Împământare de protecție: principiu de funcționare și circuite. Ce este împământarea în cuvinte simple Împământarea într-un circuit electric

Prin crearea unei conexiuni electrice între structurile metalice ale echipamentelor industriale și de uz casnic și pământ, acestea cresc siguranța în timpul funcționării acestuia. Această metodă este utilizată pentru a preveni șocurile electrice pentru o persoană în situații de urgență.

Figura de mai jos prezintă principiile de bază de funcționare sistem de protectie. Chiar și atunci când utilizați de înaltă calitate dispozitive automate, viteza de oprire a acestora nu va fi suficientă pentru a elimina complet posibilitatea de electrocutare a unei persoane. Dacă există o conexiune la pământ, se va forma un circuit cu rezistență mai mică. Acest lucru se va reduce efecte nocive asupra corpului uman la un nivel sigur.

Împământare de protecție - element necesar siguranța, prevenind șocurile electrice

Principiul de funcționare

Este de obicei instalat pentru a proteja împotriva scurt-circuit. Dacă un conductor de fază devine deconectat și atinge șasiul metalic al instalației, carcasa va fi alimentată.

Creat corect împământare de protecție formează un circuit electric cu rezistență scăzută. Această cale este cea mai favorabilă pentru curent electric, deci contactul accidental al omului cu corpul nu va fi periculos (Fig. de mai sus).

Trebuie remarcat faptul că un astfel de dispozitiv va îndeplini simultan mai multe funcții importante:

1. De asemenea, va oferi protecție în cazul în care tensiunea potențial periculoasă de pe carcasă nu este formată dintr-un scurtcircuit, ci curenți de inducție. Astfel de situații sunt posibile în instalațiile de înaltă tensiune și unde expunerea la radiații cu microunde este acceptabilă.
2. Când se utilizează un neutru solid împământat și alte scheme de conectare în circuitul de alimentare, în cazul unui scurtcircuit, vor apărea impulsuri de lungă durată și de amplitudine mare, suficiente pentru a declanșa întreruptoarele care opresc tensiunea.
3. Dacă echipamentul împământat este supus unui fulger, un astfel de conductor va oferi o anumită protecție împotriva deteriorării.

Folosind această formulă, se calculează rezistența conductorului circuitului de protecție dintre bara principală și panoul de distribuție: 50 x SFN/LV. STSFN – rezistență în circuitul cu fază zero; LV – tensiunea nominală în volți.

Pentru a nu face greșeli cu terminologia, trebuie să înțelegeți semnificația reală a următoarelor nume:

• Lucrul se numește împământare, care îndeplinește funcțiile celui de-al doilea conductor. Este folosit pentru alimentarea instalațiilor și pentru a rezolva alte probleme.
• Protecția împotriva trăsnetului menționată mai sus nu este scopul propus. Pentru a asigura siguranța în timpul furtunilor, se folosesc dispozitive special concepute. Sunt proiectate pentru curenți și tensiuni relativ mari.

Scheme de conectare

Pentru a alege cea mai bună opțiune, trebuie să știți în ce scop este utilizată împământarea de protecție într-un anumit caz. Mai jos sunt discutate sisteme diferite, caracteristicile, avantajele și dezavantajele acestora.

Tip TN, cu neutru solid împământat. Conform acestei scheme, echipamentele industriale și de uz casnic care funcționează în rețele cu tensiuni de până la și peste 1000 V sunt conectate la electrodul de împământare. Dispozitivele de consum, sau mai degrabă carcase, ecrane, șasiu, sunt conectate la un conductor comun.

Dacă schema electrica creat în conformitate cu standarde internaționale, apoi din inscripții puteți înțelege următoarele. Literă latină„N” desemnează conductorul „neutru”, care este utilizat pentru a opera echipamentul. Asta numesc ei funcțional. „PE” este un conductor folosit pentru a crea un circuit de protecție. Literele „PEN” indică un conductor conceput pentru a rezolva probleme funcționale și de protecție.

Următoarele scheme sunt cel mai des folosite. Numele lor se disting prin litera care este adăugată la „TN” printr-o cratimă.

Scheme de conectare

Cele mai frecvent utilizate diagrame de conectare

La utilizare apar riscuri destul de mari linii aeriene transmisie de putere Ele pot fi deteriorate de un uragan sau de alte influențe externe negative. Pentru a asigura un nivel ridicat de securitate se utilizează schema TT.

Neutrul solid împământat este conectat la generator. Energia este transmisă prin patru fire. Consumatorul stabilește sistem autonomîmpământare la care sunt conectate carcasele echipamentelor.

Specie

Pentru a menține rezistența la minimum, este indicat să reduceți lungimea conductorului de protecție. Acest lucru se realizează prin crearea unei bucle de împământare în jurul perimetrului obiectului.

Sistemele de la distanță sunt utilizate la echiparea instalațiilor care funcționează cu o tensiune de alimentare de până la 1.000 V.

Conductoarele de împământare sunt, de asemenea, împărțite în artificiale și naturale. Această distribuție în grupuri este condiționată, deoarece în ambele cazuri se folosesc părți metalice ale structurilor situate în sol:

• În primul, acestea sunt create special pentru sistemul de împământare. Această abordare vă permite să calculați cu exactitate rezistența, dimensiunile piese individuale, alți parametri importanți.

Împământare naturală - o parte metalică a unei structuri situată în pământ

• A doua opțiune implică conectarea la părțile metalice ale structurii clădirii și armarea blocurilor de fundație. Este mai economic, deoarece unele piese gata făcute sunt folosite pentru protecție. Totuși, trebuie avut în vedere că pentru conectarea echipamentelor va trebui să așezați linii adecvate care vor avea o rezistență definită de standarde. Dezavantajul este accesibilitatea relativă pentru personalul obișnuit.

Pentru împământare se folosesc conductori din cupru, oțel negru și galvanizat. Secțiunile și alte caracteristici ale produselor sunt selectate ținând cont parametrii electrici conditii de instalare si functionare.

