Виды заземлений в электроустановках: Типы заземления электроустановок

Виды заземлений в электроустановках, системы TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT и их описания

Заземление относится к основным техническим мероприятиям, обеспечивающим безопасность в электроустановках.

Суть заземления заключается в присоединении частей электроустановок, не находящихся под напряжением в нормальном режиме к заземляющим устройствам. Защитное заземление предотвращает поражение током людей или животных при косвенном прикосновении.

В электрических сетях трёхфазного переменного тока напряжением до 1 кВ существует несколько систем заземления, различающихся режимом работы нейтрали, рабочего и защитного нулевых проводов.

Группа систем с глухо заземлённой нейтралью трансформатора обозначаются буквами TN. Система с изолированной или заземлённой через сопротивление нейтралью обозначается буквами IT.

СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ TN – ОПИСАНИЯ И СХЕМЫ

Система TN – C.

Нейтраль трансформатора (общая точка обмоток трансформатора 0,4 кВ, соединённых в звезду) глухо заземлена на питающей подстанции. Питание потребителей осуществляется по 4-х проводной линии. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в один провод PEN.

В электроустановках на стороне потребителя дополнительные заземляющие устройства не предусматриваются.

Система TN – C была доминирующей на протяжении многих лет, поэтому электроснабжение домов старой постройки до сих пор продолжает осуществляться таким способом. Определить, что дом или квартира подключена по системе TN – C можно по следующим признакам:

• электропитание трёхфазных потребителей осуществляется 4-х проводной линией;
• однофазные потребители подключаются по двум проводам;
• электрические розетки не имеют заземляющего контакта, к ним подходит два провода.

Главный недостаток TN – C — это повышенная опасность. При повреждении изоляции корпус оборудования может длительно находиться под напряжением. УЗО в такой системе бесполезно, так как ток утечки протекает по рабочим проводам и дифференциальный орган на него не реагирует.

Самый радикальный выход из этой ситуации — переход на систему TN – S требует монтаж дополнительного провода на линиях от подстанции до потребителя и реконструкцию внутренней проводки.

Более простой путь заключается в переходе на систему заземления TN – C – S, которая требует только реконструкции внутренней разводки на объекте.

В крайнем случае, владелец дома или квартиры может обезопасить себя ещё более простым способом. Для этого нужно наиболее опасное электрооборудование (стиральная машина, электроплита и т.п.) подключить через:

• диффавтомат;
• или УЗО,

а корпус электроприборов занулить, соединив его с проводом PEN до автомата.

В этом случае ухудшение изоляции электроприбора и появление тока утечки вызовет срабатывание дифференциального устройства (про подключение УЗО без заземления и с системами заземления написано здесь).

Система TN – C – S.

Заземление на подстанции выполнено так же, как в схеме TN – C. Отходящие от подстанции линии имеют 4 провода — три фазных и PEN. Непосредственно перед вводом в электроустановку потребителя или на промежуточном участке линии провод PEN разделяется на рабочий (N) и защитный (PE) нулевой проводник.

Разделение совмещённого нулевого провода выполняется до коммутационных аппаратов, установленных на вводе питания объекта. Внутренняя разводка — 5 проводов для трёх фаз и 3 провода для одной фазы. Корпусы электроприборов соединены с защитным нулевым проводом через 3-х контактную розетку.

TN – C – S обеспечивает защиту от косвенного прикосновения при использовании УЗО или дифавтоматов. При появлении фазного напряжения на корпусе электроприбора возникает режим короткого замыкания и срабатывает обычный автомат питания даже при отсутствии УЗО.

Недостаток системы заключается в уязвимости провода PEN на участке линии до разделения нулевых проводников, особенно при грозовых перенапряжениях.

По этой причине ПУЭ предписывает установку повторных заземлителей у опор ВЛ через каждые 100 – 200 метров в зависимости от грозовой активности района, а также применение способов механической защиты PEN – проводника линии.

TN – C – S является компромиссным решением, обеспечивающим приемлемый уровень защищённости при невозможности построения полноценной системы TN – S, требующей крупных капиталовложений.

Система TN – S.

Этот тип заземления в наибольшей степени отвечает современным требованиям безопасности. Раздельные нулевые провода N и PE, присоединённые к заземляющему устройству на подстанции идут вдоль всей ВЛ до ввода в электроустановку потребителя, то есть, линия электропередачи содержит пять проводов.

Полный перевод всех электрических сетей до 1000 вольт на систему TN – S сдерживается высокой стоимостью и трудоёмкостью реконструкции, а также необходимостью отключения большого числа потребителей на время производства работ.

