Схема заземления нейтрали. Что такое система заземления tn, и какие системы еще бывают

Интернет-энциклопедия по электрике » Электробезопасность » Схема заземления нейтрали. Что такое система заземления tn, и какие системы еще бывают

Схема заземления нейтрали. Что такое система заземления tn, и какие системы еще бывают

Классификация систем заземления электроустановок и модернизация квартирной электропроводки. Опыт применения.

Для правильного ремонта или модернизации проводки нужно точно знать, какая система заземления применена на объекте. От этого зависит ваша безопасность, кроме того, это важно при составлении проекта реконструкции. В одних случаях, например, применяется трехжильный кабель, а в других четырех и пятижильный.

Классификация систем заземления электроустановок по МЭК

Международная электротехническая комиссия и с ее подачи 7 редакция ПУЭ (правила устройства электроустановок) различают 3 системы заземления и несколько их подсистем.

1. Система TN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S);

2. Система TT;

3. Система IT.

Система TN

Система TN, это система с глухозаземленной нейтралью , при которой открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника с помощью нулевых защитных проводников.

Термин глухозаземленная нейтраль значит, что на трансформаторной подстанции нейтраль (ноль) подключен непосредственно к заземляющему контуру (заземлен).

Подсистема TN-C, это TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены на всем ее протяжении, т.е. .

TN-S - это система, в которой на всем протяжении разделены нулевой защитный и нулевой рабочий проводники. Это самая безопасная, но и самая дорогая система.

Подсистема TN-C-S - это промежуточный вариант. В ней нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в какой-то ее части. Обычно это главный щит здания (защитное заземление дополняется защитным занулением). Далее по всему зданию эти проводники разделены. Эта система оптимальна с точки зрения соотношения цена - качество.

Система IT

Это система, в которой ноль источника изолирован от земли, или заземлен через приборы, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющих устройств. Сейчас система IT практически никогда не используется.

Система TT

Это система, в которой ноль источника заземлен, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от заземленного нуля источника. Иными словами, используется свой контур заземления на объекте никак не связанный с нулем.

Сегодня эта система является основной для мобильных сооружений, например бытовки, дома-вагоны и т.д. Отметим, что согласовать применение такой системы сложнее, чем TN. Становится обязательным , необходимо качественное заземление (4 Ом для 380 В), есть особенности при подборе .

Какую систему зазаемления электроустановок применять и как модернизировать?!

Исходя из вышесказанного, лучше всего применять систему заземления TN.

Система TN-C применялась ранее и ее нельзя рекомендовать для нового жилья.

Всем хороша система TN-S, но дорога и пока применяется редко. Оптимальный вариант пока - это система TN-C-S.

Остановимся теперь на типичных трудностях и ошибках, встречающихся при модернизации систем заземления.

1. Если рассматривать частный дом, в котором проводка уже сделана трехжильным проводом (фаза, ноль, заземление), то замена TN-C на TN-C-S довольно проста. Нужно только сделать качественное заземление, подключить его к вводному электрощитку и к точке соединения нуля и земли (N и РЕ) подключить РЕ провода розеток и светильников (обычно это желто-зеленый провод).

2. В квартире или многоквартирном доме, не оборудованном контуром заземления так делать нельзя. Проводку, конечно, лучше сделать тоже трехпроводным кабелем, но не нужно подключать, ни в розетках (светильниках) не в .

Причина заключается в том, что если вы подключите этот провод к нулю проводки (больше подключить его некуда, кроме разве батареи, что запрещено), то за счет падения папряжения в нулевом проводе от токов включенных нагрузок, корпуса вашей аппаратуры будут под напряжением относительно земли (батареи, трубы и т.д.).

3. В процессе эксплуатации встречаются и другие казусы, например, после устранения аварии электрики перепутывают нулевой и фазный провод. Соседям, у которых нет нулевого провода на корпусе аппаратуры, ничего не грозит, а у вас корпус под потенциалом фазы!

4. Нередки случаи отгорания нуля входного кабеля, происходящие при перекосе фаз, в этом случае на корпусе тоже будет опасный потенциал.

Исходя из вышесказанного, вытекает необходимость использования . Это устройства, выключающие сеть 220/380 В при протекании по телу человека незначительных (но чувствительных!) токов 10-30 мА. Недостаток этих устройств в том, что они будут срабатывать при любых токах утечки, например, когда вас пролили соседи. Бывает весьма сложно .

Итак, при ремонте проводки применяйте систему заземления TN-C-S. Прокладывайте проводку с цветной изоляцией жил (например ВВГ НГ).

Если в доме нет контура заземления, не подключайте провод заземления к нулю. Для проводки в помещения, где много влаги, используйте .

Режимы заземления нейтрали в сетях 0,4 кв

В главе 1.7 нового издания ПУЭ приведены возможные варианты (режимы) заземления нейтрали и открытых проводящих частей 1 в сетях 0,4 кВ. Они соответствуют вариантам, указанным в стандарте Международной электротехнической комиссии (МЭК).
Режим заземления нейтрали и открытых проводящих частей обозначается двумя буквами: первая указывает режим заземления нейтрали источника питания (силового трансформатора 6-10/0,4 кВ), вторая 13 открытых проводящих частей. В обозначениях используются начальные буквы французских слов :

Т (terre 13 земля) 13 заземлено;
N (neutre 13 нейтраль) 13 присоединено к нейтрали источника;
I (isole) 13 изолировано.

МЭК и ПУЭ предусматривают три режима заземления нейтрали и открытых проводящих частей:

TN 13 нейтраль источника глухо заземлена, корпусы электрооборудования присоединены к нейтральному проводу;
ТТ 13 нейтраль источника и корпусы электрооборудования глухо заземлены (заземления могут быть раздельными);
IT 13 нейтраль источника изолирована или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, корпуса электрооборудования глухо заземлены.

Режим TN может быть трех видов:

TN-C 13 нулевые рабочий и защитный проводники объединены (С 13 первая буква англ. слова combined 13 объединенный) на всем протяжении. Объединенный нулевой проводник называется PEN по первым буквам англ. слов protective earth neutral 13 защитная земля, нейтраль;
TN-S 13 нулевой рабочий проводник N и нулевой защитный проводник PE разделены (S 13 первая буква англ. слова separated 13 раздельный);
TN-C-S 13 нулевые рабочий и защитный проводники объединены на головных участках сети в проводник PEN, а далее разделены на проводники N и PE.

1 Открытая проводящая часть 13 доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. То есть к открытым проводящим частям относятся металлические корпуса электрооборудования.
2 Косвенное прикосновение 13 электрический контакт людей и животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции. То есть это прикосновение к металлическому корпусу электрооборудования при пробое изоляции на корпус.
Сравним возможные режимы заземления нейтрали и открытых проводящих частей в сетях 0,4 кВ 13 отметим преимущества и существенные недостатки. Основными критериями для сравнения являются:

электробезопасность (защита от поражения людей электрическим током);
пожаробезопасность (вероятность возникновения пожаров при коротких замыканиях);
бесперебойность электроснабжения потребителей;
перенапряжения и защита изоляции;
электромагнитная совместимость (в нормальном режиме работы и при коротких замыканиях);
повреждения электрооборудования при однофазных коротких замыканиях;
проектирование и эксплуатация сети.

