Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

Что такое заземление и зачем оно нужно?

Заземляющие устройства представляют собой преднамеренное соединение проводниками электрического типа различных точек электросети.

Назначение заземления заключается в предотвращении воздействия электрического тока на человека. Ещё одно назначение защитного заземления – отведение напряжения с корпуса электроустановки через устройство заземления на землю.

Основная цель применения заземления – снижение уровня потенциала между точкой, которая заземляется и землёй. Тем самым понижается сила тока до наименьшего уровня и уменьшается количество поражающих факторов при соприкосновении с деталями электрических приборов и установок, в которых произошел пробой на корпус.

Знак заземления размеры по госту

Друзья мы с вами выяснили, что места, где выполняется подключение оборудования к заземляющему проводнику необходимо маркировать специальным символом. Размеры данного символа и методы его выполнения регламентируются ГОСТ 21130-75. В этом ГОСТе речь идет о нанесении знаков на оборудовании заводом-изготовителем. Методов исполнения в этом случае не много: штамповка, литье в металле, ударный метод и прессовка в пластмассе.

Как можно понять нанесенные таким образом знаки будут иметь либо вдавленную, либо выпуклую поверхность. После изготовления одним из вышеперечисленных методом для большей наглядности знак дополнительно окрашивается.

Это было раньше. Мы же с вами живем в современном мире и понимаем что квартирный щиток никто на завод отвозить не будет для того что на нем поставили «заземляющий штамп».

Благо есть в ГОСТ 21130-75 примечание позволяющее наносить символы заземления не только штамповкой и литьем.

Для всех скептиков в ГОСТ 21130-75 к пункту 3.1 есть примечание 2, в котором сказано что допускается выполнять знаки заземления аппликацией, краской, фотохимическим и иными способами. Главное требование в таком случае соблюдение размеров.

А размеры знака заземления по ГОСТ 21130 75 должны быть такими:

Для изготовления методом литья на металле или прессования в пластмассе.

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

H H1 D* b h r
5 3.6 10 0.7 2.5 0.35
8 6.0 16 1.2 4.0 0.6
10 7.0 20 1.4 5.0 0.7
14 9.0 25 1.8 5.5 0.9
22 15.0 40 3.0 9.0 1.5
28 17.5 45 3.5 8.5 1.75
30 20.0 50 4.0 10.0 2.0
50 35.0 90 7.0 20.0 3.5

Для изготовления заземляющих символов ударным способом.

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

D H H1 b h r
14 8 6.0 1.2 2.5 0.6
18 10 7.0 1.4 5.0 0.7
25 14 9.0 1.8 5.5 0.9

Цвет окружности D вокруг знака, должен отличаться от цвета поверхности оборудования, на котором он нанесен. Как правило, фон окрашивается в желтый, а рельеф окружности выполняется черным цветом.

Сегодня очень популярный способ нанесения символа заземления в виде наклейки. Я сам люблю им пользоваться, очень просто и удобно (легко заменить в случае износа).

Знаки заземления на электрических схемах

Расчет заземления

Изображение ЗЗ на электрических схемах регламентируется Государственным стандартом 2.721-74 и Единой Системой Конструкторской Документации (ЕСКД). В основном руководствуются 4-мя типами изображений:

  1. В первом случае рисунок состоит из одной вертикальной и трёх горизонтальных черт. Это самый употребляемый знак в электронных схемах. Ранее изображение в таком виде было обязательным. Оно касалось обозначения установки защитного соединения проводников с «землёй»;
  2. Второй вид знака повторяет предыдущий, но символ заключён в окружность с обрезанным снизу сегментом. Его используют для отдельно стоящего оборудования, не включённого в общую систему защиты соседних установок. То есть для данного оборудования требуется отдельное соединение с заземляющим контуром;
  3. Третий символ – это такой же знак, но в целом круге. В основном он обозначает заземление токоведущих элементов, находящихся в нормальном состоянии без напряжения;
  4. Четвёртое изображение напоминает в какой-то мере грабли. Это надо понимать, как соединение токоведущих частей установки с контуром «земли» через корпус оборудования. Такой тип заземления не является полноценной защитой.

Руководствуясь ГОСТом 21130-75, определяют точки крепления защитных шин на корпусах электрооборудования и производят своевременное обновление маркировки. Это гарантирует безопасную эксплуатацию силовых установок. Знание разновидностей ЗЗ позволяет понять и начертить правильную электрическую схему.

TN-C

Системой заземления TN-S сегодня оборудуются все современные жилые и нежилые объекты. К сожалению, такая схема применяется только на объектах, введенных в строй не раньше, чем 15–20 лет назад. Подавляющее большинство жилого фонда, построенного во времена СССР, оборудованы системой TN-C. Это не значит, что все эти объекты построены с нарушениями СНиП. Просто в те времена, стандарты (включая ПУЭ) были иными.

В идеале, необходимо переоснастить все существующие сети до стандарта TN-S. Но это потребует огромных капиталовложений. К тому-же, прокладка дополнительных линий «земли» от питающих подстанций не всегда возможна технически. А значит, в некоторых местах придется менять всю сеть силовых кабелей.

Заземление TN-C не обеспечивает полной безопасности по следующей причине:

«Земля» и рабочий нуль представляют собой одну линию, которая расположена в силовом кабеле от источника питания, до потребителя. Заземлитель (контур заземления, физически соединенный с грунтом), расположен в непосредственной близости от питающей подстанции. Такой способ организации заземления называется глухозаземленной нейтралью. Силовой кабель состоит из четырех жил: три фазы (L1, L2, L3), и рабочий нуль, совмещенный с рабочим заземлением (PEN).

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

Поскольку рабочий нуль находится под нагрузкой (через него протекает активный электрический ток), он находится в так называемой зоне риска. Нередки случаи, когда от перегрева этот проводник просто отгорал. Что происходит при этом с конечными потребителями, оставим за скобками — напряжение может скакнуть до 600 вольт. Главная опасность в том, что все электроустановки в этом случае теряют защитное заземление. Прикоснувшись к корпусу, на котором может оказаться потенциал фазы, человек гарантированно будет поражен электротоком. Особую опасность при такой аварии, представляет одновременное прикосновение к электроустановке, находящейся под напряжением, и металлическим конструкциям, имеющим физический контакт с грунтом: системы отопления, водопровода, арматура в стенах. Даже влажный цементный пол, соединенный с арматурой в стяжке, может стать причиной трагедии.

Популярные статьи  Что лучше поставить: три однофазных реле напряжения или одно трехфазное?

В многоквартирных домах, и других объектах, оборудованных системой TN-C, вообще отсутствует защитное заземление в привычном понимании. Все знают, как выглядят розетки советского образца: в них нет контактов заземления. Даже если владельцы производят замену на трех контактные современные розетки, клемма защитного заземления остается невостребованной: ее просто не к чему подключить.

По этой причине, на объектах, оснащенных заземлением TN-C, в помещениях с повышенной влажностью (санузлы, бани, прачечные), запрещено использовать незаземленные электроприборы. Если вы устанавливаете бойлер, или стиральную машину — подводить к ней заземление (или организовывать систему дополнительного уравнивания потенциалов) на основе рабочей нейтрали, запрещено!

Необходимо организовать заземлитель (полноценный контур, имеющий физический контакт с грунтом). Причем параметры такого заземлителя должны соответствовать требованиям Правил устройства электроустановок.

Затем в квартиру заводится заземляющий проводник (сечением не менее 2.5 мм², и не имеющий разъединителей на всей протяженности), который соединяется непосредственно с электроустановкой. Разумеется, необходимо установить щиток или клеммную колодку заземления, завести на нее розетки и корпуса опасных электроприборов.

Виды систем искусственного заземления

В классификации систем заземления есть естественные и искусственные типы заземления.

Системы заземления искусственного типа:

  • TN-S;
  • TN-C;
  • TNC-S;
  • TT;
  • IT.

Виды заземления — расшифровка названия:

  • T — заземление;
  • N — подсоединение проводника к нейтрали;
  • I -изолирование;
  • C — объединение опций функционального и нулевого провода защитного типа;
  • S — раздельное использование проводов.

Многих людей интересует вопрос о том, что называют рабочим заземлением. По-другому его называют функциональным. Ответ на данный вопрос даёт пункт 1.7.30 ПУЭ. Это заземлерие точек токоведущих частей электрической установки. Применяется для обеспечения функционирования электрических приборов или установок, а не в защитных целях.

Также многих волнует вопрос о том, а что такое защитное заземление. Это процесс заземления устройств с целью обеспечения электробезопасности.

Watch this video on YouTube

Принцип расчета сопротивления заземлителей

Способов расчета характеристик основных заземляющих элементов достаточно много, но основной параметр у таких вычислений один — показатель сопротивления. Оптимальное его значение определяется посредством данных нормативной регламентации ПУЭ. Реализовать надежное защитное заземление объекта невозможно без расчета сопротивления его основных элементов.

К примеру, необходимо определить сопротивление заземления для электрооборудования напряжением свыше 1 кВт, с изолированной нейтралью. В соответствии с профильными данными документации ПУЭ 1.7.96, необходимо воспользоваться формулой R≤250/I, где:

  • I — показатель расчетного тока заземления;
  • R — показатель сопротивления заземляющего устройства, который не должен превышать 10 Ом.

В соответствии с ПУЭ (1.7.104), при учете нормативных сведений показателей тока прикосновения (для примера подойдет — 50 В), формула видоизменяется: R≤U/I, где U — это ток прикосновения (50 В).

Помимо производства расчетов параметров, важный момент при производстве заземления — выбор схемы подключения устройства.

Заземляющие системы TT и IT

Схемы заземляющих систем TT и IT

Схема ТТ

Заземление TT применяется в тех исключительных случаях, когда обеспечить надежную защиту с применением системы TN-C-S не представляется возможным или связано со значительными затруднениями. Это в основном касается удаленных от городских центров территорий, обычно относящихся к отдаленным сельским местностям и регионам. В этих условиях все чаще применяются системы заземления TT, в которых предусматривается «глухое» соединение нейтрали трансформатора с землей с последующей передачей 3-х фазного напряжения с использованием четырехпроводной линии.

На стороне, где располагаются нагрузки, как правило, обустраивается уже не повторное, а местное заземление вертикально-штыревого типа. К нему подключаются все медные шины-проводники PE, подсоединяемые с другой стороны к корпусу электрооборудования.

Четырехпроводная система заземления TT

Эта система официально разрешена к применению на территории России совсем не так давно. Несмотря на это она быстро «прижилась» в различных условиях эксплуатации энергосистем и широко используется в сельских районах, удаленных от городских центров на значительные расстояния. В пределах городской черты схема заземления типа TT нередко применяется при обеспечении электричеством различных торговых точек и небольших временных построек, связанных с оказанием бытовых услуг.

При этом подходе к организации систем защитного заземления должны выполняться особые требования. Они касаются вопроса установки в обслуживаемые цепи приборов и устройств защитного отключения (УЗО), а также специальных молниеотводов с функцией защиты от грозы.

Схемы IT

Во всех рассмотренных ранее системах нейтраль наглухо связана с землей, что превращает их в универсальные и надежные средства защиты. Вместе с тем они не лишены серьезных недостатков, описанных при анализе, проведенном в соответствующих разделах. Более высокий уровень безопасности гарантируют системы, в которых используется никак не связанный с землей нейтральный провод.

Системы заземления IT – это классический вариант изолированного от земли включения кабельных линий, не имеющий аналогов по степени гарантируемой им безопасности

Такое включение без нейтрали характерно для схем, обозначаемых как IT. Отсутствие факторов, приводящих к отключению энергоснабжения и потере системой защитных функций, позволяет применять их на следующих объектах:

  1. во взрывоопасных зонах;
  2. в отделениях медицинских учреждений с установленным в них специальным оборудованием, предназначенным для сохранения жизни пациентов и больных;
  3. на профильных предприятиях, занимающихся нефтепереработкой и газодобычей;
  4. во всех отраслях энергетики, а также в научных лабораториях, оснащенных особо чувствительным оборудованием;
  5. на других, не поддающихся учету объектах, связанных с вопросами обороны, в частности.
Популярные статьи  Что делать, если слабое напряжение в квартире?

Системы заземления IT – это классический вариант изолированного от земли включения кабельных линий, не имеющий аналогов по степени гарантируемой им безопасности. Его основные характеристики – это изолированное состояние нейтрали трансформатора – «I» и наличие на приемной стороне собственного контура заземления («Т»). Напряжение к потребителю поступает в этом случае по ограниченному количеству шин, а все проводящие ток части оборудования надежно подсоединяются к местному заземляющему устройству (ЗУ).

Рассмотренный способ организации защиты только подтверждает правило, гласящее, что надежное заземление является гарантией эксплуатационной безопасности (включая сохранение жизни человека).

В заключительной части обзора отметим, что все рассмотренные системы касаются организации защиты в электроустановках до 1 кВ в зависимости от способа прокладки нулевого провода. Имеющиеся при этом отличия касаются только отдельных деталей обустраиваемых сетей. В общем они предназначаются для следующих важных целей:

  • Обеспечение не только надежного во всех отношениях, но и безопасного в повседневной эксплуатации функционирования электрооборудования, подключенного на потребительской стороне.
  • Снижение вероятности случайного поражения током работающего на нем персонала и людей, пользующихся этими электроустановками.

Варианты нанесения маркировки на электрооборудование

Чаще всего символьное или буквенное обозначение наносится на щитки или ПЭУ непосредственно на заводе-изготовителе. Место обозначения имеет выпуклую или вдавленную рельефную поверхность. На новых технологических линиях у щитков значок «заземлено» отливается прямо при изготовлении металлического или пластмассового корпуса.

Вне зависимости от того, есть рельефная маркировка или нет, символ заземления дополнительно окрашивается для визуального выделения на поверхности корпуса.

Для старых электроприборов на производстве обычно просто используют наклейку знака заземления, которая клеится на специальный клейкий состав или при помощи липкой ленты. В результате удается быстро пометить все щитки и значительно сэкономить денежные расходы. Стоит отметить, что применение символа заземления в виде наклейки не противоречит действующему ГОСТу.

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

Графические изображения

Для создания чертежа используют условные обозначения элементов схемы и токопроводящих линий. Дополнительные надписи применяют, чтобы указать сопротивление резистора либо иной номинал.

Линии

Прямой линией обозначают проводник. Над этим элементом размещают надпись, уточняющую важные характеристики:

  • материал жилы;
  • напряжение;
  • силу и вид тока.

Место соединения обозначают жирной точкой. Если такого элемента на пересечении нет, значит, электрическая связь отсутствует.

Шины и провода

Для упрощения чтения схем на чертеже вместо письменных пояснений применяют специальную графику:

  • наклонные засечки — количество проводников;
  • пунктирная линия с разной (одинаковой) длиной отрезков — линия заземления (дежурного освещения);
  • перевернутая буква «П» — лоток;
  • стрелка вверх от жирной точки — вертикальная прокладка с переходом кабеля на более высокий уровень.

Такие обозначения помогают экономно использовать свободное место. Примеры объясняют возможность наглядного представления данных, необходимых для правильного выполнения отдельных монтажных операций.

Щиты, шкафы и коробки

Размеры УГО ящиков и других крупных функциональных компонентов устанавливают по фактическим габаритам изделий в масштабе создаваемого чертежа. Допустимо увеличение этих элементов, если необходимо показать подробно схему подходящей проводки.

Разными УГО обозначают соответствующий вид изделий:

Компонент Разновидности
Коробка Вводная, ответвительная, протяжная, оснащенная зажимами
Щиток Магистральный, групповой, лабораторный, дежурного освещения
Шкаф Одно- и двустороннего обслуживания, открытый

Розетки, выключатели и переключатели

Обозначения изделий этой категории разделены на группы по способу монтажа и уровню защиты. По рисунку можно определить:

  • диапазоны IP20… 23 и IP44… 55;
  • количество клавиш, полюсов;
  • скрытый или открытый вариант установки;
  • проходной вид переключателя;
  • наличие (отсутствие) нулевого положения, заземления.

Вертикальной чертой указывают количество розеток (выключателей) в одном блоке.

