Слайд 1Лекция 2
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Слайд 2Трансформатор (от лат. transformo - преобразовывать) - это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более
индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной
или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока (ГОСТ 16110-82).
Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.
Слайд 7Генератор переменного тока (альтернатор) является электромеханическим устройством, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменно-
го
тока. Большинст-
во генераторов пере-
менного тока исполь-
зуют вращающееся
магнитное поле.
Слайд 8Устройство генератора переменного тока
Слайд 9Термины и определения
Нейтраль или нейтральная точка – это общая точка
соединения начала или концов обмоток генератора (или трансформатора) в звезду.
Нейтраль
источника питания может быть изолированная и заземленная.
Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.
Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
Слайд 10
Проводящая часть - часть, которая может проводить электрический
ток.
Токоведущая часть - проводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе ее
работы под рабочим напряжением, в том числе нулевой рабочий проводник (но не PEN-проводник).
Открытая проводящая часть - доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.
Сторонняя проводящая часть - проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.
Слайд 11
Прямое прикосновение - электрический контакт людей или животных с токоведущими
частями, находящимися под напряжением.
Косвенное прикосновение - электрический контакт людей или
животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции.
Защита от прямого прикосновения - защита для предотвращения прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением.
Защита при косвенном прикосновении - защита от поражения электрическим током при прикосновении к открытым проводящим частям, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции.
Термин «повреждение изоляции» следует понимать как единственное повреждение изоляции.
Слайд 12
Заземлитель - проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих
частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через
промежуточную проводящую среду.
Искусственный заземлитель - заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.
Естественный заземлитель - сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.
Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Слайд 13
Зона нулевого потенциала (относительная земля) - часть земли, находящаяся вне
зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.
Зона
растекания (локальная земля) - зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала.
Термин «земля» следует понимать как: «земля в зоне растекания».
Замыкание на землю - случайный электрический контакт между токоведущими частями, находящимися под напряжением, и землей.
Слайд 14Напряжение на заземляющем устройстве - напряжение, возникающее при стекании тока
с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель
и зоной нулевого потенциала.
Напряжение прикосновения - напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.
Ожидаемое напряжение прикосновения - напряжение между одновременно доступными прикосновению проводящими частями, когда человек или животное их не касается.
Напряжение шага - напряжение между двумя точками на поверхности земли, на расстоянии 1 м одна от другой, которое принимается равным длине шага человека.
Слайд 15
Сопротивление заземляющего устройства - отношение напряжения на заземляющем устройстве к
току, стекающему с заземлителя в землю.
Эквивалентное удельное сопротивление земли с
неоднородной структурой - удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.
Термин «удельное сопротивление», для земли с неоднородной структурой, следует понимать как: «эквивалентное удельное сопротивление».
Слайд 16Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или
оборудования с заземляющим устройством.
Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях
электробезопасности.
Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).
Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ - преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.
Слайд 17Уравнивание потенциалов - электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства
их потенциалов.
Защитное уравнивание потенциалов - уравнивание потенциалов, выполняемое в целях
электробезопасности.
Термин «уравнивание потенциалов», следует понимать как защитное уравнивание потенциалов.
Выравнивание потенциалов - снижение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству, или путем применения специальных покрытий земли.
Слайд 18
Защитный (РЕ) проводник - проводник, предназначенный для целей электробезопасности.
Защитный заземляющий
проводник - защитный проводник, предназначенный для защитного заземления.
Защитный проводник системы
уравнивания потенциалов - защитный проводник, предназначенный для защитного уравнивания потенциалов.
Нулевой защитный проводник - защитный проводник в электроустановках до 1кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Слайд 19
Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) - проводник в электроустановках до
1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной
нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.
Совмещенные нулевой защитный и нулевой рабочий (PEN) проводники - проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающие функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.
Слайд 20
Главная заземляющая шина - шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки
до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с
целью заземления и уравнивания потенциалов.
Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.
Термин «автоматическое отключение питания», следует понимать как защитное автоматическое отключение питания.
Слайд 21
Основная изоляция - изоляция токоведущих частей, обеспечивающая в том числе
защиту от прямого прикосновения.
Дополнительная изоляция - независимая изоляция в электроустановках
напряжением до 1 кВ, выполняемая дополнительно к основной изоляции для защиты при косвенном прикосновении.
Двойная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополнительной изоляций.
Усиленная изоляция - изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, обеспечивающая степень защиты от поражения электрическим током, равноценную двойной изоляции.
Слайд 22
Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) - напряжение, не превышающее 50 В
переменного и 120 В постоянного тока.
Разделительный трансформатор - трансформатор, первичная
обмотка которого отделена от вторичных обмоток при помощи защитного электрического разделения цепей.
Безопасный разделительный трансформатор - разделительный трансформатор, предназначенный для питания цепей сверхнизким напряжением.
Слайд 23
Защитный экран - проводящий экран, предназначенный для отделения электрической цепи
и/или проводников от токоведущих частей других цепей.
Защитное электрическое разделение цепей
- отделение одной электрической цепи от других цепей в электроустановках напряжением до 1 кВ с помощью: двойной изоляции; основной изоляции и защитного экрана; усиленной изоляции.
Непроводящие (изолирующие) помещения, зоны, площадки - помещения, зоны, площадки, в которых (на которых) защита при косвенном прикосновении обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен и в которых отсутствуют заземленные проводящие части.
Слайд 24Системы заземления
Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:
- электроустановки напряжением
выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной
нейтралью;
- электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;
- электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;
- электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.
Слайд 25 Существуют следующие системы заземления: система TN, TN-С, TN-S, TN-C-S, IT,
ТТ.
