Заземление и его виды: Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

Виды заземлений – какие бывают? Системы и назначение конструкции

Заземление – это намеренное соединение определенной части оборудования или электрической цепи с грунтом. Чаще всего, для заземления используется один или несколько штырей из металла необходимой длины и диаметра, забитых в грунт и соединенных вместе.

• Системы TN ↓
• Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником ↓
• Система c проводом PEN и двумя нулями ↓
• Независимые заземлители ↓
• Система с изолированным нейтральным проводом ↓
• Технологии заземляющих устройств ↓
• Конструкция модульного заземления ↓
• Традиционное заземление ↓
• Естественные заземляющие элементы ↓
• Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления? ↓
• Заземление нейтрального проводника ↓

Конструкцию соединяют с кабелем, подключенному к заземляемому устройству. Штыри и провод, металлическая полоса, связывающая их, место установки заземления, оговорено по правилам монтажа электрических установок.

Электроустановки подразделяются:

1. С напряжением более 1 кВ с эффективно или глухо заземленной нейтралью.
2. С напряжением более 1 кВ с заземленной через резистор или изолированной нейтралью.
3. С напряжением менее 1 кВ с глухо заземленной нейтралью.
4. С напряжением менее 1 кВ с изолированной нейтралью.

С учетом технических особенностей электросетей и электрической установки, для ее работы может быть необходима какая-либо токоотводящая конструкция. Обычно, до проектирования электрического устройства, определяют перечень требования, в которых указывают необходимую конструкцию.

Сейчас в мире используют единую систематизацию подобных устройств, в которую входят три системы:

1. Система IT.
2. Система TT.
3. Система TN.

Эта аббревиатура расшифровывается так:

• Символ I — изолированный.
• Символ N — подключено к нейтрали.
• Символ T — заземление.

Системы TN

Такие конструкции отличаются наличием глухо заземленной нейтрали и подсоединением к ней всех способных проводить электроэнергию элементов сети.

Подключение к нейтрали производят используя нулевые проводники.

Электрошкафы, щиты и корпуса приборов, подключают к проводнику PEN. Выполняется это для создания короткого замыкания, при пробивании проводки на корпус, в результате чего, защитные автоматы обесточивают сеть, идущую на вышедший из строя участок сети, таким образом, предупреждая поражение током людей, находящихся поблизости.

Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником

Система TN-S

Система TN-S для безопасности оборудована двумя, а не одним нулевым проводом, один из них служит как защитный провод, а второй используется в качестве нейтрального проводника, подключенного к глухо заземленной нейтрали. Эта конструкция сегодня является самой безопасной, способной эффективно защитить от удара электричеством.

Принцип работы этой конструкции состоит в том, что используют всего одну фазу для подачи рабочего напряжения и ноль.

Разводку производят проводом из трех жил, одна из которых служит как нуль и подключается к вводному проводу.

Система c проводом PEN и двумя нулями

Система TN и TN-C-S

Здесь характерно использование в определенном месте оборудования, соединенного с нулевым проводом, расщепляющимся на два проводника: PE и N, для последующего заземления оборудования.

Для бесперебойной работы, система TN-C-S после места раздвоения, оборудуется еще одним заземлителем.

Положительные свойства этой системы:

1. Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
2. Простая конструкция защиты от молнии.
3. Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.

Минусы этой системы:

1. Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
2. Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
3. Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.

Для частных, хозяйственных строений, ПУЭ советуют использовать совершенно другую систему — TT.

Независимые заземлители

Система TT

В конструкции системы TT есть два заземлителя:

1. Для источника электротока.
2. Для незащищенных металлических элементов системы.

Положительным свойством этой конструкции является повышенная работоспособность нулевого провода на промежутке от оборудования до места подачи напряжения и независимость PE провода.

Сложность может появиться только с использованием собственного заземлителя, так как непросто подобрать для него подходящий диаметр. Но такой минус компенсируется с помощью системы защитного отключения.

Система с изолированным нейтральным проводом

Система IT

В большинстве случаев, в такой конструкции, нейтраль изолируют от земли, или создают необходимое зануление IT, используя устройство со значительным сопротивлением.

