Глухозаземленной именуется нейтраль обмотки трансформатора либо генератора, присоединенная к заземляющему устройству конкретно либо через маленькое сопротивление (к примеру, через трансформатор тока). Такие сети имеют обозначение ТN. Принципная схема приведена на набросок 2.
Сеть имеет три фазных провода и выведенный из нейтрали обмотки трансформатора нулевой провод PEN. Благодаря наличию последнего в этой сети обеспечивается возможность подключения электроприемников и к линейному UЛ и к фазному UФ напряжению. Потому тут не применяя трансформаторы, потребитель получает для собственных нужд два уровня напряжения ¾ 127/220 В, 220/380 В, 380/660 В. Благодаря экономии на трансформаторах эти сети получили более обширное использование.
Нулевой проводник нужен по двум причинам.
1-ое предназначение (рабочее) ¾ для подключения однофазовых приемников между фазным и нулевым проводом (набросок 2).
2-ое предназначение (защитное) ¾ для электрической и пожарной безопасности. Для обеспечения электрической безопасности открытые токопроводящие части электроустановок, которые нормально не находятся под напряжением (корпусы), соединяют с нулевым проводом (набросок 2). Благодаря этому даже при пробое изоляции какой-нибудь фазы на корпус напряжение на нем не представляет опасности для жизни людей. Пожарная безопасность обеспечивается тем, что при пробое изоляции на корпус появляется однофазовое куцее замыкание (КЗ). Так как сопротивление контура КЗ очень малеханькое, то ток замыкания довольно большой. Этот ток вызывает отключение автоматического выключателя либо перегорание плавкой вставки предохранителя. Потому электрическая дуга в месте замыкания не успевает привести к пожару.
Согласно ПУЭ, сети до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью могут иметь три варианта.
1-ый ¾ когда нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники совмещаются в одном проводнике (PEN) на всем протяжении сети. Такие сети именуются ТN-C (набросок 2).
2-ой ¾ когда нулевой рабочий (N) и нулевой защитный проводники (PE) разбиты на всем протяжении сети. Такие сети именуются ТN-S (набросок 3).
3-ий ¾ когда нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники совмещены в одном проводнике (PEN) в некий ее части, начиная от источника питания. Такие сети именуются ТN-С-S (набросок 4).
Все новые электроустановки должны сооружаться по второму либо третьему варианту.
Достоинства сети до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью:
1) возможность подключения не только лишь трехфазных электроприемников на линейное напряжение, также и однофазовых как на линейное, так и на фазное напряжения;
2) резвое отключение повреждений, связанных с замыканием с землей.
Основными недочетами сети до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью являются следующие.
1-ый — замыкание одной фазы на землю является КЗ, при всем этом появляются огромные токи (до нескольких кА), что может привести к механическим разрушениям аппаратов и токоведущих частей, к тепловым повреждениям и пожарам в электроустановках (набросок 5).
Для устранения первого недочета в сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью используют автоматические выключатели и предохранители, которые должны стремительно отключать покоробленные участки сети. Потому в ТN сетях очень принципиально верно выбирать автоматы и предохранители.
2-ой — завышенная электроопасность, так как при прикосновении человека к линейному проводу либо к открытым токопроводящим частям, оказавшимся под напряжением появляется цепь через человека и землю; при всем этом ток заранее превосходит опасное для жизни значение (набросок 6).
2-ой недочет избавляют, применяя устройство защитного отключения (УЗО). Облегченная принципная схема приведена на рисунке 7. В его состав входят:
1) автомат QA1, обеспечивающий защиту электроустановки от КЗ (электромагнитный расцепитель) и перегрузки (термический расцепитель);
2) автомат QA2, механически связанный с QA1, с отключающей катушкой К;
3) трансформатор тока ТА, вторичная обмотка которого подключена к отключающей катушке QA2, а в качестве первичной применяются линейный и нулевой рабочий проводники.
Питание однофазового приемника RH осуществляется по линейному L и нулевому РЕN проводникам. Перед УЗО РЕN проводник делится на две части нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ. В обычном режиме, когда оборудование исправно, и никто не касается токоведущих частей, находящихся под напряжением, ток линейного провода IЛ равен току нулевого рабочего провода IN. Магнитные потоки, наводимые этими токами, взаимно компенсируются, и во вторичной обмотке трансформатора тока ЭДС не наводится. При нарушении изоляции линейного либо нулевого рабочего провода, также при касании человека проводов равенство токов IЛ и IN нарушается, так как возникает цепь тока через нулевой защитный проводник РЕ либо человека. Во вторичной обмотке трансформатора тока наводится ЭДС, и по отключающей катушке К протекает ток, который приводит к отключению QA2 и, поэтому, QA1.
3-ий — при обрыве нулевого провода напряжение на однофазовых электроприемниках может достигать линейного (возрастать в 1,73 раза) и приводить их к повреждению (набросок 8).
3-ий недочет сети с глухозаземленной нейтралью в текущее время не устранен. Разглядим пример. Допустим, что в фазе А включен электрочайник мощностью 1000 Вт с RH = 48 Ом, а в фазе С лампочка мощностью 100 Вт с RH = 480 Ом. В обычном режиме к каждому потребителю прикладывается напряжение 220 В. При обрыве нулевого провода к этим двум последовательно включенным нагрузкам прикладывается линейное напряжение 380 В. Напряжение между чайником и лампочкой распределить прямо пропорционально их сопротивлениям ¾ на чайнике будет напряжение 34,5 В, а на лампочке ¾ 345 В, другими словами в 1,57 раза большее. Потому необходимо стремиться симметрировать нагрузки в разных фазах и создавать пути, шунтирующие нулевой провод.
В заключении отметим, что заземление открытых токопроводящих частей без их зануления в сетях ТN не защищает от поражения электрическим током. Для иллюстрации разглядим набросок 9, где мотор заземлен, но не занулен.
В данном случае при пробое на корпус напряжение на заземлителях R0 и R3 распределиться прямо пропорционально их сопротивлениям. Допустим, сопротивления заземлителей равны R0 =1,5 Ом и R3 =4 Ом. Тогда падение напряжения на заземлителях будут соответственно равны
Таким макаром , между корпусом электродвигателя и землей возникнет довольно опасное напряжение. Человек, прикоснувшийся к корпусу, может быть поражен электрическим током. Если будет оборотное соотношение сопротивлений R0 =4 Ом и R3 =1,5 Ом, то опасное напряжение может появиться между землей и открытыми токоведущими частями оборудования, установленного около трансформатора и имеющего общее заземление с его нейтралью.
Что такое глухозаземленная нейтраль — определение обычным языком
Что такое глухозаземленная нейтраль, какой у нее механизм работы и область использования. Систематизация сетей с глухозаземленной нейтралью трансформатора.
Глухозаземленная нейтраль является частью системы электроснабжения потребителей, она ориентирована на неопасное внедрение сетей до 1000 Вольт, которые в большинстве случаев используются в быту и на производстве в качестве источника стандартного уровня низкого напряжения — 0,38кВ, 0,22кВ и ниже. Нейтраль — это общая точка соединения обмоток звездой у источников электроэнергии, которыми являются трансформаторы либо же генераторы. Если эту точку соединить с землёй, то и получится сеть с глухозаземлённой нейтралью. В нулевой точке происходит выравнивание потенциалов, что очень комфортно для обеспечения электроэнергией и однофазовых, и трехфазных источников.
Устройство и принцип деяния сетей с глухозаземлённой нейтралью
Механизм работы источников электроэнергии, а именно, понижающих трансформаторов основан на законе взаимоиндукции и передаче энергии по магнитному сердечнику. Первичная обмотка при всем этом может и не иметь нулевого провода, в отличие от вторичной, где соединение его с нулём через проводник с низким сопротивлением, который можно приравнять с нулевым значением, будет являться действенным средством защиты от поражения человека небезопасным для его жизни и здоровья напряжением.
Главной особенностью сетей с глухозаземлённой нейтралью является возникновение не только лишь линейного, но и фазного напряжения. Что же все-таки это такое и чем оно отличается друг от друга, разглядим на примере обычный принципной схемы.
Фазное напряжение — это потенциал между одним из проводов полосы и нулевой точкой, присоединенной к земле, другими словами наглухо заземлённой. Линейное напряжение — разница потенциалов между 2-мя выводами линий, другими словами L1 и L2, L1-L3, либо же L2-L3, именуется оно также межфазное. Такие источники электроэнергии в бытовых критериях имеют распространенное значение напряжения в виде 380 В — линейного, и 220 — фазного. Линейное напряжение больше фазного на √3, другими словами на 1,72.
Но основная задачка таковой системы это не только лишь транспортировка к потребителям напряжений 2-ух значений при разном количестве фаз в одной системе электроснабжения, но и защита человека при пробое изоляции и возникновении напряжения в точках, которые в обычном состоянии не имеют небезопасного потенциала. В жилых зданиях это:
- корпуса всех бытовых устройств, которые проводят электрический ток, другими словами изготовлены из стали либо другого токопроводящего металла;
- металлоконструкции щитовых и распределительных устройств;
- защитная оболочка кабелей.
Также для обеспечения безопасности все вышеперечисленные элементы должны быть заземлены, конкретно в данном случае опасность от применения напряжения и использования бытовых устройств в сетях с глухозаземлённой нейтралью будет мала. При всем этом для таких цепей неотклонима равномерность рассредотачивания однофазовых нагрузок.
