Система заземления TN-C: схема, описание, недостатки
Электроустановки переменного тока с глухозаземленной нейтралью источника — это электроустановки, где нейтраль трансформатора, то есть средняя точка соединенных в звезду вторичных фазных обмоток, соединена с заземляющим устройством, находящимся вблизи трансформаторной подстанции. Рабочий нулевой провод также соединяется со средней точкой обмоток. Электроустановки, имеющие глухозаземленную нейтраль, в которых соединены открытые токопроводящие части с защитным заземляющим проводом, классифицируются ПУЭ как относящиеся к системе TN (п 1.7.3). Эта система имеет несколько разновидностей, отличающихся способом формирования защитного заземления. В данной статье рассматривается один из вариантов — система заземления TN-C.На рисунке представлена схема электрических соединений:
Данная система отличается от других, входящих в семейство TN тем, что в качестве защитного заземляющего проводника (PEN) используется рабочий нулевой проводник, причем, по всей его длине. Разделение нулевого проводника на рабочий и защитный заземляющий провода, происходит только в точке присоединения потребителя к электрической сети (п.1.7.3 , см. Главу 1.7 ПУЭ).
Кстати, расшифровка аббревиатуры TN-C выглядит следующим образом: «T» — (terre — земля) означает заземлено, N (neuter, нейтраль) — присоединено к нейтрали источника (занулено), C (combined, объединённый) — нулевой рабочий и защитный провод объединены в один проводник по всей системе.
Система заземления TN-C, имея свои конструктивные особенности, обладает как достоинствами, так и недостатками. Достоинством системы, правда, не относящимся к вопросам электробезопасности, является:
- Банальная экономия, связанная с тем, что электроснабжение трехфазного потребителя осуществляется по четырем проводникам вместо пяти, так как отдельный защитный заземляющий проводник отсутствует.
- Возможность ее применения без осуществления модернизации построенных ранее кабельных и воздушных линий электропередачи, имеющих четыре проводника.
Недостаток у TN-C один, но он, к сожалению, имеет отношение к безопасности — более высокая вероятность, в сравнении с другими системами заземления, потери заземляющей цепи при повреждении единственного заземленного проводника.
Часто можно услышать о том, что система заземления TN-C – это «тяжелое наследие прошлого» и досталась нам от Советского Союза. С этим утверждением можно согласиться лишь частично. Действительно, четырехпроводные распределительные сети, имеющие глухозаземленную нейтраль, предполагают выполнение защитного заземления именно по такой схеме. Однако, следует отметить следующее: схема электроснабжения, имевшая место в советское время, и которая продолжает существовать по сей день во многих старых постройках, отнюдь не является системой заземления TN-C, и вот почему.
Реализация TN-C предполагает соединение с PEN-проводником «всех открытых (то есть, доступных для прикосновения человеком) частей электроустановок». Это означает, что металлические части корпуса любого электроприбора, включаемого в электрическую сеть нашего жилища, должны быть «занулены».
А что мы имеем в старых домах на сегодняшний день? PEN-проводник, он же рабочий нулевой провод, в лучшем случае, соединяется с корпусом вводного шкафа, на входе питающего кабеля в здание, и на этом защитное зануление заканчивается. Разводка по квартирам осуществляется в два провода, а электрические розетки в квартирах не оборудованы заземляющими контактами. В результате, большая часть населения пользуется бытовыми электроприборами без защитного заземления их корпусов. И это несмотря на то, что в инструкциях по эксплуатации каждого прибора подчеркивается необходимость выполнения этого мероприятия, а все вилки для включения оборудования в сеть снабжены заземляющими контактами. Таким образом, ругать TN-C, в то время, как в большинстве домов вообще отсутствует какое-либо защитное зануление, не совсем правильно.
Реализовать систему заземления TN-C в квартире или частном доме под силу каждому владельцу. Для этого необходимо сделать разделение приходящего с питающим кабелем нулевого провода в шкафу ввода или на этажном щитке. Боле подробно о том, как выполнить разделение PEN-проводника, мы рассказывали в отдельной статье. После этого нужно сделать внутри квартиры или дома разводку тремя проводами, подключая третий проводник, который будет играть роль защитного, к заземляющим контактам электрических розеток. Если на кухне установлена электрическая плита, и она запитана отдельным кабелем, предусмотреть дополнительную жилу для соединения корпуса электрической плиты с защитным заземляющим проводником.
