEN-проводники.

Каковы недостатки заземления TN-C?

«Классическая» система TN-C может быть реализована только в тех низковольтных установках специального назначения, в которых имеется небольшое количество приборов класса I, подключенных к электрическим цепям, изготовленным из медных проводников сечением 10 мм ² или более, или с алюминиевыми жилами сечением 16 мм ² и более. Поскольку доля таких низковольтных установок незначительна, а таких установок в зданиях практически не существует, тип системного заземления TN-C можно рассматривать как «теоретический» тип системного заземления, обычно используемый для уточнения 4 «практичные» типы систем заземления TN-S, TN-C-S, TT и IT.

Обеспечение надлежащего уровня электробезопасности в электроустановках зданий в значительной степени зависит от надежного функционирования защитных проводников, а именно от обеспечения непрерывности их цепей. Непрерывность цепи защитного проводника может поддерживаться сколь угодно долго за счет пропускания небольшого тока при нормальных условиях, что не ухудшает качество соединения клемм с течением времени. По PEN-проводнику постоянно протекают значительные рабочие токи, что может привести к ухудшению качества соединения контактов и даже к потере электрической непрерывности в PEN-цепи.

Важно! При системе заземления типа TN-C нельзя обеспечить такой же уровень электробезопасности в электроустановках зданий, как при типах заземления системы TN-C-S и TN-S. Более высокий уровень электробезопасности в системах TN-C-S и TN-S в первую очередь достигается за счет применения в электроустановках зданий индивидуальных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения значительно ниже токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам.

Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное влияние на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери электрической непрерывности в цепи защитного проводника значительно ниже, чем в PEN-проводнике.

Поэтому в электроустановках зданий, «эксплуатируемых» обычными людьми, следует применять защитные проводники с более высокой степенью надежности, чем PEN-проводники. По этой причине оправдан запрет некоторых стран на применение системы заземления типа TN-C для жилых и общественных зданий, коммерческих учреждений и медицинских учреждений, где использование PEN-проводников в электрических цепях запрещено национальными стандартами.

Таким образом, логично предположить, что низковольтные электроустановки, соответствующие системе заземления типа TN-C, должны эксплуатироваться проинструктированными и квалифицированными лицами, прошедшими специальную подготовку, позволяющую им понимать риски и избегать опасностей, связанных с электричество.

Каталожные номера

1. МЭК 60364-1
2. БС 7671:2018+А2:2022
3. Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий.