система заземления

by / Пятница, 17 марта 2017 / Опубликовано в Электрические и механические

В электроустановке или в системе электроснабжения система заземления or система заземления соединяет определенные части этой установки с проводящей поверхностью Земли в целях безопасности и функциональных целей. Точкой отсчета является проводящая поверхность Земли, а на кораблях - поверхность моря. Выбор системы заземления может повлиять на безопасность и электромагнитную совместимость установки. Правила для систем заземления значительно различаются в зависимости от страны и между различными частями электрических систем, хотя многие из них следуют рекомендациям Международной электротехнической комиссии, которые описаны ниже.

Эта статья касается только заземления для электроэнергии. Примеры других систем заземления перечислены ниже со ссылками на статьи:

  • Для защиты конструкции от удара молнии, направляя молнию через систему заземления в заземляющий стержень, а не проходя через конструкцию.
  • Как часть однопроводного заземления, линии электропередачи и сигнальные линии, такие как, были использованы для доставки малой мощности и для телеграфных линий.
  • В радиоприемнике, в качестве заземления для большой монопольной антенны
  • В качестве вспомогательного баланса напряжения для других видов радиоантенн, таких как диполи.
  • В качестве точки питания наземной дипольной антенны для VLF и ELF радио.

Цели электрического заземления

Защитное заземление

В Великобритании «заземление» - это соединение открытых проводящих частей установки с помощью защитных проводов с «основным заземляющим зажимом», который соединяется с электродом, контактирующим с поверхностью земли. А защитный проводник (PE) (известный как заземляющий проводник оборудования в Национальном электротехническом кодексе США) предотвращает опасность поражения электрическим током, поддерживая открытую проводящую поверхность подключенных устройств близко к потенциалу земли в условиях повреждения. В случае неисправности через систему заземления на землю может течь ток. Если это слишком много, сработает максимальная токовая защита предохранителя или автоматического выключателя, тем самым защищая цепь и снимая любые вызванные неисправностью напряжения с открытых проводящих поверхностей. Это отключение является фундаментальным принципом современной электромонтажной практики и называется «автоматическим отключением питания» (ADS). Максимально допустимые значения полного сопротивления контура замыкания на землю и характеристики устройств защиты от перегрузки по току строго указаны в правилах электробезопасности, чтобы это произошло быстро и чтобы во время перегрузки по току на проводящих поверхностях не возникало опасного напряжения. Поэтому защита осуществляется путем ограничения повышения напряжения и его продолжительности.

Альтернатива глубокая защита - например, усиленная или двойная изоляция - где должно произойти несколько независимых отказов, чтобы выявить опасное состояние.

Функциональное заземление

A функциональная земля Соединение служит не для электробезопасности, а для других целей и может служить источником тока. Наиболее важным примером функционального заземления является нейтраль в системе электроснабжения, когда она является проводником с током, подключенным к заземляющему электроду у источника электроэнергии. Другие примеры устройств, которые используют функциональные заземления, включают в себя ограничители перенапряжений и фильтры электромагнитных помех.

Низковольтные системы

В низковольтных распределительных сетях, которые распределяют электроэнергию среди самого широкого класса конечных потребителей, при проектировании систем заземления основной задачей является безопасность потребителей, использующих электрические приборы, и их защита от поражения электрическим током. Система заземления в сочетании с защитными устройствами, такими как предохранители и устройства защитного отключения, должна в конечном итоге гарантировать, что человек не должен соприкоснуться с металлическим предметом, потенциал которого относительно потенциала человека превышает «безопасный» порог, обычно устанавливаемый примерно на 50 В.

В электрических сетях с системным напряжением от 240 В до 1.1 кВ, которые в основном используются в промышленном / горнодобывающем оборудовании / машинах, а не в общедоступных сетях, конструкция системы заземления столь же важна с точки зрения безопасности, как и для бытовых пользователей.

В большинстве развитых стран розетки 220 В, 230 В или 240 В с заземленными контактами были введены либо непосредственно перед Второй мировой войной, либо вскоре после нее, хотя их популярность в разных странах значительно различалась. В Соединенных Штатах и ​​Канаде электрические розетки на 120 В, установленные до середины 1960-х годов, обычно не имели контакта заземления. В развивающихся странах местная практика электромонтажа может не обеспечивать соединение с заземляющим контактом розетки.

При отсутствии заземления в устройствах, требующих заземления, часто использовалась нейтраль питания. Некоторые использовали специальные заземляющие стержни. Многие приборы на 110 В имеют поляризованные вилки, чтобы различать «линию» и «нейтраль», но использование нейтрали питания для заземления оборудования может быть очень проблематичным. «Линия» и «нейтраль» могут быть случайно перепутаны в розетке или вилке, или соединение нейтрали с землей может выйти из строя или быть неправильно установлено. Даже нормальные токи нагрузки в нейтрали могут вызвать опасные падения напряжения. По этим причинам в большинстве стран в настоящее время предусмотрены специальные соединения с защитным заземлением, которые теперь являются почти универсальными.

Если путь повреждения между случайно включенными объектами и источником питания имеет низкий импеданс, ток повреждения будет настолько большим, что устройство защиты от перегрузки по току (предохранитель или автоматический выключатель) откроется, чтобы устранить замыкание на землю. В тех случаях, когда система заземления не обеспечивает металлический проводник с низким импедансом между корпусами оборудования и источником питания (например, в отдельно заземленной системе ТТ), токи повреждения меньше и не обязательно приводят в действие устройство защиты от сверхтока. В таком случае устанавливается детектор остаточного тока для обнаружения утечки тока на землю и прерывания цепи.

Терминология МЭК

Международный стандарт МЭК 60364 различает три семейства заземляющих устройств, используя двухбуквенные коды TN, TTкачества IT.

Первая буква указывает на соединение между землей и источником питания (генератор или трансформатор):

«Т» - Прямое соединение точки с землей (лат. Terra)
«Я» - Никакая точка не связана с землей (изоляцией), за исключением, возможно, высокого сопротивления

Вторая буква указывает на соединение между землей или сетью и поставляемым электрическим устройством:

«Т» - Заземление осуществляется через местное прямое соединение с землей (лат. Terra), обычно через заземляющий стержень.
"N", - Заземление осуществляется от электроснабжения NВ качестве отдельного проводника защитного заземления (PE) или в сочетании с нейтральным проводником.

Типы сетей TN

В TN Система заземления, одна из точек в генераторе или трансформаторе связана с землей, обычно это точка звезды в трехфазной системе. Корпус электрического устройства соединен с землей через это заземление на трансформаторе. Эта схема является текущим стандартом для бытовых и промышленных электрических систем, особенно в Европе.

Проводник, соединяющий открытые металлические части электроустановки потребителя, называется защитная земля. Проводник, который подключается к точке звезды в трехфазной системе или который несет ток возврата в однофазной системе, называется нейтральный (N). Различают три варианта систем TN:

TN-S
PE и N являются отдельными проводниками, которые соединяются вместе только вблизи источника питания.
TN-C,
Комбинированный PEN-проводник выполняет функции как PE, так и N-проводника. (в системах 230/400 В обычно используется только для распределительных сетей)
TN-C-S,
Часть системы использует комбинированный провод PEN, который в какой-то момент разделен на отдельные линии PE и N. Комбинированный PEN-проводник обычно проходит между подстанцией и точкой входа в здание, а земля и нейтраль разделены в сервисной головке. В Великобритании эта система также известна как защитное множественное заземление (PME)Из-за практики соединения комбинированного нейтрально-заземляющего проводника с реальной землей во многих местах, чтобы снизить риск поражения электрическим током в случае обрыва PEN-проводника. Подобные системы в Австралии и Новой Зеландии обозначены как несколько заземленных нейтралей (MEN) и в Северной Америке, как много заземленная нейтраль (MGN).
TN-S: отделите проводники защитного заземления (PE) и нейтрали (N) от трансформатора до потребляющего устройства, которые не соединены вместе ни в одной точке после точки распределения здания.
TN-C: комбинированный PE и N проводник на всем пути от трансформатора до потребляющего устройства.
Система заземления TN-CS: комбинированный PEN-провод от трансформатора к распределительному пункту здания, но отдельные PE и N-проводники в стационарной внутренней проводке и гибкие шнуры питания.

 

Возможно подключение TN-S и TN-CS к одному трансформатору. Например, оболочки некоторых подземных кабелей разъедают и перестают обеспечивать хорошее заземление, и поэтому дома, в которых есть «плохие заземления» с высоким сопротивлением, могут быть преобразованы в TN-CS. Это возможно только в сети, когда нейтраль достаточно устойчива к отказам, и преобразование не всегда возможно. PEN должен быть соответствующим образом усилен от выхода из строя, поскольку разомкнутая цепь PEN может вызвать полное фазное напряжение на любом оголенном металле, подключенном к заземлению системы после разрыва. Альтернативой является обеспечение местного заземления и преобразование в TT. Основным преимуществом сети TN является то, что путь заземления с низким импедансом обеспечивает простое автоматическое отключение (ADS) от сильноточной цепи в случае короткого замыкания между фазой и защитным заземлением, поскольку один и тот же выключатель или предохранитель будет работать либо для LN, либо для L -PE неисправности, и УЗО не требуется для обнаружения замыканий на землю.

Сеть ТТ

В TT (Terra-Terra), соединение защитного заземления для потребителя обеспечивается локальным заземляющим электродом (иногда называемым соединением Terra-Firma), а другой независимо установлен на генераторе. Между ними нет заземляющего провода. Импеданс контура короткого замыкания выше, и, если сопротивление электродов действительно очень низкое, установка TT всегда должна иметь УЗО (GFCI) в качестве первого изолятора.

Большим преимуществом системы заземления TT ​​является снижение кондуктивных помех от подключенного оборудования других пользователей. TT всегда был предпочтительным для специальных приложений, таких как телекоммуникационные площадки, которые выигрывают от заземления без помех. Также сети TT не несут серьезных рисков в случае обрыва нейтрали. Кроме того, в местах, где питание распределяется по воздуху, заземляющие проводники не подвергаются риску оказаться под напряжением, если какой-либо из них будет сломан, например, упавшим деревом или веткой.

В эпоху до RCD система заземления TT ​​была непривлекательной для общего пользования из-за сложности организации надежного автоматического отключения (ADS) в случае короткого замыкания между цепями и PE (по сравнению с системами TN, где тот же выключатель) или предохранитель сработает при неисправностях LN или L-PE). Но поскольку устройства защитного отключения уменьшают этот недостаток, система заземления ТТ стала намного привлекательнее, если учесть, что все цепи питания переменного тока защищены от УЗО. В некоторых странах (например, в Великобритании) рекомендуется для ситуаций, когда эквипотенциальная зона с низким импедансом нецелесообразно поддерживать с помощью склеивания, где имеется значительная наружная проводка, например, поставки в дома на колесах и в некоторых сельскохозяйственных установках, или где высокий ток повреждения может представлять другие опасности, такие как на топливных складах или пристанях для яхт.

Система заземления ТТ используется по всей Японии, а устройства УЗО используются в большинстве промышленных условий. Это может наложить дополнительные требования на преобразователи частоты и импульсные источники питания, которые часто имеют существенные фильтры, передающие высокочастотный шум на заземляющий провод.

ИТ сеть

В одном из IT В сети электрическая распределительная система вообще не имеет заземления или имеет только высокоимпедансное соединение.

сравнение

TT IT ТН-С TN-C, TN-CS
Сопротивление контура замыкания на землю High Наивысший Низкий Низкий Низкий
КОД предпочтительнее? Да Нет По желанию Нет По желанию
Нужен заземляющий электрод на месте? Да Да Нет Нет По желанию
PE проводник стоимость Низкий Низкий Наивысший Наименее High
Риск сломанной нейтрали Нет Нет High Наивысший High
Сохранность Безопасно Менее безопасно Safest Наименее безопасный Безопасно
Электромагнитная интерференция Наименее Наименее Низкий High Низкий
Риски безопасности Высокое сопротивление петли (ступенчатое напряжение) Двойная неисправность, перенапряжение Сломанный нейтральный Сломанный нейтральный Сломанный нейтральный
Преимущества Безопасная и надежная Непрерывность эксплуатации, стоимость Safest Цена Безопасность и стоимость

Другие термины

В то время как национальные правила электропроводки для зданий во многих странах соответствуют терминологии IEC 60364, в Северной Америке (США и Канада) термин «заземляющий проводник оборудования» относится к заземлению оборудования и проводам заземления в ответвленных цепях, а также «проводнику заземляющего электрода». используется для подключения проводов заземляющего стержня (или аналогичного) к сервисной панели. «Заземленный провод» - это «нейтраль» системы. В стандартах Австралии и Новой Зеландии используется модифицированная система заземления PME, называемая множественной заземленной нейтралью (MEN). Нейтраль заземляется в каждой точке обслуживания потребителей, тем самым эффективно сводя разность потенциалов нейтрали к нулю по всей длине линий низкого напряжения. В Великобритании и некоторых странах Содружества термин «PNE», означающий «фаза-нейтраль-земля», используется для обозначения того, что используются три (или более для не однофазных соединений) проводников, то есть PN-S.

Заземленный нейтралью (Индия)

Подобно системе HT, система резистивного заземления также вводится для горнодобывающей промышленности в Индии в соответствии с правилами Центрального управления электроэнергетики для системы LT (1100 В> LT> 230 В). Вместо твердого заземления нейтрали звезды между ними добавляется подходящее сопротивление заземления нейтрали (NGR), ограничивающее ток утечки на землю до 750 мА. Из-за ограничения тока короткого замыкания он более безопасен для загазованных шахт.

Поскольку утечка на землю ограничена, защита от утечки имеет максимальный предел только для входа 750 мА. В твердозаземленной системе ток утечки может доходить до тока короткого замыкания, здесь он ограничен максимумом 750 мА. Этот ограниченный рабочий ток снижает общую эффективность релейной защиты от утечки. Возросло значение эффективной и наиболее надежной защиты от поражения электрическим током в шахтах.

В этой системе есть возможности, что подключенное сопротивление открывается. Чтобы избежать этой дополнительной защиты, для контроля сопротивления развернуты, которые отключают питание в случае неисправности.

Защита от утечки на землю

Земля Утечка тока может быть очень вредной для людей, если она проходит через них. Чтобы избежать случайного поражения электрическим током от электрических устройств / оборудования, на источнике используются реле / ​​датчик утечки на землю, чтобы изолировать питание, когда утечка превышает определенный предел. Для этой цели используется автоматический выключатель утечки на землю. Прерыватели с датчиком тока называются RCB / RCCB. В промышленных приложениях реле утечки на землю используются с отдельным CT (трансформатором тока), называемым CBCT (сбалансированный трансформатор тока с сердечником), который измеряет ток утечки (ток нулевой последовательности фаз) системы через вторичную обмотку CBCT, и это приводит в действие реле. Эта защита работает в диапазоне миллиампер и может быть установлена ​​от 30 мА до 3000 мА.

Проверка заземления

Отдельное пилотное ядро ​​запускается из системы распределения / снабжения оборудования в дополнение к заземляющему сердечнику. Устройство проверки заземления закреплено на источнике, который постоянно контролирует заземление. Пилотное ядро ​​p запускается из этого контрольного устройства и проходит через соединительный кабель, который обычно подает питание на движущуюся горную технику (LHD). Этот сердечник p соединен с землей на конце распределения через диодную цепь, которая замыкает электрическую цепь, инициированную контрольным устройством. Когда соединение с землей к транспортному средству нарушено, эта контрольная цепь ядра отключается, защитное устройство, закрепленное на конце источника, активируется и отключает питание машины. Этот тип цепи является обязательным для переносного тяжелого электрического оборудования, используемого в подземных шахтах.

Объекты

Цена

  • Сети TN экономят стоимость заземляющего соединения с низким сопротивлением на месте каждого потребителя. Такое соединение (скрытая металлическая структура) требуется для обеспечения защитная земля в системах IT и TT.
  • Сети TN-C позволяют сэкономить на дополнительном проводнике, необходимом для отдельных соединений N и PE. Тем не менее, чтобы снизить риск нарушения нейтрали, необходимы специальные типы кабелей и множество соединений с землей.
  • Сети TT требуют надлежащей защиты от замыканий на землю.

