Как рассчитать радиаторы отопления: видео-инструкция по монтажу своими руками, расчет мощности, количества, особенности биметаллических батарей, фото

Правила расчета количества секций биметаллических радиаторов

  1. Необходимые данные для подсчета
  2. Коэффициент теплопотерь
  3. Мощность батареи
  4. Популярные методы
    • По объему
    • По площади

Чаще всего биметаллические радиаторы владельцы приобретают для замены чугунных батарей, которые по той или иной причине вышли из строя или стали плохо обогревать помещение. Чтобы эта модель радиаторов хорошо справлялась со своей задачей, необходимо ознакомиться с правилами расчета количества секций на все помещение.

Необходимые данные для подсчета

Самим правильным решением станет обращение к опытным специалистам. Профессионалы могут рассчитать количество биметаллических радиаторов отопления довольно точно и эффективно. Такой расчет поможет определить, сколько секций понадобится не только для одной комнаты, но и для всего помещения, а также для любого типа объекта.

Все профессионалы учитывают следующие данные для подсчета количества батарей:

  • из какого материала было построено здание;
  • какая толщина стен в комнатах;
  • тип окон, монтаж которых был произведен в данном помещении;
  • в каких климатических условиях находится здание;

  • есть ли в комнате, находящейся над помещением, где ставятся радиаторы, какое-нибудь отопление;
  • сколько в комнате «холодных» стен;
  • какая площадь рассчитываемой комнаты;
  • какая высота стен.

Все эти данные позволяют сделать расчет наиболее точным для установки биметаллических батарей.

Коэффициент теплопотерь

Чтобы сделать расчет правильно, необходимо для начала посчитать, какие будут тепловые потери, а затем высчитать их коэффициент. Для точных данных нужно учитывать одно неизвестное, то есть стены. Это касается, прежде всего, угловых комнат. Например, в помещении представлены следующие параметры: высота – два с половиной метра, ширина – три метра, длина – шесть метров.

Внешняя сторона здесь будет считаться объектом расчета, который можно произвести по такой формуле: Ф = a*х, где:

  • Ф является площадью стены;
  • а – ее длиной;
  • х – ее высотой.

Расчет ведется в метрах. По этим подсчетам площадь стены будет равна семи с половиной квадратным метрам. После этого необходимо рассчитать теплопотери по формуле Р = F*K.

Также умножить на разницу температур в помещении и на улице, где:

  • Р – это площадь теплопотерь;
  • F является площадью стены в метрах квадратных;
  • К – это коэффициент теплопроводности.

Для правильного расчета нужно учитывать температуру. Если на улице температура составляет примерно двадцать один градус, а в комнате восемнадцать градусов, то для расчета данного помещения нужно добавить еще два градуса. К полученной цифре нужно добавить Р окон и Р двери. Полученный результат нужно поделить на число, обозначающее тепловую мощность одной секции. В результате простых вычислений и получится узнать, сколько же батарей необходимо для обогрева одной комнаты.

Однако все эти расчеты правильны исключительно для комнат, которые имеют средние показатели утепления. Как известно, одинаковых помещений не бывает, поэтому для точного расчета необходимо обязательно учесть коэффициенты поправки. Их нужно умножить на результат, полученный при помощи вычисления по формуле. Поправки коэффициента для угловых комнат составляют 1,3, а для помещений, находящихся в очень холодных местах – 1,6, для чердаков – 1,5.

Мощность батареи

Чтобы определить мощность одного радиатора, необходимо рассчитать какое количество киловатт тепла понадобится от установленной системы отопления. Мощность, которая нужна для обогревания каждого квадратного метра, составляет 100 ватт. Полученное число умножается на количество квадратных метров комнаты. Затем цифра делится на мощность каждой отдельно взятой секции современного радиатора. Некоторые модели батарей состоят из двух секций и больше. Делая расчет, нужно выбирать радиатор, который имеет приближенное к идеалу число секций. Но все же, оно должно быть немного больше расчетного.

Это делается для того, чтобы сделать помещение теплее и не мерзнуть в холодные дни.

Производители биметаллических радиаторов указывают их мощность для некоторых данных системы отопления. Поэтому покупая любую модель, необходимо учесть тепловой напор, который характеризует, как нагревается теплоноситель, а также как он обогревает систему отопления. В технической документации часто указывают мощность одной секции для напора тепла в шестьдесят градусов. Это соответствует температуре воды в радиаторе в девяносто градусов. В тех домах, где помещения отапливают чугунными батареями, это оправданно, но для новостроек, где сделано все более современно, температура воды в радиаторе вполне может быть ниже. Напор тепла в таких системах отопления может составлять до пятидесяти градусов.

Расчет тут произвести тоже нетрудно. Нужно мощность радиатора поделить на цифру, обозначающую тепловой напор. Число делится на цифру, указанную в документах. При этом эффективная мощность батарей станет немного меньше.

Именно ее необходимо ставить во все формулы.

Популярные методы

Для вычета нужного количества секций в устанавливаемом радиаторе может быть использована не одна формула, а несколько. Поэтому стоит оценить все варианты и выбрать тот, что подойдет для получения более точных данных. Для этого нужно знать, что по нормам СНиП на 1 м², одна биметаллическая секция может обогреть один метр и восемьдесят сантиметров площади. Чтобы посчитать какое количество секций понадобиться на 16 м², нужно разделить эту цифру на 1,8 квадратного метра. В итоге получается девять секций. Однако этот метод довольно примитивный и для более точного определения необходимо учитывать все вышесказанные данные.

Существует еще один простой метод для самостоятельного вычисления. Например, если взять небольшую комнату в 12 м², то очень сильные батареи здесь ни к чему. Можно взять, для примера, теплоотдачу всего одной секции в двести ватт. Тогда по формуле можно легко вычислить их количество, требуемое для выбранной комнаты. Чтобы получить нужную цифру, нужно 12 – это количество квадратов, умножить на 100, мощность на метр квадратный и поделить на 200 ватт. Это, как можно понять, является значением теплоотдачи на одну секцию. В результате вычислений получится число шесть, то есть именно столько секций понадобится для отопления помещения в двенадцать квадратов.

Можно рассмотреть еще один вариант для квартиры с квадратурой в 20 м². Допустим, что мощность секции купленного радиатора – сто восемьдесят ватт. Тогда, подставляя все имеющиеся значения в формулу, получится такой результат: 20 нужно умножить на 100 и разделить на 180 будет равно 11, а значит, такое количество секций понадобится для отопления данного помещения. Однако такие результаты будут действительно соответствовать тем помещениям, где потолки не выше трех метров, а климатические условия не очень жесткие. А также не были учтены и окна, то есть их количество, поэтому к конечному результату необходимо добавить еще несколько секций, их число будет зависеть от количества окон. То есть в комнате можно установить два радиатора, в которых будет по шесть секций. При этом расчете была добавлена еще одна секция с учетом окон и дверей.

По объему

Чтобы сделать вычисление более точными, нужно провести расчет по объему, то есть учесть три измерения в выбранной отапливаемой комнате. Все расчеты делаются практически одинаково, только в основе находятся данные мощности, рассчитанной на один метр кубический, которые равны сорок одному ватту. Можно попробовать рассчитать количество секций биметаллической батареи для помещения с такой площадью, как в варианте, рассмотренном выше, и сопоставить результаты. В этом случае высота потолков будет равна двум метрам семидесяти сантиметрам, а квадратура помещения будет двенадцать квадратных метров. Тогда нужно умножить три на четыре, а потом на два и семь.

Результат будет таким: тридцать два и четыре метра кубических. Его надо умножить на сорок один и получится тысяча триста двадцать восемь и четыре ватта. Такая мощность радиатора будет идеально подходящей для отопления этой комнаты. Затем этот результат нужно разделить на двести, то есть число ватт. Результат будет равен шести целым шестидесяти четырем сотым, а значит, понадобится радиатор на семь секций. Как видно, результат расчета по объему намного точнее. В итоге не нужно будет даже учитывать число окон и дверей.

А также можно сравнить и результаты вычисления в помещении с двадцатью квадратными метрами. Для этого необходимо умножить двадцать на два и семь, получится пятьдесят четыре метра кубических – это объем помещения. Далее, нужно умножить на сорок один и в результате получится две тысячи четыреста четырнадцать ватт. Если батарея будет иметь мощность в двести ватт, то на эту цифру нужно разделить на полученный результат. В итоге выйдет двенадцать и семь, а значит для данной комнаты необходимо такое количество секций, как и в предыдущем расчете, но этот вариант намного точнее.

По площади

Если рассматривать вариант по площади, то он будет не так точен, как по объему. Для этого нужно перемножить ширину и длину, а этот результат умножить на мощность одной секции, то есть на сто ватт. Необходимо разделить на число равное теплоотдачи одной секции, которое может быть разным. Для примеров можно рассмотреть комнату в 18 м². Теплоотдачу секции батареи можно взять в двести ватт. Тогда нужно три умножить на шесть и еще раз на сто, а затем разделить на двести. В итоге получится девять секций. Такой результат подойдет для квартир, находящихся на средней полосе страны, то есть там, где температура зимой не будет превышать нормы температуры.

Можно сказать, что сделать расчет можно любым из рассмотренных способов. Однако самым точным и не таким долгим будет считаться вычисление по объему. Ведь в остальных случаях придется учитывать еще и отдельно другие параметры. Кроме того, результат далеко не всегда получается таким точным, как того хотелось бы. Для того чтобы с комфортом зимовать, важно правильно рассчитать количество секций биметаллических радиаторов так, чтобы даже в сильные холода владельцы квартир совсем не мерзли, а чувствовали себя уютно и комфортно.

Для этого достаточно следовать предложенным выше инструкциям по расчету и быть максимально внимательным во время работы.

О том, как выполнить установку биометаллических радиаторов своими руками, смотрите в видео ниже.

Расчет мощности батарей отопления: подробный алгоритм и тонкости вычислений

Грамотный выбор батарей – залог функциональности и сбалансированности системы отопления, а значит и комфортного проживания в квартире или доме. На первый взгляд все просто: купил подходящие по габаритам и материалу радиаторы, установил, подключил – и нагрев обеспечен. Но на деле все усложняется необходимостью определить оптимальную теплоотдачу батарей – она должна отвечать площади отапливаемого помещения и коррелироваться с целым рядом значимых факторов. Чтобы вы не ошибались в этом вопросе, далее мы с разумным упрощением разберем, как выполнить расчет мощности стальных, чугунных и биметаллических радиаторов и какие особенности жилища и самих батарей влияют на финальный результат.

Способы расчетов

Наиболее упрощенный способ расчета мощности батарей – умножить площадь помещения на усредненное значение мощности радиатора для стандартного обогрева 1 кв.м., а именно – 100 Вт. Имеем формулу: Q = S × 100.

Например, если площадь обслуживаемой комнаты 15 кв.м, то для ее комфортного обогрева понадобится тепловая отдача в 1500 Вт или 150 кВт. Дабы определить количество секций, следует разделить выведенный результат на тепломощность одной радиаторной секции.

Предыдущий расчет справедлив только для комнат со стандартным потолком 2,7 м в высоту. Если же помещение выше, нужно умножить его площадь на высоту и на средний показатель тепломощности для обогрева 1 куб.м. объема помещения, а именно – на 41 Вт для панельного или на 34 Вт для кирпичного дома. Имеем формулу: Q = S × h × 41 (34).

Например, если площадь комнаты в панельной высотке составляет 15 кв.м., а потолок достигает в высоту 3 м, то для обогрева понадобится теплоотдача радиаторов 1845 Вт или 185 кВт.

