Электроснабжение > Заземляющие устройства и методы их изготовления
Система TN-C-S в частном доме.
Сергей-94:
Добрый день! Помогите разобрать, мое все более обосновывающиеся убеждение (или заблуждение)), что система TN-C-S в частном доме, в большинстве случаев, характерных для нашей российской действительности похожа на «инженерный теракт». Вопросы у меня следующие:
1.Возможно я заблуждаюсь, но во всех системах TN повторный заземлитель это всего лишь подстраховка, т.к основной мерой защиты от появления на корпусах оборудования опасного фазного потенциала, вызванного пробоем изоляции прибора, является ЗАЩИТНОЕ ЗАНУЛЕНИЕ. Заземлитель же нужен только для подстраховки нулевого проводника по части его защитных функций (снижения напряжения прикосновения). Время защитного отключения (те самые 0.4 с) не рассчитывается с учетом протекания тока замыкания фазы на корпус, через сопротивление заземлителя, поэтому подстраховать «здоровый PE» проводник как «занулитель», заземлитель не сможет. Он может только снизить напряжение прикосновения. Отсюда можно сделать вывод, что заземлитель в разных системах TN «берется за работу» в разных ситуациях:
а) В системе TN-S (если до дома идут уже разделенные у источника питания PE и N) повторный заземлитель снизит фазный потенциал на корпусах поврежденного оборудования, в случае обрыва PE. Обрыв же рабочего нуля никак не отразиться на потенциале корпусов ИСПРАВНОГО оборудования, т.к PE и N не имеют связи начиная от источника питания. Поэтому в "чистой" системе TN-S заземление нужно только в случае ДВОЙНОЙ АВАРИИ. Т.е одновременно должны произойти два события: 1 – оборваться PE-проводник, 2-е нарушиться изоляция в каком-то приборе. Встречаются ли в чистом виде системы TN-S в РФ мне не известно, и есть ли нормы по повторному заземлению в них, я не знаю.
б) В нашей же уже «родной» системе же TN-C-S никакой ДВОЙНОЙ, маловероятной аварии не надо. Абсолютно стандартная ситуация с отгоранием нуля на вводе в дом приведет к тому, что фаза через нагрузку и перемычку между N и PE благополучно «сядет» на корпуса абсолютно исправного оборудования, и, если я не заблуждаюсь, ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ БУДЕТ НЕ ВСЕГДА ЭФФЕКТИВЕН. Не всегда из-за своего сопротивления, т.к ток нагрузки будет течь уже не через рабочий ноль, а через повторный заземлитель, и напряжение прикосновения будет зависеть от отношения сопротивлений нагрузки и сопротивления протекания тока через землю, т.е сопротивления заземлителей ( в идеальных условиях, если, я опять же не ошибся, это будет 14 Ом: 4 Ом – заземлитель подстанции, и 10 Ом – наш повторный заземлитель). Напряжение распределиться как на простом делителе напряжения. К примеру, если в таком аварийном доме будет включена одна лампочка мощностью 100Вт, то заземлитель еще будет выполнять свои функции, но при включенной нагрузке, допустим 3,5 кВт напряжение уже распределиться поровну, и на корпусах будет уже далеко не безопасные 110В. Получается, чтобы условно безопасные 50В превзойти, поделив напряжения между заземлителем и включенной нагрузкой, достаточно будет нагрузки менее 1 кВт. И это (опять если же в моих рассуждениях нет ошибки), в идеальных условиях. В реальности же сопротивления заземлителя может быть больше, а чаще повторного заземлителя просто НЕТ у жильцов в частном секторе, и фаза будет беспрепятственно сидеть на корпусе, в ожидании своей «жертвы». Получается мы, для того чтобы снизить опасность при пробое изоляции какого-то одного прибора, причем снизить не совсем надежным способом, подставляем себя под чрезвычайную опасность, при вполне вероятной и не такой редкой аварии как банальный обрыв нуля на вводе в здание? Может быть я что-то не так понял, но мне кажется, что TN-C-S в частном доме, даже выполненная по всем нормам и правилам, не сильно отличается по своей безопасности от тех искусственно созданных систем «недо-TN-C-S», которые получаются, когда неграмотные электрики ставят перемычки на вводе в квартиру (или еще хуже в розетках) в домах старой постройки. Почему-то в квартире такую TN-C-S делать нельзя, т.к небезопасно, а вот на вводе в частный дом – это «самое то» и не кем не запрещается! Но ведь даже в квартире разделить PEN будет надежнее чем после воздушной линии. В частном секторе линия питающая дом не может быть надежной, т.к проходит через опломбированный узел учета, который никто не контролирует, на пути PEN большое количество сжимов, маленьких шинок, перемычек и всех прочих ненадежных и не контролируемых соединений. Почему тогда самостоятельно делать TN-C-S из TN-C где это относительно надежно нельзя, а где крайне ненадежно можно? Я не нафантазировал себе это противоречие??
Сергей-94:
Так как я предвижу обвинения в графомании. То кратко, и по тезисам из вышеизложенного:
1) Повторный заземлитель в нормальном режиме не выполняет защитных функций, и нужен только для снижения напряжения прикосновения при обрыве нуля. Это так?
2)Повторный заземлитель, при большой нагрузке в доме, не будет снижать напряжение прикосновения до безопасного значения при «отгорании» PEN в системе TN-C-S, в силу своего сопротивления. Это так?
3. Организация TN-C-S в частном секторе, после воздушной линии, представляет собой гораздо большую опасность, чем запрещенная, самостоятельная переделка TN-C в TN-C-S, в домах старой постройки т. к PEN-проводник воздушной линии изначально будет иметь меньшую надежность и не подлежит контролю. Это так?
Леонард:
--- Цитата: Сергей-94 от 12 Сентябрь 2022, 17:11:03 ---Так как я предвижу обвинения в графомании. То кратко, и по тезисам из вышеизложенного:
1) Повторный заземлитель в нормальном режиме не выполняет защитных функций, и нужен только для снижения напряжения прикосновения при обрыве нуля. Это так?
2)Повторный заземлитель, при большой нагрузке в доме, не будет снижать напряжение прикосновения до безопасного значения при «отгорании» PEN в системе TN-C-S, в силу своего сопротивления. Это так?
3. Организация TN-C-S в частном секторе, после воздушной линии, представляет собой гораздо большую опасность, чем запрещенная, самостоятельная переделка TN-C в TN-C-S, в домах старой постройки т. к PEN-проводник воздушной линии изначально будет иметь меньшую надежность и не подлежит контролю. Это так?
--- Конец цитаты ---
Ок, давайте разберемся. При этом будем исходить из правильной терминологии и положений нормативных документов. Ни зануление, ни заземление, строго говоря, не является мерами защиты. И заземление «в чистом виде» (система ТТ, где ОПЧ электроустановки не имеют электрической связи с глухозаземленной нейтралью источника питания), и зануление, реализованное в системах TN, где ОПЧ ЭУ имеют электрическую связь с глухозаземленной нейтралью источника питания (замечу, что в нормативных документах МЭК вместо термина «зануление» используется термин «защитное заземление» и, собственно, понятно почему, ведь ОПЧ электроустановок с сиcтемами TN имеют электрическую связь с землей через глухозаземленную нейтраль ИП), являются не мерами защиты, а элементами такой меры защиты, как «автоматическое отключение питания».
Действительно, роль заземления в системах TN вторична. Автоматическое отключение питания обеспечивается за счет электрической связи ОПЧ электроустановки с глухозаземленной нейтралью ИП. И тогда встает вопрос: а какую роль играет заземление в системах TN в обеспечении электробезопасности, если любое замыкание фазы на ОПЧ приводит к КЗ и отключению питания с помощью автомата, при том, что само заземление в данном процессе по сути не участвует? Да, заземляющее устройство на вводе в ЭУ здания понижает напряжение прикосновения на ОПЧ на период действия токовой защиты и, что более важно, в таком тяжелом случае, как обрыв PEN-проводника и замыкании фазы на ОПЧ за местом обрыва. Однако, только лишь заземление на вводе в электроустановку, как правило, не может обеспечить допустимое напряжение прикосновения даже при низких значениях заземляющего устройства (это легко показать в цифрах).
И вот здесь мы подходим к главному: реализация меры защиты «автоматическое отключение питания» в соответствии с нормами требует выполнение защитной системы уравнивания потенциалов. И это объяснимо. Ну, представьте: в силу некоторых обстоятельств (большая протяженность линии, неправильно подобранный аппарат токовой защиты) не удается обеспечить автоматическое отключение аварийной линии за нормируемое время. Поэтому, в течение неопределенного времени ОПЧ электроустановки будут находиться под опасным потенциалом. В этом случае СУП конкретной электроустановки максимально приблизит потенциалы одновременно доступных для прикосновения человека проводящих частей электроустановки, обеспечив тем самым его безопасность. Не рассматривая местное уравнивание потенциалов, запрещенное для применения в жилых домах, все СУП должны иметь непосредственную связь с землей. Другими словами: СУП без заземления, как правило, не применяется. В соответствии с нормами, минимальный «формат» СУП может состоять из одного заземлителя, расположенного под ногами человека, что является частным случаем уравнивания потенциалов.
Выводы простые: во-первых, автоматического отключения питания без СУП быть не должно. Во-вторых, СУП должна иметь связь с землей. Тут важно отметить еще и следующее: в соответствии с ГОСТ Р 58698–2019 Защитная мера «автоматическое отключение питания» должна состоять из комбинации защитных мер предосторожности:
«- основную защиту обеспечивают посредством основной изоляции или защитных ограждений, или оболочек между опасными частями, находящимися под напряжением, и открытыми проводящими частями;
- защиту при повреждении обеспечивают посредством автоматического отключения питания».
Как видим, для реализации данной защитной меры должны быть выполнены две меры предосторожности: для основной защиты и защиты при повреждении. В соответствии же с нормами одновременный отказ двух мер предосторожности, с точки зрения электробезопасности, не рассматривается.
Таким образом, при выполнении требований нормативных документов система TN-C-S способна обеспечить необходимый уровень электробезопасности. Не зря же она разрешена к применению в жилых и общественных зданиях, предприятиях торговли и зданиях медицинского назначения.
Сергей-94:
1.Увы, ваш ответ ничего не разъяснил. Вы призвали «исходить из правильной терминологии и положений нормативных документов». Давайте посмотрим возможно ли это в принципе? Что ПУЭ, что ГОСТ, полны недоговорённостей и туманных определений, которые будучи помноженными на вольную интерпретацию электриков, плодят по 10 самостоятельных языков. Самый лучший и скандальный пример с надоевшим всем «занулением»/«заземлением» есть в вашем ответе: «замечу, что в нормативных документах МЭК вместо термина «зануление» используется термин «защитное заземление» и, собственно, понятно почему, ведь ОПЧ электроустановок с сиcтемами TN имеют электрическую связь с землей через глухозаземленную нейтраль ИП», следом же вы сами себе противоречите: «Действительно, роль заземления в системах TN вторична».
Ну, во-первых, наверное, все-таки ОПЧ электроустановок с системами TN имеют электрическую связь с глухозаземленной нейтралью ИП через землю, а не имеют связь с землей, через глухозаземленную нейтраль ИП, во-вторых, эта связь для функционирования такой меры защиты как «защитное отключения питания» не имеет никакого значения. Обеспечивает работу «защитного отключения питания» связь с нейтралью ИП через отдельный нулевой защитный проводник. Это отражено в ПУЭ:
«1.7.31 Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ — преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности».
PE – проводник в системах TN – это нулевой защитный проводник, т.е зануляющий. Не называют же его «заземляющим». На этой теме уже много «копий сломано», но с моей точки зрения, что в старом варианте, до появления классификация систем заземления по ПУЭ-7 было зануление в сетях с глухозаземленной нейтралью, что сейчас, во всех TN остается «зануление», а «защитное заземление», как «мера защиты при повреждении» есть только в IT. Почему в МЭК такие определения мне не ведомо, но одновременное их употребление с определениями отечественных стандартов вносит сумятицу
2.А теперь перейдем к вашему ответу на мой вопрос о том, что TN-C-S в частном доме, получающем питание по воздушной линии, представляет собой гораздо большую опасность, чем при применении в промышленности или многоквартирных домах.
Вы сделали вывод о безопасности TN-C-S исходя из определений ГОСТ Р 58698–2019 п.6.2. Начнем с того, что данный ГОСТ, в моем понимании, однозначно относится только к мерам защиты при повреждении изоляции и защитных барьеров. Именно так он и должен называться. Он не рассматривает как меру безопасности, указанное в ПУЭ п.1.7.51 «Защитное заземление». Что этот ГОСТ считает повреждениями, против которых направлены меры защиты?
Единичные повреждения следует рассматривать в случае, если они являются причиной следующего:
- доступная неопасная часть, находящаяся под напряжением, становится опасной частью, находящейся под напряжением (например, в результате повреждения ограничения установившегося тока прикосновения и электрического заряда) – для человека, который это словоблудие написал русский язык точно не родной.
- доступная проводящая часть, которая при нормальных условиях не находится под напряжением, оказывается под опасным напряжением (например, в результате повреждения основной изоляции части, находящейся под напряжением, и ее замыкании на открытые проводящие части);
- опасная часть, находящаяся под напряжением, становится доступной (например, в результате механического повреждения оболочки)
-т.е причина по которой ОПЧ оказывается под напряжением описана очень абстрактно, и можно сделать вывод, что ГОСТ имеет универсальное применение, но начинаются противоречия. Дело в том вынос фазного потенциала на корпуса оборудования в системах TN, при обрыве PEN трудно привязать к отказу какой-либо меры защиты из этого ГОСТ-а. Это авария в питающей сети при которой, отказа ни одной из описанных ГОСТ-ом «основных мер защиты» не происходит. Можно с натяжкой отнести этот случай как отказ СУП, или с еще большей натяжкой привязать повреждение PEN к отказу автоматического отключения питания (что вы собственно в ответе мне и написали, указав что «защитное заземление»/«защитное зануление» - это составные части автоматического отключения питания). Но все это нелогично. Если «защитное заземление»/«защитное зануление» вышли из строя, то отказ должен распространиться только на само защитное отключение. Это разъясняет очень важная строчка из ГОСТ-58698–2019 п.6.2:
«4.3.2 Защита посредством независимых защитных мер предосторожности
Независимые защитные меры предосторожности не должны иметь никакого влияния друг на друга, чтобы повреждение одной защитной меры предосторожности могло бы повлиять на другую.
Одновременное повреждение независимых защитных мер предосторожности является маловероятным и обычно не должно учитываться. Безопасность обеспечивается защитными мерами предосторожности, остающимися эффективными.»
Разве не видно из иерархии предлагаемых ГОСТ-ом мер, что они подстраховывают друг друга, одна условно говоря, «ступень» отлетела– взялась за работу другая и т.д? При этом отказ дополнительных ступеней никак в такой системе не может привести к отказу основных. Еще раз:
«Независимые защитные меры предосторожности не должны иметь никакого влияния друг на друга, чтобы повреждение одной защитной меры предосторожности могло бы повлиять на другую»
А что в нашем случае? Отказ защитного отключения никак не приводит к отказу основной меры защиты в виде изоляции, а опасное напряжение прикосновение почему-то появляется в обход основной меры защиты (не надо говорить про СУП, логика от этого не поменяется). Не видите противоречие? Не кажется ли вам, что вынос потенциала на корпус при обрыве PEN это не отказ сразу двух мер предосторожности, как вы это интерпретируете, а возникновение повреждения, не относящегося к повреждениям, которые описанные в ГОСТ-е меры должны предотвращать
Если бы вы развили под двигателем своего автомобиля костер, то его перегрев вряд ли был бы следствием отказа системы охлаждения. Логично? Это просто, не ее, - системы охлаждения, случай.
Поэтому в моем видении, указанный вами ГОСТ, все-таки ограничивает свое действие случаями, обусловленными повреждением изоляции между проводящими частями оборудования, а не повреждениями сети, а попытка привязать его к описанной мной проблеме – это попытка «натянуть сову на глобус» и закидать словами. На случай с отгоранием PEN никаких мер предосторожности нет, и скорее всего, стандартов нет. Почему? А вы знаете хоть какой-то технический способ обнаружения данной аварии, кроме РН, действующего только уже на последствия, и то, не во всех случаях? Я не знаю. А раз нет технических средств для осуществления защиты, то и нормативных документов нет.
Sharfik:
--- Цитировать ---Что ПУЭ, что ГОСТ, полны недоговорённостей и туманных определений, которые будучи помноженными на вольную интерпретацию электриков, плодят по 10 самостоятельных языков.
--- Конец цитаты ---
Для меня там все совершенно прозрачно написано. Может все же это не ПУЭ и ГОСТ виноваты, а тем кто читает надо читать ВСЕ ПУЭ и ГОСТ, учитывая определения в начале главы, а не придумывать велосипеды? Отвратительное свойство людей - пропускать мимо глаз информацию, которая играет определяющую роль. Как бы вы не написали правила - они не будут прочтены так, как вы этого хотите. Это статистика.
В 90% случаев проектировщик/электрик чтобы себя не обременять ленятся пошевелить мозгами и найти определение. И читают как попало, валя все на ПУЭ и ГОСТ. А включить голову и подумать как идет ток не судьба самостоятельно. Озадачиться для каких случаем и почему был пункт написан тоже. Я уже молчу, что те кто наезжает на нормы разумеется самые умные и безсмертные. Им наплевать, что люди умерли, прежде чем все эти правила написаны были. И на оборот не один город живет годами и функционирует по этим правилам.
В ПУЭ нормальным языком написано и про заземление, и про заземлитель, и про уравнивание потенциалов, и про дополнительное уравнивание потенциалов. Но нет, найдется идиот который сходит на лекции в ABB и начинает умничать где "эквипотенциальное заземление"! Не понимая что это такое, и не в состоянии связать это с ПУЭ. А в проектах все в перемешку, все в кашу превращают.
Почему все у кого что то не работает - это люди решившие пойти против правил и сделать как им дешевле и быстрее? Это еще одна статистика.
Навигация
Перейти к полной версии