Защитный нулевой проводник PE, идущий от подстанции к потребителю подвержен повреждению в меньшей степени, так как по нему не протекает рабочий ток. Защищённость от косвенного прикосновения сохраняется и при обрыве рабочего нулевого проводника.

ВИДЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ПО СХЕМАМ TT и IT

Заземление по схеме TT.

Система, применяется только в особых случаях, когда нормы безопасности не могут быть соблюдены в рамках подсистем TN.

Суть заземления типа TT заключается в следующем:

• объединённый PEN – проводник соединён на подстанции с заземляющим устройством, электроснабжение осуществляется по 4-м проводам, то есть аналогично подсистемам TN;
• в электроустановке потребителя сформирован защитный PE – провод, соединённый с местным заземляющим устройством;
• исключается всякий контакт местного заземлителя с центральным заземляющим устройством на подстанции и PE – провода с PEN – проводником.

Заземление типа TT применяется в тех случаях, когда косвенное прикосновение может сопровождаться контактом с физической землёй. Например, в металлической постройке, стоящей на земле или в строении с металлическим каркасом на стальных сваях.

В таких случаях ПУЭ предписывает создание полноценного местного заземлителя с контролем сопротивления заземления.

Обязательным условием эксплуатации заземления типа TT является применение УЗО с дифференциальным током отключения не более 30 мА.

Параметры заземляющего устройства и УЗО (или дифференциального автомата) должны отвечать соотношению: RзIузо ≤ 50 вольт.

Здесь:

• Rз — суммарное сопротивление заземления, то есть сумма сопротивлений заземлителя и заземляющего проводника;
• Iузо — значение тока утечки, при котором срабатывает дифференциальный орган УЗО.

По сути, данная формула ограничивает напряжение прикосновения в рамках 50 вольт.

Система IT.

Этот тип заземления отличается изолированным режимом работы нейтрали на подстанции. Иногда выполняется соединение нейтрали с заземляющим устройством через большое сопротивление. Электроснабжение потребителей может осуществляться тремя фазными проводами, либо четырьмя, включая рабочий ноль.

Защитный нулевой провод здесь отсутствует по определению. Токопроводящие части электроустановок на стороне потребителя соединяются с местным заземляющим устройством.

Такой тип электроснабжения применяется на взрывоопасных объектах, либо там, где имеется сверхвысокая пожарная опасность. Объясняется это тем, что в сетях с изолированной нейтралью ток однофазного замыкания на землю имеет наименьшее значение.

Кроме этого, такая сеть продолжает работать при возникновении короткого замыкания.

  *  *  *

© 2014-2023 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Виды и системы заземления TN-S, TN-C, TN-C-S, IT в электроустановках, распределение заземлителей

Заземление — ключевой элемент безопасного электроснабжения промышленного, гражданского, жилого объекта. Принцип действия основан на проведении электрического тока с оказавшегося под напряжением корпуса агрегата, электробытового, сантехнического прибора или иного токопроводящего элемента по пути наименьшего сопротивления.

• Необходимость и виды систем заземления
• Формы конструкций
  • Естественные элементы
  • Искусственные заземлители
• Факторы, влияющие на выбор системы
• Общие сведения и обозначение
• Виды заземлений в электроустановках
  • Система TN-S
  • Система TN-C
  • Система TN-C-S
  • Система IT

Необходимость и виды систем заземления

Основная его функция — предохранение людей и животных от поражения электрическим током. При расчёте электрических схем в качестве стандартного показателя сопротивления человеческого тела принимается значение в 1 тыс. Ом (в реальности свыше 3 тыс. Ом). Сопротивление схемы должно превышать 4 Ом. В этом случае действие электрического тока минимизирует неприятные для человека ощущения в виде покалываний, и полностью исключит серьёзные негативные последствия для организма, в том числе тяжёлого травматического характера или летального исхода.

Защитное заземление относится к сложным электрическим конструкциям, которые нуждаются в постоянном контроле, тестировании и профилактике. Особое внимание уделяется проверке уровня сопротивления.

Защита электрических установок от появления напряжения в непредусмотренных местах в результате пробоя изоляции, нарушения схемы соединения электрической цепи производится заземлением или его подвидом — занулением.