Пользуясь упрощенными методиками, будьте готовы к неприятным «сюрпризам» – к тому, что установленные батареи с вроде бы правильно рассчитанной мощностью на практике не смогут обеспечивать необходимый обогрев. Причина этому – целый спектр особенностей, которые вышепредложенные формулы попросту не учитывают. Вот почему, если вы заинтересованы в максимально точных расчетах, рекомендуем вам пользоваться более серьезной формулой: Q = S × 100 × А × В × С × D× Е × F × G × H × I,
где S – площадь, 100 – общепринятые 100 Вт на квадратный метр.

Все остальные коэффициенты являются выражением разного рода особенностей радиаторов и отапливаемых помещений – разберем их далее по порядку.

Чтобы максимально точно высчитать объем радиаторов — воспользуйтесь формулой

Остекление, площадь и ориентация окон

На окна может приходиться от 10% до 35% теплопотерь. Конкретный показатель зависит от трех факторов: характера остекления (коэффициент А), площади окон (В) и их ориентации (С).

Зависимость коэффициента от вида остекления:

  • тройное стекло или аргон в двойном пакете – 0,85;
  • двойное стекло – 1;
  • одинарное стекло – 1,27.

Объем тепловых потерь напрямую зависит и от площади оконных конструкций. Коэффициент В рассчитывается на базе соотношения общей площади оконных конструкций к площади отапливаемой комнаты:

  • если окна составляют 10% и меньше общей площади комнаты, В = 0,8;
  • 10-20% – 0,9;
  • 20-30% – 1;
  • 30-40% – 1,1;
  • 40-50% – 1,2.

И третий фактор – ориентация окон: тепловые потери в комнате, выходящей на юг, всегда ниже, чем в помещении, которое выходит на север. Исходя из этого имеем два коэффициента С:

  • окна на севере или на западе – 1,1;
  • окна на южной или восточной стороне – 1.

Особенности стен и потолков

Теперь рассмотрим три коэффициента, которые связаны с особенностями стен и потолков отапливаемого помещения: D – число внешних стен, E – уровень теплоизоляции стен, F – высота потолков.

Важно учесть площадь окон и качество их остекления

Чем активнее комната контактирует с внешней средой, тем выше ее теплопотери:

  • если одна внешняя стена, D = 1;
  • две – 1,2;
  • три – 1,3;
  • четыре внешних стены – 1,4.

Чем качественнее утеплены стены, тем ниже теплопотери помещения:

  • если теплоизоляция профессиональная, E = 0,85;
  • поверхностная теплоизоляция – 1;
  • отсутствие теплоизоляции – 1,27.

Чем выше потолки в комнате, тем большая мощность батарей потребуется для ее комфортного обогрева, поэтому, чтобы получить правильный показатель теплоотдачи приборов, учитывается корректирующий коэффициент F:

  • высота 2,7 м и меньше – 1;
  • 2,8-3 м – 1,05;
  • 3-3,5 м – 1,1;
  • 3,6-4 м – 1,15;
  • 4 и выше – 1,2.

Тип подключения батарей

Важнейший фактор, определяющий уровень теплоотдачи отопительных радиаторов, – схема их подключения. В нашей формуле она выражена коэффициентом G – его параметр зависит от характера подключения и расположения приборов:

Типы подключения

  • при диагональном подключении с верхней подачей и нижней обраткой – 1;
  • при одностороннем подключении с верхней подачей и нижней обраткой – 1,03;
  • при двустороннем подключении с нижней подачей и нижней обраткой – 1,13;
  • при диагональном подключении с нижней подачей и верхней обраткой – 1,25;
  • при одностороннем подключении с нижней подачей и верхней обраткой – 1,28;
  • при одностороннем подключении с нижней подачей и нижней обраткой – 1,28.

Совет. Одностороннее подключение рекомендуется только в исключительных ситуациях, так как оно чревато самыми высокими теплопотерями – около 22%.

Дополнительные факторы

Осталось два коэффициента – H и I. И хоть они расположены в самом конце формулы, их важность от этого не преуменьшается. H – коэффициент, выражающий климат местности, а I – назначение помещения, которое расположено над отапливаемой комнатой.

Читайте также:  Как соединить светодиодную ленту основные способы

Чтобы определить H, берется средняя зимняя температура по региону:

  • до -10 градусов С = 0,7;
  • от -10 градусов С до -15 градусов С = 0,9;
  • от -15 градусов С до -20 градусов С= 1,1;
  • от -20 градусов С до -25 градусов С = 1,3;
  • от -25 градусов С до -35 градусов С = 1,5.

Коэффициент H вычисляется по типу помещения, находящегося выше комнаты, для которой подбираются батареи:

  • неутепленный чердак/техническое помещение – 1;
  • утепленная кровля или отапливаемый чердак/техническое помещений – 0,9;
  • теплая жилая комната – 0,8.

К полученному результату прибавьте 10-15%

Финальные расчеты

Разобравшись во всех коэффициентах, продемонстрируем, как формула работает на практике. Предположим, что батареи подбираются для комнаты с такими характеристиками: площадь – 17 кв.м.; окна – площадью 20% от общих размеров помещения, выходят на северную сторону и имеют двойное стекло; стены – две внешние с поверхностным утеплением; потолки – 2,8 м; подключение – диагональное с верхней подачей и нижней обраткой; средняя зимняя температура – до -10 градусов С; помещение сверху – теплая жилая комната. Имеем: Q = 17 × 100 × 1 × 1 × 1,1 × 1,2× 1 × 1× 1× 0,7× 0,8 = 1256 Вт или 125 кВт.

Получив общее значение мощности, определим, сколько необходимо секций батарей для качественного обогрева комнаты – тут нужно ориентироваться на материал радиаторов:

  • чугунные батареи – теплоотдача одной секции составляет 145 Вт.
  • стальные – 160 Вт;
  • биметаллические – 185 Вт.

Как видите, расчет мощности батарей отопления по площади с поправкой на различные особенности как самих приборов, так и отапливаемых помещений – дело не из простых. Перед вами подробный алгоритм расчетов – только четко ему следуя, вы сможете без помощи специалистов определить мощность радиаторов для создания надежной отопительной системы в своем жилище.

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» – комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Система заземления TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

Система заземления TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» – ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Система заземления IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное – жизнь человека.