Сохранность

  • В TN неисправность изоляции с большой вероятностью может привести к высокому току короткого замыкания, который вызовет автоматический выключатель максимального тока или предохранитель и отсоединит L-проводники. В системах TT импеданс контура замыкания на землю может быть слишком высоким, чтобы сделать это, или слишком высоким, чтобы сделать это в течение требуемого времени, поэтому обычно используется УЗО (ранее ELCB). В более ранних установках TT может отсутствовать эта важная функция безопасности, позволяющая CPC (защитному проводнику цепи или PE) и, возможно, связанным металлическим частям в пределах досягаемости людей (незащищенные проводящие части и посторонние проводящие части) быть под напряжением в течение длительных периодов времени из-за неисправности. условия, которые представляют собой реальную опасность.
  • В системах TN-S и TT (и в TN-CS за пределами точки разделения) для дополнительной защиты может использоваться устройство остаточного тока. При отсутствии какого-либо повреждения изоляции в потребительском устройстве, уравнение IL1+IL2+IL3+IN = 0, и УЗО может отключить питание, как только эта сумма достигнет порогового значения (обычно 10 мА - 500 мА). Нарушение изоляции между L или N и PE вызовет срабатывание УЗО с высокой вероятностью.
  • В сетях IT и TN-C устройства защитного отключения гораздо реже обнаруживают повреждение изоляции. В системе TN-C они также будут очень уязвимы к нежелательному срабатыванию от контакта между заземляющими проводниками цепей на разных УЗО или с реальным заземлением, что делает их использование неосуществимым. Кроме того, УЗО обычно изолируют нейтральное ядро. Поскольку это небезопасно делать в системе TN-C, УЗО на TN-C должны быть подключены только для прерывания проводника линии.
  • В однофазных однофазных системах, где заземление и нейтраль объединены (TN-C и часть систем TN-CS, в которых используется объединенная нейтраль и заземление), если существует проблема контакта в проводнике PEN, то все части системы заземления после обрыва возрастают до потенциала L-проводника. В несбалансированной многофазной системе потенциал системы заземления будет двигаться в направлении потенциала наиболее нагруженного проводника линии. Такое повышение потенциала нейтрального за разрыв известен как нейтральная инверсия. Поэтому соединения TN-C не должны проходить через штепсельные разъемы или гибкие кабели, где вероятность проблем с контактами выше, чем при фиксированной проводке. Также существует риск повреждения кабеля, который можно снизить за счет использования концентрической конструкции кабеля и нескольких заземляющих электродов. Из-за (небольшого) риска потери нейтрали, поднимающей `` заземленные '' металлические изделия до опасного потенциала, в сочетании с повышенным риском поражения электрическим током из-за близости или хорошего контакта с истинной землей, использование источников питания TN-CS запрещено в Великобритании для Площадки для автоприцепов и береговое снабжение лодок и категорически не рекомендуется для использования на фермах и открытых строительных площадках, и в таких случаях рекомендуется сделать всю внешнюю проводку TT с УЗО и отдельным заземляющим электродом.
  • В системах IT одиночная ошибка изоляции вряд ли вызовет опасные токи, протекающие через тело человека, контактирующее с землей, потому что не существует цепи с низким импедансом для протекания такого тока. Однако первое повреждение изоляции может эффективно превратить ИТ-систему в систему TN, а затем второе повреждение изоляции может привести к опасным токам тела. Хуже того, в многофазной системе, если один из линейных проводников будет контактировать с землей, это приведет к тому, что другие фазные сердечники поднимутся до напряжения фазовой фазы относительно земли, а не от напряжения нейтрали фазы. ИТ-системы также испытывают большие переходные перенапряжения, чем другие системы.
  • В системах TN-C и TN-CS любое соединение между объединенным нейтральным и земным ядром и земным телом может в конечном итоге пропускать значительный ток в нормальных условиях и даже больше в нарушенной нейтральной ситуации. Поэтому основные проводники эквипотенциального соединения должны быть рассчитаны с учетом этого; использование TN-CS нецелесообразно в таких ситуациях, как автозаправочные станции, где имеется комбинация большого количества заглубленных металлоконструкций и взрывоопасных газов.

Электромагнитная совместимость

  • В системах TN-S и TT потребитель имеет малошумное соединение с землей, которое не страдает от напряжения, которое появляется на N-проводнике в результате обратных токов и импеданса этого проводника. Это имеет особое значение для некоторых типов телекоммуникационного и измерительного оборудования.
  • В системах TT каждый потребитель имеет свое собственное соединение с землей и не заметит никаких токов, которые могут быть вызваны другими потребителями в общей линии PE.