Не следует забывать о том, что пробой фазы на корпус в любом электроприборе вызывает короткое замыкание. Поэтому, при выполнении указанной разводки, особое внимание нужно уделить защите проводки. Лучше всего смонтировать внутриквартирный щиток, установив в него надежные, правильно подобранные по номиналу автоматические выключатели. Электроснабжение помещений дома или квартиры лучше разделить на группы, каждую из которых запитав от своего автомата.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором рассмотрены все системы заземления, которые могут применяться на сегодняшний день:
Теперь вы знаете, что собой представляет система заземления TN-C, какие у нее плюсы и минусы по сравнению с другими вариантами организации защитного контура. Напоследок хотелось бы отметить, что в новом строительстве TN-C запрещена, поэтому организовывать нужно более современную систему заземления TN-S.
Будет полезно прочитать:
samelectrik.ru
Системы заземления TN,TT,TN-C,TN-S,TN-C-S, IT | elesant.ru
class=»eliadunit»>
Основные понятия в теме типы заземления
Чтобы разобраться с системами заземления определюсь с основными понятиями, которые будут использоваться в этой статье. Вы, конечно, можете прочитать пункты 1.7.3-1.7.7 главы 7, ПУЭ, если любите первоисточники. Здесь я не буду переписывать ПУЭ, просто расскажу, что нужно понимать под отдельными словами в этой статье.
Прежде всего, что такое заземление эклектической сети, по сути
Заземление электрической сети это соединение всех открытых для прикосновения токопроводящих частей электроприборов (например, корпусов) и доступной арматуры (например, металлические водопроводные трубы) с землей (в буквальном смысле).
Зачем нужно заземление?
Почему заземление защищает человека?
Как я сказал, проводящая часть Земли имеет нулевой электрический потенциал. Если на стороне проводника соединенного с землей возникает электрический потенциал (возникает аварийная ситуация), то он будет стремиться сравняться с нулевым потенциалом земли и ток потечет по направлению земли. Специальный электроприбор, отвечающий за аварийное отключение электропитания, также соединен с землей. Между аварийным проводником и устройством защиты возникает электрическая цепь, которая и отключает аварийный участок от электропитания.
Но эта схема защиты сработает, если все элементы электросети соединены с землей. Причем говоря обо всех элементах сети, имеется в виду элементы сети от генераторов подающих электропитания до простой розетки в квартире.
При этом. Схема, по которой сделано заземление основного генератора (источника) электропитания электросети должна совпадать со всеми схемами заземления этой сети. Вернее наоборот. Схемы заземления сети должны соответствовать схеме заземления источника электропитания.
Разделяют три основные системы заземления электросети TN;TT; IT
Система заземления TN (открытые части соединены с нейтралью)
При системе заземления TN одна точка источника питания электрической сети соединяется с землей при помощи заземляющего электрода и заземляющих проводников. Заземляющий электрод имеет непосредственный контакт с землей. При системе заземления TN открытые проводящие части соединяются с нейтралью, а нейтраль соединяется с землей.
Система TN-C
Если нейтраль объединена с защитными проводами (землей) на всем протяжении электросети, такая система называется и обозначается TN-C.
Система TN-S
Если нейтраль и защитный проводники разделены на всем протяжении электросети, а объединяются только у источника питания, такая система называется TN-S.
class=»eliadunit»>
Система заземления TN-C-S
Система заземления, при которой разрешено применение и системы заземления TN-C (4-х/2-х проводной) и системы заземления TN-S (5-ти/3-х проводной).
Важно! При системе заземления TN-C-S, запрещено использовать систему TN-C ниже системы TN-S,так как любой обрыв нейтрали в системе TN-C приведет к обрыву защитного провода после системы TN-S.(смотри рисунок)
Система заземления TT-заземленная нейтраль
При системе заземления ТТ средняя точка источника питания соединяется с землей. Все проводящие части электросети соединяются с землей через заземляющий электрод отличный от электрода источника питания. При этом зоны растекания обоих электродов могут пересекаться.
Система заземления IT –изолированная нейтраль
При системе заземления IT полностью изолирована для всей электросети или сопротивление соединения с землей стремится к бесконечности.
На этом все! Относитесь к электрике с почтением!
©Elesant.ru
Другие статьи раздела: Электрические сети
class=»eliadunit»>
elesant.ru
Система заземления TN-C-S | Заметки электрика
Дорогие гости, сайта заметки электрика.