1. Заземление использует принцип снижения разности потенциалов между токопроводящим изделием и непосредственно землёй до безопасного уровня. Включает одиночную или групповую конструкцию проводников. Чаще всего из электродов создаётся специальный контур, который устанавливается в безопасном месте. Из здания к нему подводятся кабели, уложенные в землю.
2. Зануление. Представляет собой электрическую цепь, в которой напряжение с корпуса электрической установки отводится в распределительный щит или в трансформаторное устройство. В нём вместо защитного заземляющего провода задействуют рабочую нулевую жилу. В отличие от заземления, зануление при резких перепадах напряжения (прикосновение человека к оголённым проводам, корпусу прибора, непредвиденно оказавшегося под напряжением) вызывает в электрической цепи короткое замыкание с немедленным её разрывом через автоматические выключатели, называемые защитными отключающими устройствами (ЗОУ).

При разработке электрической схемы во внимание принимается не сопротивление человека, а максимальное значение тока, которое он может безопасно пропустить через себя. При прикосновении к устройству, находящемуся под напряжением 220 В, частоте 50 Гц, максимальный ток не должен превышать 0,22 А. Показатель 0,5 А смертелен для человека. Зануление применяется в многоэтажных строениях, поскольку имеются сложности с созданием контуров заземления. В малоэтажных строениях и небольших промышленных объектах (мастерские, цеха, станции техобслуживания) предпочтение отдаётся заземлению.

Формы конструкций

Защитное заземление — это специальная электрическая цепь, соединяющая корпуса и иные токопроводящие элементы агрегатов промышленного и бытового назначения с конструкцией заземления. Помимо обеспечения безопасности людей и животных, заземление необходимо для защиты самих объектов. Все молниеотводы замыкаются на общий для дома заземляющий контур. Неправильная установка конструкции приводит к пожарам (20% всех возгораний). Заземление предотвращает аварийное функционирование генераторов и других агрегатов. Основные элементы схемы — заземлители. Они бывают естественными и искусственными

Естественные элементы

Наиболее употребительны, поскольку их использование эффективно с экономической точки зрения. К ним относятся:

• металлические или железобетонные изделия промышленных и гражданских строений, фермы, лифтовое оборудование, токопроводящие трубы для кабелей. Главное условие — их соприкосновение с землёй;
• трубопроводы, продуктопроводы, канализационные системы, столбы, вкопанные в землю цистерны, арматура, дренажные системы. Главное условие — отсутствие легковоспламеняющихся, взрывоопасных, горючих веществ;
• железнодорожные пути, оболочки кабелей из свинца, основания металлических мостовых сооружений, тоннелей.

Искусственные заземлители

Применяются стальные трубы и прутья. Изделия из меди более эффективны, поскольку обладают низким сопротивлением. Однако металл используется редко из-за дороговизны. На смену стали приходят специальные алюминиевые сплавы. По сути, это сложные композиционные материалы, обладающие повышенной прочностью, в 5 раз превышающей показатели аналогичных по размерам стальных изделий. Инертны к воздействию агрессивной среды, не подвержены коррозии, не образуют условий для развития микроорганизмов (плесени, грибков). Хорошо проводят электрический ток.

Факторы, влияющие на выбор системы

Заземление — обязательный атрибут эксплуатация электрических потребителей, независимо от их мощности и функционального назначения. Они могут быть представлены крупными промышленными установками, станками, электрическими двигателями, подъёмными механизмами, кранами или бытовой техникой: холодильники, стиральные машины, кофеварки, электробритвы. Принцип устройства заземления для систем идентичен. Безопасность работы с ними чётко регламентирована «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

В документе подчёркнуто, что основным показателем, характеризующим правильность и качество проектирования и монтажа заземления, служит сопротивление всей схемы. Формула его определения сложна. Она должна учитывать множество факторов, включая тип грунта, материал структурных элементов конструкции, площадь взаимодействия устройства с землёй, сечение соединительного кабеля, токопроводящие свойства жилы.

Общие сведения и обозначение

В нормативных документах базовые расчётные показатели приводятся для систем с искусственными заземлителями. Для естественных электродов практически невозможно рассчитать токи рассеивания, сопротивление и другие показатели. Они индивидуальны для каждого конкретного случая.

Все системы искусственного заземления классифицированы с использованием буквенных обозначений. Они утверждены Международной электротехнической комиссией и применяются в ПУЭ. Буква Т (от французского terre — земля) обозначает заземление, I (isole) — изолирование, N (neute) — соединение с нейтральным проводом, C (combined) — объединение функционального и нулевого проводов, S (separated) — разделение этих проводов.

Система TN служит для глухого соединения нуля трансформатора или электрического щитка с землёй. Нейтраль играет основную роль для быстрого срабатывания релейной защиты. К ней подключаются функциональные и защитные жилы кабельных соединений.

Токопроводящие элементы электрических потребителей: корпуса, экраны, розетки, выключатели подключаются к единому нулевому проводу, контактирующему с нейтралью. Помимо глухозаземленной, применяются схемы заземления с изолированной нейтралью (системы IT).