Разновидности

Обозначение трансформаторов обязательно начинается с разновидности оборудования. Если маркировка начинается с буквы А, это автотрансформатор. Её отсутствие говорит о том, что агрегат относится к классу силовых трансформаторов.

Обязательно приводится число фаз. Это позволяет выбрать установку, работающую от бытовой или промышленной сети. Если трансформатор подключается к трехфазной сети, в маркировке будет присутствовать Т. Однофазные же разновидности имеют букву О. Они применяются в бытовых сетях.

Если устройство обладает расщеплённой обмоткой, он будет иметь Р. Если присутствует регулировка напряжения под нагрузкой (РПН) устройство будет иметь маркировку Н на металлическом щитке. При её отсутствии можно сделать вывод об отсутствии представленной особенности в аппарате.

Размеры знака заземления по ГОСТ 21130-75

В указанном ГОСТе прописаны не только размеры, но и методы нанесения знака на оборудовании завода-изготовителя щитков и другого электрооборудования. Регламентируются 4 типа исполнения обозначения:

  1. Метод штамповки.
  2. Литье в стальном корпусе.
  3. Ударный метод.
  4. Прессовальный способ в пластмассовых корпусах.

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

В пункте 3.1 вышеуказанного ГОСТа прописана возможность выполнения знаков с помощью аппликации, нанесением краской, фотохимическим способом. Единственное жесткое требование — их размер:

При литье или прессовании на корпусе

H H1 D* b h r
5 3,6 10 0,7 2,5 0,35
8 6,0 16 1,2 4,0 0,6
10 7,0 20 1,4 5,0 0,7
14 9,0 25 1,8 5,5 0,9
22 15,0 40 3,0 9,0 1,5
28 17,5 45 3,5 8,5 1,75
30 20,0 50 4,0 10,0 2,0
50 35,0 90 7,0 20,0 3,5

При изготовлении с помощью ударного способа

D H H1 b h r
14 8 6,0 1,2 2,5 0,6
18 10 7,0 1,4 5,0 0,7
25 14 9,0 1,8 5,5 0,9

Для чего применяется система уравнивания потенциалов

Теперь о СУП — системе уравнивания потенциалов. К дому подходят различные инженерные коммуникации: водопровод, газ, канализация и т.д. В случае неисправности в электросети (хотя бы то же пресловутое отгорание нуля или, например, пробой изоляции на корпус какого-либо электроприбора) возможно появление опасной разности потенциалов (т.е. напряжения) между шиной PE (т.е. корпусами электроприборов) и трубами или другими металлическими конструкциями, которые имеют с ними контакт. Чтобы этого не случилось, все  стационарные металлические конструкции (трубы, арматура, ванны, раковины, поддоны, дверные рамы и т.д.) соединяются с системой заземления проводами достаточного сечения. При этом, прежде чем заземлить газовую трубу, нужно выполнить ряд требований и согласовать с соответствующей службой.

Популярные статьи  Сторонняя проводящая часть: что это такое, определение, примеры

Кроме СУП, часто встречается такое понятие, как ДСУП — дополнительная система уравнивания потенциалов. Это относится к ванным комнатам и другим помещениям, где соседствуют вода и электричество. То есть в помещении с повышенной влажностью ставится коробочка с клеммником, называется коробка уравнивания потенциалов (КУП), от которой заземляющие проводники разводятся ко всем металлическим конструкциям. Кстати, если трубы пластиковые, то делаются специальные металлические вставки, которые тоже подсоединяются к системе ДСУП. Также, если в полу имеется система электрообогрева или проходит электропроводка, то между ними и покрытием пола укладывается сетка из арматуры, которая тоже соединяется с ДСУП. Приспособлений для присоединения заземления к чему-либо существует великое множество, на все случаи, некоторые из них для убедительности привожу на фото ниже:

Кстати, нельзя применять СУП в отдельно взятой квартире многоквартирного дома. Это чревато тяжелыми последствиями. Вообще, данная статья написана в основном для владельцев частных домов, которым приходится заботиться об электробезопасности самостоятельно. Квартиры — это отдельный вопрос, здесь многое зависит от того, когда построен дом, когда в нем был капитальный ремонт, какая система электропроводки в доме. Конечно, все нюансы такого сложного вопроса в рамках одной статьи охватить невозможно, поэтому консультируйтесь всегда со специалистом на месте, и доверяйте такую работу только квалифицированным работникам. Ибо от этого завистит жизнь ваша и окружающих вас людей.