Разъяснение для чайников
Понижающая подстанция, в какой установлен трансформатор, имеет свой контур заземления. Он соединен между собой железными шинами и прутами, в один заземляющий контур. К потребителям в электрический щиток от подстанции прокладывается кабель, который содержит четыре жилы. Если потребителю нужно питание от трёхфазной цепи 380 Вольт, то подключаться нужно ко всем жилам. В однофазовое сети 220 В питание будет осуществляется от нулевого провода и от одной из фаз. Защита людей в однофазовых и трехфазных цепях, если нет системы заземления, должна осуществляется за счёт особых устройств защитного отключения (УЗО), которые срабатывают при маленькой утечке на ноль, при всем этом отключают надёжно потребителя от сети.
Систематизация сетей с глухозаземлённой нейтралью
Современная система электроснабжения имеет стандартную маркировку где кроме рабочего нулевого проводника находится и защитный, что и даёт определение степени защищённости.
- L — фазный проводник;
- N — рабочий ноль;
- РЕ — защитный нулевой проводник;
- РЕN — рабочий и нулевой проводник выполнены одним проводом.
Есть несколько подсистем в цепях с источником энергии, имеющим глухозаземлённую нейтраль:
- TN-C. При данной системе нулевой и защитный проводник с подстанции организован одним проводником, около приёмника его корпус (либо другие элементы, подлежащие заземлению) соединяют с данным совмещенным проводником – это именуется зануление. Это устаревшая система, применялась в старенькых домах при СССР, на данный момент для бытовых потребителей не применяется, так как опасная. Такая система имеет значимый недочет, так как в случае обрыва РЕN проводника на пути от питающего трансформатора до приемника электроэнергии, на зануленных корпусах оборудования возникает страшный потенциал. Применяется только для защиты промышленных потребителей (об этом говорится ниже в следующем разделе).
- TN-S. Имеет больший процент безопасности во время аварийных ситуаций. Это достигается путём разделения защитного и рабочего проводников по всей длине питающей полосы, от трансформатора до распределительного электрощита (до конечного потребителя). Но за счёт того, что приходится использовать кабельную продукцию имеющую 5 жил, что сильно наращивает цена прокладки и бюджет на компанию электроснабжения к потребителю, применяется данная система не всегда.
- TN-C-S. Данная система заземления является более распространенной в наше время. При данной системе нулевой и защитный проводник на всей длине полосы объединены в один совмещенный проводник PEN. При входе в здание данный проводник делится на защитный PE и нулевой N, которые далее распределяются по потребителям (квартирам). При данной системе в случае отгорания PEN проводника до точки разделения на заземленных корпусах электроприборов появится страшный потенциал. Для предотвращения этого на всей длине полосы и при входе в здание делаются повторные заземления PEN проводника и предъявляются завышенные требования к механической защите данного проводника.
- ТТ. Данная система заземления практикуется в этом случае, если линия системы TN-C-S находится в неудовлетворительном техническом состоянии и не обеспечивается достаточной безопасности предусмотренного в ней защитного заземления. Данная система заземления предугадывает установка личного контура заземления у потребителя, при всем этом PEN проводник электрической сети применяется исключительно в качестве нулевого провода N.
Принципиально знать
Для электроснабжения однофазовых и трёхфазных потребителей в индустрии и в бытовых критериях применяют так называемое зануление, которое «якобы» является действующим способом, обеспечивающим автоматическое отключение электроустановки либо части её, в какой вышло куцее замыкание. При занулении в цепях с глухозаземлённой нейтралью к нулевому проводу подключаются все железные части и корпуса электрического оборудования. Как работает данная защита? Дело в том что при любом маленьком замыкании на корпус цепь перебегает в режим недлинного замыкания, ток в цепи автоматического выключателя сильно возрастает и аварийный участок отключается от сети.
Преимуществом таковой системы являются экономия расходов на проводку защитного заземления, также понижение цены кабельной продукции, так как к одной цепи можно подключить и однофазовые и трёхфазные электроприёмники.
Но недочетом глухозаземлённой нейтрали, организованной по принципу защитного зануления, можно именовать дефицитность обеспечения защиты человека при пробое изоляции на корпус электроприбора во время обрыва нулевого провода, который является и защитным. И это очень принципиальный момент — зануление является небезопасной мерой защиты, потому оно организовываться в домашних критериях ни при каких обстоятельствах не должно!
Современное электроснабжение всё-таки ориентировано больше на безопасность, потому просит установки УЗО и отдельного защитного заземляющего контура, через который даже самые малозначительные токи утечки будут уходить в землю, при всем этом не подвергая человека угрозы.
Сейчас вы понимаете, что такое глухозаземленная нейтраль, какой у нее механизм работы и в каких сетях она применяется. Если остались вопросы, сможете задавать их в комментах под статьей!