Виды заземлений в электроустановках

В отечественной и зарубежной электротехнической практике получили распространение следующие системы заземлений.

Система TN-S

Высоконадежная схема безопасности электрической сети. Обеспечивает качественную защиту человека от поражения электрическим током. На неё не воздействуют высокочастотные колебания от электробритв, дрелей, пылесосов, стиральных машин, электрических массажных устройств. Для системы нет необходимости частой проверки контуров заземления.

Основная идея способа состоит в том, что для защиты применяется сложно комбинированный нулевой проводник PEN, соединённый с нейтралью. На входе. PEN разделяется на защитный ноль РЕ и рабочий ноль N. Система теряет защитные свойства при повреждении PEN на участке от подстанции до входа в здание. Поэтому нормативные документы требуют применения дополнительных мер для повышения эксплуатационной безопасности проводника.

Система TN-C

Наиболее распространённая, но постепенно снижающая популярность ввиду морального устаревания. Заземляющий контур изготовлен на трансформаторной подстанции. Нулевая жила от контура до потребителя подводится по единственному проводу PEN. При однофазном электроснабжении сооружения применяется двухжильная электрическая проводка (фаза и ноль). При трехфазном — четырехжильная (3 фазы и ноль). Заземление в розетках не предусматривается.

Единственный вариант связан с использованием зануления Защита человека и животных от удара электрическим током существует, но не относится к надёжным. Популярность системы объясняется простотой монтажа. В строящихся зданиях и домах установка системы TN-C запрещена.

Система TN-C-S

Модернизированный тип TN-C. Отличительная черта заключается в том, что проводник PEN на пути к потребителю разделяется на две составляющие: нулевую жилу N и защитный ноль PE. Обычно эта операция проводится в распределительном устройстве (электрический щит), где монтируются нулевая и защитная шины. Они соединяются между собой перемычкой. Защитная шина соединяется с контуром заземления.

При однофазной электропроводке в квартиру или частный дом входит кабель с тремя жилами (фаза, ноль и защита). При трехфазной — пятижильный кабель (3 фазы, N и PE). Это позволяет устанавливать розетки с клеммами для заземления. Защитная жила обеспечивает безопасность электрических установок.

Рабочий ноль служит для передачи электроэнергии потребителю. TN-C-S имеет хорошие перспективы для применения в странах СНГ, поскольку многие домовладельцы по финансовым соображениям не могут устанавливать TN-S.

Система IT

Устаревшая, но не утратившая актуальности схема. Применяется в условиях, требующих повышенной безопасности электроснабжения: шахты, рудники, химические, газоперерабатывающие заводы. На этих предприятиях возможны скопления или внезапные выбросы горючих газов. Заземление с изолированной нейтралью исключает образование искр.

Обычно применяются в сетях с напряжением до 1 тыс. В. Главная особенность — отсутствие разности потенциалов между токопроводящими поверхностями и местным заземлением. Малые токи позволяют продолжать работу электроустановки при однофазном заземлении.

Но в целом система не очень надёжна. В ней неприменимы стандартные токовые защитные аппараты (ЗОУ). Схемы безопасности сложны, требуют постоянного участия оператора.

Системы заземления TN-C-S и особенно TN-S высокоэффективны. ПУЭ только они разрешены для установки на промышленных объектах и в частном домовладении. Остальные схемы с глухозаземленной нейтралью применяются как остаточные явления. Эксплуатационные ресурсы у них невелики.

Опасность пробоя изоляции или возникновения другой неисправности высока. Она возрастает по мере увеличения токовой нагрузки со стороны потребителей. Всё большее распространение получают электрическое отопление, насосы, электрические станки, установки. В частном секторе электроэнергия используется для ведения малого и среднего бизнеса (фермы, мини-заводы по изготовлению строительных материалов, СТО). К заземлению предъявляются повышенные требования. Предпочтение следует отдавать искусственным системам, так как в них чётко регламентируются нормы.

Типы систем и методов электрического заземления

Последнее обновление 20 января 2023 г. , Джош Махан

При работе с мощным электрическим оборудованием и приборами важно убедиться, что они правильно настроены и подключены, чтобы избежать потенциальных угроз безопасности. и другие осложнения, которые могут повредить указанное оборудование или находящихся поблизости людей. Системы электрического заземления являются широко используемым инструментом, специально разработанным для защиты от опасностей внезапных высоковольтных разрядов путем удаления избыточного тока. Заземление необходимо во многих отраслях промышленности, где используется мощное электрическое оборудование.