Продолжаю серию статей про системы заземления.
В прошлой статье мы рассмотрели систему заземления TN-C.
Наша сегодняшняя тема статьи — это система заземления TN-C-S.
Чем же эта система заземления отличается от предыдущей?
Принцип системы TN-C-S основан на том, что PEN проводник разделяется в определенном месте и приходит к потребителю двумя отдельными проводниками:
- нулевой рабочий проводник N
- защитный проводник PE
В качестве примера приведу схему электрического подъездного щита жилого дома.
Электроснабжение квартиры с системой заземления TN-C-S
В данном случае электроснабжение квартиры осуществляется либо 3-жильным кабелем (фаза, N, PE) при однофазном питании (см. рисунок выше), либо 5-жильным кабелем (А,В,С, N, PE) при трехфазном питании.
В отличии от рассмотренной ранее системы TN-C, в этой системе допускается устанавливать розетки с наличием клеммы для заземления — евророзетки.
Защитный проводник РЕ необходимо соединить с корпусом электрооборудования (СВЧ-печь, электроплита, стиральная машина и другие электрические приборы). Нулевой рабочий проводник N служит только для передачи электроэнергии потребителю.
Где произвести разделение PEN-проводника?
Разделение PEN проводника в системе TN-C-S
Сначала давайте определимся с местом разделения PEN-проводника в системе TN-C-S.
Чаще всего разделение PEN-проводника осуществляется на вводе в жилой дом, т.е. в вводно-распределительном устройстве (ВРУ) Вашего дома.
Наглядное представление системы заземления TN-C-S
Как правильно произвести электромонтаж по разделению проводника PEN?
Пример разделения PEN-проводника в ВРУ жилого дома
В ВРУ жилого дома должны быть установлены:
- нулевая шина N
- шина заземления PE
PEN проводник с вводного кабеля соединяем с шиной заземления РЕ. А между шиной заземления РЕ и нулевой шиной N устанавливаем перемычку.
Шину заземления PE необходимо заземлить (повторное заземление), т.е. соединить с контуром заземления жилого дома.
Очень важно!!! PEN проводник от источника питания до места разделения должен иметь сечение: не меньше 10 кв.мм. по меди, и не меньше 16 кв.мм. по алюминию.
Дополнение: я написал подробную статью о том как правильно и в каком месте разрешено разделять PEN проводник — переходите и читайте.
Достоинства системы заземления TN-C-S
Система TN-C-S — это самая перспективная система заземления для нашего государства. С помощью нее обеспечивается высокий уровень безопасности от поражения электрическим током, в связи с использованием устройств защитного отключения (УЗО).
Также рекомендую прочитать статью про систему уравнивания потенциалов (СУП).
Недостатки системы TN-C-S
Самый главный недостаток системы TN-C-S возникает в случае обрыва PEN проводника. При нарушении изоляции, корпус электрических приборов может оказаться под напряжением относительно земли, что приведет к электрической травме человека.
Вывод
В завершение статьи я хочу дать Вам совет-рекомендацию. Если в Ваших домах (квартирах) до сих пор эксплуатируется электропроводка с системой заземления TN-C, то Вам необходимо задуматься о переходе на систему TN-C-S (а еще лучше на систему TN-S), т.к. от этого зависит Ваша личная электробезопасность.
В следующей моей статье читайте материал про систему заземления TT.
P.S. Для проведения электромонтажных работ по переходу от системы TN-C на систему TN-C-S обратитесь к специалистам электротехнической лаборатории.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
zametkielectrika.ru
Особенности систем TN-C, TN-C-S, TN-S | Безопасность
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.
forca.com.ua
Как преобразовать систему TN-C в систему TN-C-S
В большинстве старых домов и квартир используется двухпроводная электрическая сеть (система TN-C). В такой системе нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в один по всей сети. Система TN-C не соответствует современным нормам и требованиям по электробезопасности. Эксплуатация электрических сетей, построенных по системе TN-C, связана с повышенным риском как для человека, так и для строения. Понятно, что полностью заменить все компоненты сети не всегда возможно. Как же обеспечить безопасную эксплуатацию электрических сетей с наименьшими потерями? Самым простым и практичным вариантом является преобразование системы TN-C в систему TN-C-S.
Система TN-C-S позволяет безопасно эксплуатировать современные приборы с трехконтактными вилками (евровилками), а также использовать современные средства защиты, такие как УЗО.
