Sustav za uzemljenje

by / Petak, 17 ožujka 2017 / Nalazi se u Električni i mehanički

U električnoj instalaciji ili sustavu opskrbe električnom energijom an sustav uzemljenja or sustav uzemljenja povezuje određene dijelove te instalacije sa vodljivom površinom Zemlje u sigurnosne i funkcionalne svrhe. Referentna točka je vodljiva površina Zemlje, ili na brodovima, površina mora. Izbor sustava uzemljenja može utjecati na sigurnost i elektromagnetsku kompatibilnost instalacije. Propisi o sustavima uzemljenja znatno se razlikuju među zemljama i među različitim dijelovima električnih sustava, iako mnogi slijede preporuke Međunarodne elektrotehničke komisije koje su opisane u nastavku.

Ovaj se članak odnosi samo na uzemljenje električne energije. Primjeri ostalih sustava uzemljenja navedeni su u nastavku s vezama na članke:

  • Da biste zaštitili konstrukciju od udara munje, usmjeravajući gromu kroz uzemljenje u zemlju, a ne prolazeći kroz strukturu.
  • Kao dio jednofaznih povratnih linija za napajanje i signala, kao što su korišteni za isporuku električne energije male snage i za telegrafske vodove.
  • U radiju, kao uzemljenje za velike monopolske antene.
  • Kao pomoćna ravnoteža napona za druge vrste radio antena, poput dipola.
  • Kao polazište zemaljske dipolske antene za VLF i ELF radio.

Ciljevi električnog uzemljenja

Zaštitna uzemljenja

U Velikoj Britaniji "uzemljenje" je spajanje izloženih vodljivih dijelova instalacije pomoću zaštitnih vodiča na "glavni terminal za uzemljenje", koji je povezan s elektrodom u dodiru sa zemljom. A zaštitni vodič (PE) (poznat kao provodnik za uzemljenje opreme u američkom Nacionalnom elektrotehničkom zakoniku) izbjegava opasnost od strujnog udara držeći izloženu vodljivu površinu povezanih uređaja u blizini zemaljskog potencijala u uvjetima kvara. U slučaju kvara, sustav uzemljenja pušta struju na zemlju. Ako je to prekomjerno, djelovat će prekomjerna zaštita osigurača ili prekidača, čime se štiti krug i uklanjaju naponi uzrokovani kvarom s izloženih vodljivih površina. Ovo isključenje osnovno je načelo moderne prakse ožičenja i naziva se „Automatsko isključivanje napajanja“ (ADS). Maksimalne dopuštene vrijednosti impedancije petlje zemljospoja i karakteristike uređaja za zaštitu od prekomjerne struje strogo su specificirani u propisima o električnoj sigurnosti kako bi se osiguralo da se to odmah dogodi i da, dok prekomjerna struja teče, na provodnim površinama ne nastaju opasni naponi. Zaštita je stoga ograničavanjem povišenja napona i njegovog trajanja.

Alternativa je obrana u dubini - poput ojačane ili dvostruke izolacije - kod kojih se moraju pojaviti višestruki neovisni kvarovi kako bi se izložilo opasno stanje.

Funkcionalno uzemljenje

A funkcionalna zemlja priključak služi za drugu svrhu osim električne sigurnosti i može nositi struju kao dio normalnog rada. Najvažniji primjer funkcionalne zemlje je neutralni sustav za opskrbu električnom energijom kada je to vodič za prijenos struje spojen na zemaljsku elektrodu na izvoru električne energije. Ostali primjeri uređaja koji upotrebljavaju funkcionalne uzemljene veze uključuju sredstva za suzbijanje prenapona i elektromagnetske filtere smetnji.

Sustavi niskog napona

U distribucijskim mrežama niskog napona, koje distribuiraju električnu energiju najširem razredu krajnjih korisnika, glavna briga za dizajn sustava uzemljenja je sigurnost potrošača koji koriste električne uređaje i njihova zaštita od električnih udara. Sustav uzemljenja, u kombinaciji sa zaštitnim uređajima kao što su osigurači i uređaji zaostale struje, u konačnici mora osigurati da osoba ne smije doći u dodir s metalnim predmetom čiji potencijal u odnosu na potencijal osobe prelazi "siguran" prag, koji se obično postavlja na 50 V.