Центры обработки данных, в частности, используют огромное количество очень мощных технологических инструментов и машин, которые требуют значительного количества энергии для правильной работы. Из-за этого центры обработки данных должны убедиться, что они эффективно используют системы электрического заземления для защиты жизни своих сотрудников, а также их машин. Пожалуйста, продолжайте узнавать все, что вам нужно знать о различных методах и типах систем электрического заземления.

Связанный: Как легко рассчитать трехфазную мощность

Содержание

Что такое электрическое заземление?

Проще говоря, «заземление» относится к цепочке с низким сопротивлением, предназначенной для передачи электрического потока в землю, а «заземление» относится к соединению между электрическим оборудованием и землей через провод . При правильном подключении приборы и устройства обеспечивают безопасное место для безопасного отвода избыточных электрических токов, не создавая повреждений или угроз безопасности для оборудования или находящихся поблизости людей. В соответствии с Национальным электротехническим кодексом (NEC) «земля» определяется как тип проводящего соединения — случайного или преднамеренного — между оборудованием или электрической цепью и землей или каким-либо проводящим телом, используемым вместо земли.

Целью NEC является помощь в ограничении потенциала напряжения от скачков напряжения в сети, молнии и контакта между другими линиями более высокого напряжения за счет использования проводников заземления оборудования. Эта тактика по своей сути делает всю электрическую систему более безопасной и обеспечивает защиту от значительных колебаний в электроснабжении. Если вы хотите обеспечить безопасность оборудования и персонала вашего центра обработки данных, вы должны использовать идеально заземленную и безопасную сеть. В противном случае вы рискуете нанести значительный ущерб своему оборудованию, а также жизни людей.

NEC предлагает список подробных требований, касающихся настройки и функционирования заземленных систем. Краткое изложение других основных требований можно найти здесь, на веб-сайте OSHAcademy по обучению безопасности и гигиене труда.

Зачем нужны системы электрического заземления?

Как указано выше, заземленные электрические системы необходимы для безопасной и надежной работы центра обработки данных. Однако они также необходимы для масштабных жилых и коммерческих проектов. Поскольку установка и обслуживание систем заземления являются сложным и трудоемким процессом, важно предотвратить опасные ситуации, которые могут привести к проблемам в случае короткого замыкания внутренней проводки устройства. Существует несколько рисков использования незаземленных электрических систем, таких как пожар и поражение электрическим током, которые могут привести к несчастным случаям со смертельным исходом. Некоторые из существенных преимуществ использования надлежащим образом заземленной системы включают:

Защита от перегрузки

Избыточная мощность может по многим причинам скапливаться на электрическом рабочем месте, создавая большие электрические напряжения в системах и вызывая пожары и удары током, которые могут травмировать, если не прямое убийство, люди. Заземленные системы обеспечивают защиту от перегрузок, направляя избыточную энергию выброса в землю, защищая людей и электроприборы, а также важные данные, которые они могут содержать.

Защита от поражения электрическим током

В худшем случае незаземленные системы могут привести к ударам и пожарам, которые повреждают и разрушают оборудование, что приводит к значительной потере данных, а также к травмам и смерти находящихся поблизости людей. Заземленные системы устраняют эти опасности, связанные с электричеством и защитить оборудование от внезапных скачков напряжения , предотвратив возгорание электричества и снизив вероятность повреждения оборудования.

Стабилизация напряжения

Заземленные системы предназначены для защиты цепей от перегрузки и правильного распределения мощности между конкретными источниками данных. Это заземление обеспечивает общую точку отсчета для стабилизации критического напряжения.

Какие существуют три типа систем заземления?

В целом, существует три типа систем заземления , которые важно понять людям, наряду с их различными преимуществами и недостатками. Эти три системы включают:

1. Незаземленные системы
2. Системы с заземлением через сопротивление
3. Системы с глухим заземлением

Связанный: Что такое тестирование HIPOT? Объяснение испытания на электрическую прочность диэлектрика

Незаземленные системы

Этот раздел может сбить с толку некоторых читателей, поскольку мы только что рассмотрели несколько абзацев, подробно описывающих важность отсутствия незаземленных электрических систем. Хотя это правда и 9Незаземленные системы 0005 по своей сути более опасны, они существуют и служат определенным целям , хотя они были гораздо более распространены в 40-х и 50-х годах. Таким образом, нам нужно потратить время, чтобы объяснить, как они работают, а также различные преимущества и недостатки, которые они предоставляют.