СЕТЬ TN-C

Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей (занулением) до последнего времени были широко распространены в России.
Электробезопасность в сети TN-C при косвенном прикосновении2 обеспечивается отключением возникших однофазных замыканий на корпус с помощью предохранителей или автоматических выключателей. Режим TN-C был принят в качестве главенствующего в то время, когда основными аппаратами защиты от замыканий на корпус были предохранители и автоматические выключатели. Характеристики срабатывания этих аппаратов защиты в свое время определялись особенностями защищаемых воздушных линий (ВЛ) и кабельных линий (КЛ), электродвигателей и других нагрузок. Обеспечение электробезопасности было второстепенной задачей.
При относительно низких значениях токов однофазного КЗ (удаленность нагрузки от источника, малое сечение провода) время отключения существенно возрастает. При этом электропоражение человека, прикоснувшегося к металлическому корпусу, весьма вероятно. Например, для обеспечения электробезопасности отключение КЗ на корпус в сети 220 В должно выполняться за время не более 0,2 с . Но такое время отключения предохранители и автоматические выключатели способны обеспечить только при кратностях токов КЗ по отношению к номинальному току на уровне 6-10. Таким образом, в сети TN-C существует проблема обеспечения безопасности при косвенном прикосновении из-за невозможности обеспечения быстрого отключения. Кроме того, в сети TN-C при однофазном КЗ на корпус электроприемника возникает вынос потенциала по нулевому проводу на корпуса неповрежденного оборудования, в том числе отключенного и выведенного в ремонт. Это увеличивает вероятность поражения людей, контактирующих с электрооборудованием сети. Вынос потенциала на все зануленные корпуса возникает и при однофазном КЗ на питающей линии (например, обрыв фазного провода ВЛ 0,4 кВ с падением на землю) через малое сопротивление (по сравнению с сопротивлением контура заземления подстанции 6-10/0,4 кВ). При этом на время действия защиты на нулевом проводе и присоединенных к нему корпусах возникает напряжение, близкое к фазному. Особую опасность в сети TN-C представляет обрыв (отгорание) нулевого провода. В этом случае все присоединенные за точкой обрыва металлические зануленные корпуса электроприемников окажутся под фазным напряжением.
Самым большим недостатком сетей TN-C является неработоспособность в них устройств защитного отключения (УЗО) или residual current devices (RCD) по западной классификации.
Пожаробезопасность сетей TN-C низкая. При однофазных КЗ в этих сетях возникают значительные токи (килоамперы), которые могут вызывать возгорание. Ситуация осложняется возможностью возникновения однофазных замыканий через значительное переходное сопротивление, когда ток замыкания относительно невелик и защиты не срабатывают либо срабатывают со значительной выдержкой времени.
Бесперебойность электроснабжения3 в сетях TN-C при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как замыкания сопровождаются значительным током и требуется отключение присоединения.
В процессе однофазного КЗ в сетях TN-C возникает повышение напряжения (перенапряжения) на неповрежденных фазах примерно на 40%. Сети TN-C характеризуются наличием электромагнитных возмущений. Это связано с тем, что даже при нормальных условиях работы на нулевом проводнике при протекании рабочего тока возникает падение напряжения. Соответственно между разными точками нулевого провода имеется разность потенциалов. Это вызывает протекание токов в проводящих частях зданий, оболочках кабелей и экранах телекоммуникационных кабелей и соответственно электромагнитные помехи. Электромагнитные возмущения существенно усиливаются при возникновении однофазных КЗ со значительным током, протекающим в нулевом проводе.
Значительный ток однофазных КЗ в сетях TN-C вызывает существенные разрушения электрооборудования. Например, прожигание и выплавление стали статоров электродвигателей. На стадии проектирования и настройки защит в сети TN-C необходимо знать сопротивления всех элементов сети, в том числе и сопротивления нулевой последовательности для точного расчета токов однофазных КЗ. То есть необходимы расчеты или измерения сопротивления петли фаза-нуль для всех присоединений. Любое существенное изменение в сети (например, увеличение длины присоединения) требует проверки условий защиты.

СЕТЬ TN-S

Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей называются пятипроводными. В них нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены. Само по себе использование сети TN-S не обеспечивает электробезопасность при косвенном прикосновении, так как при пробое изоляции на корпусе, как и в сети TN-C, возникает опасный потенциал. Однако в сетях TN-S возможно использование УЗО. При наличии этих устройств уровень электробезопасности в сети TN-S существенно выше, чем в сети TN-С. При пробое изоляции в сети TN-S также возникает вынос потенциала на корпуса других электроприемников, связанных проводником PE. Однако быстрое действие УЗО в этом случае обеспечивает безопасность. В отличие от сетей TN-С обрыв нулевого рабочего проводника в сети TN-S не влечет за собой появление фазного напряжения на корпусах всех связанных данной линией питания электроприемников за точкой разрыва.
Пожаробезопасность сетей TN-S при применении УЗО в сравнении с сетями TN-С существенно выше. УЗО чувствительны к развивающимся дефектам изоляции и предотвращают возникновение значительных токов однофазных КЗ.
В отношении бесперебойности электроснабжения и возникновения перенапряжений, сети TN-S не отличаются от сетей TN-С.
Электромагнитная обстановка в сетях TN-S в нормальном режиме существенно лучше, чем в сетях TN-С. Это связано с тем, что нулевой рабочий проводник изолирован и отсутствует ответвление токов в сторонние проводящие пути. При возникновении однофазного КЗ создаются такие же электромагнитные возмущения, как и в сетях TN-С.
Наличие в сетях TN-S устройств УЗО существенно снижает объем повреждений при возникновении однофазных КЗ по сравнению с сетями TN-С. Это объясняется тем, что УЗО ликвидирует повреждение в его начальной стадии.
В отношении проектирования, настройки защит и обслуживания, сети TN-S не имеют каких-либо преимуществ по сравнению с сетями TN-С. Отмечу, что сети TN-S более дорогие в сравнении с сетями TN-С из-за наличия пятого провода, а также УЗО.