În special, contează nivelul de umiditate. În timpul calculului, se verifică rezistivitatea și alte caracteristici ale solului.

Indiferent de caracteristici de performanta, clădirea care urmează a fi electrificată trebuie să aibă un sistem bine organizat siguranta electrica de protectie. Împământarea de protecție vă permite să creați un astfel de sistem.

Acest tip de împământare se caracterizează prin conectarea anumitor elemente ale unei instalații electrice cu un dispozitiv de împământare (dispozitiv de împământare) și are ca scop reducerea tensiunilor de atingere și pas care apar atunci când curenții circulatori sunt închisi pe carcasele echipamentelor electrice.

Scopul și dispozitivul de împământare de protecție

Acest tip de dispozitiv de împământare este instalat pentru a proteja o persoană de șoc electric atunci când un circuit electric este închis din diverse motive. Cea mai frecventă cauză a șocului electric este un scurtcircuit de fază la elementele netransportatoare de curent ale unei instalații electrice.

Conform materialelor din documentația de reglementare a PUE (Capitolul 1.7), în funcție de funcția îndeplinită, există două tipuri de proiectare a sistemului de împământare: împământare de lucru (funcțională) și împământare de protecție.

Tipul funcțional este folosit mai des pentru a proteja instalațiile de producție. Prin intermediul dispozitivelor de împământare funcționale, se realizează funcționarea fiabilă a echipamentelor de instalare electrică. Eficienţa atât a lucrătorului cât şi dispozitiv de protectie depinde direct de alegerea corectă configurația elementelor de împământare și instalația electrică precisă.

Elementul principal al sistemului este bucla de masă. Este format din conductori metalici de împământare (electrozi). Funcționalitatea întregului sistem depinde de capacitatea acestor electrozi de masă de a disipa curentul. Este necesar să instalați elemente de împământare ținând cont de mulți factori care afectează direct principalul indicator al eficienței electrozilor de împământare - valoarea rezistenței acestora.

Ceva de reținut! Când creați un dispozitiv de împământare pentru o casă sau un apartament punct important- caracteristic cablajul intern obiect. Firul trebuie să fie cu trei fire, cu fază, neutru și masă.

Instalarea unui dispozitiv de împământare de protecție este solicitată aproape peste tot.

Sistemul de împământare: domeniul de aplicare și principiul de funcționare

La organizare adecvată Sistemul de protecție la împământare trebuie să implementeze următoarele principii de funcționare:

1. Formarea unui circuit electric cu rezistență scăzută în timpul unui scurtcircuit. Curentul electric va curge lin pe această autostradă. Siguranta electrica a utilizatorului este asigurata. Dacă o persoană atinge accidental un aparat electrocasnic în timpul unei defecțiuni, nu va exista o tensiune potențial periculoasă pe corpul dispozitivului.
2. Oferă protecție împotriva curenților de inducție. Aceste tipuri de curenți pot apărea din cauza unui fulger direct, care produce inducție electromagnetică și electrostatică.

Având în vedere importanța principiilor de mai sus ale funcționării sistemului, împământarea de protecție este utilizată pe scară largă în:

1. Tensiunea rețelei electrice mai mică de 1 kW:

• cu curent alternativ de trei conductoare trifazate cu izolație neutră;
• cu curent alternativ a două conductoare monofazate care sunt izolate de pământ;
• cu curent continuu a doi conductori în prezența izolației înfășurării sursei de curent.

1. Rețele electrice cu tensiune peste 1 kW. Este posibil orice mod de puncte de înfășurare a surselor de alimentare DC și AC.

Ține minte! Funcționalitatea sistemului de protecție va fi la un nivel adecvat doar dacă există o rețea cu neutru izolat.

Împământarea este un sistem complex. Toate etapele din acesta sunt interconectate și afectează fiabilitatea funcționării sale ulterioare. Cea mai importantă sarcină stadiu inițial producție - selectarea configurațiilor de împământare.

Clasificarea dispozitivelor de împământare

În conformitate cu Regulile de instalare electrică (PUE), împământarea de protecție poate fi implementată folosind două tipuri de conductori de împământare - naturali sau artificiali. Elementele de împământare din aceste două categorii au anumite diferențe structurale și caracteristici de instalare:

1. Dispozitive naturale de împământare. Astfel de electrozi de împământare pot fi reprezentați prin:

• obiecte din părți conductoare terțe care au contact direct cu pământul;
• obiectele în contact cu solul printr-un mediu conductiv intermediar special.

Cele mai comune modele ale acestui tip de conductor de împământare sunt:

• structuri metalice ale clădirilor și fundațiilor;
• carcase metalice ale conductorilor;
• carcasă.

Elementele din această categorie de conductori de împământare trebuie conectate în cel puțin două locuri.

Important! Este interzisă utilizarea ca elemente naturale de împământare: conducte de încălzire; conducte de gaze; conducte pentru lichide inflamabile și alimentare cu apă caldă; cochilii de fire subterane cu o bază de aluminiu.

1. Electrozi de împământare artificiali. Aceasta implică producția specială a unor astfel de structuri. Următoarele materiale sunt folosite pentru a crea în mod artificial protecție:

• țevi de oțel de anumite dimensiuni;
• bandă de oțel cu o grosime de peste 4 mm;
• bară de oțel.

Important de știut! Electrozii de împământare artificiali de tip adânc sunt foarte populari. Electrozii cu astfel de modele sunt galvanizați sau placați cu cupru. Avantaje: costuri reduse de producție și durabilitate a elementelor.

Diferențele specifice dintre dispozitivele de împământare artificiale și cele naturale trebuie luate în considerare la efectuarea calculelor care determină configurația optimă a acestora.

Cum se calculează parametrii elementelor principale de împământare

Pe baza rezultatelor unor astfel de calcule, este proiectat un desen al dispozitivului de împământare al instalației.