Первое, что нужно понять о незаземленных системах, это то, что они на самом деле не являются незаземленными. С точки зрения электричества ваша система соединена с землей через емкость между линиями и землей. То есть правильнее называть ее емкостно-заземленной системой. Ее просто называют незаземленной системой из-за условности и отсутствия предполагаемой физической связи между задействованными линиями электропередач и землей.

Проще говоря, , в незаземленной системе ток замыкания на землю незначителен и может быть использован для снижения риска поражения людей электрическим током. При возникновении неисправности необходимы два провода для передачи некоторых токов, чтобы избежать избыточного напряжения, которое приведет к чрезмерному нагреву и повреждению задействованного оборудования. Поскольку замыкание на землю незначительно, поиск неисправностей может быть очень трудным и трудоемким, что делает стоимость незаземленных систем чрезвычайно высокой.

Преимущества незаземленных систем

Существует несколько особых преимуществ , связанных с использованием незаземленных систем. Некоторые из наиболее важных преимуществ незаземленных систем:

• У вас незначительный ток замыкания на землю.
• Они обеспечивают относительно низкое значение тока при замыканиях на землю между линиями.
• Существует низкая вероятность того, что замыкания, действующие между линией и землей, перерастут в межфазное или трехфазное замыкание.
• Они обеспечивают непрерывную работу процессов при первом возникновении короткого замыкания на землю.
• Они не представляют опасности для персонала в случае случайного замыкания линии на землю.
• Они сводят к минимуму риск поражения людей электрическим током.

Недостатки незаземленных систем

Некоторые из неотъемлемых недостатков незаземленных систем :

• Они используют два провода для передачи количества тока, предназначенного для трех проводов, в случае неисправности, повышения температуры и возможности повреждения оборудования и инсоляции.
• Они усложняют и отнимают много времени для обнаружения неисправностей.
• Все линии должны быть протестированы индивидуально.
• Они несут очень высокие эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание.
• Они не контролируют кратковременные перенапряжения.
• Второе замыкание на землю на другой фазе вызовет междуфазное короткое замыкание в системе.

Несмотря на то, что они обладают некоторыми заметными преимуществами, недостатки гораздо более заметны для незаземленных систем , поэтому сегодня используется относительно мало по сравнению с несколькими десятилетиями назад.

Вам нужен эффективный и экономичный способ создания надежного центра обработки данных и решения различных проблем с инфраструктурой при эксплуатации сложной ИТ-среды? Пожалуйста, свяжитесь с нашей командой опытных дизайнеров, менеджеров и специалистов по закупкам здесь, в C&C, чтобы узнать больше.

Системы с заземлением через сопротивление

Заземление через сопротивление, если кратко, это когда системы электроснабжения имеют соединения между нейтральной линией и землей через резистор. Указанный резистор используется для ограничения тока короткого замыкания в естественной линии. Если ваше напряжение не изменится, ваш электрический ток будет зависеть от размера задействованного резистора в соответствии с законом Ома (V = IR).

Существует два различных типа систем заземления сопротивления; заземление с высоким сопротивлением и заземление с низким сопротивлением.

Заземление с высоким сопротивлением

Системы заземления с высоким сопротивлением (HRG) активно ограничивают токи замыкания на землю до <10 ампер и обычно используются на фабриках и заводах, где текущая работа процессов прерывается в случае конкретной неисправности.

Заземление с низким сопротивлением

Система заземления с низким сопротивлением (LRG) активно ограничивает ток замыкания на землю до 100–1000 ампер. Эти системы обычно используются в системах среднего напряжения до 15 кВ и предназначены для отключения защитных устройств при возникновении неисправности.

Преимущества заземления сопротивлением

Системы с заземлением через сопротивление (как с высоким, так и с низким сопротивлением) имеют ряд преимуществ, особенно по сравнению с незаземленными системами. Например, поскольку ток в нейтрали для этих систем контролируется, а не пренебрежимо мал, контролируются потенциальные перенапряжения в системе. Пониженный ток соответствует уменьшению тепла, что сводит к минимуму общий износ электрической системы в целом, что особенно важно для обеспечения безопасности и функционирования основного оборудования в центрах обработки данных. Некоторые дополнительные преимущества этих систем также включают тот факт, что;

• Уменьшенные токи также снижают риск поражения электрическим током и взрыва/дуговой вспышки.
• Системы ограничивают ток замыкания на землю до низкого уровня.
• Они контролируют переходные перенапряжения.
• Они снижают опасность поражения электрическим током.
• Они обеспечивают непрерывность обслуживания.
• Снижают механические напряжения в оборудовании и его цепях.
• Уменьшают падение напряжения в сети, вызванное очисткой и возникновением замыкания на землю.

