Непосредственно заземленная и заземленная система
Электрическая мощность - это либо три провода, либо четыре провода (3 провода для фаз и 1 провод для нейтрали). Напряжение между фазой и фазой, называемое линейным напряжением и напряжением между фазой и нейтралью, называется фазным напряжением.
Типы систем распределения электроэнергии
Этот четвертый провод может или не может быть распределен в распределительной системе, и таким же образом эта нейтраль может быть заземлена или не заземлена. В зависимости от этого нейтрального состояния (заземленный - без заземления - доступ - без доступа) существуют различные типы заземляющих систем. Нейтраль может быть непосредственно подключена к земле или подключена через резистор или реактор. Эта система называется непосредственно заземленной или заземленной системой.
Когда связь между нейтральной точкой и землей не установлена, мы говорим, что нейтраль раскопана.
В сети важную роль играет система заземления. Когда возникает ошибка изоляции или фаза заземлена, значения, измеренные токами повреждения, напряжениями касания и перенапряжениями, тесно связаны с типом нейтрального заземления.
Прямая заземленная нейтраль сильно ограничивает напряжение, но приводит к очень высоким токам повреждения, здесь как незаземленная нейтральная величина ограничивает токи повреждения до очень низких значений, но способствует возникновению высоких перегрузок. При любой установке непрерывность обслуживания в случае неисправности изоляции также напрямую связана с системой заземления. Незаземленная нейтраль допускает непрерывность обслуживания во время отказа изоляции.
В противоположность этому, нейтральная нейтраль с нейтральным заземлением или нейтраль с нейтральным полным сопротивлением вызывает срабатывание, как только возникает первая ошибка изоляции.
Выбор системы заземления в сетях низкого напряжения и среднего напряжения зависит от типа установки, а также от типа сети. На него также влияет тип нагрузки и требуемая непрерывность обслуживания.
Основные цели системы заземления: Обеспечить альтернативный путь прохождения тока повреждения, чтобы он не угрожал пользователю, чтобы все открытые проводящие части не достигли опасного потенциала, поддерживайте напряжение в любой части электрической системы при известном значении и предотвращать превышение тока или избыточного напряжения на приборах или оборудовании.
Различные системы заземления способны переносить разные величины перегрузки. Поскольку количество превышения тока, производимого в разных типах установки, отличается друг от друга, требуемый тип заземления также будет отличаться в зависимости от типа установки. поэтому для обеспечения того, чтобы установка проходила с существующей системой заземления или же для каких-либо изменений, мы должны иметь правильное представление о настоящей системе заземления.
Это повысит безопасность, а также надежность.
Согласно IEC 60364-3 Существуют два типа систем:
(1) Разорванная система:
ИТ-системы.
(2) Заземленная система:
- TT
- TN (TN-S, TN-C, TN-CS).
Первая буква определяет нейтральную точку относительно земли:
- T = непосредственно заземленная нейтраль (от французского слова Terre)
- I = незаземленная или высокоомная заземленная нейтраль (например, 2000 Ω). Вторая буква определяет открытые проводящие части электрической установки относительно земли:
-
- T = непосредственно заземленные разомкнутые проводящие части
- N = разомкнутые токопроводящие части, непосредственно соединенные с нейтральным проводником
Неотделанная система
1. Разбитая IT-система (нейтральная с высоким импедансом)
Первое письмо I = нейтраль обнаруживается на стороне трансформатора или генератора.
Вторая буква T = Рамные части нагрузок взаимосвязаны и заземлены со стороны нагрузки
Характеристики системы
- Обязательно установить ограничитель перенапряжения между нейтральной точкой трансформатора MV / LV и землей.
- Если нейтраль недоступна, ограничитель перенапряжения устанавливается между фазой и землей.
- Он отключает внешние напряжения, передаваемые трансформатором, на землю и защищает сеть низкого напряжения от увеличения напряжения из-за переполнения между средним напряжением трансформатора и обмотками низкого напряжения.
преимущества
- Система, обеспечивающая наилучшую непрерывность обслуживания во время использования.
- При возникновении неисправности изоляции ток короткого замыкания очень низкий.
- Более высокая эксплуатационная безопасность протекает только в емкостном токе, вызванном емкостью утечки системы при возникновении замыкания на землю.
- Лучшее предотвращение несчастных случаев ток короткого замыкания ограничен импедансом корпуса, сопротивлением заземления и высоким сопротивлением цепи замыкания на землю.