Нормативно-правовые акты

  • В Национальном электротехническом кодексе США и Канадском электротехническом кодексе для питания распределительного трансформатора используется комбинированный нейтральный и заземляющий провод, но внутри конструкции используются отдельные нейтральный и защитный заземляющий проводники (TN-CS). Нейтраль должна быть заземлена только на стороне питания разъединителя заказчика.
  • В Аргентине, Франции (TT) и Австралии (TN-CS) клиенты должны предоставить собственные заземления.
  • Япония регулируется законом PSE и использует заземление TT в большинстве установок.
  • В Австралии используется система заземления с несколькими заземленными нейтралями (MEN), которая описана в разделе 5 стандарта AS 3000. Для потребителя низкого напряжения это система TN-C от трансформатора на улице до помещения (нейтраль несколько раз были заземлены вдоль этого сегмента) и система TN-S внутри установки от главного распределительного щита вниз. В целом это система TN-CS.
  • В Дании в нормативах по регулированию высокого напряжения (Stærkstrømsbekendtgørelsen) и Малайзии в Постановлении об электроэнергии 1994 года говорится, что все потребители должны использовать заземление TT, хотя в редких случаях может быть разрешено использование TN-CS (так же, как в Соединенных Штатах). Правила разные, когда дело касается крупных компаний.
  • В Индии в соответствии с Регламентом Центрального управления электроэнергетики, CEAR, 2010, правило 41, предусмотрено заземление, нейтральный провод 3-фазной 4-проводной системы и дополнительный третий провод 2-фазной 3-проводной системы. Заземление должно выполняться двумя отдельными соединениями. Система заземления также должна иметь как минимум две или более ямы для заземления (электродов), чтобы обеспечить надлежащее заземление. Согласно правилу 42, установка с нагрузкой выше 5 кВт, превышающей 250 В, должна иметь соответствующее устройство защиты от утечки на землю, чтобы изолировать нагрузку в случае замыкания на землю или утечки.

примеры применения

  • В районах Великобритании, где преобладают подземные силовые кабели, система TN-S распространена.
  • В Индии поставки LT, как правило, осуществляются через систему TN-S. Нейтраль имеет двойное заземление на распределительном трансформаторе. Нейтраль и заземление проходят раздельно по распределительной воздушной линии / кабелям. Отдельный проводник для воздушных линий и бронирования кабелей используется для заземления. Дополнительные заземляющие электроды / ямы установлены на концах пользователя для усиления заземления.
  • В большинстве современных домов в Европе есть система заземления TN-CS. Объединенная нейтраль и земля возникают между ближайшей трансформаторной подстанцией и выключателем (предохранитель перед счетчиком). После этого во всей внутренней проводке используются отдельные заземляющие и нейтральные жилы.
  • В старых городских и пригородных домах в Великобритании, как правило, имеются запасы TN-S, а заземление осуществляется через свинцовую оболочку подземного свинцово-бумажного кабеля.
  • Старые дома в Норвегии используют ИТ-систему, в то время как новые дома используют TN-CS.
  • В некоторых старых домах, особенно в домах, построенных до изобретения автоматических выключателей остаточного тока и проводных домашних сетей, используется внутренняя схема TN-C. Это больше не рекомендуемая практика.
  • Лабораторные помещения, медицинские учреждения, строительные площадки, ремонтные мастерские, мобильные электроустановки и другие среды, которые питаются от двигателей-генераторов, где существует повышенный риск повреждения изоляции, часто используют заземление IT, питаемое от изолирующих трансформаторов. Чтобы смягчить проблемы с двумя неисправностями в ИТ-системах, изолирующие трансформаторы должны обеспечивать только небольшое количество нагрузок каждый и должны быть защищены устройством контроля изоляции (обычно используемым только в медицинских, железнодорожных или военных ИТ-системах из-за высокой стоимости).
  • В отдаленных районах, где стоимость дополнительного PE-провода превышает стоимость локального заземления, сети TT обычно используются в некоторых странах, особенно в старых домах или в сельских районах, где безопасность может быть поставлена ​​под угрозу в результате разрушения верхний проводник PE, скажем, по упавшей ветви дерева. Поставки ТТ для отдельных объектов также наблюдаются в основном в системах TN-CS, где отдельные объекты считаются неподходящими для поставок TN-CS.
  • В Австралии, Новой Зеландии и Израиле используется система TN-CS; однако в настоящее время правила электромонтажа гласят, что, кроме того, каждый заказчик должен обеспечить отдельное соединение с землей через соединение водопровода (если металлические водопроводные трубы входят в помещение потребителя) и специальный заземляющий электрод. В Австралии и Новой Зеландии это называется Multiple Earthed Neutral Link или MEN Link. Эта связь MEN является съемной для целей проверки установки, но во время использования подключается либо с помощью системы блокировки (например, контргайки), либо с помощью двух или более винтов. В системе MEN первостепенное значение имеет целостность Нейтраля. В Австралии новые установки также должны связывать бетонную арматуру фундамента под влажными помещениями с заземляющим проводом (AS3000), обычно увеличивая размер заземления и обеспечивая выравнивание потенциалов в таких областях, как ванные комнаты. В более старых установках нередко можно найти только соединение водопроводной трубы, и его можно оставить в таком виде, но необходимо установить дополнительный заземляющий электрод, если будут выполнены какие-либо работы по модернизации. Защитный заземляющий и нейтральный проводники объединяются до нейтральной перемычки потребителя (расположенной на стороне потребителя от нейтрального подключения счетчика электроэнергии) - за пределами этой точки защитное заземление и нейтраль разделены.