Important! Dispozitivul, montat în conformitate cu toate datele calculate ale schemei de împământare, vă permite să obțineți eficiența operațională maximă a întregului complex de împământare de protecție.

Baza calculelor este limitele admisibile ale tensiunii de pas și atingere. Pe baza acestora, se calculează configurația (dimensiunea, numărul) conductorilor de împământare și principiul amplasării acestora.

Calculele sunt efectuate pe baza următoarelor date:

1. Descrierea caracteristicilor specifice echipamente electrice: tip de instalare; de bază elemente structurale dispozitiv; tensiune de operare; opțiuni posibile, permițând împământarea neutrelor atât a dispozitivelor de transformare, cât și a celor generatoare.
2. Configurație de împământare. Astfel de date sunt necesare pentru a determina adâncimea optimă de scufundare a electrozilor.
3. Informații despre studiile efectuate pentru măsurarea rezistivității solului într-o anumită zonă. În plus, sunt luate în considerare informațiile climatice ale zonei în care este instalat sistemul.
4. Informații despre elementele naturale de împământare adecvate care pot fi utilizate în munca dumneavoastră. Sunt necesare date despre valorile reale ale răspândirii curentului în aceste obiecte. Ele pot fi obținute prin măsurători speciale.
5. Rezultatul unui calcul standard al indicatorilor exacti ai scurtcircuitului curent estimat pe sol.
6. Valori calculate de standardizare de reglementare a caracteristicilor de tensiune admisibile conform PUE.
7. Indicatori ai rezistenței la înghețarea sezonieră a stratului de sol în perioada de uscare și îngheț. Luarea în considerare a acestor valori este necesară pentru calcularea elementelor de împământare care sunt situate într-un mediu omogen. Se aplică coeficienți speciali standardizați.
8. Daca este necesara instalarea unui grup complex de electrozi de impamantare, format din mai multe elemente, este necesar sa se cunoasca toate potentialele care vor fi induse pe electrozii montati. Pentru a face acest lucru, avem nevoie de date despre valorile rezistenței tuturor straturilor de sol.

Important! Dacă sistemul este amplasat în două straturi de sol, se ia în considerare valoarea rezistenței fiecăruia dintre acestea. Acest lucru este necesar pentru a determina date precise despre parametrii de putere ai stratului superior de sol.

Principiul calculului rezistenței conductoarelor de împământare

Există destul de multe moduri de a calcula caracteristicile elementelor principale de împământare, dar parametrul principal pentru astfel de calcule este același - indicatorul de rezistență. Valoarea optimă a acestuia este determinată cu ajutorul datelor din reglementarea normativă a PUE. Este imposibil să implementați o împământare de protecție fiabilă a unui obiect fără a calcula rezistența elementelor sale principale.

De exemplu, este necesar să se determine rezistența de împământare pentru echipamentele electrice cu tensiuni peste 1 kW, cu un neutru izolat. În conformitate cu datele de profil ale documentației, este necesar să se utilizeze formula R≤250/I, unde:

• I - indicator al curentului de împământare calculat;
• R este indicatorul de rezistență al dispozitivului de împământare, care nu trebuie să depășească 10 ohmi.

În conformitate cu PUE (1.7.104), când se iau în considerare informațiile de reglementare privind indicatoarele de curent de atingere (50 V este potrivit, de exemplu), formula este modificată: R≤U/I, unde U este curentul de atingere (50 V).

Important! Cu un neutru izolat, de regulă, nu este nevoie să ajustați valoarea rezistenței sub patru ohmi. Cu toate acestea, indicatorul ideal al rezistenței sistemului de împământare este considerat a fi 0. Sarcina principală la care se reduce producerea tuturor calculelor de profil rămâne neschimbată - pentru a obține cea mai mică rezistență posibilă a sistemului.

Pe lângă efectuarea calculelor parametrilor, un punct important în împământare este alegerea diagramei de conectare a dispozitivului.

Scheme de împământare a casei

Unul dintre principalele elemente necesare pentru asigurarea electrică și securitate la incendiu obiectul este împământare de protecție, deci este firesc ca competent producție tehnologică un astfel de sistem este o sarcină principală. Este imposibil să se obțină rezultatul necesar în rezolvarea acestei probleme fără alegerea corectă a opțiunii de conectare schematică și conectarea elementelor de împământare.

Ține minte! Fiecare element cu ajutorul căruia este implementată împământarea de protecție are o denumire schematică.

Pentru a alege cea mai bună opțiune pentru justificarea schematică a conectării unui astfel de sistem, o persoană trebuie să înțeleagă atât litera, graficul, cât și culoarea.

Mai des, în practică, sunt utilizate două tipuri de conexiuni - circuite TN-C-S și TT. Diferențele în proiectarea circuitelor:

Numărul 1 din imagine indică împământarea sursei; numărul 2 este casa, iar 3 este dispozitivul de împământare a casei în sine. Important! Circuitul TT lipsește complet de organizarea protecției utilizatorului în caz de scurgere de curent în timpul defectării izolației. Prin urmare, instalați un RCD pentru cabluri electrice

, implementat conform schemei TT, este obligatoriu.

Datorită dificultății semnificative în efectuarea lucrărilor de împământare folosind schema TT, majoritatea obiectelor sunt împământate folosind sistemul TN-C-S. Împământare - element important asigurarea securității la incendiu a clădirii și a siguranței electrice a ocupanților acesteia. Nu merită să începeți lucrul la crearea acestuia, ghidat doar de conceptele generale de definire a ce este împământarea de protecție. Este necesar să se studieze cele teoretice și caracteristici practice dispozitivele sistemului de protecție electrică, să înțeleagă calculul parametrilor acestuia și să poată măsura valoarea rezistenței acestuia după instalare. În lipsa deprinderilor şi echipamentul necesar

O astfel de muncă ar trebui să fie încredințată unor specialiști de specialitate. Se numește împământare conexiune electrică componente electrice conductoare ale echipamentelor cu pământ. Este format dintr-un electrod de împământare și un conductor conectat la acesta. Poza de mai jos arată schema clasica

conexiunile sale.