Симметричный режим работы четырехпроводной трехфазной цепи

Если три фазы потребителя имеют одинаковые сопротивления zA = zB = zС, то в этом случае наступает симметричный режим работы цепи, который является основным рабочим режимом. В качестве примера симметричной нагрузки можно назвать трехфазные трансформаторы, трехфазные асинхронные двигатели.

Токи в фазах равны и определяются по закону Ома:

Углы сдвига по фазе определяются отдельно для каждой фазы:

Ток в нейтральном проводе в данном случает будет равен нулю:

Напряжение между нейтралями генератора и приемника также равно нулю:

,

где – проводимость трехфазных и одного нейтрального провода.

Векторная диаграмма для случая симметричной нагрузки строится следующим образом (рис. 3.5).

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

Рис. 3.5. Векторная диаграмма для режима симметричной нагрузки при соединении потребителей в звезду

Откладываем три вектора фазных напряжений под углом 120° друг относительно друга. Векторы фазных токов отстают от векторов соответствующих напряжений на углы φA,φB,φC (активно-индуктивная нагрузка). Звезда линейных напряжений опережает звезду фазных напряжений на угол 30°.

Виды заземления и их назначение

Рассмотрим виды заземления в электроустановках с их основными чертами в таблице.

Типы и подтипы заземления Особенности
TN популярнейший тип заземляющей системы, являющий собой комплекс из штырей, вертикально вбитых в землю до водоносного горизонта на глубину свыше 2,5 м; штыри объединены кабелем (полосой) в общий заземляющий контур для жилого здания; альтернативное название — глухозаземленная нейтраль, т. е. ноль совмещен с землей по всей длине
TN-C дешевый, но устаревший вариант с высоким риском опасности: рабочий нуль N одновременно является защитным проводом PE, поэтому при обрыве N-проводника весь потенциал перейдет на электрическое оборудование, что может привести к возгоранию или поражению током
TN-S в новых строительных проектах принимают эту подсистему, поскольку она наиболее надежная, и в тоже время дорогая (требует дополнительного проводника от подстанции к энергопотребителю); конструктивно в TN-S входят отдельный фазный провод, нейтраль N и защитный проводник PE (последние два проводника — отдельные компоненты, начиная с подстанции с глухозаземленной нейтралью)
TN-C-S это комплекс плюсов описанных выше подсистем; очень просто реализуется при реконструкции старых видов заземления нейтрали; конструктивно состоит из системы TN-C (до главного распределительного щита), а дальше нейтральный провод PEN расходится на N-проводник и защитный PE; и уже дальше организовывается подсистема TN-S; минус — образуется полное напряжение в системе при обрыве PEN-шины, проблема решается установкой защитных реле напряжения
TT электропитание идет по фазным проводам от источников с глухозаземленной нейтралью, заземление обустраивается прямо у потребителя; в обязательном порядке требуется подключение УЗО
IT IT-система не использует глухозаземленную нейтраль, нуль источника подключается через спецустройство с большим внутренним сопротивлением, у потребителя при этом устанавливается дополнительно устройство ноля и защитного заземления (см. главу 1.7 ПУЭ); метод заземления IT создает минимальные помехи

Кратко резюмируем виды заземления и их назначение:

IT-система снабжения подходит для специальных лабораторий;
TT-система актуальна для подключения временных объектов или мобильных сооружений, к примеру, на стройке;
подсистема TN-C-S чаще всего выбирается при реконструкции старых зданий;
TN-S — при проектировании новых строительных объектов;
TN-C обнаруживается преимущественно в старом жилом фонде и в настоящее время не используется ввиду высоких рисков пожарной опасности и удара электрическим током;
TN-система оптимально пригодна для жилых домов (обращайте внимание на современные подсистемы из этой категории).

Тип заземления системы: что это такое, требования, описание, расшифровка обозначений

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: