tncs или tt в частном доме
Правила выбора системы заземления в частном доме. их плюсы и минусы.
В настоящее время при строительстве нового дома или замены проводки в старом, электрики и хозяева стоят перед выбором системы заземления. Для современного частного сектора подходят только две системы заземления ТТ и TN-C-S. Разберём плюсы и минусы этих систем, а также их отличия.
Практически весь частный сектор запитывается от трансформаторных подстанций с глухо заземлённой нейтралью и четырёхпроводной ЛЭП. Это три фазы и PEN, объединённый рабочий и защитный ноль, по-простому объединённый ноль и земля.
При системе заземления TN-C-S (рис.1) проводник PEN на вводе повторно заземляется (ПУЭ 1.7.61. При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах.) и делится на PE и N. После чего уже используется 5 или 3 проводная проводка. Коммутация PEN и PE строго запрещена (ПУЭ 7.1.21. Во всех случаях в цепях РЕ и РЕN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы.) Поэтому точка разделения должна стоять до коммутационного прибора. 
Минус системы при обрыве PEN проводника на корпусах заземлённых электроприборов может оказаться опасное напряжение. Поэтому эту систему заземления рекомендуют делать только на современных ЛЭП выполненных проводом СИП при котором обрыв только одного провода маловероятен и так же обязательно должны быть выполнены на ЛЭП повторные заземления. (ПУЭ 1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой BЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.) Эти условия сводят к нулю возможность появления опастного потенциала на корпусах электроприборов.
Система заземления ТТ (рис.2) от TN-C-S отличается только отсутствием соединения между PEN проводником и заземлением дома. Поэтому в схемах обычно PEN обозначается как N, так как PE от него мы не получаем.
1) При коротком замыкании фазы на землю на корпусах электроприборов будет опасный потенциал. (ток короткого замыкания не достаточен, что бы сработал автоматический выключатель) поэтому установка УЗО обязательна (ПУЭ 1.7.59. …… в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО.)
2) При обрыве PEN проводника на электроприборы подаётся напряжение 380 В.
Минусы системы можно нейтрализовать установкой реле контроля напряжения и УЗО. Я рекомендую использовать 2-х каскадную схему с одним селективным УЗО на весь дом и несколькими обычными УЗО на всех линиях потребителей.
ПУЭ рекомендует использовать систему TN-C-S как наиболее безопасную ( 1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены.) Поэтому если у Вас современная ЛЭП выполнена проводом СИП, то выбор системы заземления очевиден это TN-C-S, если же воздушные линии выполнены старым не изолированным проводом нужно делать ТТ.
Пример расчёта тока короткого замыкания на землю в ТТ. Величина заземления трансформаторной подстанции равна 4 Ом, заземления частного дома (сейчас набирают популярность новые модульные наборы заземления длинной 6 метров) средняя величина сопротивления такого заземления 10-15 Ом. Старые треугольники имеют показатели не лучше.
I кз = 220 В/4Ом + 10Ом = 15,7 А.
Напряжение на корпусе электроприборов будет
U = 10Ом * 15,7 А = 157 В
Даже если Вы сделаете заземление, как и на подстанции 4 Ом, ток короткого замыкания будет равен:
I кз = 220 В/4Ом + 4Ом = 27,5 А.
Напряжение на корпусе электроприборов будет
U = 4Ом * 27,5 А = 110 В
Этого тока недостаточно что бы сработал мгновенный расцепитель автоматического выключателя, а учитывая тот факт, что часть электриков устанавливают на розеточные линии АВ С25А, то и тепловой расцепитель может сработать не скоро.
Виды заземления в частном доме
Разные виды заземления в частном доме отличаются друг от друга как степенью надежности, так и конструктивными особенностями. Существует несколько систем, которые применяют в индивидуальном строительстве чаще остальных. Однако, чтобы выбрать лучшее заземление частного дома, нужно знать особенности, а также влияние различных условий на выбор заземления.
Системы заземления, применяемые в электротехнике
۞ первая буква латинского алфавита определяет, как заземлен источник питания:
۞ вторая буква указывает на характер заземления открытых токопроводящих частей электроустановки:
۞ буквы, которые указываются в обозначении после буквы N через дефис, определяют как устроен защитный и рабочий проводники:
В электротехнике обозначают проводники латинскими буквами.
« L » – (Line – линия), так в США и в Европе называют «линейный» провод. Термин «линейное напряжение», обозначает напряжение между фазными проводами в трехфазной сети. В России такой проводник получил название «фазного». В кабелях для такого проводника предусмотрена жила в белой, коричневой или черной изоляции.
«N» – (Ne u tral – нейтраль) « нейтральный » провод электрической сети, который подключен к общей точке соединения обмоток либо генератора на электростанции, либо трансформатора на подстанции, если обмотки включены звездой. В России этот провод называют «нулевым». При монтаже в качестве нейтрали используют жилу в синей или голубой изоляции.
«PE» – (Protective Earthing – защитное заземление) защитный проводник. В России его еще называют «заземляющим» или проводом защитного заземления. В составе кабельных линий этот провод можно определить по жёлто-зелёной изоляции. Этот проводник служит для защиты от поражения электрическим током при наличии или возникновении неисправностей изоляции внутри электрических приборов или оборудования.
В «Правилах устройства электроустановок» используют именно такие обозначения.
Система TN-C
Самая простая и самая «древняя» схема заземления, в которой нулевой и заземляющий проводники объединены. При «пробое» фазы на токопроводящие части, ток уходит в землю, а автоматический выключатель обесточивает цепь.
Однако у этой системы есть существенный недостаток. При больших нагрузках нулевой провод может медленно «подгорать». При коротком замыкании, которое образуется при «падении» фазы на корпус, уже поврежденная нейтраль может отгореть так быстро, что автомат не успеет среагировать – в цепи еще не возникнет ток отключения. В результате вместе с нейтралью пропадет и защитное заземление, а вот фаза останется на корпусе, так как автомат не отключил ее.
Если произойдет касание проводящих частей человеком, его тело образует проводник между фазой и землей. В этом случае поражение электрическим током неминуемо.
Система TN-S
Это более современная система, в которой нейтральный и заземляющий проводник разделяют по всей цепи. Такая система намного сложнее, чем TN-C, однако она и намного безопаснее. Третий, заземленный проводник в однофазной сети, или пятый в трехфазной, соединяют с заземляющим контуром на трансформаторной подстанции.
Система TN-C-S
Устройство такой электропроводки предполагает комбинирование совмещенного провода PEN и отдельного заземляющего проводника. Так бывает, например, если во всем доме проводка выполнена с отдельным заземляющим проводом, который подключен к самостоятельному заземляющему контуру, а подключение дома от трансформаторной подстанции произведено совмещенным PEN- проводником.
Такая схема оказывается более экономичной по сравнению с TN-S, так как наиболее протяженный участок электролинии можно изготовить без отдельного заземляющего провода. Тем не менее, эта схема так же надежна, как и TN-S.
Системы IT и TT
С системой ТТ все предельно ясно — заземлен корпус источника (трансформаторной подстанции), и отдельно заземлены все электроприборы в доме. Такая схема редко, но встречается при устройстве электропроводки в частных домах.
Система IT практически не встречается в быту. Она применяется в специфических случаях — например, при электроснабжении помещений с чувствительным к помехам оборудованием. Отсутствие заземления источника питания позволит минимизировать наведенные токи в сети. Безопасность обеспечивается заземлением каждого электроприбора. Такую схему применяют в лабораториях, больницах.
Т ипы заземления в частном доме
По виду заземляющего контура заземление разделяют на искусственное и естественное.
Искусственное создается преднамеренно в процессе устройства электросетей. Такой тип предполагает наличие искусственно созданного заземлителя, непосредственно соприкасающегося с землей. Это может быть только специально созданный контур, характеристики и параметры которого тщательно рассчитываются.
В качестве естественного заземления могут применять металлические элементы конструкций, контактирующие с землей. Это могут быть заземленные рельсовые пути, стальные трубы скважин, арматура фундаментов. Такие конструкции не могут обладать точными параметрами, поэтому допускается использовать естественное заземление для защиты отдельных устройств, но не электроустановки в целом.
С истема заземления для частного дома — какую выбрать
Решая, какое заземление сделать в частном доме, необходимо учесть несколько факторов:
величину нагрузки в сети, для которой подбираются наиболее подходящие виды заземления в частном доме;
характер и вид грунта, в котором будут располагаться электроды;
удаленность от источника питания.
В зависимости от нагрузки выбирают сечение заземляющего проводника. Оно должно быть не менее толщины фазного провода, если его сечение менее 16 кв.мм. При толщине фазного провода от 16 до 32 кв.мм, сечение заземляющего проводника должно быть 16 кв.мм. Ну а при толщине линейного провода более 32 кв. мм, сечение провода заземления должно быть не менее половины фазного.
От вида грунта зависит, какой тип заземления будет применяться, и какие размеры будут иметь его элементы. В песчаных грунтах необходимо применять более длинные электроды, чем в глинистых или суглинках. Связано это с тем, что песок хуже удерживает влагу, а сухой грунт обладает малой проводимостью.
От расстояния до источника питания – трансформаторной подстанции или генератора, будет зависеть, проводить ли отдельный заземляющий провод от источника или сделать отдельный контур около дома. Если расстояние до источника велико и сечение провода большое, то лучше выбрать второй вариант. Это позволит существенно сэкономить на стоимости подводящей линии.
Одной из распространенных и безопасных систем заземления для частного дома является система TN-C-S. В этом случае к вводно-распределительному устройству подводятся только фазные и нулевой провод. От ВРУ в дом электричество поступает уже по кабелю с отдельным заземляющим проводником PE. Он подключается к корпусу шкафа ВРУ, а тот, в свою очередь – к заземляющему контуру.
Если для электропитания частного дома используется генератор, выгоднее применить систему TN-S. В этом случае корпус генератора заземлен, а от источника до дома электричество передается по кабелю с отдельным защитным проводником.
Старую схему TN-C в строящихся домах лучше не использовать. При большом количестве бытовой техники такая система не сможет надежно защитить проживающих в доме.