Недостатки заземления сопротивления

Некоторые из основных недостатков систем заземления сопротивления :

• Высокие частоты могут быть неприятным сигналом тревоги.
• Замыкание на землю может сохраняться в системе в течение длительного времени.

Связанные: Однофазное и трехфазное питание [Полное руководство]

Системы с глухим заземлением в схему не включена преднамеренная независимость.

Системы с глухозаземленным заземлением могут потреблять большие токи замыкания на землю и, таким образом, значительно упрощают обнаружение неисправностей по сравнению с незаземленными системами. Эти системы чаще всего используются в промышленных или коммерческих энергосистемах, а резервные генераторы обычно находятся в режиме ожидания, если сбой отключает определенные методы производства.

Подобно резистивному заземлению, жесткое заземление может значительно снизить вероятность перенапряжения в электрической системе. Однако эти системы могут иметь большие токи замыкания на землю. Из-за этого системы с глухим заземлением не могут работать при замыкании на землю, поскольку все токи в системе текут от замыкания на землю.

Преимущества систем с глухим заземлением

Некоторые из основных преимуществ систем с глухозаземленным заземлением включают:

• Обеспечивают разумный контроль переходных перенапряжений от нейтрали к земле.
• Они позволяют пользователям быстро и легко обнаруживать неисправности.
• Они могут питать нейтральные нагрузки.

Вы ищете качественный и экономичный способ создания высококлассного центра обработки данных с нуля? Наши специалисты из C&C, обладающие более чем 100-летним опытом проектирования центров обработки данных, всегда готовы помочь, начиная от планирования инфраструктуры и электропитания и заканчивая технологиями охлаждения и даже специализированными услугами по уборке.

Недостатки систем с глухозаземленным заземлением 

Системы с глухозаземленным заземлением имеют несколько явных недостатков , число которых значительно превышает их преимущества. Например;

• Надежно заземленные системы представляют серьезную опасность вспышки дуги.
• Они могут создавать проблемы в основной системе.
• Требуют покупки, установки и обслуживания дорогого и сложного главного выключателя.
• Обеспечивают высокие значения тока короткого замыкания.
• Они могут вызвать незапланированные перерывы в производственных процессах.
• В случае неисправности они потенциально могут привести к серьезному повреждению оборудования.

Заключительные мысли и соображения

Теперь, когда у вас есть адекватное представление о различных типах систем электрического заземления и их различных преимуществах и недостатках, у вас должна быть возможность выбрать наиболее оптимальный тип системы заземления для защиты используемого оборудования. в вашем дата-центре. Если вы хотите узнать больше об управлении центрами обработки данных, питании, инфраструктуре, очистке и многом другом, рассмотрите возможность связаться с нами в C&C Technology Group сегодня, чтобы узнать о нашем широком спектре экспертных услуг. И не забудьте также изучить наш широкий выбор качественных образовательных статей.

Типы заземления | Что такое заземление? Его значение и типы

Заземление является важной частью любой электрической системы. Правильно заземленная система спасет жизни от поражения электрическим током, а также защитит устройства/оборудование. Но что такое заземление? Что нужно для заземления? Существуют ли различные типы заземления? Если так, то кто они? Давайте рассмотрим основы заземления / заземления.

Краткое описание

Что такое заземление?

Заземление (в США) или заземление (в Великобритании) — это процесс заземления электрических систем, приборов и металлических корпусов. Здесь земля относится к физическому соединению с Землей, которая действует как точка отсчета, а также обратный путь для тока.

Основной целью заземления является обеспечение пути прохождения электричества с низким сопротивлением. Мы можем реализовать соединение с землей с помощью заземляющего электрода. Таким образом, мы можем держать все нетоконесущие проводники, такие как металлический каркас/корпус компьютера, стиральная машина, сушилка, электродрель и т. д., под напряжением 0 В.

Стандартная система заземления состоит из двух частей. В первой части все отдельные ответвленные цепи состоят из провода (заземляющего провода), который мы присоединяем к металлическому каркасу распределительных коробок, приборов, инструментов и т. д. Все заземляющие провода от отдельных ответвленных цепей доходят до панели главного выключателя и подключиться к шине заземления.

Вторая часть системы заземления состоит из большого медного провода (известного как проводник заземляющего электрода), который соединен с заземляющим стержнем, закопанным в землю.

Важность заземления

Давайте поймем важность заземления на небольшом примере. Предположим, что есть большой электрический прибор, такой как стиральная машина, и горячий провод касается металлического корпуса машины из-за аварии. Если аппарат правильно заземлен, т. е. металлический корпус аппарата подключен к заземляющей шине на панели главного выключателя, происходит следующее.