В домашних условиях, устройства такого типа не нашли применения, они практически не используются, но позволяют их применять для питания специальных устройств, для которых необходима безопасность и максимальная стабильность при работе, к примеру, в лабораториях и лечебных учреждениях.

Технологии заземляющих устройств

Есть несколько способов изготовления контура заземления.

Чаще всего, используют две из них:

1. Модульно-штыревое заземление.
2. Традиционное заземление.

Конструкция модульного заземления

Для ее устройства используют стержни, из покрытого медью качественного металла. Их вертикально забивают в грунт на глубину около 1 м, диаметр стержней 14 мм. По краям стержня нарезают по 30 мм резьбы и так же покрывают ее медью.

Металлические части конструкции соединяют вместе латунными муфтами. По горизонтали их соединяют стальными полосами с латунными зажимами или используют для этого комплект медного провода. Также, устраивают соединение контура заземления и щитка-распределителя. Для защиты элементов заземления от коррозии, в комплект входит защитная паста.

Традиционное заземление

Изготавливают такую систему из черного металла: полос, труб, уголка. На 3 м в грунт, с промежутком 5 м вбивают треугольником три металлических электрода. Далее, электроды соединяют в общий контур, используя металлическую полосу и электросварку.

Такое заземление имеет несколько отрицательных свойств (к примеру, трудоемкость создания контура и коррозия, разрушающая металл изделия), по этой причине, в наше время вместо нее стараются использовать более совершенный способ заземления.

Естественные заземляющие элементы

Чаще всего, их используют для заземления электрического оборудования. В качестве естественных заземлителей применяют металлические элементы различных ЖБ конструкций, к примеру, фундаменты подстанций и линий электропередач и фундаменты строений.

Дополнительно, для естественного заземления подключают части подземных коммуникаций, изготовленных из металла, к примеру, подходит броня кабелей и всевозможные трубопроводы, иногда допустимо подключать и наземные коммуникации, к примеру, подойдут для этой цели рельсовые пути.

Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления?

Не стоит подключать заземляющий провод к фундаментам, собранным из отдельных ЖБ элементов. Желательно связать прутья арматуры блоков, и только тогда допустимо подключать заземлитель. Иначе, лучше использовать искусственный заземлитель.

Для этого используют металлический проводник, вбитый вертикально или горизонтально в грунт. Иногда используют несколько таких проводников, связав их вместе. Важно, чтобы отдельные электроды контура, были вбиты на необходимую глубину.

Горизонтальный заземлитель желательно уложить на глубину 50 см, если грунт на участке легкий, то укладку электрода желательно производить на глубине 1 м. Важно то, что у горизонтальных проводников, сопротивление больше чем у вертикальных.

По этой причине, лучше использовать вертикальный заземлитель.

Толщина искусственных заземлителей:

1. Металлический прут — сечение 10 мм;
2. Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
3. Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
4. Металлическая полоса — 4 мм;
5. Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
6. Общее сечение проводников забиваемых в землю — 160 мм.

Заземление нейтрального проводника

В нашей стране, сети 6-35 кВ эксплуатируются с не глухо заземленной нейтралью. Использование таких сетей хорошо тем, что у них низкое значение токов замыкания на грунт, но при ОЗЗ, изготовленных из металла, в таких сетях повышается напряжение на целых фазах относительно земли до уровня линейного, что плохо в этом случае.

Коэффициент замыкания на грунт — отношение разницы потенциалов между землей и фазой при замыкании остальных фаз на землю к разнице между землей и фазой в сети.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Устройство заземления: виды и монтаж

Любой электрифицируемый объект должен иметь правильно организованную защиту электробезопасности. Такую систему позволяет создать защитное заземление. Оно отличается соединением элементов электрооборудования с устройством заземления.

Предназначение заземления состоит в недопущении влияния тока на пользователей и отводе напряжения с корпуса электрооборудования на землю. Заземление снижает потенциал между землей и электроточкой. Таким образом, минимизируется сила тока и поражение при взаимодействии с электроприборами, в которых случился пробой.