Общие понятия
Для более чёткого понимания и восприятия материала рассмотрим два типа электрических сетей. Внешняя питающая электросеть — линии электропередач (ЛЭП), по которым электроэнергия поступает к нам в дом.
На фото ниже показан фрагмент городской воздушной линии электропередачи, питающей жилые дома по моей улице. В типовом случае используют четыре изолятора (ролика) закреплённых на опоре. Три верхних изолятора используют для фазных проводников (обозначены L1, L2, L3) и нижний изолятор используют для нулевого рабочего проводника (обозначен буквой N). При однофазном питании в жилой дом электроэнергия поступает по двум проводам (на фото показана отходящая линия (L1 — N), при трёхфазном электроснабжении в жилой дом электроэнергия поступает по 4 проводам, т. е. используются все четыре провода.
Таким образом, городская воздушная линия (ВЛ) представляет собой четырёхпроводную систему (обозначаемую комбинацией букв TN-C), в которой проводник N (в современной терминологии PEN) совмещает в себе функции рабочего и защитного проводника. Данная система (TN-C), несмотря на её существенные недостатки, для внешних питающих сетей разрешена к применению. Но вот использовать её внутри жилых помещений согласно действующим нормативным документам нельзя.
Внутренняя (внутридомовая) электрическая сеть — лектрическая сеть, проложенная внутри дома, посредством которой обеспечиваются электроэнергией потребители в жилом доме и в хозяйственных постройках, а также освещение помещений дома и хозяйственных построек.
Как отмечалось выше, использовать систему TN-C внутри жилых строений запрещено. К использованию разрешена лишь система TN-C-S. Причин достаточно:
- Невозможность системы TN-C обеспечить требуемую электробезопасность для жильцов дома и безопасность самого строения.
- Невозможность использования (по крайней мере, полноценного) современных устройств защитного отключения.
- Невозможность правильного и безопасного подключения современных бытовых приборов (телевизор, стиральная машина, холодильник и т. д.).
Для наглядности рассмотрим подключение к внутридомовой электросети современной бытовой техники, имеющей трёхконтактную вилку (в обиходе называют евровилкой). При однофазном питании жилого дома в дом приходит два провода (фазный и нулевой), как показано на фото выше. Для правильного и безопасного подключения бытовой техники, оборудованной евровилкой, требуется три провода, фазный (L), нулевой рабочий (N) и защитный (PE). Что и показано на фото ниже слева.
Таким образом, в случае подключения бытовой техники к двухпроводной электропроводке оборудование работать будет. Такое подключение современной бытовой техники характерно для старых многоквартирных домов. Но в этом случае возникает реальная угроза поражения электрическим током. Почему? Если посмотреть на схему подключения внутри самого устройства (стиральная машина, холодильник и т. д.), то мы увидим, что третий защитный провод (PE), идущий от вилки, подключён к корпусу оборудования. На фото справа показано подключение защитного проводника внутри сварочного аппарата (обведено белым кругом). Аналогично подключаются и прочее электрооборудование (стиральная машина, холодильник и т. д.). За счет такого подключения корпус электроприбора всегда защищён от появления на нём высокого (фазного) напряжения. Так как в случае повреждения (пробоя) изоляции и появления фазного напряжения на корпусе прибора, сработает защитный автомат (либо по току короткого замыкания, либо по току утечки) и отключит неисправный прибор. Тем самым исключается возможность поражения человека электрическим током при неисправном оборудовании.
К сожалению, на практике ситуация такова:
- Люди мирятся (либо вынуждены мириться) с возможной опасностью поражения электрическим током при использовании в доме устаревшей (двухпроводной) электрической сети.
- Начинают пытаться «решать проблему» народными методами.
Так, например, в сети Интернет высказывается идея объединить (соединить между собой) контакты проводников N и PE в розетке. Тем самым, якобы, корпус электроприборов будет занулён, и будет обеспечена безопасность жильцов. Делать этого категорически нельзя, так как вероятность поражения электрическим током существенно возрастает. Чтобы понять почему, рекомендую посмотреть мою статью «Электромонтажные работы в доме — по британскому стандарту».
Таким образом, для правильного безопасного подключения электрооборудования в доме с возможностью использования современных защитных устройств (УЗО), требуется модернизация (реконструкция) электрической сети в жилом доме.