СЕТЬ TN-С-S

Это комбинация рассмотренных выше двух типов сетей. Для этой сети будут справедливы все преимущества и недостатки, указанные выше.

СЕТЬ TТ

Особенностью данного типа сетей 0,4 кВ является то, что открытые проводящие части электроприемников присоединены к заземлению, которое обычно независимо от заземления питающей подстанции 6 1310/0,4 кВ.
Электробезопасность в этих сетях обеспечивается использованием УЗО в обязательном порядке. Само по себе использование режима ТТ не обеспечивает безопасности при косвенном прикосновении. Если сопротивление местного заземлителя, к которому присоединены открытые проводящие части, равно сопротивлению заземления питающей подстанции 6(10)/0,4 кВ и возникает замыкание на корпус, то напряжение прикосновения составит половину фазного напряжения (110 В для сети 220 В). Такое напряжение опасно, и необходимо немедленное отключение поврежденного присоединения. Но отключение не может быть обеспечено автоматическими выключателями и предохранителями за безопасное для прикоснувшегося человека время из-за малой величины тока однофазного замыкания. Например, если принять, что сопротивления заземления питающей подстанции 6(10)/0,4 кВ и местного заземлителя равны 0,5 Ома, и пренебречь сопротивлениями силового трансформатора и кабеля, при фазном напряжении 220 В ток однофазного замыкания на корпус в сети ТТ составит всего 220 А. С учетом всех сопротивлений в цепи замыкания ток будет еще меньше.
Пожаробезопасность сетей TТ в сравнении с сетями TN-С существенно выше. Это связано со сравнительно малой величиной тока однофазного замыкания и с применением УЗО, без которых сети ТТ вообще эксплуатироваться не могут.
Бесперебойность электроснабжения3 в сетях TТ при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как требуется отключение присоединения по условиям безопасности.
При возникновении однофазного замыкания на землю в сети ТТ напряжение на неповрежденных фазах относительно земли повышается, что связано с появлением напряжения на нейтрали питающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ. Если принять сопротивления, указанные выше, то напряжение на нейтрали составит половину фазного. Такое повышение напряжения не опасно для изоляции, так как однофазное замыкание достаточно быстро ликвидируется действием УЗО, причем в большинстве случаев до своего полного развития и достижения током максимума.
В системе ТТ нескольких корпусов электроприемников обычно объединены одним защитным проводником РЕ и присоединены к общему заземлителю, отдельному, как уже сказано, от заземлителя питающей подстанции. Выполнять отдельный заземлитель в сети ТТ для каждого электроприемника нецелесообразно по экономическим соображениям. В нормальном режиме по защитному проводнику в системе ТТ не протекает ток и соответственно между корпусами отдельных электроприемников нет разности потенциалов. То есть в нормальном режиме электромагнитные возмущения (разность потенциалов между корпусами, протекание токов по конструкциям зданий и оболочкам кабелей) отсутствуют. При возникновении однофазного замыкания ток относительно невелик, при его протекании падение напряжения на защитном проводнике невелико, длительность протекания тока мала. Соответственно возникающие при этом возмущения также невелики. Таким образом, с позиций электромагнитных возмущений сеть ТТ имеет преимущество по сравнению с сетями TN-С в нормальном режиме работы и с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S в режиме однофазного замыкания.
Объем повреждений оборудования в сетях ТТ при возникновении однофазных КЗ невелик, что связано с малой величиной тока в сравнении с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S и с использованием УЗО, которые обеспечивают отключение до полного развития повреждения изоляции.
С точки зрения проектирования, сети ТТ имеют существенное преимущество по сравнению с сетями TN. Использование в сетях ТТ УЗО устраняет проблемы, связанные с ограничением длины линий, необходимостью знать полное сопротивление петли КЗ. Сеть может быть расширена или изменена без повторного расчета токов КЗ или замера сопротивления петли тока КЗ. Учитывая, что сам по себе ток однофазного КЗ в сетях ТТ меньше, чем в сетях TN-S, TN-С-S, сечение защитного проводника РЕ в сети ТТ может быть меньше.