Особенности эксплуатации

Создание правильной заземляющей системы призвано решить следующие принципы:

1. Организация защиты от индукционных токов. Они могут проявляться из-за удара молнии. Причем создается электростатическая и электромагнитная индукция.
2. Создание электроцепи с низким сопротивлением при замыкании. Ток легко проходит по такой магистрали. Обеспечивается безопасность для пользователей. Если человек случайно дотронется до прибора во время пробития корпуса, не будет потенциально опасного напряжения.

Защитное заземление используется в электрической сети с напряжением:

1. Более 1 кВт. Допустимы все режимы точек обмоток источника питания переменного/постоянного тока.
2. Меньше 1 кВт:

• с постоянным током 2 проводников, когда есть изоляция обмотки источника тока;
• с переменным током двух 1-фазных проводников с изоляцией от земли, и
• с переменным током трех 3-фазных проводников с изолированием нейтрали.

Функциональность системы заземления будет на высоком уровне только при сети с изолированной нейтралью.

Виды заземлителей

В организации рабочего или защитного заземления применяют такие элементы как заземлители. Есть два вида:

• Искусственные – это конструкции из неокрашенного металла. Иногда с целью защиты от коррозии применяют защитные составы, которые не ухудшают способность проводить ток. Как пример искусственного заземления можно назвать особый токопроводящий бетон.
• Естественные – различные токопроводящие конструктивные элементы объекта и коммуникаций. Они обязательно соприкасаются с землей. Запрещено использовать как естественный заземлитель конструкции магистрали, которые могут взорваться или загореться. К примеру, газовую трубу.

При эксплуатации искусственных заземлителей важно помнить, что нужны будут прутья/пластины из металла для создания металлосвязи. Это когда верхние концы заземлителей соединяют сваркой в один элемент.

Его заводят прямо в дом с помощью шины заземления, которая обеспечивает жесткость и цельность контура.

Нейтраль – что это?

Это защитный нулевой проводник. Он соединяет друг с другом нейтрали электрических установок в 3-фазных сетях.

Снижающая подстанция с трансформаторной установкой имеет собственный корпус заземления. Он включает в себя шину из стали и пруты, которые особым образом размещены в земле. От подстанции к источникам потребления в электрический щиток прокладывают 4-жильный кабель.

Когда надо получить питание от 3-фазной цепи, то должны быть подсоединение все 4 жилы. Если к ним подключена разная нагрузка, то нейтраль смещается. Для того, чтобы этого не допустить, применяется нулевой проводник. Благодаря нему нагрузка распределяется одинаково на все фазы. 

Проводники PE и PEN – что это?

PEN проводник совмещает функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника. он проходит от подстанции и у потребителя делится на N и PE проводники.

PE представляет собой защитное заземление. Он применяется, к примеру, в розетках с заземлением. Такой проводник используется для техники с напряжением меньше 1 кВт.

Такое заземлением отвечает за постоянное соединение наружных и открытых деталей. В результате ток стекает на землю.

PEN проводник нашел свое применение при эксплуатации системы типа TN-C.

Виды систем искусственного заземления

Разновидности заземления
S	Раздельное применение проводов
C	Объединение функций нулевого и функционального защитного провода
I	Изоляция
N	Подключение проводника к нейтрали
N	Заземление

 

Существуют следующие искусственные виды заземления:

• IT;
• TT;
• TNC-S;
• TN-C;
• TN-S.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

Они предполагают наличие глухо заземленной нейтрали и подключение к ней всех элементов сети, которые проводят энергию. Подсоединение осуществляют с применением нулевых проводников.

Корпуса и щиты оборудования, электрические шкафы подключают к PEN проводнику. Это обеспечивает короткое замыкание при пробитии корпуса. В итоге защитные автоматы обесточивают электросеть, которая идет на проблемный участок. Тем самым предупреждается поражение током людей.

TT

Система обеспечивает высокий уровень безопасности и подходит для электрических станций с минимальным техническим состоянием. К примеру, там, где есть оголенные провода, в электрических установках на закрепленных опорах либо открытом воздухе.

Монтируется система по схеме 4 проводников:

• ноль совмещает функции защитного и рабочего проводников;
• 3 фазы, которые подают напряжение и смещаются между собой под углом 120 градусов.