Schema de conectare la împământare într-o casă privată

Specie

Roșu indică faza, albastru indică neutru. Acestea merg de la stâlpul de la rețeaua electrică principală, respectiv la magistralele L și N Firul de masă conectat între electrodul de masă și magistrala PE a panoului este indicat cu negru. Ele intră în panoul din care se realizează cablajul în jurul casei.

1. În funcție de motivul pentru care este necesară împământarea, acesta este împărțit în tipuri: Lucru. În industrie, punctele părților sub tensiune ale instalațiilor electrice sunt împământate pentru a crea conditii normale lucru. Siguranța electrică nu este scopul aici. Teren de lucru concepute pentru funcționarea echipamentelor electrice în modul de urgență

Împământarea de lucru se realizează direct cu un electrod de împământare sau prin dispozitive suplimentare (reactoare, rezistențe, descărcători).

1. De protecţie. Împământarea are scopul de a proteja o persoană de a fi lovită de curent electric. Corpul conduce curentul electric și are rezistență mare. Socul electric apare nu numai ca urmare a atingerii elementelor conductoare. În acest caz, trebuie încă format un circuit electric. Este creat între pământ, în care o persoană își sprijină picioarele, și un conductor energizat gol cu ​​care are loc contactul.

Cu cât umiditatea suprafeței pământului este mai mare, cu atât va curge mai mult curent prin corp, ceea ce reprezintă un pericol semnificativ.

1. De la fulger. La locul unui fulger, temperatura ajunge la 30 de mii de grade, ceea ce amenință viața oamenilor și siguranța clădirilor. Statisticile arată că 20% dintre incendiile din casele particulare se produc din cauza fulgerelor. Prin urmare, este necesar să instalați paratrăsnet pe clădiri.

Sistem de protectie

Sistemul de protecție include 3 părți:

• Paratrăsnet - prinde lovitura și transmite curentul mai departe. Este o tija rotunda cu un diametru de minim 10 mm si o lungime de 250 mm. Este situat pe acoperiș, la o altitudine mare, unde există o probabilitate maximă de descărcare.

Raza zonei de protecție de la baza tijei este determinată de formula:

r = 1,732∙h, unde

h – diferența de înălțime între punctele de sus ale casei și paratrăsnet.

De asemenea, trebuie luată în considerare forma conică a spațiului protejat.

1. Conductor de jos – servește la transmiterea curentului de la paratrăsnet la conductorul de împământare. Pentru aceasta se folosește o tijă de sârmă cu diametrul de 6 mm, care este sudată de paratrăsnet, după care este coborâtă de-a lungul peretelui până la electrodul de împământare cu distanța maximă de la ferestre și uși. Conductorul de curent nu trebuie să fie îndoit, astfel încât să nu aibă loc o descărcare de scânteie în acest loc. Se face cât se poate de scurt.
2. Conductorul de împământare pentru protecția trăsnetului și a aparatelor de uz casnic este comun. Cel mai obișnuit dispozitiv este sub forma unui circuit de trei electrozi introduși în pământ și conectați unul cu celălalt printr-o bandă de oțel folosind metoda de sudare. Electrodul de împământare este situat la o distanță mai mare de 1 m de pereți și la mai mult de 5 m de pridvor, alei și alei.

Sistem de protecție împotriva trăsnetului pentru o casă privată

Împământare naturală

Pentru a crea împământare, este convenabil să folosiți părți metalice ale clădirilor și structurilor în contact cu solul. Aceasta ar putea fi armarea fundației, conducte subterane sau mantale de cabluri, comunicații la sol (căi ferate). Toate acestea pot fi utilizate numai în cazurile în care sunt îndeplinite toate cerințele pentru conductorii de împământare. Avantajul acestei metode este economiile semnificative de costuri și nu este nevoie să operați dispozitivele.

Fundațiile sunt adesea folosite ca conductor de împământare, dar pentru aceasta trebuie îndeplinite anumite condiții:

• umiditatea solului din jur nu este mai mică de 3%;
• absenta mediu agresiv, promovând coroziunea;
• armătura nu este supusă solicitărilor mecanice;
• toate părțile structurilor metalice formează un circuit electric neîntrerupt, pentru care jumperii cu o secțiune transversală de cel puțin 100 mm 2 sunt sudați la punctele de rupere;
• prezența pieselor metalice înglobate în beton cu care se poate conecta conductorul de împământare.

Împământare de protecție

Elementul principal este circuitul de împământare, format din electrozi metalici amplasați în pământ. Sunt tije, unghiuri, țevi sau foi cu o lungime de cel puțin 2,5 m Sarcina lor principală este de a disipa curentul în pământ, a cărui eficiență depinde de compoziția solului și a climei.

Când instalați împământare, trebuie să știți din ce constă solul. Poate fi argilă, nisip, pământ etc.

Fiecare componentă are propria conductivitate electrică, care determină modul în care se proiectează corect împământarea. Argila are o rezistență de 20 Ohm*M, nisipul - 10-60 Ohm*m (în funcție de umiditate), pământ de grădină– 40 Ohm*M, pietriș – 300 Ohm*M.

Un conductor de împământare este conectat la circuit.

Bucla de pământ sub formă de triunghi

Electrozii nu trebuie acoperiți cu compuși dielectrici anticorozivi. Puteți aplica doar lac pe zonele de sudură.

Cerințele pentru conductorul de la circuit la instalația electrică sunt rezistența și rezistența la coroziune. Conductorii pot fi benzi de oțel de 5x30 mm și tije cu un diametru de 10 mm sau mai mult. Datorita sarcinii mici, o tija de sarma cu diametrul de 6 mm este potrivita pentru gradina.

De standarde moderne Cablajul electric într-un apartament sau într-o casă privată se realizează cu un fir cu trei fire, unde unul dintre ele este o fază, celălalt este zero, iar al treilea este un fir de împământare. Protecția este conectată între circuit și carcasele aparatelor electrice. Prizele și ștecherele sunt echipate cu contacte de împământare conectate la corpul dispozitivului, atunci când sunt pornite, pe lângă electricitate, împământarea este conectată.

Când o fază intră în carcasă, din cauza uzurii izolației, apare un curent de scurgere, care curge în circuit și se disipează în pământ. Curenții scăzuti sunt declanșați de RCD, iar scurtcircuitele sunt declanșate de întrerupătoarele. În ambele cazuri, curentul din corpul dispozitivului electric trece prin conductorul de protecție, desemnat PE, către circuit și se răspândește în pământ.

Cu cât sunt mai mari caracteristicile electrice ale electrodului de împământare, cu atât mai mult protejează o persoană de șoc electric.

Pentru construcția de locuințe private, rezistența buclei de împământare de protecție este în conditii diferite este:

• protectie – de la tensiunea de retea 220V sau 380V – 30 Ohm (sistem TN-C-S);
• conductă de gaz către casă - 10 Ohm;
• protecție la trăsnet – 10 Ohm;
• echipamente de telecomunicații – 2 sau 4 ohmi.

Sisteme de împământare pentru instalații electrice

Sistemele de împământare de protecție depind de caracteristicile sursei de alimentare, cum ar fi un neutru izolat sau împământat solid. Sunt doar trei dintre ele:

1. Sistemul TN conține un neutru solid împământat, cu părți metalice ale instalației electrice conectate la acesta.

Cum arată un sistem TN?

În funcție de modul în care este utilizat lucrătorul zero (N) și protectoare (P.E.) conductoarele din subgrupele de sistem sunt formate:

• TN-C - combinație de conductori PE și N într-un singur fir de-a lungul întregii lungimi a rețelei către consumator (o veche schemă sovietică care nu mai este utilizată);
• TN-C-S - combinație de conductori PE și N într-un singur fir de la stația de transformare cu separarea lor la intrare tablou de distribuție. Acest sistem necesită împământare suplimentară.
• TN-S – separarea firelor neutre și de protecție pe toată lungimea rețelei (cea mai sigură schemă).

1. Sistem IT cu neutru izolat sau conectat prin rezistență rezonantă. Aici, piesele metalice neconductoare ale echipamentelor electrice sunt împământate separat.

Cum arată un sistem IT?

Sistemul IT este utilizat în instituțiile în care funcționează echipamente deosebit de sensibile.

1. Sistemul TT are un neutru solid împământat, iar consumatorii au o împământare de protecție separată (în principal cu pin modular), neconectat la firul neutru N.

Cum arată TT?

Video. Tipuri de împământare

Împământarea este necesară în toate rețelele de alimentare cu energie electrică, inclusiv în casele și apartamentele private. În primul rând, este un sistem de siguranță la utilizarea energiei electrice.

Prezența unui contact de împământare în prizele electrice moderne a devenit obișnuită. Corespunde contactului de pe ștecherul oricărui aparat electric. Să încercăm să ne dăm seama de ce este necesară împământarea.

Ce este împământarea

Împământarea este conectarea elementelor conductoare care nu sunt alimentate în mod normal la un electrod de împământare - o structură metalică îngropată în pământ cu rezistență electrică scăzută. Elementele conductoare menționate pot fi corpul metalic al unei instalații electrice, părți de lucru ale mașinilor sau aparatelor de uz casnic etc.

Impletiturile de ecranare ale cablurilor electrice sunt, de asemenea, împământate.

De ce este necesară împământarea?

• funcţional;
• pentru protecție împotriva trăsnetului.

Protective prevede operare sigură instalatii electrice.

Funcțional este folosit pentru a opera un dispozitiv sau un circuit - joacă același rol ca și conductorul neutru într-o rețea electrică.

În sistemele de protecție împotriva trăsnetului, conductorul de împământare este conectat la paratrăsnet.

Principiul de funcționare

Bucla de pământ funcționează datorită capacității solului de a absorbi sarcina electrica. Dacă carcasa echipamentului este alimentată ca urmare a unei defecțiuni a izolației, sarcina va curge în pământ. Când utilizatorul atinge cadrul, curentul va curge în continuare pe calea cu cea mai mică rezistență, adică prin pământ, mai degrabă decât prin corpul uman. Dacă nu ar exista împământare, într-o astfel de situație utilizatorul ar suferi o vătămare electrică.

O condiție pentru funcționarea normală a împământului este rezistența scăzută a electrodului de împământare. Această valoare depinde de parametrii solului:

• densitate;
• umiditate;
• salinitate;
• zona de contact cu electrodul de împământare.

Capacitatea solului de a absorbi sarcina scade foarte mult atunci când îngheață. Prin urmare, știfturile de împământare sunt conduse la o adâncime sub marcajul de îngheț, în funcție de latitudinea zonei. Date despre adâncimea de îngheț a solului pt diferite regiuni Federația Rusă sunt date în SNiP „Construction Climatology”.

Demonstrație vizuală de împământare

Pe solurile stâncoase, nisipoase și permafrost, în care este dificil să pătrundă în adâncime, se folosesc electrozi de împământare electrolitici din țeavă perforată în formă de L.

• În interior există un reactiv care creează un mediu sărat. Acesta din urmă se caracterizează prin conductivitate ridicată și punct de îngheț scăzut. Partea lungă a conductorului de împământare este îngropată într-un șanț de mică adâncime, iar partea scurtă este adusă la suprafață. Este folosit în trei moduri:
• pentru completarea unui nou reactiv;

pentru turnarea apei (provoacă o reacție chimică în perioadele secetoase). Altul versiunea modernă conductor de împământare - . Constă din multe secțiuni conectate prin filet sau alte mijloace. Pe măsură ce sunt introduse în pământ, din ce în ce mai multe secțiuni sunt înșurubate. Deci, un astfel de electrod de împământare, spre deosebire de cel clasic cu mai mulți pini, poate fi instalat la orice adâncime. Conectați secțiuni prin reguli speciale

și folosind pastă conductoare. Când conduceți, utilizați un atașament special pentru a proteja firul de deteriorare. Modulele sunt realizate din oțel și acoperite cu cupru sau zinc, ceea ce le reduce rezistența și le crește durata de viață.