Преобразование системы TN-C в систему TN-C-S
Основные моменты по модернизации внутридомовой электросети представим следующим образом:
- При однофазном питании жилого дома (квартиры) необходимо перейти от двухпроводной внешней сети (проводники L, PEN) к трёхпроводной сети внутри дома (проводники L, N, PE).
- При трёхфазном питании и наличии в доме однофазных потребителей (что практически всегда имеет место) необходимо перейти от четырёхпроводной внешней сети (L1, L2, L3, PEN) к пятипроводной сети внутри жилого строения (L1, L2, L3, N, PE).
Для наглядности рассмотрим процесс разделения PEN проводника в виде следующей условной картинки:
Как видно из рисунка, процесс разделения проводника PEN на два раздельных проводника (PE и N), как при однофазном вводе, так и при трехфазном, по сути, одинаков. Хотя, нужно отметить, что при трёхфазном вводе в дом, подключение трёхфазных потребителей (например, циркулярной пилы или бетономешалки) будет отличаться от подключения однофазных потребителей (телевизор, холодильник и т. д.)
Возвращаясь к нашему рисунку, отметим следующее:
Для того чтобы правильно выполнить преобразование системы TN-C в систему TN-C-S, необходимо выполнить и учесть ряд требований:
1. Правильно выбрать место разделения PEN проводника в электроустановке.
2. Не допускать присоединения проводников N и PE (в точке разделения) под один болт.
3. После разделения проводника PEN на проводники PE и N в электроустановке, последние не должны иметь электрического контакта между собой.
4. Защитный проводник PE ни при каких обстоятельствах не должен иметь разрывов в цепи или установленных в этой цепи коммутационных аппаратов.
Важно также понимать и учитывать, что система TN-C-S является комбинацией систем TN-C и TN-S.
Т. е. на участке до точки разделения в электроустановке (на рисунке точка разделения обозначена шинкой) она сохраняет все недостатки, присущие системе TN-C.
Практическое выполнение работ
Выбор места разделения PEN проводника в электроустановке
Наиболее оптимальным местом разделения PEN проводника являются:
1. Во вводном шкафу на фасаде дома.
2. В учётно-распределительном шкафу внутри жилого дома.
Кроме того, при выполнении работ нужно учитывать тот факт, что в зависимости от материала, из которого сделан шкаф (токопроводящий или диэлектрический), выполнение работ будет несколько отличаться. Поэтому мы рассмотрим выполнение работ для обоих случаев (в металлическом шкафу и в пластиковом боксе).
Разделение PEN проводника в учетно-распределительном металлическом шкафу
С учётом удобства выполнения работ, экономии материалов (четырёхжильный кабель был в наличии, пятижильный кабель необходимо было покупать), я разделение PEN проводника делал в учётно-распределительном шкафу внутри дома.
Основные фрагменты выполнения работ представлены на фото ниже, как и краткие к ним пояснения.
Основание, на котором выполнен монтаж оборудования, представляет собой металлическую (стальную, токопроводящую) конструкцию, которая крепится в стальном шкафу посредством четырёх (токопроводящих) шпилек.
Пояснение к фото:
1. — место присоединения проводника PEN, который заводится в дом в составе силового медного кабеля (4×10 мм2) и крепится к стальному основанию учетно-распределительного шкафа.
2. — медный монтажный провод (сечением 10 мм2), который обеспечивает электрическое присоединение проводника PEN к шинке (4).
3. — присоединение монтажного провода 2 должно быть надёжным и тщательно выполненным. В данном случае в точке 3 оно выполнено винтом, а в точке 1 присоединяется посредством опресованного наконечника, закреплённого на шпильке стального основания шкафа под гайку.
4. — главная заземляющая шинка (4). Из особенностей отмечу следующее. К стальному основанию шинка прикреплена двумя винтами. Основание в месте присоединения шинки должно быть зачищено от заводской краски (для лучшего контакта). Количество свободных винтов (мест) у главной заземляющей шинки для подключения защитных PE проводников групповых потребителей лучше взять с запасом (на фото ниже показаны места 1-11 для подключения).
Кроме того, для надёжного присоединения стального корпуса учетно-распределительного шкафа к заземляющему контуру, я использовал отдельный дополнительный проводник (заводится в шкаф снизу и крепится к нижней шпильке основания шкафа) от основной системы уравнивания потенциала, что более детально показано на фото ниже.
Присоединение дополнительного PE проводника в нижней части шкафа выполнено аналогично вышеописанному.