Система выделяется защитой от короткого замыкания, высокой стойкостью к деформации провода и возможностью эксплуатации на электрических установках высокого напряжения.

К минусам относится невозможность отслеживать фазы короткого замыкания и сложная организация защиты от молний.

TN-S

Она оснащена двумя нулевыми проводами – один выступает как защита, другой как нейтральный проводник, который подключен к глухо заземленной нейтрали. Это самая эффективная и безопасная система. Принцип работы заключается в применении только ноля и одну фазу для подачи рабочего напряжения. Разводку выполняют 3-жильным проводом, одну жилу используют как ноль и подсоединяют к вводному проводу.

TN-C

В PEN проводник объединены нулевой и защитный проводники на протяжении всей системы. Плюсом такой системы считается легкий монтаж. Не нужно особых денежных затрат и усилий, установленных воздушных и кабельных линий. Но есть и минусы. Может появиться линейное напряжение на корпусе электроустановки при обрыве цепи. Есть большой риск получения удара током и потери заземления при повреждении токопроводящего устройства. Система может защитить лишь от короткого замыкания.

TN-C-S

Это комбинированная система, в которой проводники PE и N на выходе от источника питания соединение в едином проводнике. На входе в объект присоединяют защитный PE проводник. В своде ПУЭ прописано, что для частного дома рекомендуется в качестве основной именно эта система. Она надежнее и проще в организации.

Системы с изолированной нейтралью

3-фазная система используется в процессе передачи и распределения тока на потребителей. Это позволяет организовать равномерное симметричное распределение нагрузки. Система формирует режим, который предполагает применение генераторов и трансформаторной будки. У их нейтрали нет заземляющей защиты.

Изолированная нейтраль используется при соединении вторичных обмоток трансформаторов при отсутствии питания при авариях и по схеме треугольника. Это замещающая сеть. Изолированная нейтраль помогает пробивать изоляционное покрытие при замыкании и образованию замыкания на других фазах.

IT

Система отвечает за заземление через высокий уровень сопротивления. Она имеет нейтраль. Наружные элементы из материалов, которые проводят ток, заземляются. Преимуществами считаются маленькие показатели утечки тока при однофазном коротком замыкании. Установка с такой системой способна работать долго даже при авариях. Между потенциалами нет разности.

Однако защита не сработает при замыкании на землю. Повышается риск поражения током при контакте со второй фазой установки.

Расчет значений главных элементов заземления

Подробные расчеты помогают спроектировать чертеж заземления объекта. Устройство, которое смонтировано согласно расчетным данным заземления, помогает обеспечить максимально эффективную эксплуатацию всей защиты.

В основе вычислений лежат допустимые значения прикосновения и напряжении шага. На этом основании высчитывается количество и размер заземлителей и принцип их организации.

Расчеты делают, основываясь на следующих данных:

• Описание оборудования – главные элементы конструкции, вид монтажа, рабочее напряжение, варианты заземления нейтрали.
• Форма заземлителей. Это нужно для того, чтобы определить нужную глубину закладки электродов.
• Данные об исследованиях по замерам удельного грунтового сопротивления на территории. Также принимают во внимание сведения климата в области, где организуется система.
• Данные о подходящем естественном заземлении. Нужная информация о реальных показателях растекания тока. Их получают, проводя специальные измерения.
• Итоги типовых подсчетов расчетного замыкания на земле.
• Показатели нормативных стандартов допустимых параметров напряжения согласно ПУЭ.
• Значения сопротивления промерзания грунтового слоя посезонно, во время промерзания, высыхания. Показатели нужны для расчета заземлителей, находящихся в однородных условиях.
• Сведения потенциалов, наведенных на электроды. Они нужны при установке сложных многокомпонентных заземлителей. Используется информация о сопротивлении всех грунтовых слоев.

Устройство заземляющего контура

Заземляющая система включает в себя:

1. Заземляющие штыри.
2. Полосовой металл.
3. Заземляющие проводники.

Заземляющие штыри

Он представляет собой группу электродов из обычной или нержавеющей стали, или проводников, которые соединены друг с другом. Их размещают в земле по вертикали рядом с объектом.

В зависимости от защищаемого объекта для заземляющего контура используют:

• круглую сталь диаметром 16-18 мм;
• уголки 5*5*0.5 см.