Na električnim mrežama s sistemskim naponom od 240 V do 1.1 kV, koje se uglavnom koriste u industrijskoj / rudarskoj opremi / strojevima, a ne u javno dostupnim mrežama, dizajn sustava uzemljenja jednako je važan sa sigurnosnog stajališta kao i za domaće korisnike.

U većini razvijenih zemalja, utičnice od 220 V, 230 V ili 240 V sa uzemljenim kontaktima uvedene su neposredno prije ili ubrzo nakon Drugog svjetskog rata, iako sa značajnim nacionalnim varijacijama u popularnosti. U Sjedinjenim Državama i Kanadi, utičnice od 120 V instalirane prije sredine šezdesetih godina općenito nisu uključivale uzemljenje (uzemljenje). U svijetu u razvoju lokalna praksa ožičenja možda neće osigurati vezu s uzemljivačem utičnice.

U nedostatku uzemljenja, uređaji kojima je potreban uzemljenje često su koristili opskrbnu neutralnu. Neki su koristili namjenske šipke za zemlju. Mnogi uređaji od 110 V imaju polarizirane utikače kako bi se održala razlika između "linijskog" i "neutralnog", ali upotreba neutralnog napajanja za uzemljenje opreme može biti vrlo problematična. "Line" i "neutral" mogu se slučajno preokrenuti u utičnici ili utikaču, ili spoj neutralni-uzemljenje može zakazati ili biti nepravilno instaliran. Čak i normalne struje opterećenja u neutralnom položaju mogu generirati opasne padove napona. Iz tih razloga većina zemalja sada je odredila namjenske zaštitne zemaljske veze koje su danas gotovo univerzalne.

Ako putanja greške između slučajno napajanih objekata i priključka za napajanje ima malu impedanciju, strujna snaga će biti toliko velika da će se zaštitni uređaj struje od prekomjernog struja (osigurač ili prekidač) otvoriti da bi očistio uzemljenje. Ako sustav uzemljenja ne osigurava metalni vodič s niskom impedancijom između kućišta opreme i povratnog napona (poput TT odvojeno uzemljenog sustava), kvarovi struje su manji i ne moraju nužno pokretati uređaj za zaštitu od prekomjernog struja. U tom slučaju ugrađuje se detektor zaostale struje da otkrije struju koja curi prema zemlji i prekine krug.

IEC terminologija

Međunarodni standard IEC 60364 razlikuje tri obitelji uređaja za uzemljenje pomoću dvoslovne oznake TN, TTi IT.

Prvo slovo označava vezu između zemlje i opreme za napajanje (generatora ili transformatora):

"T" - Izravna veza točke sa zemljom (latinski: terra)
„Ja” - Niti jedna točka nije povezana sa zemljom (izolacija), osim možda pomoću velike impedance.

Drugo slovo označava vezu između zemlje ili mreže i električnog uređaja koji se isporučuje:

"T" - Zemaljska veza je lokalnom izravnom vezom sa zemljom (latinski: terra), obično putem uzemljenog štapa.
"N" - Priključak na zemlju se osigurava opskrbom električnom energijom Nmreže, bilo kao zasebni zaštitni uzemljivač (PE) ili u kombinaciji s neutralnim vodičem.

Vrste TN mreža

U TN sustav uzemljenja, jedna od točaka generatora ili transformatora spojena je sa zemljom, obično je zvijezdana točka u trofaznom sustavu. Tijelo električnog uređaja povezano je sa zemljom putem ovog zemaljskog priključka na transformatoru. Ovaj aranžman je trenutni standard za stambene i industrijske električne sustave, posebno u Europi.

Nazvan je vodič koji povezuje izložene metalne dijelove potrošačke električne instalacije zaštitna zemlja. Provodnik koji se povezuje sa zvjezdanom točkom u trofaznom sustavu ili koji nosi povratnu struju u jednofaznom sustavu naziva se neutralan (N). Razlikuju se tri varijante TN sustava:

TN-S
PE i N su zasebni vodiči koji se međusobno spajaju samo u blizini izvora energije.
TN-C
Kombinirani PEN provodnik ispunjava funkcije i PE i N vodiča. (na sustavima 230 / 400V koji se obično koriste samo za distribucijske mreže)
TN-C-S
Dio sustava koristi kombinirani PEN vodič, koji je u nekom trenutku podijeljen u zasebne PE i N linije. Kombinirani PEN vodič obično se odvija između trafostanice i ulaznog mjesta u zgradu, a zemlja i neutralni odvajaju se u servisnoj glavi. U Velikoj Britaniji je ovaj sustav poznat i kao zaštitno višestruko uzemljenje (PME), zbog prakse povezivanja kombiniranog vodiča neutralnog i uzemljenog s stvarnom zemljom na mnogim mjestima, kako bi se smanjio rizik od električnog udara u slučaju slomljenog PEN vodiča. Slični sustavi u Australiji i Novom Zelandu su označeni kao višestruko uzemljeni neutralni (muški) i, u Sjevernoj Americi, kao više-uzemljeni neutralni (MGN).
TN-S: odvojeni zaštitni uzemljivači (PE) i neutralni (N) vodiči od transformatora do uređaja za potrošnju, koji nisu povezani ni na jednom mjestu nakon točke raspodjele zgrade.
TN-C: kombinirani PE i N vodiči sve do transformatora do uređaja za potrošnju.
TN-CS sustav uzemljenja: kombinirani PEN provodnik od transformatora do gradilišta, ali odvojeni PE i N vodiči u fiksnom zatvorenom ožičenju i fleksibilni strujni kabeli.

 

Moguće je uzeti i TN-S i TN-CS napajanja iz istog transformatora. Na primjer, ovojnice na nekim podzemnim kabelima korodiraju i prestaju pružati dobre zemaljske veze, pa se domovi u kojima se nalaze "loše zemlje" s visokim otporom mogu pretvoriti u TN-CS. To je moguće na mreži samo kada je neutralni element prikladno robustan protiv kvara, a pretvorba nije uvijek moguća. PEN mora biti prikladno ojačan protiv kvara, jer PEN otvorenog kruga može impresionirati puni fazni napon na bilo kojem izloženom metalu povezanom sa zemljom sustava nizvodno od prekida. Alternativa je pružanje lokalne zemlje i pretvaranje u TT. Glavna atrakcija TN mreže je put uzemljenja male impedancije koji omogućuje lako automatsko odspajanje (ADS) na krugu velike struje u slučaju kratkog spoja od linije do PE jer će isti prekidač ili osigurač raditi za LN ili L -PE kvarovi, a RCD nije potreban za otkrivanje zemljospoja.

TT mreža

U TT (Terra-Terra) sustav uzemljenja, zaštitni priključak za uzemljenje za potrošača osigurava lokalna uzemljivačka elektroda (koja se ponekad naziva i priključak Terra-Firma), a na generatoru je instaliran još jedan. Između njih nema 'žice za uzemljenje'. Impedancija petlje kvara je veća i ukoliko impedancija elektrode zaista nije vrlo mala, TT instalacija uvijek treba imati RCD (GFCI) kao prvi izolator.

Velika prednost sustava za uzemljenje TT je smanjena provodna smetnja povezane opreme drugih korisnika. TT je uvijek bio poželjniji za posebne programe poput telekomunikacijskih mjesta koja imaju koristi od uzemljenja bez smetnji. Također, TT mreže ne predstavljaju ozbiljne rizike u slučaju slomljene neutralne točke. Uz to, na mjestima gdje se snaga distribuira iznad glave, zemaljski vodiči nisu u opasnosti da postanu pod naponom ako bilo koji nadzemni distribucijski vodič pukne, na primjer, s oborenog stabla ili grane.

U doba prije RCD-a, sustav uzemljenja TT bio je neprivlačan za opću upotrebu zbog poteškoća u organiziranju pouzdanog automatskog isključivanja (ADS) u slučaju kratkog spoja od linije do PE (u usporedbi sa sustavima TN, gdje je isti prekidač ili će osigurač djelovati za LN ili L-PE greške). No kako uređaji za zaostalu struju ublažavaju ovaj nedostatak, TT sustav uzemljenja postao je mnogo atraktivniji pod uvjetom da su svi izmjenični strujni krugovi zaštićeni RCD-om. U nekim se zemljama (poput Velike Britanije) preporučuje u situacijama kada je izjednačavanje potencijala s niskom impedancijom nepraktično održavati povezivanjem, gdje postoji značajno vanjsko ožičenje, poput opskrbe mobilnim kućama i nekim poljoprivrednim postavkama ili gdje je velika strujna greška mogao predstavljati druge opasnosti, poput skladišta goriva ili marina.