Какие виды систем заземления существуют и что такое защитное заземление?

Защитное заземление — это система, созданная для предупреждения воздействия электрического тока на человека, путём преднамеренного соединения с землёй корпуса и нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением. Системы заземления могут быть естественными и искусственными.

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.

Что такое нейтраль?

Нейтраль — это нулевой защитный проводник, который соединяет между собой нейтрали электроустановок в трехфазных сетях электрического тока. Сфера использования — зануление электроустановок.

Понижающая подстанция, где находится трансформаторная установка, оснащена своим контуром заземления. Этот контур состоит из стальной шины и прутов, закопанных специальным образом в землю. К источникам потребления в электрощиток от подстанции проложен кабель, имеющий 4 жилы. Когда потребителю электроэнергии нужно питание от цепи трехфазного типа, то все 4 жилы должны быть подключены. Когда к жилам подключается разная нагрузка, в системе происходит смещение нейтрали, чтобы предотвратить это смещение, используется нулевой проводник. Он помогает симметрично распределить нагрузку на все фазы.

Что такое PE и PEN проводники?

PEN-проводник — это проводник, совмещающий в себе функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника. Он идет от подстанции и разделяется на PE и N проводники, непосредственно у потребителя.

PE-проводник — это защитное заземление, которое мы используем, например, в квартире в розетке с заземлением. PE-проводник используется для заземления устройств, установок и приборов, где уровень напряжения не превышает 1 кВ.

Данный тип заземления используется только для гарантии безопасности. Такое заземление обеспечивает непрерывное соединение всех открытых и внешних деталей. Механизм обеспечивает стекание тока на землю, которое появилось вследствии попадания электрического тока на корпус какого-либо устройства.

PEN-проводник (объединение нулевого защитного и нулевого рабочего проводника) применяется при использовании системы заземления типа TN-C.

Виды систем искусственного заземления

В классификации систем заземления есть естественные и искусственные типы заземления.

Читайте также:  Кирпич: фото, виды, материалы, технология, история, производство

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.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

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

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ TN-система — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.

TN включает в себя такие элементы, как:

  • заземлитель средней точки, которая относится к источнику питания;
  • внешние проводящие части устройства;
  • проводник нейтрального типа;
  • совмещенные проводники.

Нейтраль источника глухо заземлена, а внешние проводники установки подключены к глухозаземленной средней точке источника при помощи проводников защитного типа.

Сделать заземляющий контур можно только в электроустановках, мощность которых не превышает 1 кВ.

Система TN-C

В данной системе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник. Они совмещены на всем протяжении системы. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, который не требует больших усилий и денежных затрат. Для монтажа не требуется улучшение уже установленных кабельных и воздушных линий электропередачи, у которых есть всего 4 проводящих устройства.

  • возрастает вероятность получения удара током;
  • возможно появление линейного напряжения на корпусе электрической установки во время обрыва электрической цепи;
  • высокая вероятность потери заземляющей цепи в случае повреждения проводящего устройства;
  • такая система защищает только от короткого замыкания.

Система TN-S

Особенность системы заключается в том, что электричество поставляется к потребителям через 5 проводников в трехфазной сети и через 3 проводника в однофазной сети.

Всего от сети отходит 5 проводящих источников, 3 из которых выполняют функцию силовой фазы, а оставшиеся 2 — это нейтральные проводники, подсоединенные к нулевой точке.

  1. PN — нейтральный механизм, который задействован в схеме электрического оборудования.
  2. PE — глухозаземленный проводник, выполняющий защитную функцию.
  • легкость монтажа;
  • низкая стоимость покупки и содержания системы;
  • высокая степень электробезопасности;
  • не требуется создание контура;
  • возможность использовать систему в качестве устройства от защиты утечки тока.

Система TN-C-S

TN-C-S система предполагает разделение проводника PEN на PE и N в каком-то участке цепи. Обычно разделение происходит в щитке в доме, а до этого они совмещены.

  • простое устройство защитного механизма от попадания молний;
  • наличие защиты от короткого замыкания.
  • слабый уровень защиты от сгорания нулевого проводника;
  • возможность появления фазного напряжения;
  • высокая стоимость монтажа и содержания;
  • напряжение не может быть отключено автоматикой;
  • отсутствует защита от тока на открытом воздухе.

Система TT

TT разработана для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются оголенные провода, электроустановки, которые расположены на открытом воздухе или закреплены на опорах.

TT монтируется по схеме четырех проводников:

  • 3 фазы, подающие напряжение, смещаются под углом 120° между собой;
  • 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.
  • высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
  • защита от КЗ;
  • возможность использования на электроустановках высокого напряжения.
  • сложное устройство защиты от молний;
  • невозможность отследить фазы короткого замыкания электрической цепи.

Системы с изолированной нейтралью

В ходе передачи и распределения электрического тока на потребителей применяется трехфазная система. Это дает возможность обеспечить симметричность и равномерное распределение нагрузки по току.

Такое устройство создает режим, предусматривающий использование трансформаторной будки и генераторов. Их нейтральные точки не оснащены контуром заземления.

Изолированный тип нейтрали применяется в схеме питания при соединении вторичных обмоток трансформаторных установок по схеме треугольника и при отсутствии питания во время аварийный ситуаций. Такая сеть представляет собой замещающую цепь.

Изолированная нейтраль способствует пробиванию изоляционного покрытия при коротком замыкании и возникновению короткого замыкания на других фазах.

Система IT

Система IT с напряжением до 1000 В обеспечивает заземление через высокий уровень сопротивления и оснащена нейтралью источника питания.

Все внешние элементы электроустановки, которые выполнены из материалов, проводящих ток, заземляются. Среди преимуществ можно выделить невысокие показатели утечки тока во время однофазного КЗ электрической сети. Установка с таким механизмом может функционировать долгое время даже при аварийных ситуациях. Между потенциалами отсутствует разность.

Недостаток: защита от тока не срабатывает при замыкании на землю. Во время работы в режиме однофазного КЗ возрастает вероятность поражения током при прикосновении ко второй фазе установки.

Как подключить розетку с заземлением?

Как правильно сделать контур заземления в частном доме — расчёт схемы и монтаж

Что такое короткое замыкание по-простому?

Какого цвета и как обозначаются провода ноля, фазы и земли в электрике?

УЗИП — что это такое, описание и схемы подключения в частном доме

Моё мнение по системам заземления

Пример заземления в частном доме

Заземление – тема насколько сложная, настолько и простая. Недаром вопросы заземления вызывают множество споров на электрических сайтах и форумах.

Попробуем разобраться, что к чему в этой теме. Выскажу своё мнение, которое иногда будет непопулярным. Кому нужна официальная трактовка – читайте ПУЭ (пункт 1.7). Также в интернете много сайтов и форумов, где подробно изложен вопрос заземления.

Суть заземления

Для чего нужно заземление, если и без него всё прекрасно работает? Более того, в нормальном режиме по проводу защитного заземления ток вообще не протекает.

Тут ключевое слово – “защитное”. Кого и от чего защищает заземление? Оно защищает человеческие тела от воздействия электрического тока. А от чего защищает – от того, чтобы опасное напряжение ни в коем случае не появилось на теле человека, и через человека не пошёл ток.

Представим ситуацию. Есть некий электрический прибор, например утюг. Утюг подключается через вот такую вилку.

Старая вилка без заземляющего контакта

Читатели постарше отлично помнят такие, они постоянно раскручивались, а прикрутить к ним гибкий провод было мучением.

Корпус утюга частично металлический. Что будет, если вдруг фаза попадет на корпус? В принципе ничего, утюг даже может продолжать работать. Но его корпус будет находиться под потенциалом 220В относительно земли. А поскольку все мы ходим по земле, то притронувшись к металлическому корпусу такого утюга, через нас пойдёт ток.

А дальше – как повезёт. Если кожа и пол сухие – просто немного дёрнет…

Но если корпус утюга будет заземлён, то когда фазный провод попадёт на корпус, он соединится с заземлением, и уйдёт в землю. При этом произойдёт фактически короткое замыкание, и выбьет защитный автомат данной линии. А корпус как был под нулевым потенциалом, так и останется.

Иными словами, если фаза вдруг попадёт на корпус прибора, это уже не проблема человека. Это проблема самого прибора и защитного автомата, который должен отключить этот прибор от фазного провода.

Почему защитный автомат отключится? Если фазный провод попадает на защитный (заземляющий) проводник, это равносильно короткому замыканию, то есть максимально возможному току в схеме. И автомат сработает по электромагнитной защите.

Напоминаю, что есть время-токовая характеристика автоматического выключателя, и при КЗ автомат будет работать в правой зоне характеристики, где время отключения стремится к нулю. Подробнее – в моей статье про выбор защитного автомата.

То есть, ток в проводе защитного заземления течёт только в момент аварии, в остальное время он бесполезен. Поэтому раньше на нём экономили, и использовали двухпроводную систему питания, в которой есть только ноль и фаза.

Обозначения и перевод названий систем заземления

Существуют TN, TT и IT системы заземления. Система TN, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Первая буква говорит о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя.

Типы систем заземления

Буквы эти взялись из французского, и означают: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также из английского: «Combined» и «Separated» – комбинированный и раздельный.

  • T — провод подключен к земле .
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение рабочего и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети рабочего и защитного нулевых проводов.

Также в схемах систем заземления используются следующие обозначения:

  • L – Line, Линия, на которой действует фазное напряжение по отношению к нулевому проводу.
  • N – Neutral, рабочий ноль, по которому протекает рабочий ток, равный току в проводе L (для однофазных систем).
  • PE – Protect Earth, защитная земля, провод защитного заземления.
  • PEN – совмещенный рабочий и защитный нулевой проводник.

Краткое описание работы систем заземления

Системы заземления отличаются прежде всего безопасностью. То есть, сколько шансов выжить даёт человеку такая система после того, как на корпусе появилась фаза.

Возникает путаница в терминологией – одну и ту же систему называю и занулением, и заземлением. Википедия предлагает системы TN называть занулением на том основании, что в них заземляющий проводник PEN соединен с нулевым (нейтральным) проводом источника питания. А уже этот провод в трансформаторе – заземлён. Заземляется для того, чтобы не было перекоса фаз.

Подробнее о перекосе фаз, чем он опасен, и как с ним бороться – в другой моей статье.

ПУЭ, Библия электрика, говорит, о том же самом, как о системах заземления.

Скачать ПУЭ у меня можно здесь, в разных вариантах.

Разница между этими понятиями, по моему мнению, очень зыбкая. По-моему, заземление нужно для поддержания напряжения на уровне потенциала земли на проводе PE и на всех нетоковедущих частях электроустановки, к которым он подключен. А зануление нужно для создания тока короткого замыкания при замыкании фазы на тех же частях электроустановки. В итоге, эффект может быть один – заземленные или зануленные части никогда не окажутся под фазным напряжением, и при этом должен сработать защитный автомат. Это если коротко и своими словами.

Вообще, заземление это более широкое понятие, чем зануление.

Можно сказать, система защиты безопасна настолько, насколько эта точка приближена к источнику напряжения. И опять же, что можно считать потребителем – электрочайник, квартиру, многоэтажный дом, или район города?

Ну а если фаза “прорвётся” на корпус – её должен уничтожить защитный автомат со 100% вероятностью.

Тут важными считаю две вещи:

  1. Весь металл, который не под фазой, должен быть под одним и тем же потенциалом. И желательно, чтобы этот потенциал был равен потенциалу земли. Это – “самый нулевой” потенциал.
  2. Опасное – недоступно. Доступное – безопасно. Бывает, смотришь в квартирные советские щитки или РП и волосы шевелятся.

И ещё, в который раз повторюсь. Всегда рассматривается вероятность обрыва нулевого рабочего проводника. Дело в том, что при таком обрыве на всей схеме прибора, вплоть до точки обрыва нуля, присутствует фазное напряжение.

В случае прикосновения ток проходит через нагрузку и через тело человека. Не смотря на сопротивление нагрузки, этот ток остается таким же опасным, как и при прикосновении к фазному проводу. Ведь сопротивление нагрузки (например, электробытового прибора) всегда гораздо меньше сопротивления тела человека.

Схемы систем заземления

Система TN-C

TN-C – старая, советская система, когда земля просто бралась из нуля непосредственно в самой электроустановке.

Схема системы заземления TN-C. Для однофазной системы L1, L2 отбросить.

Что мы видим на этой схеме? Первое и самое главное. Нейтральная точка генератора или трансформатора подключена к земле (глухо заземлена). Поэтому нейтральная точка трансформатора имеет потенциал земли. А поскольку человек имеет тоже потенциал земли, между телом и нейтральным проводником – нулевая разность потенциалов, и прикосновение к нему безопасно.

Однако, не всё так просто. Повторюсь, что вследствие перекоса фаз, а также падения напряжения на проводе PEN, на нём может присутствовать напряжение, отличное от нулевого. Поэтому провод PEN принудительно “притягивают” к земляному потенциалу через некоторые промежутки по ходу линии.

Земля (то, из чего состоит наша планета) – универсальный и абсолютный ноль по потенциалу. Но если человеку придать потенциал фазного провода, то прикосновение к земле будет смертельно. В то же время, прикосновение к проводу, на котором тот же потенциал, будет безопасным.

Видел документальный фильм, как человек спокойно спускается с вертолета на провод высоковольтной линии и работает там.

В общем всё относительно. Можно упасть с 5-этажного дома насмерть. А можно вообще не повредиться, упав с того же дома. С первой ступеньки первого этажа)

Система TN-C в настоящее время официально запрещена, и может использоваться только в трехфазных системах, где отсутствует перекос фаз, и ток по проводнику PEN (нулевой, он же защитный) в нормальном режиме не протекает. В результате, на этом проводе (а значит, и на корпусе прибора) будет потенциал нуля.

Однако, в старом жилом фонде используется повсеместно из-за своей дешевизны. Дешевизна системы TN-C – это её единственный плюс. Ведь сечение защитного провода PE в однофазной сети должно быть равно сечению фазного провода. А это – удорожание всей электропроводки минимум на треть.

Вообще говоря, в этой системе заземление напрочь отсутствует, и я не совсем понимаю, почему “это” называют системой заземления. Разве что, можно ноль кинуть на корпус, и прибор будет “типа” заземлён.

Да и раньше, когда всю проводку делали по этой системе, практически и не существовало домашних приборов, требующих заземления.

Первыми “ласточками” были стиральные машины, которые бились током. В лучшем случае к ним тянули провод от корпуса подъездного щитка, в худшем – цепляли корпус машины на трубу водопровода или к нулевому проводу.

Нужный эффект, конечно, достигается, но шансы попасть под фазное напряжение значительно возрастают. Основная опасность приходит от того, что возможен обрыв нулевого провода, и тогда все “зануленные” приборы, и также приборы, имеющие импульсные блоки питания, получат на корпусах потенциал фазы.

Как же защититься от поражения электрическим током в системе TN-C? Тут вспоминается УЗО (Устройство Защитного Отключения). Представим – человек коснулся фазного провода. Ток раздваивается – часть (надеюсь, бОльшая) уходит в нулевой проводник, а часть – через тело человека на корпус. Налицо дифференциальная разница (сорри, тавтология) в токах по фазе и нулю, на которую должно сработать УЗО.

Читайте также:  Какие существуют системы хранения тарелок

Однако, ПУЭ прямо говорит – в системе TN-C применение УЗО запрещено. Почему?

Причина в том, что в данном случае может произойти то, о чем я писал выше. УЗО – это коммутационный аппарат, в котором может по какой-то причине нарушиться контакт PEN – проводника, и под фазное напряжение попадёт весь потребитель. В том числе и корпуса, если они занулены, а именно так и делается “заземление” в системе TN-C.

ПУЭ также говорит, что защитный проводник (в данном случае – PEN) ни при каких условиях не должен разрываться, и должен быть всегда подключен к заземляемому устройству.

Поэтому УЗО можно (и нужно!) применять во всех системах, кроме TN-C.

Вот хороший рисунок, иллюстрирующий ситуацию:

УЗО – применение в различных системах заземления

Я вас так напугал, что по любому возникнет вопрос – как теперь с этим жить?

Отвечаю. Для ухода от этой “нехорошей” системы применяют разделение проводника PEN на N и PE. Причем, это нужно делать как можно дальше от потребителя, и как можно ближе к источнику напряжения.

Таким образом, мы перейдём на гораздо более безопасную систему – TN-C-S, о которой я расскажу чуть ниже.

На практике совмещенный проводник PEN заземляют (повторное заземление) на вводе в здание, и там же разделяют на нейтральный N и защитный PE, которые далее НИГДЕ не должны соединяться.

Другой вариант – переход к системе ТТ, в которой защитный проводник PE делается на основе контура заземления, и нигде не подключен к приходящему PEN. В данном случае PEN превращается в N, поскольку защитный ток ни к коем случает по нему течь не будет.

Заземление в квартире с проводкой TN-C

В квартирах ноль и землю разделять сложнее. По этому поводу постоянно ведутся жаркие споры среди электриков.

Я думаю, что тут есть два приемлемых варианта.

1. Ноль оставить как есть, а провод PE взять с магистрального PEN проводника. Пусть не с самого проводника, а с места, куда он подсоединяется к корпусу этажного щитка. Главное, чтобы наши N и PE были подключены в разных точках. PE – на корпусе, N – на изолированной от корпуса шине, на которую ноли приходит после вводного рубильника или автомата (если они есть) и счетчика. Кстати, так и делали в советские времена при подключении в квартирах электропечей.

2. Провести трехпроводную систему (L, N, PE), но PE никуда не подключать. В результате мы не вносим изменения в этажный щиток (кстати, это запрещено!), а все нетоковедущие части электроприборов, металлических конструкций, труб и т.д. мы подключаем к этому проводнику. И в пределах квартиры у нас благодать! Только важное замечание – на группы розеток должны стоять УЗО на случай попадания фазы на корпус в пределах квартиры.

Всё, теперь по-быстрому пробежимся по другим системам, там всё проще.

Система TN-S

В названии буква третья S. Это значит, что проводники N и PE разделены (Separated) на всём протяжении от подстанции до потребителя.

Схема и описание системы заземления TN-S

Эта система заземления наиболее безопасна и предпочтительна, однако применяется только в самых новых электроустановках. Ну а в основном в реалити сейчас применяют систему TN-C-S. То есть старую систему стараются приблизить к новой, отдаляя точку подключения N и PE от потребителя и приближая к источнику питания.

Система TN-С-S

Последние буквы в названии означают, что проводники N и PE после подстанции соединены (Connected) в один провод PEN, а потом, на вводе в здание, разделены.

Схема и описание системы заземления TN-C-S

При попадании фазы на корпус должен сработать защитный автомат по КЗ. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.

Система TT

Terra – Terra. Я уже писал в статье про эту систему, в ней заземляющий провод PE подключается к контуру заземления, и больше никуда. Применяется в основном в частных домах и временных постройках и электроустановках.

Схема и описание системы заземления TT

Всё замечательно, если также применяются УЗО от прикосновения к токонесущим частям и защитные автоматы от КЗ.

Но есть один минус. Если в других системах своё заземление делать не обязательно, понадеявшись на заземление на подстанции или на столбах, то в данном случае его придётся делать. И делать очень качественно, чтобы в случае замыкания КЗ на землю ток короткого замыкания был достаточен для срабатывания автомата защиты.

То есть возможен вариант, когда при КЗ на корпус потенциал корпуса останется близким к нулю, всё замечательно. Но при этом автомат защиты не выбьет, хотя через него (и через проводку дома) будет идти ток, близкий к максимальному! И проблема может подкрасться с другой стороны…

Система IT

Напоследок расскажу про специфическую систему заземления IT. Во всех других системах используются источники питания (трансформаторы) с глухозаземленной нейтралью. Иначе говоря, нулевой проводник на стороне источника заземлён.

Однако, в системе IT источник питания полностью изолирован от земли – и ноль, и (естественно)) фаза.

В результате по отношению к земле потенциал отсутствует. И при замыкании на землю ничего не произойдёт, ведь ток не потечёт, либо будет пренебрежимо мал.

Я встречал такие системы для питания управляющих цепей в серьезном промышленном оборудовании. Ещё эта система применяется в переносных генераторах и других источниках питания, а также в медицинских учреждениях. Если один из выводов такого источника не заземлить и подключить к нагрузке, он будет работать по системе IT.

Подробнее я писал об этом в статье про подключение генератора Хутер.

Минус такой системы – при замыкании на землю она превратится в TN-C-S с плохим монтажом, и об этом даже можно не узнать, если не проконтролировать. И станет опасной.

Видео про заземление

Пожалуй, самое адекватное и понятное видео про заземление, которое я видел. Посмотрите, если кому показалось, что я пишу слишком скучно:

На этом заканчиваю тему, спасибо за терпение, жду мнений и вопросов в комментариях.

Какие бывают системы заземления

Типы заземления

Заземление – совокупность технических решений по соединению открытых металлических частей электрических устройств с землёй или специальным заземляющим контуром. На практике провод заземления выполняется в желто-зеленых тонах, один вывод которого имеет доступ к корпусу подключаемого оборудования.

Заземление бывает естественным, когда корпуса приборов соединяются непосредственно с трубами, стержнями и прочими расположенными в грунте металлическими предметами, и искусственное.

Первое при эксплуатации домашних и общественных электросетей запрещено нормативами ПУЭ.

Искусственное заземление осуществляется по специально выделенному сетевому проводу. Допускается не применять заземление при напряжении до 42 В переменного тока.

5 основных типов защитного заземления

В международной практике существует 5 основных типов защитного заземления электросетей:

1. TNC – Terre Neuter Combined (заземление с комбинированной нейтралью). Эта система все ещё встречается в старом жилфонде (отсутствует разделение идущего от генератора или трансформатора глухозаземлённой нейтрали PEN на заземляющий PE и рабочий ноль N). Используются двухжильные для однофазных и четырёхжильные для сетей с трёхфазным питанием.

В проектировании электросетей современных построек отказываются от применения TNC-системы, поскольку комбинированный ноль означает отсутствие полноценной защиты. При обрыве «нуля» на домашних устройствах может появиться электрический ток.

Правилами ПУЭ запрещают установку коммутационных устройств в разрывы РЕ- и PEN-проводников. Единственное преимущество TN-C – дешевизна и простота монтажа.

2. TN-S – Terre Neuter Separated (заземление с раздельной нейтралью). На всём протяжении от трансформатора пятижильный кабель идет с разделённой на рабочий «ноль» и «землю» нейтралью.

Остальные 3 провода – это фазы. Однофазная сеть проводится трёхжильным кабелем (фаза, нейтраль и «земля»). Очевидным недостатком являются высокие издержки и отсутствие унификации существующих электросетей.

Система TN-S — по надёжности самая передовая и безопасная конфигурация заземления , выполняющая функцию максимальной защиты электрооборудования и людей от поражения электричеством благодаря применению УЗО, дифавтоматов, автоматических выключателей и СУП.

Высокая степень безопасности в TN-S достигается полным размыканию цепи (нейтрали и фаз) при срабатывании, в то время как «земля» PE продолжает выполнять свои функции. Также она отличается отсутствием помех на линиях питания.

3. TN-C-S — Terra Neutrum Combined Separated (заземление с комбинированно-раздельной нейтралью) – провод заземления и рабочий ноль объединены до ввода в здание, где далее идет расщепление на проводники N и РЕ.

После разделения такая схема внутри дома фактически превращается в TN-S, монтируется по аналогичным принципам и обладает теми же достоинствами с той лишь разницей, что при обрыве PEN-проводника напряжение может оказаться на корпусах. По этой причине возникает необходимость дополнительной защиты PEN-проводника.

4. TT – Terra Terra (автономный контур заземления) — к данной конфигурации прибегают в случаях, когда применение систем TN-C, TN-S и TNCS не способно обеспечить надлежащую безопасность электросетей.

Такие ситуации возникают из-за аварийного состояния линии электропередач в удалённых населённых пунктах, во временных строениях и торговых металлических контейнерах.

Главный принцип этой системы заключается в отсутствии связи и в разделении защитного РЕ-проводника и рабочего ноля N, подключённого к заземлителю питающего трансформатора. Внутри строения создается шина для подключения корпусов электроприборов к внешнему заземлителю. Систему ТТ рекомендуется использовать с устройством УЗО.

Главное преимущество данного типа заземления заключается в полной независимости от аварии или обрыва защитного провода в линии питания, что гарантирует высокий уровень защиты. Главный минус же связан с высокими требованиями к автономному контуру заземления и характеристикам УЗО.

5. IT – Isolated Terra (изолированное заземление) — нейтраль от питающего трансформатора изолирована от земли или связана с ней через большое сопротивление.

Также предполагается обязательное наличие автономного контура заземления, с которым соединяются токопроводящие корпуса электроприборов. Величина тока утечки при однофазном замыкании на землю при таком соединении ничтожно и не представляет угрозы даже в аварийном режиме. Для повышения надежности также рекомендуется использование УЗО.

Данная схема системы заземления считается наиболее электробезопасной и применяется в лабораториях и медицинских учреждениях, в шахтах и горнодобывающих предприятиях, где используется чувствительная аппаратура. Реализация схемы IT в домашних электросетях и крупных предприятиях затруднительно, так как расширение сети увеличивают ток фазного замыкания и снижает безопасность.

Заключение

Системы заземления и заземление любого типа выполняет 3 простейшие функции: устранение помех в линии электропитания, обеспечение нормального функционирования электрооборудования и защита людей от поражения электричеством. Это проявляется в конструировании такой конфигурации схемы защиты, которая бы максимально отвечала требованиям и особенностям конкретной электросети и условиям эксплуатации.

Какие бывают системы заземления?

  • TN и ее разновидности
  • TN-C
  • TN-S
  • TN-C-S
  • TT и IT

TN и ее разновидности

Самый распространенный тип заземляющей системы — это TN, в котором ноль совмещен с землей по всей длине. Этот тип еще называют в снабжении глухозаземленная нейтраль, когда условный ноль N источника соединен с устройством заземления PE. Устройство заземления не сложно, но тем не менее технологично и представляет собой группу штырей, вбитых вертикально в землю на значительную глубину до водоносного слоя, от 2.5 и более метров. Эти штыри соединены полосой или же кабелем в единый контур заземления жилого дома. Рассмотрим, какая существует классификация систем TN на сегодняшний день и в чем различие между всеми разновидностями.

В старом жилом фонде используется тип защиты ТN-C, это когда рабочий нулевой проводник N выполняет также роль защитного провода PE. Это самый простой и дешевый вариант заземления электроустановки до 1000 В.

Тип TN-С морально устарел и электрически опасен, так как не имеет отдельного защитного проводника, и в случае обрыва нулевого провода, во время ЧП, весь потенциал окажется на электрооборудовании, подвергая риску поражения током или же возникновению пожара.

Поэтому во вновь проектируемых зданиях используют другую подсистему TN-S, в этом устройстве присутствует отдельный провод фаза, ноль (нейтраль) и защитный проводник PE. Проводники N и PE, начиная от подстанции с глухозаземленной нейтралью являются отдельными компонентами системы электроснабжения.

Данный вид является самым надежным из принятых типов заземления электрической сети. К его недостаткам можно отнести дороговизну, так как нуждается в дополнительном проводнике, от подстанции к потребителю.

Лишенная этих недостатков, относительно простая в реализации система TN-C-S, которая сочетает в себе достоинства описанных ранее систем. Также легко реализуется во время реконструкции старых зданий. Смысл данной схемы в том, что до ГРЩ организуется система TN-C, тут разделяют нейтральный провод PEN на два проводника N и PE, далее идет система TN-S.

Недостаток этой системы такой же, как и TN-C, при обрыве PEN шины система оказывается под полным напряжением. С этим недостатком борются установкой дополнительных устройств, таких как реле напряжения, производящих аварийное отключение потребителя от сети.

TT и IT

Существуют еще два вида снабжения, которые используются в специальных условиях, это тип TT — когда доставка электрической энергии организуется фазными проводами от источника с глухозаземленной нейтралью, а заземление организовывается непосредственно у потребителя. Таким способом осуществляют подключение мобильных домов, временных объектов. Данный тип требует обязательного использования устройств защитного отключения УЗО.

Еще один вариант — система IT, тип снабжения, не использующий глухозаземленную нейтраль. Ноль источника подключается через специальные устройства, имеющие высокое внутреннее сопротивление, а непосредственно у потребителя установлено устройство нуля и защитного заземления (согласно ПУЭ 7, глава 1.7). Данный тип снабжения используется в спец лабораториях, так как помехи, вносимые таким способом, минимальные.

Также рекомендуем просмотреть видео, на котором предоставлено описание каждой разновидности заземляющих систем с расшифровкой аббревиатур:

И напоследок хотим обратить внимание — запрещено использовать в качестве защитного заземления трубы отопления, газа, трубы водопровода, элементы металлических ограждений. В этом случае возможно появление на этих элементах полного напряжения 220 вольт, подвергая жизнь окружающих опасности. Берегите себя.

Вот и все, что хотелось рассказать вам об основных типах систем заземления, применяемых в России. Надеемся, теперь вы знаете, какие бывают схемы заземляющих контуров и в чем отличия между существующими вариантами!

Будет интересно прочитать:

Оцените статью
Добавить комментарий