Первая буква обозначает - состояние нейтрали источника питания относительно земли:
Т
- заземленная нейтраль;
I - изолированная нейтраль.
Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:
Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);
N - / - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
РЕ - / - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
PEN - / - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.
Слайд 26Система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо
заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали
источника посредством нулевых защитных проводников.
Система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис.1).
Слайд 27Заземление в такой системе выполнено следующим образом: контур заземления (другими словами заземляющее
устройство — ЗУ) выполнен на трансформаторной подстанции ТП, питающей наш
дом. Нулевой проводник соединен с контуром заземления и приходит к потребителю одним проводом (PEN) в качестве защитного и рабочего проводника. Нулевой проводник в данной системе так и называется — PEN проводник.
Слайд 28Электропроводка в таком случае выполняется кабелями с двумя жилами (фаза, PEN)
при однофазном питании квартиры или с четырьмя жилами (А,В,С, PEN)
при трехфазном питании.
В розетках отсутствуют контакты защитного заземления. Если корпус электрооборудования (электрический прибор, корпус щитка или сборки) соединим с PEN проводником, то такая защита будет называться занулением.
Достоинства системы TN-C
Система TN-C обладает всего одним достоинством — электромонтаж такой системы относительно прост и является дешевым
Недостатки системы заземления TN-C
В этой системе заземления существует угроза поражения людей электрическим током, что приводит к плачевным ситуациям.
Слайд 29Система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и
нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении.
Слайд 30Принцип системы заземления TN-S основан на том, что нулевой рабочий
проводник N и защитный проводник PE приходят к потребителю отдельными
жилами с питающей трансформаторной подстанции (ТП).
Слайд 31В данной системе повторного заземления не требуется, т.к. на трансформаторной
подстанции имеется основной заземлитель.
Достоинства системы TN-S
Система TN-S — самая надежная и
безопасная система заземления, которая максимально осуществляет защиту электрооборудования, и самое главное, человека от поражения электрическим током с помощью применения в схемах УЗО и диффавтоматов, а также системы уравнивания потенциалов (СУП).
Еще один плюс этой системы — это отсутствие высокочастотных наводок (от электроприборов таких как, электрическая бритва, пылесос, перфоратор) и других помех на силовые линии потребителей.
Система TN-S не требует контроля за состоянием контура заземления, потому как нет в этом необходимости.
Недостатки системы заземления TN-S
Единственным недостатком этой системы является дорогостоящий монтаж электропроводки по причине наличия силовых кабелей (проводов) с большим числом жил.
Слайд 32Система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного
и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то
ее части, начиная от источника питания.
Слайд 33Принцип системы TN-C-S основан на том, что PEN проводник разделяется
в определенном месте (например, на вводе в жилой дом) и
приходит к потребителю двумя отдельными проводниками:
- нулевой рабочий проводник N;
- защитный проводник PE.
В данном случае электроснабжение квартиры осуществляется либо 3-жильным кабелем (фаза, N, PE) при однофазном питании, либо 5-жильным кабелем (А,В,С, N, PE) при трехфазном питании.
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.
Слайд 34Чаще всего разделение PEN-проводника осуществляется на вводе в жилой дом,
т.е. в вводно-распределительном устройстве (ВРУ) Вашего дома.
Слайд 35В 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.
Слайд 36Достоинства 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).
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.
Слайд 37Система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо
заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего
устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника .
Слайд 38Система заземления TT применяется в первую очередь там, где условия
по электробезопасности в системах TN-C, TN-C-S и TN-S не полностью обеспечены, т.е. систему TT рекомендуется применять
при неудовлетворительном состоянии питающей воздушной линии электропередач (ВЛ).
В реальной жизни большинство воздушных линий (ВЛ) находятся в неудовлетворительном состоянии, выполнены они неизолированными проводами и большинство из них не имеют повторного заземления на опорах.
Также систему заземления TT применяют для защиты людей от поражения электрическим током через токопроводящие (металлические) поверхности временных строений или зданий.
К ним относятся:
- строительные и монтажные бытовки (вагончики)
- металлические контейнеры, торговые павильоны и киоски
- помещения с диэлектрической поверхностью стен, при наличии в них постоянной влажности и сырости.
Слайд 39Принцип исполнения
Принцип системы заземления TT основан на том, что защитный проводник
PE заземляется независимо от нулевого рабочего проводника N и запрещена
какая-либо связь между ними.
Даже если рядом расположен контур заземления рабочего проводника N, то все равно защитный проводник PE должен заземляться через свой контур заземления, и эти два контура НЕ ДОЛЖНЫ сообщаться между собой.
Таким образом, мы полностью изолируем токопроводящие (металлические) поверхности временных строений и зданий от электрических сетей.
Это осуществляется простым способом — по всему периметру временного здания (строения) проводится защитный проводник PE в виде пластины или прутка, которые соединяется со своим отдельным контуром заземления.
Слайд 41Система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована
от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое
сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.
1 - заземлитель;
2 - сопротивление заземления нейтрали источника питания (при наличии);
3 - открытые токопроводящие части;
4 - контур заземления.
Слайд 42Токи утечек на землю, при использовании электроснабжения с этой системой
заземления будут достаточно невысокими и не вызовут сбоев в работе
присоединенного электрооборудования. Поэтому, в случае их возникновении отсутствует необходимость быстрого отключения поврежденного участка, что благоприятно в плане обеспечения бесперебойности работы оборудования электроустановки.
Именно, высокие показатели надежности и бесперебойности этой системы позволяют использовать ее в электроснабжении объектов с повышенными требованиями надежности, бесперебойности электропитания и электробезопасности эксплуатации оборудования. Например, в медицинских учреждениях, для аварийного освещения или электроснабжения.