Какие виды заземления в частном доме можно выполнить своими руками
При строительстве дома своими руками, возможно, многие задумываются о том, какие виды заземления можно сделать самостоятельно. При наличии необходимых материалов и инструментов, позволяющих произвести необходимые измерения, устроить это несложно.
Самостоятельно можно сделать заземление, используя подручные средства – старые трубы, металлопрокат, арматуру. Преимуществом такого вида заземления является простота изготовления и невысокая стоимость. Порой все затраты приходятся лишь на покупку электродов для сварки. Недостатком такого способа является небольшой срок службы. Через 10-15 лет заземляющий контур придется заменить.
Если позволяют средства, лучше купить модульное заземление и смонтировать его своими руками. Такой вид заземления представляет собой готовый комплект. Преимуществом такого вида является быстрота установки и длительный срок службы. Недостаток – высокая цена.
Способы заземления в частном доме
Заземляющий проводник или электрод, непосредственно передающий напряжение в грунт, изготавливают разными способами:
точечное заземление штырем в частном доме;
В первом случае используется стальная труба диаметром 60-80 мм длиной не менее двух метров. Трубу забивают в грунт и к ней приваривают заземляющую шину. Лучше, если это будет стальной прут диаметром не менее 10 мм или стальная полоса толщиной не менее 4 мм и шириной 20-40 мм.
Во втором случае для устройства заземлителя используют подходящий стальной стержень. Его также соединяют с заземляющим проводником электроустановки.
Если в качестве электрода используется стальной уголок, как в третьем случае, то его размеры должны быть следующими: размер полки – 40-50 мм, толщина – не менее 4мм.
Лучший вариант, который можно выполнить своими руками, это заземление частного дома треугольником. Для этого применяют три электрода, которые забивают по углам равностороннего треугольника. Размер треугольника заземления частного дома зависит от вида грунта, электрической нагрузки в здании.
Как правило, в подавляющем большинстве случаев для заземления частного дома достаточно, чтобы сторона треугольника была равна 120 см, а глубина труб, штырей или уголков – 2,5 метра. Все проводники обвариваются стальной полосой шириной 40 мм и толщиной 4 мм. К одной из вершин треугольника приваривают заземляющую шину.
Запрещено окрашивать электроды заземляющего контура, так как может увеличится сопротивление и эффективность заземления снизится.
Проводимость контура и грунта зависит от влажности, поэтому в жаркую сухую погоду рекомендуется тщательно проливать место погружения электродов водой.
К ак выбрать комплект заземления для частного дома
Рассматривая различные виды заземления в частном доме, целесообразно обратить внимание на готовые комплекты изделий. Несмотря на то, что цена их высока, у них есть важное преимущество – длительный срок службы. Так, например, стальные оцинкованные стержни в качестве электродов могут служить более 30 лет. А стержни из нержавейки или из стали с медным покрытием и того больше. Минимальный срок службы таких изделий составляет не менее 50 лет.
Комплект модульного заземления представляет собой стержни и соединительные шины. Заземлитель может представлять собой привычный треугольник или длинный штырь, погружаемый в землю на большую глубину. В втором случае штырь изготавливают составным и в процессе погружения наращивают. Первый стержень перед погружением оснащается стартовым наконечником, который навинчивается на нижний конец штыря. Стержни соединяются между собой медными резьбовыми муфтами или же вкручиваются один в другой. Для забивания стержня используют специальную навинчивающуюся ударную насадку.
Выбирать комплект заземления для частного дома нужно так, чтобы сопротивление его не превышало 30 Ом. Исходя из этих условий выбирают общую длину штырей. Как правило, в инструкции к комплекту указывается сопротивление одной секции для разных видов грунтов.
Выбирая конфигурацию, стоит учитывать глубину залегания грунтовых вод, глубину промерзания грунта зимой, наличие рядом с домом других сооружений. Часто привычная схема «треугольник» оказывается неприемлемой. Для нее может просто не хватить места на участке рядом с домом. К тому же, один глубоко погруженный стержень может оказаться намного эффективнее трех неглубоких. Это объясняется тем, что при расположении заземлителя в грунтовых водах сопротивление минимально. Зимой в результате промерзания грунта сопротивление увеличивается. А при соединении треугольником все три стержня, в отличие от одного глубоко погруженного, оказываются полностью или частично в промерзшей зоне.
Если учесть все описанные выше требования, влияющие на выбор вида заземления для частного дома, безопасность проживающих будет обеспечена при эксплуатации электроприборов и оборудования всегда – в любое время года и при любых погодных условиях.
Вам может быть интересно
Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT
При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.
Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.
Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.
Виды систем искусственного заземления
В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.
1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)
Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:
Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».
Система заземления TN-C
Система заземления TN-C
Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..
Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.
В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.
Система TN-S
Система заземления TN-S
Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.
В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.
Система TN-C-S
Система заземления TN-C-S
Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.
Система заземления TT
Система заземления TT
При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.
Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.
2. Системы с изолированной нейтралью
Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.
Система IT
Система заземления IT
Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.
Надежное заземление — гарантия безопасности
Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.