СЕТЬ IT

Нейтральная точка питающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ такой сети изолирована от земли или заземлена через значительное сопротивление (сотни Ом 13 несколько кОм). Защитный проводник в таких сетях отделен от нейтрального.
Электробезопасность при однофазном замыкании на корпус в этих сетях наиболее высокая из всех рассмотренных. Это связано с малой величиной тока однофазного замыкания (единицы ампер). При таком токе замыкания напряжение прикосновения крайне невелико и отсутствует необходимость немедленного отключения возникшего повреждения. Кроме того, в сети IT безопасность может быть улучшена за счет применения УЗО.
Пожаробезопасность сетей IT самая высокая в сравнении с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S, ТТ. Это объясняется наименьшей величиной тока однофазного замыкания (единицы ампер) и малой вероятностью возгорания.
Сети IT отличаются высокой бесперебойностью электроснабжения потребителей. Возникновение однофазного замыкания не требует немедленного отключения.
При возникновении однофазного замыкания на землю в сети IT напряжение на неповрежденных фазах увеличивается в 1,73 раза. В сети IT с изолированной нейтралью (без резистивного заземления) возможно возникновение дуговых перенапряжений высокой кратности.
Электромагнитные возмущения в сетях IT невелики, поскольку ток однофазного замыкания мал и не создает значительных падений напряжения на защитном проводнике.
Повреждения оборудования при возникновении однофазного замыкания в сетях IT очень малы. Для эксплуатации сети IT необходим квалифицированный персонал, способный быстро находить и устранять возникшее замыкание. Для определения поврежденного присоединения необходимо специальное устройство (в западных странах применяется генератор тока с частотой, отличной от промышленной, включаемый в нейтраль). Сети IT имеют ограничение на расширение сети, так как новые присоединения увеличивают ток однофазного замыкания.

Заключение

В качестве общих рекомендаций для выбора той или иной сети можно указать следующее: 1. Сети ТN-C и ТN-C-S не следует использовать из-за низкого уровня электро- и пожаробезопасности, а также возможности значительных электромагнитных возмущений.
2. Сети TN-S рекомендуются для статичных (не подверженных изменениям) установок, когда сеть проектируется «раз и навсегда».
3. Сети ТТ следует использовать для временных, расширяемых и изменяемых электроустановок. 4. Сети IT следует использовать в тех случаях, когда бесперебойность электроснабжения является крайне необходимой.
Возможны варианты, когда в одной и той же сети следует использовать два или три режима. Например, когда вся сеть получает питание по сети TN-S, а часть ее через разделительный трансформатор по сети IT.
Отметим, что ни один из способов заземления нейтрали и открытых проводящих частей не является универсальным. В каждом конкретном случае необходимо проводить экономическое сравнение и исходить из критериев: электробезопасности, пожаробезопасности, уровня бесперебойности электроснабжения, технологии производства, электромагнитной совместимости, наличия квалифицированного персонала, возможности последующего расширения и изменения сети.

Применяться эта схема стала еще с 40-ых годов 20-го века. Впервые она была применена в европейских странах, где и используется до сих пор. У нас, в России, сейчас стоит точно такая же задача. Задача эта состоит вот в чем: проектируя и выполняя монтаж проводки на новых объектах в однофазных сетях, требуется применять кабельные линии, имеющие три жилы (фазная, нейтральная и жила PE), для сетей же, имеющих три фазы, такой кабель должен иметь пять рабочих жил (фазы А, В, С, нейтраль и PE). Все это должно начинаться от источника энергии вплоть до самой последней розетки потребителя. Иными словами, у такой системы заземления имеется два нейтральных провода (рабочая и защитная).

Такие требования не являются пустым звуком: подобные рекомендации, предписывающие переход от заземления по схеме TN-C на систему TN-S, или TN-C-S, обусловлены общеизвестным документом, именуемым ПУЭ (в пункте 1.7.132). Быстрый переход на эту систему невозможен по причине большой затратности и дороговизны такой системы.