TT sustav uzemljenja koristi se u cijelom Japanu, s RCD jedinicama u većini industrijskih postrojenja. Ovo može postaviti dodatne zahtjeve za pogone promjenjive frekvencije i napajanja s prekidačkim režimom koji često imaju velike filtre koji prenose visokofrekventni šum na uzemljenje.

IT mreža

U IT mreže, električni distribucijski sustav uopće nema vezu sa zemljom ili ima samo priključak visoke impedance.

usporedba

TT IT TN-S TN-C TN-CS
Impedancija petlje za uzemljenje visok Najviši Nizak Nizak Nizak
RCD poželjno? Da N / A Izborni Ne Izborni
Potrebna vam je zemaljska elektroda na mjestu? Da Da Ne Ne Izborni
Trošak PE vodiča Nizak Nizak Najviši najmanje visok
Rizik slomljenog neutralnog Ne Ne visok Najviši visok
Sigurnosni Siguran Manje sigurno najsigurnije Najmanje sigurno Siguran
Elektromagnetske smetnje najmanje najmanje Nizak visok Nizak
Rizici sigurnosti Velika impedanca u petlji (koračni naponi) Dvostruka greška, prenaponski napon Slomljena neutralno Slomljena neutralno Slomljena neutralno
Prednosti Siguran i pouzdan Kontinuitet rada, trošak najsigurnije Koštati Sigurnost i trošak

Ostale terminologije

Dok se nacionalni propisi za ožičenje zgrada mnogih zemalja pridržavaju IEC 60364 terminologije, u Sjevernoj Americi (Sjedinjene Države i Kanada), pojam "uzemljivač opreme" odnosi se na uzemljenje opreme i uzemljene žice na granskim krugovima i "provodnik uzemljenja elektrode" koristi se za vodiče koji spajaju uzemljenu šipku (ili slično) na servisnu ploču. "Uzemljeni vodič" je sustav "neutralan". Australijski i novozelandski standardi koriste modificirani sustav uzemljenja PME pod nazivom Multiple Earthed Neutral (MEN). Neutrala je uzemljena (uzemljena) na svakoj točki potrošačke usluge, čime se efektivna razlika potencijala na nuli dovodi na nulu duž cijele duljine NN vodova. U Velikoj Britaniji i nekim zemljama Commonwealtha, izraz "PNE", što znači Faza-Neutralna-Zemlja, koristi se kako bi se naznačilo da se koriste tri (ili više za nefazne veze) vodiča, tj. PN-S.

Neutralno uzemljen (Indija)

Slično HT sustavu, otporni zemaljski sustav također je uveden za rudarstvo u Indiji, prema propisima Središnjeg ureda za električnu energiju za LT sustav (1100 V> LT> 230 V). Umjesto čvrstog uzemljenja zvijezde neutralne točke, između se dodaje prikladni neutralni otpor uzemljenja (NGR), ograničavajući struju propuštanja zemlje do 750 mA. Zbog ograničenja struje kvara sigurnije je za plinske mine.

Kako je propuštanje zemlje ograničeno, zaštita od propuštanja ima najvišu granicu za ulaz samo 750 mA. U čvrstom uzemljenom sustavu struja curenja može narasti do struje kratkog spoja, ovdje je ograničena na maksimalnih 750 mA. Ova ograničena radna struja smanjuje ukupnu radnu učinkovitost zaštite releja od curenja. Važnost učinkovite i najpouzdanije zaštite povećala se zbog sigurnosti, od električnog udara u minama.

U ovom sustavu postoje mogućnosti da se povezani otpor otvara. Da bi se izbjegla ova dodatna zaštita za nadziranje otpora je aktiviran, koji isključuju napajanje u slučaju kvara.

Zaštita od curenja zemlje

Propuštanje struje iz zemlje može biti vrlo štetno za ljude ako prođe kroz njih. Da bi se izbjegli slučajni udar električnih uređaja / opreme, relej / senzor za istjecanje zemlje koristi se na izvoru za izoliranje snage kada curenje prijeđe određenu granicu. U tu se svrhu koristi prekidač za istjecanje zemlje. Prekidači osjetnika struje nazivaju se RCB / RCCB. U industrijskoj primjeni, releji propuštanja zemlje koriste se s odvojenim CT-om (strujni transformator) koji se naziva CBCT (jezgrom uravnoteženi strujni transformator) koji osjeti struju propuštanja (struja nultog faznog slijeda) sustava kroz sekundar CBCT-a i ovaj upravlja relejem. Ova zaštita djeluje u opsegu mili-ampera i može se podesiti od 30 mA do 3000 mA.