Момент разделения общего PEN проводника на два раздельных самостоятельных проводника N и PE показан в фотоподборке ниже. На что важно обратить внимание?
Стальное токопроводящее основание соединено с проводником PEN. Для разделения мы использовали:
- правую верхнюю шпильку шкафа — для защитного проводника PE (фото слева)
- левую верхнюю шпильку шкафа — для нулевого (рабочего) проводника N (фото справа)
Таким образом, соблюдено требование о недопустимости использования в месте разделения общего болта
5. — шинка нулевого (рабочего) проводника.
Как мы знаем, после разделения проводники PE и N не должны пересекаться (иметь электрический контакт) между собой. Чтобы обеспечить выполнение данного условия, использовалась шинка нулевого проводника, выполненная на диэлектрическом основании, с креплением на динрейку.
После разделения PEN проводника, для подключения потребителей мы будем использовать:
Для подключения однофазных потребителей — три проводника:
- Фазный проводник (L), который берём с отходящего группового автомата.
- Нулевой (рабочий) проводник (N), который берём с нулевой шинки.
- Защитный проводник (PE) берём с главной заземляющей шинки.
Особенности подключения трёхфазных потребителей
При трёхфазном вводе, после выполнения разделения мы получили 5-проводную систему. Но, в отличие от однофазных потребителей, мы используем не все проводники из возможных, а только четыре проводника из пяти: три фазных проводника (L1, L2, L3) и защитный проводник PE.
Ниже на фото наглядно показано, откуда и как можно запитать однофазные и трёхфазные потребители.
Разделение PEN проводника в пластиковом боксе
Ниже на фото показан пример разделения PEN проводника в пластиковом боксе. Из особенностей отмечу следующее. Шинка 1 и шинка 2 предустановленны в боксе заводом изготовителем. В принципе, их достаточно для того, чтобы выполнить разделение. Дополнительная шинка 3 использована с целью удобства выполнения работ при распределении нагрузок по групповым потребителям.
Перечень основного оборудования, установленного на динрейку (слева — направо):
- 1 — двухполюсный автомат
- 2 — однофазный счётчик
- 3 — устройство защиты многофункциональное (УЗМ-50) для защиты от перенапряжений
- 4 — групповое УЗО в количестве 2 единиц. Первое УЗО и два отходящих автомата (4, 6) используются для защиты потребителей в жилом доме. Второе УЗО и отходящий автомат (7) используются для защиты потребителей в хозяйственных постройках
Для подключения групповых потребителей, например в жилом доме, будем использовать:
- С отходящего автомата 5 (или 6) берём фазу (L).
- С шинки 1 получим рабочий (нулевой) проводник (N).
- С шинки 3 возьмём защитный проводник (PE).
Важный момент: для подключения потребителей, расположенных вне дома, будем использовать следующее подключение:
- С отходящего автомата 7 берём фазу (L).
- С шинки 1, как и выше, получим рабочий (нулевой) проводник (N).
- А вот защитный проводник (PE) будем брать со второго УЗО (4), крайний справа на фото.
Т. е. использовать в качестве защитного проводника подключение с шинки 3, как в предыдущем случае, для потребителей расположенных вне дома — недопустимо, так как данные потребители защищены своим УЗО и своим автоматом.
Выводы
После выполнения работ по преобразованию системы TN-C в систему TN-C-S в частном доме, домовладелец получает следующие преимущества:
- Можно правильно и безопасно подключить все современные электробытовые приборы в доме.
- При правильном применении и использовании устройств защитного отключения (УЗО), в частности:
- Использования пожарного УЗО на вводе в дом.
- Использование отдельных УЗО для групповых и отдельных потребителей и розеточных групп.
Мы можем получить почти идеальную с точки зрения безопасности систему электроснабжения жилого дома.
- Последний, очень важный момент, на который мало кто обращает внимание. Только после преобразования системы TN-C в систему TN-C-S, возможно использование системы уравнивания потенциалов в электроустановке жилого дома в целях безопасности жильцов дома и самого строения. При этом отметим следующий момент. Защитный проводник PE, который мы использовали для безопасного подключения бытовой техники, помимо своей основной функции в случае использования системы уравнивания потенциалов внутри дома, дополнительно выполняет функцию уравнивания потенциалов между естественными токопроводящими частями дома (строительными конструкциями, инженерными коммуникациями) и токопроводящими частями электроприборов (корпус стиральной машины, холодильника и т. д.).
www.diy.ru