Высоковольтные системы

В высоковольтных сетях (выше 1 кВ), которые гораздо менее доступны для населения, при проектировании системы заземления основное внимание уделяется не безопасности, а надежности электроснабжения, надежности защиты и влиянию на оборудование при наличии короткое замыкание. Только величина наиболее распространенных коротких замыканий между фазой и землей существенно зависит от выбора системы заземления, так как путь тока в основном закрыт через землю. Трехфазные силовые трансформаторы высокого / среднего напряжения, расположенные на распределительных подстанциях, являются наиболее распространенным источником питания для распределительных сетей, и тип заземления их нейтрали определяет систему заземления.

Существует пять типов нейтрального заземления:

  • Заземленный нейтральный
  • Выкопанный нейтральный
  • Заземленный нейтралью
    • Заземление с низким сопротивлением
    • Заземление с высоким сопротивлением
  • Реактивное заземление нейтрали
  • Использование заземляющих трансформаторов (таких как зигзагообразный трансформатор)

Заземленный нейтральный

In твердый or непосредственно с заземленной нейтралью, нейтраль трансформатора напрямую связана с землей. В этом решении предусмотрен путь с низким сопротивлением для замыкания тока замыкания на землю, и, как результат, их величины сравнимы с токами трехфазного замыкания. Поскольку нейтраль остается под потенциалом, близким к земле, напряжения в незатронутых фазах остаются на уровнях, аналогичных предаварийным; по этой причине эта система регулярно используется в сетях передачи высокого напряжения, где затраты на изоляцию высоки.

Заземленный нейтралью

Чтобы ограничить короткое замыкание на землю, добавляется дополнительное сопротивление заземления нейтрали (NGR) между нейтралью, нейтралью трансформатора и землей.

Заземление с низким сопротивлением

При низком сопротивлении ограничение тока относительно высокое. В Индии для открытых карьеров ограничение составляет 50 А в соответствии с Регламентом центрального энергетического управления, CEAR, 2010, правило 100.

Выкопанный нейтральный

In раскопал, изолированный or плавающий нейтральный В системе, как и в ИТ-системе, отсутствует прямое соединение точки звезды (или любой другой точки в сети) и земли. В результате токи замыкания на землю не имеют пути для замыкания и, следовательно, имеют незначительные величины. Однако на практике ток короткого замыкания не будет равен нулю: проводники в цепи, особенно в подземных кабелях, имеют внутреннюю емкость относительно земли, которая обеспечивает путь относительно высокого сопротивления.

Системы с изолированной нейтралью могут продолжать работу и обеспечивать бесперебойное питание даже при наличии замыкания на землю.

Наличие непрерывного замыкания на землю может представлять значительный риск для безопасности: если ток превышает 4–5 А, возникает электрическая дуга, которая может сохраняться даже после устранения замыкания. По этой причине они в основном ограничиваются подземными и подводными сетями, а также промышленными приложениями, где потребность в надежности высока, а вероятность контакта с человеком относительно низка. В городских распределительных сетях с несколькими подземными фидерами емкостной ток может достигать нескольких десятков ампер, что создает значительный риск для оборудования.

Преимущество низкого тока короткого замыкания и продолжения работы системы после этого компенсируется внутренним недостатком, который трудно обнаружить в месте повреждения.

Топовый объект