Provjera povezanosti sa Zemljom

Zasebna pilot jezgra p pokreće se iz sustava za distribuciju / opskrbu opremom, osim zemljine jezgre. Uređaj za provjeru povezivanja sa zemljom fiksiran je na kraju izvora koji kontinuirano prati povezanost sa zemljom. Pilotna jezgra p pokreće se iz ovog uređaja za provjeru i provodi se kroz spojni vučni kabel koji obično daje snagu za pokretne rudarske strojeve (LHD). Ta jezgra p spojena je sa zemljom na kraju distribucije putem diodnog kruga, koji dovršava električni krug pokrenut od uređaja za provjeru. Kad je prekinuta povezanost zemlje sa vozilom, ovaj krug pilot-jezgre isključuje se, zaštitni uređaj fiksiran na kraju izvora aktivira se i izolira napajanje stroja. Ova vrsta kruga je nužna za prijenosnu tešku električnu opremu koja se koristi u podzemnim minama.

Nekretnine

Koštati

  • TN mreže štede troškove priključka za uzemljenje niske impedance na mjestu svakog potrošača. Takav spoj (zakopana metalna konstrukcija) treba osigurati zaštitna zemlja u IT i TT sustavima.
  • TN-C mreže štede troškove dodatnog vodiča potrebnog za odvojene N i PE veze. Međutim, da bi se umanjio rizik od slomljenih neutrala, potrebni su posebni tipovi kabela i puno priključaka na zemlju.
  • TT mreže zahtijevaju odgovarajuću RCD (prekidač uzemljenja uzemljenja).

Sigurnosni

  • U TN-u velika greška izolacije može dovesti do velike struje kratkog spoja koja će aktivirati prekidač struje ili osigurač i isključiti L vodiče. Kod TT sustava, impedancija petlje zavarivanja može biti previsoka da bi se to učinilo ili previsoka da bi se to učinilo u zahtijevanom vremenu, tako da se obično koristi RCD (ranije ELCB). Ranije TT instalacije mogu nedostajati ove važne sigurnosne karakteristike koje omogućuju da se CPC (zaštitni provodnik u krugu ili PE) i možda povezani metalni dijelovi unutar dosega osoba (izloženi konduktivni dijelovi i vanjski provodljivi dijelovi) mogu dugotrajno napajati pod greškom uvjeta, što predstavlja stvarnu opasnost.
  • U TN-S i TT sustavima (i u TN-CS izvan točke rascjepa), zaostala struja može se koristiti za dodatnu zaštitu. U nedostatku bilo kakve greške u izolaciji u uređaju potrošača, jednadžba IL1+IL2+IL3+IN = 0, a RCD može isključiti napajanje čim ovaj zbroj dosegne prag (obično 10 mA - 500 mA). Kvar izolacije između L ili N i PE pokrenut će RCD s velikom vjerojatnošću.
  • U IT i TN-C mrežama daleko je manje vjerojatno da će uređaji za zaostalu struju otkriti grešku u izolaciji. U TN-C sustavu također bi bili vrlo osjetljivi na neželjeno aktiviranje iz kontakta između uzemljenih vodiča strujnih krugova na različitim RCD-ovima ili sa stvarnim tlom, što bi učinilo njihovu upotrebu neizvodljivom. Također, RCD-ovi obično izoliraju neutralnu jezgru. Budući da je to nesigurno učiniti u TN-C sustavu, RCD-ove na TN-C treba ožičiti samo da prekinu linijski vodič.
  • U jednofaznim jednofaznim sustavima u kojima su spojeni zemlja i neutral (TN-C i dio TN-CS sustava koji koristi kombiniranu neutralnu i zemaljsku jezgru) ako postoji problem kontakta u PEN vodiču, tada svi dijelovi sustava uzemljenja nakon puknuća povećavaju se do potencijala L vodiča. U neuravnoteženom višefaznom sustavu potencijal uzemljenja bit će usmjeren prema potencijalu najviše opterećenog vodova. Takav porast potencijala neutralnog nakon probijanja poznat je kao neutralna inverzija. Stoga TN-C veze ne smiju prolaziti preko utikača / utičnica ili fleksibilnih kabela, gdje je veća vjerojatnost problema s kontaktima nego kod fiksnih ožičenja. Također postoji rizik ako je kabel oštećen, što se može ublažiti upotrebom koncentrične konstrukcije kabela i višestrukih uzemljenih elektroda. Zbog (malih) rizika od izgubljenog neutralnog podizanja 'uzemljenih' metalnih predmeta na opasan potencijal, zajedno s povećanim rizikom od šoka od blizine do dobrog kontakta s istinskom zemljom, u Velikoj Britaniji je zabranjena uporaba TN-CS zaliha za mjesta za kamp prikolice i opskrbu brodova te se strogo ne preporučuje za upotrebu na farmama i na vanjskim gradilištima, pa se u takvim slučajevima preporučuje izrada svih vanjskih ožičenja TT s RCD-om i odvojenom zemaljskom elektrodom.
  • U IT sustavima nije vjerojatno da pojedinačna greška izolacije prouzrokuje opasne struje kroz ljudsko tijelo u dodiru sa zemljom, jer ne postoji krug niske impedance za takvu struju. Međutim, prva greška izolacije može učinkovito pretvoriti IT sustav u TN sustav, a druga greška izolacije može dovesti do opasnih struja tijela. Još gore, u višefaznom sustavu, ako bi jedan linijski provodnik stupio u kontakt sa zemljom, uzrokovao je porast ostalih faznih jezgara na fazni napon u odnosu na zemlju, a ne na fazno neutralni napon. IT sustavi također imaju veće prolazne prenaponske vrijednosti od ostalih sustava.
  • U sustavima TN-C i TN-CS, svaka veza između kombiniranog jezgra neutralne i zemlje i zemaljskog tijela u normalnim je uvjetima mogla dovesti do značajne struje, a mogla bi proći i više u slomljenom neutralnom položaju. Stoga se glavni voditelji izjednačenja potencijala moraju imati u vidu; uporaba TN-CS-a nije preporučljiva u situacijama kao što su benzinske pumpe, gdje postoji kombinacija puno zakopanih metala i eksplozivnih plinova.