Ток от горячей проволоки будет проходить через металлический корпус машины. Так как мы подключили заземляющий провод оборудования, ток по этому проводу течет на главный щит обслуживания вместо нулевого провода. В результате автоматический выключатель, если эта цепь сработает.

Если бы это была незаземленная система, то ток от металлического корпуса проходил бы через тело человека, вступившего в контакт с машиной. Человеческое тело обеспечит легкий путь для прохождения тока через землю. Это приведет к сильному поражению электрическим током. GFCI или прерыватель цепи замыкания на землю (в виде розетки/розетки GFCI или прерывателя GFCI) очень полезны для этого. Инженеры разработали их специально для обнаружения замыкания на землю и размыкания цепи.

Другой случай – накопление статического напряжения из-за ударов молнии. Во время удара молнии электромагнитный импульс от молнии индуцирует напряжение в металлическом корпусе прибора, такого как стиральная машина. Поскольку мы подключили металлический корпус к заземляющему проводнику, он будет принимать это импульсное напряжение на панель главного выключателя, а затем передавать его на заземляющий электрод.

Различные типы заземления

Мы можем классифицировать заземление на основе сетей низкого и высокого напряжения.

Системы низкого напряжения

В сетях низкого напряжения, т. е. для снабжения бытовых и малых промышленных потребителей, схема заземления может быть TN, TT или IT.

Здесь первая буква указывает на соединение между трансформатором и землей (T – прямое соединение с землей и I – без соединения с землей). Вторая буква указывает на соединение между электрооборудованием у потребителя и землей (T – местное соединение с землей и N – соединение с землей обеспечивает поставщик электроэнергии).

TN Заземление

В системе заземления TN точка звезды трансформатора (нейтраль) соединяется с землей, а на стороне потребителя к этому соединению подключается заземляющий провод электроприборов. Существует три типа систем TN.

• TN-S: заземляющий и нейтральный проводники разделены и подключены к трансформатору.
• TN-C: Заземляющий и нейтральный проводники одинаковы.
• TN-C-S: отдельные заземляющие и нейтральные проводники, но только рядом со стороной потребителя.

TT Заземление

В этом типе заземления заземление на трансформаторе и на потребителе являются независимыми, т. е. точка звезды (нейтраль) на трансформаторе соединена с землей, а местный заземлитель действует как точка заземления на потребитель. Эти две точки не имеют никакой связи.

IT-заземление

При IT-заземлении отсутствует заземление на трансформаторе, но имеется локальное заземление с использованием заземлителя у потребителя.

Системы высокого напряжения

Электростанции, подстанции и т. д. образуют сеть высокого напряжения, которая сильно отличается от распределительных трансформаторов низкого напряжения и потребителей. В этих высоковольтных системах существует три основных типа заземления.

• Незаземленные системы
• Заземление сопротивления
• Системы с глухим заземлением

Незаземленные системы

В незаземленных или незаземленных системах нет прямой связи между точкой звезды (нейтралью) и землей. В этих системах замыкания на землю практически не имеют замкнутых путей и, следовательно, их величина очень мала. Теоретически между проводниками и землей нет потенциала, но в системах переменного тока между проводниками всегда есть емкость. Поэтому мы называем эти системы емкостно-связанными с землей.

Важной особенностью незаземленных систем является то, что, несмотря на то, что междуфазные токи замыкания на землю очень малы, идентифицировать замыкание между фазами очень сложно.

Системы с глухозаземленным заземлением

В системах с глухозаземленным или прямым заземлением точка звезды трансформатора (нейтраль) соединена непосредственно с землей без какого-либо дополнительного сопротивления для ограничения тока.

Заземление сопротивлением

Вы уже догадались, что это за тип заземления. При резистивном заземлении имеется резистор (известный как резистор заземления нейтрали) между точкой звезды (нейтралью) трансформатора и землей. Этот резистор ограничивает ток короткого замыкания, протекающий через нейтральный проводник.

Заземление с высоким сопротивлением

При заземлении с высоким сопротивлением ток короткого замыкания относительно низок, около 10 А или ток, эквивалентный току емкостной зарядки.

Заземление с низким сопротивлением

При заземлении с низким сопротивлением ток короткого замыкания относительно велик, около 50 А в некоторых местах. Значение тока короткого замыкания варьируется от области к области.

Заключение

Заземление является важной частью современных электрических систем. Это способ обеспечить безопасность как людей, так и оборудования/устройств от неисправностей (замыканий на землю и скачков напряжения).