Недостатки
- Требуется наличие обслуживающего персонала для мониторинга и обнаружения первой неисправности во время использования.
- Требуется хороший уровень изоляции сети (высокий ток утечки должен подаваться с помощью изоляционных трансформаторов).
- Должны быть установлены ограничители перенапряжения.
- Требуется, чтобы все проводящие части установки были одинаковыми. Если это невозможно, необходимо установить УЗО.
- В большинстве сетей обнаружение сбоев затруднено.
- Когда возникает ошибка изоляции по отношению к земле, напряжение двух здоровых фаз по отношению к земле принимает значение межфазного напряжения. Поэтому, когда для выбора размера оборудования требуется более высокий уровень изоляции оборудование.
- Риск высокого внутреннего напряжения, что делает его целесообразным для усиления изоляции оборудования.
- Обязательный контроль изоляции с визуальной и звуковой индикацией первого отказа, если срабатывание не срабатывает до тех пор, пока не произойдет вторая неисправность.
- Защита от прямого и косвенного контакта не гарантируется.
- 10. Токи короткого замыкания и замыкания на землю могут привести к пожару и разрушению частей установки.
Заземленная система
(1) Система TT напрямую заземлена
- Первая буква T = нейтраль непосредственно заземлена.
- Вторая буква T = открытые проводящие части нагрузок взаимосвязаны и заземлены.
- Трансформаторная нейтраль заземлена.
- Рамы электрических нагрузок также соединены с заземлением.
Характеристики системы
- Полное сопротивление цепи замыкания на землю
- Ток короткого замыкания на землю
- Коммунальная компания не должна предоставлять землю потребителю
преимущества
- Сохраните провода заземления
- Большим преимуществом системы заземления TT является тот факт, что он не содержит шумов высокой и низкой частоты, которые проходят через нейтральный провод от подключенного к нему электрического оборудования.
- TT всегда предпочтительнее для специальных приложений, таких как телекоммуникационные сайты, которые извлекают выгоду из бесшумного заземления
- Не имеет риска сломанной нейтральности.
- Простейшая система проектирования, внедрения, мониторинга и использования.
- Легко найти место неисправностей.
- При возникновении неисправности изоляции ток короткого замыкания мал.
- Снижает риск возникновения перенапряжений.
- Разрешает использование оборудования с нормальным уровнем изоляции на землю.
Недостатки
- Высокий спрос на реле E / F.
- Индивидуальная система земли нуждается в более высоких инвестициях.
- Более высокое напряжение прикосновения.
- Вызвать потенциальный градиент.
- Включение при возникновении первой неисправности изоляции.
- Использование УЗО на каждом исходящем фидере для получения полной избирательности.
- Необходимо принять специальные меры для нагрузок или частей установки, вызывающих высокие токи утечки во время нормальной работы, чтобы избежать ложного срабатывания (подавать нагрузки изолирующими трансформаторами или использовать высокоуровневые УЗО, совместимые с открытым сопротивлением заземленной проводящей части).
- Очень высокие токи повреждения, приводящие к максимальному повреждению и помехам в телекоммуникационных сетях.
- Риск для персонала высок, в то время как неисправность сохраняется; сенсорные напряжения, которые развиваются, являются высокими.
- Требуется использование устройств дифференциальной защиты, чтобы время простоя не было длинным. Эти системы являются дорогостоящими.
(2) Система TN: нейтральная проводящая проводящая часть
- Первая буква T = нейтраль непосредственно заземлена на трансформаторе.
- Вторая буква N = Рамки электрических нагрузок подключены к нейтральному проводнику.
Существует два типа систем TN, в зависимости от того, объединены ли нейтральный проводник и проводник заземления:
(2a) TN-C
- В системе TNC (третья буква C = комбинированный нейтральный и narth-проводник) нейтральные и заземляющие проводники объединены в один проводник и заземлены на конце источника.
- Этот комбинированный цельно-заземляющий провод распределен на стороне нагрузки.
- В этой системе заземляющие соединения должны быть равномерно размещены вдоль длины проводника с нейтралью (заземлением), чтобы избежать потенциальных повышений в открытых проводящих частях на стороне нагрузки, если возникла неисправность.
- Эта система не должна использоваться для сечений меди менее 10 мм² и поперечных сечений алюминия менее 16 мм², а также ниже по потоку от системы TNS (согласно МЭК 60364-5).
Системные характеристики
- Полностью замкнутый контур замыкания на землю.
- Высокий ток замыкания на землю.
- Более одного замыкания на землю.
преимущества
- Не требуется заземляющий провод; разрешить многоточечную землю.
- Лучшая непрерывность заземления.
- Нейтральные никогда не имеют плавающего напряжения.
- Сопротивление цепи замыкания на землю можно было предсказать.
- Система TNC может быть менее дорогостоящей при установке (исключение одного полюса коммутационного устройства и одного проводника).
Недостатки
- Если не многоточечный заземленный, а нейтральная земля сломана, открытая металлическая часть может иметь поплавковое напряжение.
- Высокий уровень замыкания на землю,
- вмешаться в работу устройства защиты от замыканий на землю.
- устройство с токовым управлением не используется, может быть использован тип напряжения.
- Третий и кратный трем гармоникам циркулируют в защитном проводнике (система ЧПУ).
- Риск пожара выше и, более того, он не может использоваться в местах, представляющих опасность пожара (система ЧПУ).
(2b) TN-S:
- В системе TN-S (третья буква S = отдельный нейтральный и земной проводник) нейтраль источника энергии связана с землей только в одной точке, как правило, рядом с источником. Нейтральные и заземляющие проводники отдельно распределяются по нагрузке.
- В этой системе заземляющие соединения должны быть равномерно размещены вдоль длины нейтрального (земляного) проводника, чтобы избежать потенциальных повышений в открытых проводящих частях на стороне нагрузки, если возникла неисправность.
- Эта система не должна использоваться перед системой ЧПУ.
Характеристики системы
- Полностью замкнутый контур замыкания на землю
- Высокий ток замыкания на землю
преимущества
- Использование сверхточных защитных устройств для обеспечения защиты от непрямого контакта.
- Устройство защиты от замыкания на землю работает быстрее.
- Разрешить многоточечное заземление, лучшую непрерывность заземления; свести к минимуму использование реле замыкания на землю из-за полного сопротивления цепи заземления.
Недостатки
- Включение возникновения первой неисправности изоляции.
- Система ТНК предполагает использование фиксированных и жестких транков
- Требуется, чтобы заземляющие соединения были равномерно размещены в установке, чтобы защитный проводник оставался тем же потенциалом, что и земля.
- Следует проводить проверку срабатывания на наличие неисправности изоляции, если это возможно, когда сеть разрабатывается с использованием расчетов и должна выполняться при вводе в эксплуатацию с использованием измерений; эта проверка является единственной гарантией того, что система работает как при вводе в эксплуатацию, так и во время работы, а также после любых работ в сети (модификация, расширение).
- Проход защитного проводника в тех же каналах, что и живые проводники соответствующих цепей.
- высокий уровень замыкания на землю при условии замыкания на землю,
- низкий коэффициент мощности (высокая индуктивность длинного кабеля)
- Требуется дополнительное равное потенциальное склеивание.
- При возникновении неисправности изоляции ток короткого замыкания является высоким и может привести к повреждению оборудования или электромагнитных помех.
(2c) Система TN-CS
- Нейтральные и заземляющие провода объединены в кабель питания.
- Обычно это будет концентрический кабель с живым центральным ядром и кольцом проводов вокруг него для объединенной нейтрали и земли.
- В собственности нейтраль и Земля разделены, причем земляной терминал обычно находится на стороне выреза. Внутри выреза, живые и нейтральные связаны.
- На всей сети питания объединенный провод заземления / нейтрали соединен с землей в нескольких местах, как подземных, так и на полюсах для накладных расходов.
- Это многократное заземление является причиной того, что предложение TNCS часто называют PME (Protective Multiple Earthing).
преимущества
- Стоимость кабеля с сердечником дешевле трех ячеек.
- . Поскольку внешняя оболочка обычно пластична, нет никаких проблем с коррозией.
Недостатки
- Когда объединенный провод заземления / нейтрали нарушен. Это приводит к появлению напряжения на открытых металлических изделиях в собственности заказчика, что может быть шоковым риском.
- Это происходит, когда земля и нейтраль подключены в вырезе, и нет прямого подключения к земле, кроме как в сети питания.
- В случае неисправности ток, протекающий в заземляющих проводниках заказчика, может быть намного больше, чем для системы TNS.
- Также возможно получить необычные циркулирующие токи земли между свойствами, особенно в тех случаях, когда некоторые свойства имеют металлические водопроводные трубы, а другие имеют пластик.
ССЫЛКА: Защита электрической сети - Кристоф Преве.