Elektromagnetska kompatibilnost

  • U TN-S i TT sustavima potrošač ima nisko-bučnu vezu sa zemljom koja ne trpi napon koji se pojavljuje na N vodiču kao rezultat povratnih struja i impedancije tog vodiča. To je od posebne važnosti kod nekih vrsta telekomunikacijske i mjerne opreme.
  • U TT sustavima svaki potrošač ima svoju povezanost sa zemljom i neće primijetiti struju koje bi mogli izazvati drugi potrošači na zajedničkoj PE liniji.

Propisi

  • U Nacionalnom električnom zakoniku Sjedinjenih Država i Kanadskom električnom zakonu napajanje iz distribucijskog transformatora koristi kombinirani neutralni i uzemljivi vodič, ali unutar strukture koriste se odvojeni neutralni i zaštitni vodiči za uzemljenje (TN-CS). Neutrala mora biti spojena na masu samo na dovodnoj strani odspojnog prekidača kupca.
  • U Argentini, Francuskoj (TT) i Australiji (TN-CS) kupci moraju osigurati vlastite prizemne priključke.
  • U Japanu upravlja PSE zakon i koristi TT uzemljenje u većini instalacija.
  • U Australiji se koristi sustav uzemljenja višestrukog uzemljenja (MEN) i opisan je u odjeljku 5 AS 3000. Za kupce niskog napona to je TN-C sustav od transformatora na ulici do prostora, (neutralno je uzemljeno više puta duž ovog segmenta) i TN-S sustav unutar instalacije, od glavne centrale prema dolje. Gledano u cjelini, to je TN-CS sustav.
  • U Danskoj regulacija visokog napona (Stærkstrømsbekendtgørelsen) i Maleziji Pravilnik o električnoj energiji iz 1994. godine kaže da svi potrošači moraju koristiti TT uzemljenje, mada u rijetkim slučajevima TN-CS može biti dozvoljen (koristi se na isti način kao u Sjedinjenim Državama). Pravila su različita kada su u pitanju veće tvrtke.
  • U Indiji, prema propisima Središnjeg ureda za električnu energiju, CEAR, 2010., pravilo 41, postoji uzemljenje, neutralna žica trofaznog, četverožičnog sustava i dodatna treća žica dvofaznog trožičnog sustava. Uzemljenje treba obaviti s dva odvojena priključka. Sustav uzemljenja također mora imati najmanje dvije ili više uzemljenih jama (elektroda) tako da se odvija pravilno uzemljenje. Prema pravilu 3, instalacija s opterećenjem većim od 4 kW većim od 2 V mora imati prikladni uređaj za zaštitu od curenja zemlje koji izolira opterećenje u slučaju zemljospoja ili curenja.