Преимущества

Вот какие плюсы имеет данная схема заземления:

Нет надобности контролировать состояние заземляющего контура;
Значительно более высокая надежность и безопасность системы по сравнению с другими;
Эта система позволяет использовать и дифавтоматы с целью повышения защищенности;
Такая система практически полностью исключает появление наводок высокой частоты на потребительские силовые линии.

Недостаток ее только один – большая стоимость при переделке.

Попытаюсь подоходчивей объяснить замечательность этого перехода. Для того, чтобы это выяснить, надо рассмотреть его электросхему. Она схожа с традиционным вариантом электроснабжения, в котором, кроме фазных проводов, имеется и провод нуля, с той огромной разницей, что для него не нужно дополнительное заземление ни на «N»-линии, ни на «PE»-линии, а выполняется она лишь на первом источнике тока. Все это дает возможность выполнения разделения рабочих функций и функций защиты по разным питающим шинам. Подобная схема становится очень актуальной при полном отсутствии контроля состояния контуров защитного заземления.

Такая система стала главной рабочей заземляющей системой, применимой к зданиям, содержащим информационное и телекоммуникационное оборудование. В этой системе обеспечено полное отсутствие обратных токов РЕ-проводника , а это значительно уменьшает возможность возникновения помех электромагнитного типа. Во время эксплуатации системы, нужно, лишь, следить за тем, чтобы соблюдалась принадлежность проводов РЕ и N. Для максимального снижения помех, лучше всего, иметь встроенную (либо пристроенную) ТП.

Зданиям, в которых имеется, либо возможна установка значительного числа оборудования, обрабатывающего информацию или любого другого оборудования, которое чувствительно к помехам, требуется особенный контроль проводов защиты и проводов рабочего нуля от точки подачи питания для предотвращения, либо сведения к минимуму воздействий электромагнитного типа. Проводники эти ни в коем случае не подлежат объединению, иначе, нагрузочный ток, в особенности сверхток, что возникает во время однофазного КЗ, пойдет кроме нулевого рабочего провода, по защитному нулю и приведет к помехам.

Наконец, есть смысл рассказать об . Дело в том, что соединение оборудования с заземлителями обеспечивают именно они. Если требуется заземление непосредственного типа, то оно монтируется под специальную гайку. В розетке же, такое соединение происходит через специальные «заземляющие ножи». Розетки евростандарта от старых «совдеповских» отличны по диаметру гнезда и наличием специальных «ножей заземления».

Вывод

Отсюда мы видим, что такая система организации заземления значительно более надежна, нежели другие. Именно по этой причине в России стоит вопрос о постепенном переходе именно на эту схему заземления. Надеюсь, я достаточно доходчиво разъяснил суть и принципы заземляющей системы TN-S и ни у кого не возникнет вопросов по ее полезности, безопасности и необходимости перехода на нее всей России.

В распределительных электрических сетях российского жилого фонда на протяжении нескольких десятилетий устаревшая система заземления TN-C стала массово заменяться на более современную (и гораздо более безопасную) TN-C-S. По сути последняя из них представляет собой симбиоз систем TN-C и TN-S и отличается от прочих такой конструктивной особенностью, как парное «расщепление» PEN-проводника, осуществляемое на участке разветвления общей распределительной сети на отдельные, идущие к потребителям. В результате, образуется 2 проводника:

РЕ (защитный);
N (рабочий нулевой).

При этом схема электроснабжения с такой системой заземления в распределительном подъездном щитке принимает следующий вид:

При использовании однофазного питания (и соответствующем счетчике, установленном внутри коробки щитка) на внутренний квартирный щиток уходит 3-жильный кабель (соответственно с фазой С, защитным проводником РЕ и рабочим нулевым проводником N) – на схеме обозначенный красной, голубой и салатовой линиями.
При наличии трехфазного питания (и счетчика) используется уже 5-жильный кабель, в котором добавляется пара проводов А (обозначен желтым цветом) и В (темно-зеленый цвет).

Таким образом, в отличие от «совдеповской» TN-C системы, TN-C-S предполагает использование еще и не устаревших, а новых евророзеток, обязательно снабжаемых внутренними клеммами заземления.