Их вбивают в землю на 3 метра. Затем элементы между собой сваривают полосой 0.4*4 см и выводят ее к области подсоединения общей заземляющей системы.

Разновидности

От удобства установки во многом зависит геометрия заземляющего контура. Это может быть любая геометрическая фигура, но есть две основные:

• Треугольник.
  Самый часто используемый контур. В землю вбивают 3 стержня на расстоянии не меньше 3 метров. Но если места на участке нет, дистанция может быть меньше. В итоге должен быть треугольник с разными сторонами.
• Линия. Ее используют в тех местах, где нет пространства для первого варианта. Этот вариант удобен тем, что можно закопать стержни вдоль стены здания или ограждения. Можно использовать любое количество электродов. Чем их будет больше, тем выше показатели сопротивления.

Заземление представляет собой комплексную систему, в которой все взаимосвязано и все этапы оказывают влияние на надежность эксплуатации объекта. Главная задача при ее организации состоит в выборе конфигурации заземлителей.

5 типов заземления: сплошное, резистивное, реактивное, резонансное

В этой статье рассматриваются несколько типов методов заземления. Цель обеспечения надлежащего заземления состоит в том, чтобы контролировать напряжение по отношению к земле и обеспечить путь с низким сопротивлением для прохождения зарядов утечки на землю. Кроме того, заземление используется для обнаружения нежелательных соединений между фазой и линией и землей (при поражении электрическим током, замыканиями на землю и т. д.) и срабатывания автоматического выключателя для прерывания подачи тока на оборудование.

Хотя существует множество возможных причин замыкания на землю, наиболее частыми из них являются неправильная изоляция, физическое повреждение системы изоляции и серьезные переходные или установившиеся нагрузки напряжения на изоляцию. Эти проблемы могут быть вызваны влагой, загрязнением воздуха, ухудшением изоляции, механическими нагрузками и т. д. Всегда существует скрытый риск проблемы, обычно во время установки оборудования или серьезного обслуживания, даже если перечисленные выше условия можно предотвратить, поддерживая хороший график обслуживания.

Последствия замыкания на землю могут быть очень разрушительными, если схема заземления не соответствует требованиям. Разрушение может быть любой формы: взрыв дуги, пожар, повреждение оборудования или поражение электрическим током человека, работающего с оборудованием. С другой стороны, если реализована надлежащая схема заземления, разрушение может быть ограничено отключением.

Типы заземления

НО НЗ контакт в ПЛК – замыкание и размыкание…

Включите JavaScript

НО НЗ контакт в ПЛК – замыкание и размыкание контактов в переключателях

В зависимости от того, как заземлено оборудование, заземленную систему можно классифицировать следующим образом:

• Незаземленная система.
• Система с глухим заземлением.
• Система с заземлением через сопротивление.
  • Заземление с низким сопротивлением
  • Заземление с высоким сопротивлением
• Реактивно-заземленная система.
• Система с резонансным заземлением.

Незаземленная система

Система, в которой нейтраль трансформаторов и генераторов не заземлена, называется незаземленной системой. Несмотря на отсутствие физического заземления, между проводниками линии и землей существует емкостная связь. Следовательно, незаземленная система также может считаться системой, заземленной через емкость.

Типы заземления: Незаземленная система фактически заземлена емкостью между линейными проводниками и землей.

При нормальной работе в незаземленной системе емкостные токи и фазные напряжения равны и смещены друг от друга на 120°С. Это делает систему полностью сбалансированной.

Предположим, что фаза C находится в контакте с землей. При этом условии ток, протекающий от двух других проводников через емкость к земле, увеличивается в 3 раза. И ток через конденсатор фазы С не протекает.

В незаземленной системе замыкания на землю приводят к перенапряжениям, которые в 6-8 раз превышают номинальное напряжение. Эти перенапряжения являются результатом индуктивного сопротивления системы и емкости между фазами и землей. Они могут быть очень разрушительными и могут повредить изоляционные системы.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о незаземленных системах

Система с глухозаземленным заземлением

Система с глухозаземленным заземлением — это система, в которой нейтральный проводник силовых трансформаторов, заземляющих трансформаторов или генераторов переменного тока напрямую соединен с землей. Поскольку нейтраль заземлена напрямую, эта система позволяет подключать линию к нейтрали (однофазные соединения). Более того, замыкания на землю можно легко обнаружить с помощью реле нулевой последовательности или реле дифференциального тока.