• Conductoarele de împământare electrolitice și modulare sunt scumpe, motiv pentru care analogii lor tradiționali rămân la cerere. Știfturile din acest design sunt aranjate diferit:
• la vârfurile unui triunghi echilateral de lângă obiect;
• la colțurile obiectului;

de-a lungul perimetrului obiectului.

Numărul de tije și distanța dintre ele sunt determinate prin calcul.

Rezistența de împământare este verificată periodic. Valoarea maximă admisă este de 30 ohmi.

Protecție combinată a dispozitivelor de împământare și siguranțe

Împământarea nu numai că îndepărtează curentul periculos, dar, în prezența unui dispozitiv de protecție, determină oprirea echipamentului de urgență. Când un conductor de fază intră în contact cu un corp împământat, rețeaua funcționează într-un mod apropiat de un scurtcircuit (scurtcircuit), însoțit de o creștere bruscă a curentului în circuit. La aceasta răspunde un comutator automat (BA), care trebuie instalat la intrarea liniei electrice în instalație.

Adevărat, acest lucru este posibil doar cu o rezistență de împământare foarte scăzută, ceea ce este extrem de rar. În majoritatea cazurilor, probabilitatea declanșării VA este destul de scăzută. De exemplu, cu o rezistență de împământare de 10 ohmi, curentul din circuit va fi I = 220 / 10 = 22 A. Mașinile, conform cerințelor GOST, pot rezista la un curent pentru o oră care este de 1,42 ori valoarea nominală. Adică, o mașină de 16 A cu un curent de 22 A nu se va opri timp de aproape 60 de minute (16 * 1,42 = 22,72 A).

Diagrama de împământare Acest dispozitiv compară curenții din conductorii de fază și neutru și, dacă se detectează o diferență, indicând o scurgere, deconectează circuitul. Pe baza sensibilității, adică a cantității minime de scurgere de curent care provoacă funcționarea, RCD-urile sunt împărțite în mai multe categorii:

1. Protecție împotriva șocurilor electrice: 10 mA – instalat în încăperi cu umiditate ridicată și 30 mA – în cele uscate.
2. Rezistent la foc - pentru 100, 300 și 500 mA.

RCD-urile de protecție împotriva incendiilor sunt utilizate în instalațiile în care un scurtcircuit poate provoca un incendiu. Ele protejează zonele rețelei în care șocul electric este practic exclus, de exemplu, circuitele de iluminat.

Nu sunt interschimbabile. VA protejează împotriva scurtcircuitelor și supraîncărcărilor, RCD protejează împotriva șocurilor electrice. În mod ideal, intrarea și fiecare grup de consumatori ar trebui să fie protejate atât de VA, cât și de RCD.

Echipamente neelectrice legate la pământ

Structurile care nu sunt conectate în niciun fel la electricitate sunt, de asemenea, conectate la electrodul de împământare:

1. Garduri și alte structuri de pe pasageri și galerii, în care este indusă o diferență de potențial periculoasă în timpul unei descărcări de trăsnet la distanță apropiată. Același lucru se poate întâmpla cu o conductă sau un container care conține o substanță inflamabilă. Datorită tensiunii induse, este posibilă apariția scânteilor cu o explozie ulterioară, prin urmare astfel de structuri sunt, de asemenea, împământate.
2. Produse în care o sarcină statică se acumulează în timpul funcționării. Acestea sunt în principal conducte și containere: electricitatea statică se formează din cauza frecării particulelor din mediul transportat. Din acest motiv, rata cu care combustibilul este furnizat aeronavelor este limitată.
3. Conducte de lungime considerabilă. Conform legii inducție electromagnetică, în astfel de conducte la schimbare câmp magnetic Pământul, și este întotdeauna instabil sub influența vântului solar, se formează așa-numiții curenți vagabonzi. Prin urmare, ele sunt conectate cu un anumit pas la conductorii de împământare.

Diferența față de zero

Împământarea este conectarea părților purtătoare de curent ale unei instalații electrice la neutrul solid împământat al sursei de curent (la conductorul neutru). Rezistența sa este mult mai mică decât rezistența electrodului de masă. Prin urmare, atunci când o fază este scurtcircuitată la un corp de dispozitiv împământat, este garantată apariția unui curent de scurtcircuit, ceea ce duce la funcționarea întreruptorului.

În cel mai comun sistem de împământare de tip TN, atât împământarea, cât și împământarea sunt efectuate simultan.

Conexiunea la miezul neutru se face deasupra RCD. În caz contrar, curenții din conductorii de fază și neutru după scurtcircuitarea unei faze la carcasă vor rămâne egali și dispozitivul de protecție nu va funcționa.

Despre sistemele de împământare

Sunt utilizate mai multe sisteme de împământare, desemnate printr-o combinație de litere. Literele au următoarea semnificație:

• I: conductor izolat;
• N: există o conexiune la un neutru solid împământat;
• T: Există o conexiune la firul de împământare.

Există trei tipuri principale de sisteme de împământare:

1. tip IT- sistem cu fir neutru izolat. În acest sistem, este izolat de neutru sau este în contact cu acesta printr-un rezistor de mare valoare sau un spațiu de aer. ÎN cladiri rezidentiale nu se aplica. Proiectat pentru a conecta dispozitive care au cerințe speciale de siguranță și stabilitate. Folosit în principal în laboratoare și instituții medicale.
2. Tip TT- sistem cu conductoare independente de împământare. Cea mai bună opțiune. Prevăd utilizarea a doi conductori de împământare - pentru sursa de curent electric și pentru elementele metalice ale sistemului care nu au protecție. Firul de împământare (PE) din acest sistem este independent, iar performanța sa în zona dintre echipament și transformator este îmbunătățită. Poate fi dificil să selectați diametrul propriului electrod de împământare. Acest dezavantaj este compensat prin instalarea unui sistem de oprire de protecție.
3. Tip TN. Firul de împământare într-un astfel de sistem este combinat cu neutrul, prin urmare, atunci când o fază se defectează pe carcasă, are loc un scurtcircuit și întrerupătorul de circuit deconectează circuitul. Acest lucru asigură nivel înalt securitate.

Diferite sisteme de împământare

Sistemele TN sunt cele mai răspândite. Există trei subspecii:

1. TN-S: opțiune cu conductor de lucru zero și divizat. Pentru a crește siguranța, în loc de un fir neutru, se folosesc două: unul este folosit ca fir de protecție, al doilea ca fir neutru conectat la un neutru solid împământat. Un astfel de sistem oferă cea mai buna protectie de la șoc electric.
2. TN și TN-C-S: opțiune cu un fir PEN și o pereche de zerouri. Un fir neutru este conectat la echipament, împărțit în miezuri PE și N.
3. În TN-C-S după separare, se instalează un al doilea electrod de împământare, care asigură funcționarea neîntreruptă a sistemului.

Avantajele sistemului TN:

• dispozitivul este destul de simplu;
• se asigură protecția împotriva loviturilor de trăsnet;
• Pentru a proteja cablajul, este suficient să instalați întrerupătoare.

Defecte:

• există posibilitatea unei arderi zero din exterior urmată de defectarea carcaselor metalice ale echipamentului;
• Sunt necesare echipamente pentru egalizarea potențialului.

Sistemul TN nu este potrivit pentru zonele rurale.

Viețile oamenilor depind uneori de organizarea corectă a împământării. Organizarea înseamnă nu numai dispozitivul, ci și controlul în timp util al rezistenței de împământare. Din cauza oxidării sau modificărilor parametrilor solului, acesta poate fi supraestimat, drept urmare efectul protector al împământării se va pierde.

Împământare de protecție este un sistem conceput pentru a preveni efectele curentului electric asupra unei persoane prin conectarea în mod deliberat a carcasei și a părților care nu transportă curent ale echipamentelor care pot fi alimentate la masă. Sistemele de împământare pot fi naturale sau artificiale.

Ce este împământarea și de ce este necesară?

Dispozitivele de împământare sunt conexiuni intenționate prin conductori tip electric diferite puncte de alimentare.

Scopul împământării este de a preveni expunerea unei persoane la curent electric. Un alt scop al împământării de protecție este eliminarea tensiunii din corpul instalației electrice printr-un dispozitiv de împământare la pământ.

Scopul principal al folosirii legăturii la pământ este reducerea nivelului potențial dintre punctul care este împământat și pământ. Acest lucru reduce puterea curentului la cel mai scăzut nivel și reduce numărul de factori dăunători în contact cu piesele. aparate electriceși instalații în care s-a produs o avarie la carcasă.

Ce este neutru?

Neutrul este un conductor de protecție neutru care conectează neutrii instalațiilor electrice din rețelele electrice trifazate. Domeniu de utilizare: împământarea instalațiilor electrice.

Stația de coborâre, unde se află instalația transformatorului, este echipată cu propria buclă de masă. Acest circuit este format dintr-o anvelopă de oțel și tije îngropate în mod special în pământ. La sursele de consum din tabloul electric de la substație se așează un cablu cu 4 fire. Când un consumator de energie electrică are nevoie de alimentare de la un circuit trifazat, toate cele 4 fire trebuie conectate. Când diferite sarcini sunt conectate la conductori, are loc o schimbare a neutru în sistem pentru a preveni această schimbare, se utilizează un conductor neutru; Ajută la distribuirea simetrică a sarcinii în toate fazele.

Ce sunt conductoarele PE și PEN?

Un conductor PEN este un conductor care combină funcțiile unui conductor de protecție neutru și a unui conductor de lucru neutru. Acesta provine din statie si este impartit in conductori PE si N, direct la consumator.

Conductorul PE este o împământare de protecție pe care o folosim, de exemplu, într-un apartament într-o priză cu împământare. Conductorul PE este utilizat pentru împământare dispozitive, instalații și instrumente la care nivelul de tensiune nu depășește 1 kV.

Acest tip de împământare este utilizat numai pentru a asigura siguranța. Această împământare asigură conectarea continuă a tuturor părților expuse și exterioare. Mecanismul asigură că curentul curge către pământ, care apare ca urmare a pătrunderii curentului electric în corpul unui dispozitiv.

Conductorul PEN (combinația dintre conductorul de protecție neutru și conductorul de lucru neutru) este utilizat când se utilizează un sistem de împământare de tip TN-C.

Tipuri de sisteme de împământare artificială

În clasificarea sistemelor de împământare există naturale și tipuri artificialeîmpământare.

Sisteme de împământare artificială:

• TN-S;
• TN-C;
• TNC-S;

Tipuri de împământare - explicația numelui:

• T -- împământare;
• N - conectarea conductorului la neutru;
• I - izolatie;
• C -- combinație de opțiuni de fir funcțional și neutru;
• S - utilizarea separată a firelor.

Mulți oameni sunt interesați de întrebarea a ceea ce se numește împământare de lucru. Într-un alt mod se numește funcțional. Răspunsul la această întrebare este dat de paragraful 1.7.30 din PUE. Aceasta este împământarea punctelor componentelor sub tensiune instalatie electrica. Se foloseste pentru asigurarea functionarii aparatelor sau instalatiilor electrice, si nu in scop de protectie.

De asemenea, mulți sunt îngrijorați de întrebarea ce este împământarea de protecție. Acesta este procesul de împământare a dispozitivelor pentru a asigura siguranța electrică.

Sisteme cu sistem de împământare neutru TN solid împământat

Astfel de sisteme includ:

• TN-C;
• TN-S;
• TNC-S;

Conform clauzei 1.7.3 din PUE, un sistem TN este un sistem în care neutrul sursei de alimentare este solid împământat, iar părțile conductoare deschise ale instalației electrice sunt conectate la neutru solid împământat al sursei printr-o protecție neutră. conductoare.

TN include elemente precum:

• electrodul de împământare al punctului de mijloc, care se referă la sursa de alimentare;
• părțile conductoare externe ale dispozitivului;
• conductor de tip neutru;
• conductoare combinate.

Neutrul sursei este împământat solid, iar conductorii externi ai instalației sunt conectați la punctul de mijloc al sursei împământat solid folosind conductori de tip de protecție.

Este posibilă realizarea unei bucle de împământare numai în instalațiile electrice a căror putere nu depășește 1 kV.

Sistem TN-C

În acest sistem, conductorii neutru de protecție și neutru de lucru sunt combinați într-un singur conductor PEN. Ele sunt combinate în întregul sistem. Numele complet este Terre-Neutre-Combine.

Dintre avantajele TN-C, se poate evidenția doar instalarea ușoară a sistemului, care nu necesită mult efort și bani. Instalarea nu necesită îmbunătățirea cablurilor deja instalate și a liniilor electrice aeriene, care au doar 4 dispozitive conductoare.

Defecte:

• probabilitatea de a primi un șoc electric crește;
• Tensiunea de linie poate apărea pe corpul instalației electrice în timpul unei întreruperi de circuit electric;
• probabilitate mare de pierdere a circuitului de împământare în caz de deteriorare a dispozitivului conductor;
• Acest sistem protejează numai împotriva scurtcircuitelor.

Sistem TN-S

Particularitatea sistemului este că electricitatea este furnizată consumatorilor prin 5 conductori în interior retea trifazata si prin 3 conductori intr-o retea monofazata.

În total, 5 surse conductoare părăsesc rețeaua, dintre care 3 servesc ca fază de putere, iar restul de 2 sunt conductoare neutre conectate la punctul zero.

Proiecta:

1. PN este un mecanism neutru care este implicat în circuitul echipamentelor electrice.
2. PE este un conductor solid împământat care îndeplinește o funcție de protecție.

Avantaje:

• ușurință de instalare;
• cost scăzut de achiziție și întreținere a sistemului;
• grad ridicat de siguranță electrică;
• nu este necesară crearea de contur;
• capacitatea de a utiliza sistemul ca dispozitiv de protecție împotriva scurgerilor de curent.

Sistemul TN-C-S

Sistemul TN-C-S presupune separarea dirijor PEN pe PE și N într-o parte a circuitului. De obicei, separarea are loc în panoul din casă și înainte de aceasta sunt combinate.

Avantaje:

• dispozitiv simplu mecanism de apărare de la lovituri de fulger;
• disponibilitatea protecției la scurtcircuit.

Dezavantaje de utilizare:

• nivel scăzut de protecție împotriva arderii conductorului neutru;
• posibilitatea apariției tensiunii de fază;
• cost ridicat de instalare și întreținere;
• tensiunea nu poate fi oprită automat;
• nu există protecție curentă activată în aer liber.

Sistem TT

TT este conceput pentru a oferi un nivel ridicat de siguranță. Instalat în centrale electrice cu niveluri scăzute stare tehnica, de exemplu, unde se folosesc fire goale, instalatii electrice care sunt situate in aer liber sau montate pe suporti.

TT este montat conform unui circuit cu patru conductori:

• Cele 3 faze de alimentare cu tensiune sunt deplasate la un unghi de 120° una față de cealaltă;
• 1 zero comun îndeplinește funcțiile combinate ale unui conductor de lucru și de protecție.

Avantajele TT:

• nivel ridicat de rezistență la deformare a firului care duce la consumator;
• protectie la scurtcircuit;
• Posibilitate de utilizare pe instalatii electrice de inalta tensiune.

Defecte:

• dispozitiv complex de protecție împotriva trăsnetului;
• incapacitatea de a urmări fazele unui scurtcircuit într-un circuit electric.

Sisteme neutre izolate

În timpul transmiterii și distribuției curentului electric către consumatori, se utilizează un sistem trifazat. Acest lucru face posibilă asigurarea simetriei și distribuție uniformă sarcina curenta.

Un astfel de dispozitiv creează un mod care implică utilizarea unei cabine de transformator și a generatoarelor. Punctele lor neutre nu sunt echipate cu o buclă de masă.

Tipul de neutru izolat este utilizat în circuitul de putere la conectarea înfășurărilor secundare ale instalațiilor de transformatoare într-o diagramă delta și în absența puterii în situații de urgență. O astfel de rețea este un circuit de înlocuire.

Neutru izolat favorizează penetrarea acoperire izolatoareîn cazul unui scurtcircuit şi un scurtcircuit are loc în alte faze.

sistem IT

Sistemul IT cu tensiuni de până la 1000 V asigură împământare printr-un nivel de rezistență ridicat și este echipat cu un neutru al sursei de alimentare.

Toate elementele exterioare ale instalației electrice, care sunt realizate din materiale care conduc curentul, sunt împământate. Printre avantaje se numără ratele scăzute de scurgere a curentului în timpul unui scurtcircuit monofazat reteaua electrica. O instalație cu un astfel de mecanism poate funcționa pentru o lungă perioadă de timp chiar cu situatii de urgenta. Nu există nicio diferență între potențiale.

Dezavantaj: Protecția curentului nu funcționează în timpul unei defecțiuni la pământ. Atunci când funcționează în modul de scurtcircuit monofazat, probabilitatea de șoc electric crește la atingerea fazei a doua a instalației.