Что касается упоминавшегося «расщепления» одного проводника на пару, то рабочий (N) по-прежнему служит для выполнения основной функции – подачи на различные устройства потребителя электропитания. В то же время дополнительный, защитный РЕ замыкается на корпуса электроприборов и бытовой техники (посудомоечных и стиральных машин, электрических плит, микроволновых печей и т.д.).

Однако где именно разделять общий РЕ-N проводник? Вопрос этот не праздный, и потому требует отдельного тщательного рассмотрения с пояснениями.

Разделение PEN проводника в системе TN-C-S

На входе электросети общего пользования с улицы в крупные здания обязательно устанавливается ВРУ (вводно-распределительное устройство). Конструктивно оно выглядит примерно следующим образом:

Как видно из рисунка, стандартный ВРУ (в данном случае – 0,4кВ) содержит совокупность:

различного защитного оборудования ( , автовыключателей, предохранителей и пр.);
электрооборудования преобразовательного и передаточного назначения (трансформаторов, рубильников, сборных шин и др.);
электронных приборов измерения и учета (счетчиков, вольтметров, амперметров и т.д.),компактно закрепленных внутри металлического шкафа. Именно в нем целесообразно провести и разделение общего проводника на их пару PE и N.

При этом общая наглядная картина при использовании системы TN-C-S примет следующий вид:

А поскольку проводник будет разделяться внутри ВРУ, схематически это будет выполнено так, как показано на фото ниже:

Для разделения потребуется использовать две соответствующие шины:

нижнюю, идущую на «землю», т.е. PE;
и верхнюю, защитную, т.е. N, установленную на изоляторах.

Вводный кабель (с общим проводником) будет запитан на шину заземления. Та же, в свою очередь, будет соединена с верхней шиной жесткой перемычкой (по возможности изготовленной из того же материала и примерно такой же ширины, как и обе шины, либо выполненной в виде провода, сечением равному проводнику PEN).

Тогда схема соединения примет следующий внешний вид:

Кроме того, нижнюю шину, РЕ, потребуется заземлить повторно – иначе говоря, вывести на заземляющий контур самого здания.

Важно! Электротехнические размерные параметры проводника, идущего к месту его разделения, могут быть различными, но в сечении, ни в коем случае, не падать нижней предельной нормы:для медного провода – не менее 10 мм2; для алюминиевого – не менее 10 мм2.

При этом все вышеперечисленное является не просто рекомендациями, а прямыми требованиями ПУЭ.

Достоинства системы заземления TN-C-S

Следует отметить, что система TN-C-S в электросетях России на сегодня является не только наиболее распространенной, но и, пожалуй, самой перспективной. Благодаря использованию УЗО (устройств, обеспечивающих автоматическое защитное отключение), ее уровень безопасности гораздо более высок, чем все еще во множестве оставшихся (в основном в «хрущевках» и «брежневках») старых систем TN-C, хотя и ниже, чем у современных TN-S.

Однако именно возможность легко и без лишних финансовых и временных затрат осуществить симбиоз устаревших и передовых систем заземления в единое целое и позволяет отнести ее к оптимальным на данный момент для нашего государства.

TN-C – отличается отсутствием разделения защитного и рабочего проводников по всей протяженности системы. Это делает ее максимально простой и экономичной – но в определенных ситуациях принужденной к короткому замыканию и отключению питания. При этом следует помнить, что, скажем, в ванных комнатах выравнивание потенциалов не допускается в принципе.
TN-C-S – как уже было подробно описано выше – лишена этого недостатка. При этом переход на нее с TN-C очень прост (и сложность заключается разве что в необходимости модернизировать расположенный в каждом подъезде стояк).
Наконец, TN-S – благодаря изначально полному разделению защитных и рабочих «нулевок» — устанавливается во всем мире в новом жилом фонде из-за максимальной степени безопасности. Однако система эта достаточно дорога – и именно поэтому для установки в зданиях старой постройки проигрывает «промежуточной» TN-C-S.

Недостатки системы TN-C-S

Фактически, он всего один – и состоит в в том случае, если PEN-проводник вследствие каких-либо форс-мажорных обстоятельств оборвется, и корпуса электроприборов окажутся под напряжением.

Вывод

Несмотря на «отсутствие совершенства» системы TN-C-S, переход в зданиях с абсолютно устаревшим заземлением типа TN-C на нее более чем рекомендуется.