Типы заземления: Система с глухим заземлением

Недостатком системы с глухим заземлением является то, что замыкание на землю может быть настолько сильным, что может мгновенно повредить оборудование. Если неисправность обнаружена и оборудование изолировано на ранней стадии, повреждения могут быть устранены.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о системах с глухим заземлением

Система с заземлением через сопротивление

В этом типе заземления нейтральный проводник силовых трансформаторов, заземляющих трансформаторов или генераторов переменного тока напрямую соединен с землей через резистор. Заземляя систему через резистор, можно уменьшить ущерб, причиняемый оборудованию при замыканиях на землю. Это также может ограничить мгновенные падения напряжения, возникающие в системе при неисправностях.

Существует два типа заземления через сопротивление:

1. Заземление с низким сопротивлением
2. Заземление с высоким сопротивлением

Заземление с низким сопротивлением

Типы заземления: Система с заземлением с низким сопротивлением: На рисунке 1 показана система заземления с низким сопротивлением, а на рисунке 2 показано реле защиты 51G, подключенное к нейтрали системы через трансформатор тока.

Заземление с низким сопротивлением выполняется путем соединения нейтрали с землей через низкоомное сопротивление. Значение сопротивления, используемого для заземления, можно рассчитать по следующей формуле:

   

Где

• В _L — напряжение между линией и землей.
• I _G – требуемый ток на землю.

В момент неисправности напряжение нейтрали неисправности может подняться до напряжения сети и через заземлитель начинает протекать ток. Замыкания на землю в системе с заземлением через низкое сопротивление можно легко обнаружить с помощью реле максимального тока (реле дифференциального тока 51G). Если измеренный ток превышает расчетные значения, реле может разомкнуть выключатель.

В системах среднего напряжения 15 кВ и ниже используется заземление через низкое сопротивление, особенно когда большие двигатели подключаются со стороны нагрузки и когда желательно уменьшить ток замыкания на землю до сотен, а не тысяч ампер.

Высокоомное заземление

Схема для высокоомной системы заземления

Высокоомное заземление подходит для систем, которые не нужно изолировать сразу после возникновения неисправности. При заземлении с высоким сопротивлением нейтраль заземляется через высокое сопротивление, так что ток, протекающий на землю в случае замыкания на землю, обычно ограничивается 10 А или меньше.

Высокое сопротивление позволяет системе продолжать работу даже при наличии замыкания на землю. В нормальных условиях нейтраль трансформатора должна находиться на потенциале земли. В случае замыкания на землю напряжение нейтрали повышается от фазы до напряжения нейтрали. Реле перенапряжения используется для обнаружения этого напряжения заземления и нейтрали и подачи аварийного сигнала при обнаружении неисправности. Типичная система заземления с высоким сопротивлением показана на рисунке.

Преимущества заземленных систем с высоким сопротивлением:

• Непрерывность работы, несмотря на замыкания на землю.
• Координированное реле замыкания на землю не требуется.
• Снижаются переходные перенапряжения из-за повторного пробоя.

Заземление с высоким сопротивлением подходит для систем низкого напряжения без однофазных нагрузок и систем среднего напряжения, где непрерывность работы является главным приоритетом.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о системах с заземлением через сопротивление

Система с заземлением через сопротивление

Реактивное заземление достигается путем заземления системы через реактор. В отличие от заземления с низким и высоким сопротивлением, токи замыкания на землю в системе этого типа должны быть выше. В ситуациях дугового замыкания на землю это индуктивное сопротивление относительно земли резонирует с шунтирующей емкостью системы относительно земли и создает чрезвычайно высокие переходные перенапряжения в системе.

