Электроснабжение > Заземляющие устройства и методы их изготовления
Система TN-C-S в частном доме.
леопольд:
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 ---Вывод:
--- Конец цитаты ---
Хотелось бы прокомментировать Ваши выводы.
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 ---«1. Главная опасность системы TN-C-S – вынос фазного потенциала на корпуса заземленного оборудования при повреждении PEN проводника».
--- Конец цитаты ---
Это слишком общий вывод. Об этом уже говорилось, но скажу еще раз: если обрыв PEN-проводника происходит на ВЛ, то потенциал на PEN, а, следовательно, и на всех зануленных ОПЧ электроустановок зданий, расположенных за местом обрыва, будет зависеть от соотношения токов нагрузок в ЭУ, расположенных за местом обрыва, и практически никогда не будет равен фазному. А при относительно сбалансированной нагрузке фаз за местом обрыва, может быть и вовсе не замечен. К тому же, Вы говорите о заземленном оборудовании в электроустановке. А раз так, то потенциал на ОПЧ ЭУ при протекании тока замыкания на землю будет зависеть от соотношения сопротивлений ЗУ ЭУ и ЗУ нейтрали источника питания и уже только поэтому не может равняться фазному.
Если оценить возможность появления именно фазного потенциала на ОПЧ электроустановки при обрыве PEN-проводника ответвления от ВЛ к вводу в ЭУ, то в трехфазной ЭУ это также маловероятно ввиду возможно не равномерной, но, тем не менее, некоторой загрузке всех фаз в ЭУ. Причем, даже в отсутствии ЗУ на вводе в ЭУ. А при наличии ЗУ – тем более, ввиду вышеуказанных причин. Поэтому, вероятность появления фазного потенциала на ОПЧ может иметь место разве что при обрыве PEN-проводника однофазного ответвления от ВЛ к вводу в ЭУ здания, да еще без ЗУ на вводе в электроустановку.
Небольшое отступление. ЭУ с однофазным вводом устраивались в основном в деревнях, садоводческих товариществах и т.п. При этом, ответвление от ВЛ включало в себя только раздельно подвешенные фазный и нейтральный проводники (обычно – алюминиевой «десяткой») и заземлять на вводе было нечего. Выполнялась банальная «двухпроводка» без заземления. Система заземления называлась – «никакая». А, соответственно, получить удар током от ОПЧ можно было не в результате обрыва PEN-проводника, а в результате повреждения изоляции фазных проводников. В более позднее время в данную «систему» добавляли УДТ, которое хоть как-то улучшало ситуацию (уменьшало риск поражения током при прямом прикосновении). Переделывать всю разводку по дому на трехжильную решался не каждый: для деревни, старых домов СНТ затраты на «модернизацию» казались слишком большими, а некоторые придерживаются пофигистских взглядов: «тридцать лет так жили и еще тридцать проживем». Многие так и живут до сих пор.
Однако, в соответствии с современными нормами, в однофазных ответвлениях от ВЛ к вводу в ЭУ частных жилых домов может присутствовать PEN-проводник, а соответственно, оказалось возможным организовать в ЭУ своего частного дома (дачи, коттеджа) современную систему TN-C-S. Если бы данная система ограничивалась мероприятием по разделению PEN-проводника, тогда ее «минус» был бы слишком очевиден: оборвался где-то PEN – получили потенциал на ОПЧ. И вот тут мы подходим к важному моменту, который вроде бы очевиден, но почему-то вспоминается не в первую очередь: система TN-C-S требует не только разделение PEN-проводника (что само по себе улучшает электробезопасность, так как по защитному РЕ-проводнику не протекают рабочие токи, что минимизирует вероятность его «отгорания» и, соответственно, нарушение связи ОПЧ с нейтралью ИП), но и организацию защитного заземления на вводе, а также, что более важно - выполнение системы защитного уравнивания потенциалов. При наличии в ЭУ СУП, безопасность в случае обрыва PEN (на ВЛ, на ответвлении – не принципиально) определяется не величиной потенциала на элементах СУП относительно эталонной земли, а отсутствием опасной разности потенциалов между одновременно доступными для человека ОПЧ в границах СУП. Вроде бы, очевидные вещи, но, противники TN-C-S (или - сторонники ТТ) акцентируют внимание именно на опасности, связанной с обрывом PEN-проводника, и только, не рассматривая в комплексе все защитные мероприятия, призванные улучшить электробезопасность.
Вернемся к Вашим выводам:
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 ---«2. Случай с повреждением PEN проводника на вводе к потребителю, в отличии от повреждения PEN линий (магистрали), ведущего к нессиметрии, отличен тем, что при отсутствии повторного заземлителя обрыв PEN не обнаружить (потребитель может подумать, что у него просто выключили свет)»
--- Конец цитаты ---
С учетом вышесказанного, при старой «двухпроводке» в ответвлении от ВЛ к ЭУ нет PEN-проводника. Соответственно, нет зануленных ОПЧ (заостряю внимание именно на двухпроводке, так как трехфазные вводы, как правило, выполняются уже современным СИП с организацией ЗУ на вводе и т.д. в соответствии с ПУЭ). Поэтому, при обрыве нейтрального проводника ответвления при двухпроводке, как Вы и говорите, просто «выключится свет», а на ОПЧ потенциал не появится. При организации же современной системы TN-C-S (однофазный, трехфазный ввод) ответвление выполняется одним «жгутом», поэтому обрыв PEN-проводника возможен только вместе с фазными проводниками. Если же произошло просто нарушении контакта в PEN-проводнике (не обрыв), то от поражения электрическим током защитит обязательная для выполнения СУП.
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 ---а при наличии повторного заземления, обнаружение может быть произведено не сразу.
--- Конец цитаты ---
Во-первых, с точки зрения электробезопасности, при наличии СУП это не так уж и важно.
Во-вторых, при наличии ЗУ на вводе в ЭУ, ввиду просадки напряжения на сопротивлениях ЗУ ЭУ и ЗУ ИП, скорее всего, заморгают или будут гореть вполнакала лампочки, отключится холодильник и т.п. Поэтому данная ситуация обнаружится достаточно быстро.
По поводу пункта 3. Роль ЗУ на вводе в ЭУ уже подробно описана в электротехнической литературе.
По поводу п.4. Разумеется, Вы знаете, что если условия электробезопасности в системе TN-C-S в конкретном случае обеспечить невозможно, то ПУЭ допускают возможность организации системы ТТ (п.1.7.59). Вот только никакой ссылки на эти условия и критерии электробезопасности данный пункт не дает. Поэтому, решение данного вопроса будет зависеть от компетенции конкретного специалиста.
леопольд:
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 ---При «отгорании» нуля же, никакого замыкания нет, а просто пропадает связь с источником питания через нулевой провод. Но, току нагрузки ничего не помешает течь через землю, ведь на вводе в дом есть перемычка между N и PE! Таким образом, заземляющие устройство, берет на себя функцию рабочего нуля при «отгорании» PEN проводника. Получается простой делитель напряжения из двух резисторов, который вы можете нарисовать на схеме. В какой пропорции поделятся 220В можете посчитать. Нас интересует падение напряжения на сопротивлении заземлителя ( в идеальных условиях, это будет 14 Ом: 4 Ом – заземлитель подстанции, и 10 Ом – наш повторный заземлитель) . Если в аварийном доме будет включена нагрузка, допустим 3,5 кВт напряжение уже распределиться поровну, и на корпусах будет уже далеко не безопасные 110В. Чтобы условно безопасные 50В превзойти, достаточно будет нагрузки менее 1 кВт-а (могу в расчетах ошибиться, но примерно так)
--- Конец цитаты ---
Несколько слов о Ваших расчетах. Напряжение 220 В (правильно – 230 В) в Вашем примере можно рассматривать только в ЭУ с однофазным вводом, так как при относительно сбалансированной нагрузке фаз в трехфазной ЭУ потенциал на нуле, а, соответственно, на ОПЧ ЭУ будет близок к нулевому и данная ситуация с обрывом PEN-проводника на вводе в ЭУ может остаться незамеченной (или не такой критичной). При использовании нагрузки 3,5 кВт (ее сопротивление составит порядка 15 Ом; кстати, почему именно 3,5 кВт?) и сопротивлениях ЗУ ЭУ 10 Ом и ЗУ нейтрали ИП 4 Ома ток замыкания через землю составит 230/(10+4+15)=8 А. Соответственно, напряжение на Вашем ЗУ (и на всех ОПЧ относительно земли) составит 8х10=80 В. На первый взгляд – это много, с учетом того, что напряжение прикосновения в ЭУ без повышенной опасности в соответствии с ПУЭ должно быть не более 50 В. Но есть нюансы. Все потенциалы на ОПЧ в электротехнике принято рассчитывать относительно зоны нулевого потенциала (относительной, эталонной) земли. Напряжение 80 В является т.н. "ожидаемым напряжением прикосновения" (п.1.7.24), т.е. напряжением между ОПЧ и, в данном случае, землей (зоной нулевого потенциала). Чтобы реально попасть под это напряжение, человек должен схватиться одной рукой за ОПЧ, а второй держаться за землю в зоне нулевого потенциала за пределами зоны растекания своего ЗУ, т.е. на расстоянии более 20 м (такая цифра принята в электротехнике при проведении расчетов) от заземлителя. Как понимаете – это невозможно. Как правило, человек находится в зоне растекания своего ЗУ, а потому вероятность поражения его электрическим током будет меньше. Этот и другие нюансы при расчетах учитываются специальными коэффициентами. К тому же, если иметь в виду, что на пути протекания тока через человека окажется его обувь, а также некая поверхность со своим сопротивлением, на которой стоит человек, то вероятность, что эти условные 80 В на ЗУ приведут к поражению электрическим током, будет еще ниже.
Сергей-94:
--- Цитата: леопольд от 24 Ноябрь 2022, 18:52:29 ---
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 ---
--- Конец цитаты ---
И вот тут мы подходим к важному моменту, который вроде бы очевиден, но почему-то вспоминается не в первую очередь: система TN-C-S требует не только разделение PEN-проводника (что само по себе улучшает электробезопасность, так как по защитному РЕ-проводнику не протекают рабочие токи, что минимизирует вероятность его «отгорания» и, соответственно, нарушение связи ОПЧ с нейтралью ИП), но и организацию защитного заземления на вводе, а также, что более важно - выполнение системы защитного уравнивания потенциалов.
--- Конец цитаты ---
Предвижу обвинение в спутанности моего сознания, но я не могу понять это:
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. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.
-это первая часть этого пункта. Почему рекомендуется, а не обязательно, и почему не нормируется? Читаем далее п. 1.7.61 :
Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.
-как уравнивание потенциалов может выполнять функцию повторного заземлителя???? Следом в какой-то из электронных версий ПУЭ я нашел данный пункт с поправкой:
Термин «Рекомендуется» означает, что если существует основная система уравнивания потенциалов к которой присоединены конструкции, используемые в качестве естественных заземлителей, то повторное заземление обеспечивается этими естественными заземлителями и электромонтаж искусственного заземлителя необязателен. Повторное заземление следует выполнять на воздушных линиях и ответвлениях от них в соответстствии с ПКЭ-7 п.1.7.102 и 1.7.103
- не знаю почему в интернете 2 версии этого пункта, в моем ПУЭ расшифровка термина «рекомендуется» отсутствует. Из этой расшифровки понятно, что если бы п. 1.7.61 писал трезвый человек, то он имел такую бы формулировку:
1.7.61 При применении системы TN функцию повторного заземлителя выполняет конечный заземлитель ВЛ, и в выполнении повторного заземлителя нет необходимости. Система уравнивания потенциалов должна использовать в качестве естественного заземлителя токопроводящие конструкции здания, отвечающие требованиям, предъявляемые к естественным заземлителям (п 1.7.109 и п.1.7.54 )
При этом мне не понятно почему сопротивление повторного заземлителя не нормируется
Вывод (возможно ошибочный): нет никаких требований к организации повторного заземления на вводе в здание при системе TN. Есть требование к наличию повторного заземления в конце воздушной линии изложенное п.1.7.102, величина сопротивления которого нормирована п.1.7.103.
Получается, что можно обойтись повторным заземлением опоры...
Вы пишите:
Напряжение 80 В является т.н. "ожидаемым напряжением прикосновения" (п.1.7.24), т.е. напряжением между ОПЧ и, в данном случае, землей (зоной нулевого потенциала). Чтобы реально попасть под это напряжение, человек должен схватиться одной рукой за ОПЧ, а второй держаться за землю в зоне нулевого потенциала за пределами зоны растекания своего ЗУ, т.е. на расстоянии более 20 м (такая цифра принята в электротехнике при проведении расчетов) от заземлителя
Но ведь опора с щитом учета стоит всегда на значительном удалении от дома, и зачастую на расстоянии более 20 м, и поэтому все имеющие связь с землей конструкции скорее всего попадут в зону нулевого потенциала или в самый конец зоны растекания.
Так можно вести разговор бесконечно, т.к все проблемы, как Вы правильно сказали решаются обязательной СУП, которой нет в подавляющем большинстве частных домов.
В итоге мне не понятно почему сопротивление повторного заземлителя не нормируется и почему отдельный (от ВЛ) заземлитель на вводе в здание не обязателен?
Сергей-94:
--- Цитата: леопольд от 24 Ноябрь 2022, 18:52:29 ---
--- Цитата: Сергей-94 от 23 Ноябрь 2022, 19:46:47 --- Поэтому, вероятность появления фазного потенциала на ОПЧ может иметь место разве что при обрыве PEN-проводника однофазного ответвления от ВЛ к вводу в ЭУ здания, да еще без ЗУ на вводе в электроустановку.
--- Конец цитаты ---
наибольшая вероятность отгореть у нуля в любом месте "ответвления" ВЛ к потребителю. Да я не корректно сформулировал, полного фазного напряжения не будет, но тогда и разделение PEN должно всегда происходить на опоре (может быть так и должно быть и я просто не в теме - буду разбираться) или в противном случае должен быть свой заземлитель с разделением в домовом щите, т.е заземлитель должен подключаться только на шину PE или иными словами не должно быть продолжения PEN, после последнего на линии повторного заземлителя. Если же PEN будет разделен после места установки ЗУ, то дом будет без ЗУ в случае отгорания PEN.
--- Конец цитаты ---
леопольд:
--- Цитата: Сергей-94 от 28 Ноябрь 2022, 20:09:21 ---Почему рекомендуется, а не обязательно, и почему не нормируется?
как уравнивание потенциалов может выполнять функцию повторного заземлителя?
--- Конец цитаты ---
Один из разработчиков ПУЭ-7 Л. Казанцева применение термина "рекомендуется" разъясняет следующим образом: «В п. 1.7.61 применен термин <рекомендуется>, т.к. при наличии основной системы уравнивания потенциалов, к которой присоединены конструкции, используемые в качестве естественных заземлителей, повторное заземление обеспечивается этими естественными заземлителями и выполнение искусственного заземлителя не является обязательным».
А вот более развернутый ответ на этот вопрос: «Повторное заземление на вводе в электроустановки зданий в системе ТN следует выполнять всегда для понижения потенциала, который может быть вынесен по РЕ-проводнику на корпуса электроприемников неповрежденных цепей при однофазных замыканиях в электрической сети здания, а в системе TN-C, кроме того, потенциала, возникающего при «смещении нейтрали» в результате обрыва PEN-проводника питающей линии и потенциала, определяемого рабочим током, протекающим по PEN-проводнику в нормальном режиме при несимметричной нагрузке.
При выполнении основной системы уравнивания потенциалов, которое является обязательным при применении защитного автоматического отключения питания, повторное заземление обеспечивается за счет использования естественных заземлителей (фундаментов и коммуникаций здания и др.), присоединенных к основной системе уравнивания потенциалов (главной заземляющей шине). Выполнение искусственного заземлителя, дополнительно к основной системе уравнивания потенциалов, позволяет понизить значения вынесенных потенциалов в электроустановке, независимо от состояния неэлектрических инженерных систем или необходимости их отключения для выполнения ремонтных работ.
Термин «рекомендуется» относится к выполнению повторного заземления при помощи искусственного заземлителя и учитывает невозможность его выполнения в ряде случаев, например, в районах вечной мерзлоты, в скальных грунтах и некоторых других. В этих случаях повторное заземление может быть обеспечено при использовании только естественных заземлителей, присоединенных
к основной системе уравнивания потенциалов».
--- Цитата: Сергей-94 от 28 Ноябрь 2022, 20:09:21 ---При этом мне не понятно почему сопротивление повторного заземлителя не нормируется
--- Конец цитаты ---
Л. Казанцева: "В реальных распределительных сетях городов и промышленных предприятий картина распределения электрических потенциалов гораздо сложнее, т.к. от одного трансформатора, как правило, питаются несколько электроустановок, в которых для повторного заземления используются естественные заземлители, сопротивление которых учесть расчетом практически невозможно. Поэтому в соответствии с п. 1.7.61 ПУЭ сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется".
--- Цитата: Сергей-94 от 28 Ноябрь 2022, 20:09:21 ---Но ведь опора с щитом учета стоит всегда на значительном удалении от дома, и зачастую на расстоянии более 20 м, и поэтому все имеющие связь с землей конструкции скорее всего попадут в зону нулевого потенциала или в самый конец зоны растекания.
--- Конец цитаты ---
Щит учета на опоре ВЛ не является вводным устройством в электроустановку дома, так как ВУ (ВРУ) должно быть привязано к самому строению, а не находиться на удалении от него. Заземляющее устройство PEN-проводника в щите учета на опоре ВЛ не является заземляющим устройством электроустановки дома. СИП ответвления от ЩУ до дома также не являются частью электроустановки дома, а являются частью ВЛ.
Наконец, понятия «щит учета» нет ни в одной нормативной документации. Установка ЩУ на опоре за пределами территории частного дома (дома в СНТ, коттеджа) навязывается снабжающей организацией с целью удобства снятия показаний, а также для борьбы с несанкционированным потреблением электроэнергии, попросту – воровством.
Еще добавлю про ПЗ. Понятие "повторное заземление" относится, строго говоря, только к заземлению PEN-проводника ВЛ. Заземляющее устройство на вводе в электроустановку (в системе TN-C-S), являясь защитным ЗУ, относится только к ЭУ и отношение к ПЗ на ВЛ не имеет, хотя по факту также заземляет PEN-проводник ВЛ, улучшая общую электробезопасность. Все параметры ВЛ, в частности, количество ПЗ на ВЛ, проектируются без учета защитных ЗУ на вводах в ЭУ домов.
Навигация
Перейти к полной версии