Primjeri primjene

  • U područjima Velike Britanije gdje prevladava podzemni kablovski sustav, sistem TN-S je uobičajen.
  • U Indiji se isporuka LT općenito odvija putem TN-S sustava. Neutral je dvostruko uzemljen na distribucijskom transformatoru. Neutralno i uzemljenje odvojeno prolaze na distribucijskoj nadzemnoj vodi / kablovima. Za spajanje uzemljenja koriste se zasebni vodiči za nadzemne vodove i oklop kablova. Dodatne uzemljene elektrode / jame instalirane su na krajnjim krajnicima za jačanje uzemljenja.
  • Većina modernih domova u Europi ima sustav uzemljenja TN-CS. Kombinirana nula i uzemljenje javljaju se između najbliže transformatorske stanice i isključenog servisa (osigurač prije brojila). Nakon toga se u svim unutarnjim ožičenjima koriste zasebne uzemljene i neutralne jezgre.
  • Starije gradske i prigradske domove u Velikoj Britaniji obično imaju TN-S zalihe, s tim da se uzemljeni priključak dovodi preko vodećeg omotača podzemnog kabla sa olovom i papirom.
  • Starije domove u Norveškoj koriste informacijski sustav dok starije domove koriste TN-CS.
  • Neki stariji domovi, pogotovo oni izgrađeni prije izuma prekidača struje i ožičenih mrežnih kućica, koriste se unutarnjim TN-C rasporedom. To se više ne preporučuje.
  • U laboratorijskim prostorijama, medicinskim ustanovama, gradilištima, radionicama za popravke, pokretnim električnim instalacijama i ostalim okruženjima koja se napajaju od generatora motora, gdje postoji povećan rizik od greške u izolaciji, često se koristi IT uređaj za uzemljenje isporučen iz izolacijskih transformatora. Da bi se ublažile dvije pogreške u IT sustavima, izolacijski transformatori trebaju isporučiti samo mali broj opterećenja i treba ih zaštititi uređajem za nadzor izolacije (koji se zbog troškova uglavnom koristi samo medicinskim, željezničkim ili vojnim IT sustavima).
  • U udaljenim područjima, gdje trošak dodatnog PE vodiča nadmašuje cijenu lokalnog zemaljskog priključka, TT mreže se obično koriste u nekim zemljama, posebno u starijim objektima ili u ruralnim područjima, gdje sigurnost u suprotnom može prijetiti lomom nadzemni PE dirigent, recimo, pala grana stabla. Opskrba TT-om pojedinačnim nekretninama također se vidi uglavnom u sustavima TN-CS gdje se pojedinačna imovina smatra neprikladnom za opskrbu TN-CS-om.
  • U Australiji, Novom Zelandu i Izraelu koristi se TN-CS sustav; međutim, pravila ožičenja trenutno navode da, pored toga, svaki kupac mora osigurati zaseban priključak na zemlju putem spoja vodovodne cijevi (ako metalne vodovodne cijevi ulaze u prostorije potrošača) i posebne elektrode za uzemljenje. U Australiji i Novom Zelandu to se naziva višestruko uzemljena neutralna veza ili MEN Link. Ovaj MEN Link se može ukloniti radi testiranja instalacije, ali je tijekom uporabe povezan sustavom zaključavanja (na primjer maticama za zaključavanje) ili dvama ili više vijaka. U sustavu muškaraca najvažnost je cjelovitost neutralnog. U Australiji nove instalacije moraju također povezati temeljni beton koji ojačava pod mokrim područjima na zemljani vodič (AS3000), obično povećavajući veličinu uzemljenja, i pružaju ekvipotencijalnu ravninu u područjima kao što su kupaonice. U starijim instalacijama nije rijetkost pronaći samo vezu vodovodne cijevi i dopušteno je da ostane takva, ali ako se radi bilo kakav posao nadogradnje, mora se instalirati dodatna uzemljivačka elektroda. Zaštitni uzemljivač i neutralni vodiči kombiniraju se dok potrošačeva neutralna veza (smještena na strani kupca u neutralnom spoju brojila električne energije) - izvan ove točke zaštitna uzemljenja i neutralni vodiči nisu odvojeni.

Visokonaponski sustavi

U visokonaponskim mrežama (iznad 1 kV), koje su daleko manje dostupne široj javnosti, fokus dizajna sustava uzemljenja manje je na sigurnosti, a više na pouzdanosti opskrbe, pouzdanosti zaštite i utjecaju na opremu u prisutnosti kratki spoj. Odabirom sustava uzemljenja značajno utječe samo na veličinu kratkospojnih spojeva faze-zemlje, koji su najčešći, jer je trenutni put uglavnom zatvoren kroz zemlju. Trofazni HV / SN transformatori, smješteni u distribucijskim podstanicama, najčešći su izvor napajanja distribucijskih mreža, a vrsta uzemljenja njihove neutralne odreduje sustav uzemljenja.

Postoji pet vrsta neutralnog uzemljenja:

  • Čvrsta uzemljena neutralna
  • Neotkriveni neutralni
  • Neutralno uzemljen
    • Uzemljenje niskog otpora
    • Uzemljenje visoke otpornosti
  • Neutralno uzemljen
  • Korištenje uzemljivača (kao što je Zigzag transformator)

Čvrsta uzemljena neutralna

In solidan or direktno uzemljena neutralna, zvjezdasta točka transformatora izravno je povezana sa zemljom. U ovom rješenju predviđen je put male impedancije za zatvaranje struje zemljospoja i njihove su veličine usporedive s trofaznim strujama kvara. Budući da neutralni ostaje na potencijalu blizu tla, naponi u nepromijenjenim fazama ostaju na razinama sličnim onima prije kvara; zbog toga se ovaj sustav redovito koristi u visokonaponskim prijenosnim mrežama, gdje su troškovi izolacije visoki.

Neutralno uzemljen

Da bi se ograničio zemljospoj kratkog spoja, dodaje se dodatni neutralni otpor uzemljenja (NGR) između neutralnog, točke zvijezde transformatora i zemlje.

Uzemljenje niskog otpora

Granica struje kvara s malim otporom je relativno visoka. U Indiji je ograničeno na 50 A za rudnike otvorenog livenja prema Pravilima središnjeg tijela za električnu energiju, CEAR, 2010, pravilo 100.

Neotkriveni neutralni

In iskopavanje, izolirani or plutajući neutralno sustav, kao u IT sustavu, nema izravne veze zvijezde točke (ili bilo koje druge točke u mreži) i zemlje. Kao rezultat toga, struje kvara na uzemljenju ne smiju se zatvoriti i stoga imaju zanemarljive veličine. Međutim, u praksi strujna smetnja neće biti jednaka nuli: vodiči u krugu - posebno podzemni kablovi - imaju svojstven kapacitet prema zemlji, što pruža put razmjerno velike impedancije.

Sustavi s izoliranom neutralnom strujom mogu nastaviti s radom i neprekidno isporučuju čak i ako postoji greška na zemlji.

Prisutnost neprekidnog zemljospoja može predstavljati značajan sigurnosni rizik: ako struja prelazi 4 A - 5 A, razvija se električni luk koji se može održati i nakon uklanjanja kvara. Iz tog su razloga oni uglavnom ograničeni na podzemne i podmorske mreže i industrijsku primjenu, gdje je potreba za pouzdanošću velika, a vjerojatnost ljudskog kontakta relativno niska. U urbanim distribucijskim mrežama s više podzemnih napajača, kapacitivna struja može doseći nekoliko desetaka ampera, što predstavlja značajan rizik za opremu.

Prednost niske strujne smetnje i daljnjeg rada sustava nakon toga nadoknađuje se inherentnim nedostatkom da je mjesto pogreške teško detektirati.


Ako su vam potrebne dodatne informacije ili imate bilo kakva pitanja, prijedloge ili komentare, kontaktirajte nas na:
Kontakt detalji
VRH

ZABORAVILI DETALJE?