Система с реактивным заземлением

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о системах с реактивным заземлением

Система с резонансным заземлением

Система с резонансным заземлением — это система, заземленная через реактивное сопротивление с переменным сопротивлением. Реактивное сопротивление с переменным полным сопротивлением подключается между нейтралью трансформатора и землей. Этот дроссель компенсирует емкость между линией и землей, так что цепь нулевой последовательности становится путем с очень высоким импедансом. В системе с резонансным заземлением большинство замыканий на землю можно устранить без срабатывания автоматического выключателя. Это может быть применено к станциям передачи и генерации высокого напряжения.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше о резонансных заземленных системах

Сравнение различных типов систем заземления

	.
Незаземленная система	Ниже 1%	Очень высокая	Незаземленная нейтраль.	Не рекомендуется из-за перенапряжения.
Жесткое заземление	Может быть 100% или даже выше	Не чрезмерно	Тип заземленной нейтрали.	Используется для систем напряжением более 15 кВ и ниже 600 В.
Заземление с низким сопротивлением	20 % и ниже от 100 до 1000 А	Не избыточно	Тип незаземленной нейтрали.	Обычно используется для систем от 2,4 кВ до 15 кВ с двигательной нагрузкой.
Высокоомное заземление	Ниже 1%	Не выше	Незаземленная нейтраль.	Используется для систем ниже 600 В, где приоритетом является непрерывность работы.
Заземление с низким реактивным сопротивлением	Между 25% и 100%	Не чрезмерно	Заземленная нейтраль, если ток превышает 60%.	Используется для систем напряжением более 15 кВ и ниже 600 В.
Заземление с высоким реактивным сопротивлением	От 5% до 25%	Не чрезмерный	Тип незаземленной нейтрали.	Не рекомендуется из-за перенапряжения.
Резонансное заземление	Близко к нулю.	Не чрезмерный	Незаземленная нейтраль.	Лучше всего подходит для всех приложений среднего напряжения и коммерческого применения.

Подробнее: Типы электрического заземления согласно IEC 60364 и BS 7430

Ссылка:

• Руководство IEEE по безопасности заземления подстанций переменного тока

Системы заземленияСкачать

Теги Earth, Ground, Switchgear

Copyright © 2023 Electrical Classroom. Защищено законом о защите авторских прав в цифровую эпоху Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в ​​отношении файлов cookie.

Посмотреть политику конфиденциальности Посмотреть карту сайта

Основы систем заземления

Должен ли я устанавливать незаземленную, сплошную или высокоомную систему заземления? Этим вопросом задаются многие проектировщики и монтажники. Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов. Чтобы принять правильное решение, вы должны полностью понимать плюсы и минусы каждого типа системы. Но сначала вы также должны понимать различные типы сбоев, которые могут возникнуть в вашей системе, и с какой частотой они могут появляться.

Неисправности и сбои. Неисправности могут привести к повреждению оборудования и объектов, увеличению затрат из-за потери производственного времени и привести к травмам сотрудников и даже к гибели людей. К четырем типам отказов относятся:

• Замыкания линии на землю, которые составляют около 98% всех отказов.

• Межфазные замыкания, на долю которых приходится около 1,5 % всех отказов.

• 3-фазные неисправности, которые составляют менее 0,5% всех неисправностей и часто вызваны человеческим фактором. Если не удалить заземляющий выключатель, оставить заземляющие группы в системах и поднять кузов грузовика в открытую систему проводов, это может привести к неисправности этого типа.

• Дуговые замыкания — это периодически возникающие неисправности между фазами или фаза-земля. Это прерывистые токи, которые поочередно ударяют, гаснут и снова ударяют.

Теперь, когда мы рассмотрели различные типы неисправностей, которые могут возникнуть в электрической системе, пришло время дать обзор трех основных типов систем заземления, с которыми вы можете столкнуться в полевых условиях.

Системы заземления.

1. Незаземленный. Электроэнергетические системы, которые работают без преднамеренного подключения к заземлению, описываются как незаземленные. Хотя эти системы были стандартными в 40-х и 50-х годах, они все еще используются сегодня. Основным преимуществом этого типа системы заземления является то, что она обеспечивает низкое значение тока и надежность при неисправности. К сожалению, этот тип системы также имеет некоторые большие недостатки. Одним из основных недостатков незаземленной системы является сложность обнаружения замыкания линии на землю. Поиск неисправности – процесс, требующий времени. По этой причине это часто делается по выходным, чтобы компании не приходилось останавливать свои обычные производственные процессы. Кроме того, неисправность должна быть обнаружена и устранена быстро, потому что, если возникает вторая неисправность, неисправность действует как межфазное замыкание, что продлевает процесс ремонта.

Преимущества

• Обеспечивает низкое значение тока при межфазном замыкании на землю (5 А или менее).

• Не представляет опасности для персонала при случайном замыкании линии на землю.

• Обеспечивает непрерывную работу процессов при первом возникновении замыкания на землю.

• Низкая вероятность перерастания дугового замыкания между фазами и землей в межфазное или трехфазное замыкание.

Недостатки

• Сложно найти замыкание на землю.

• Не контролирует переходные перенапряжения.

• Стоимость обслуживания системы выше из-за трудозатрат на поиск замыканий на землю.

• Второе замыкание на землю на другой фазе приведет к междуфазному короткому замыканию.

2. Надежно заземлен. Этот тип системы заземления чаще всего используется в промышленных и коммерческих энергосистемах, где заземляющие проводники подключаются к заземлению без преднамеренного добавления импеданса в цепи. Главный вторичный автоматический выключатель является жизненно важным компонентом, необходимым в этой системе, хотя он не имеет отношения к другим системам заземления. Этот компонент имеет большой размер, потому что он должен нести полный ток нагрузки трансформатора. Резервные генераторы часто используются в системе заземления этого типа на случай, если сбой остановит производственный процесс. Когда это происходит, генераторы надежно заземляются. Однако важно отметить, что генераторы не рассчитаны на больший ток короткого замыкания, характерный для систем с глухим заземлением.

Система с глухим заземлением имеет высокие значения тока в диапазоне от 10 кА до 20 кА. Этот ток протекает по проводам заземления, строительной стали, кабелепроводам и водопроводным трубам, что может привести к серьезному повреждению оборудования и остановке производственных процессов. Когда происходит замыкание линии на землю, искрение может привести к вспышкам, как правило, в клеммной коробке. В этом замкнутом пространстве вода превращается в пар, вызывая замыкающую коробку. Чтобы найти неисправность, все, что вам нужно сделать, это проследить за дымом.

Преимущества

• Хороший контроль переходных перенапряжений от нейтрали к земле.

• Позволяет пользователю легко находить неисправности.

• Может питать нейтральные нагрузки.

Недостатки

• Создает серьезную опасность вспышки дуги.

• Требуется покупка и установка дорогого главного выключателя.

• Незапланированное прерывание производственного процесса.

• Возможность серьезного повреждения оборудования во время неисправности.

• Высокие значения тока короткого замыкания.

• Вероятная эскалация однофазной неисправности в трехфазную.

• Создает проблемы в основной системе.

3. Высокоомное заземление. Системы заземления с высоким сопротивлением (HRG) обычно используются на заводах и фабриках, где в случае неисправности продолжение работы процессов имеет первостепенное значение. Заземление с высоким сопротивлением обычно выполняется путем подключения стороны высокого напряжения однофазного распределительного трансформатора между нейтралью системы и землей и подключения резистора к вторичной обмотке низкого напряжения, чтобы обеспечить желаемое более низкое значение тока заземления на стороне высокого напряжения. В системе HRG обслуживание поддерживается даже в условиях замыкания на землю. В случае возникновения неисправности индикация аварийных сигналов и световые индикаторы помогают пользователю быстро найти и устранить проблему или обеспечить надлежащее завершение процесса. Система HRG ограничивает ток замыкания на землю от 1 до 10 А.

Преимущества

• Ограничивает ток замыкания на землю до низкого уровня.

• Снижает опасность поражения электрическим током.

• Контролирует переходные перенапряжения.

• Снижает механические напряжения в цепях и оборудовании.

• Обеспечивает непрерывность обслуживания.

• Снижает падение напряжения в сети, вызванное возникновением и устранением замыкания на землю.

Недостатки

Заземление электрической системы — это решение, с которым многие из нас сталкиваются ежедневно. Как мы видели, существует несколько методов для выполнения этой задачи, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.