Uzemňovacie systémy pre elektrické siete do a nad 1000 V

Existuje niekoľko možností pre prevádzku elektrických sietí v závislosti od ich uzemňovacieho systému. Stručne charakterizujme existujúce uzemňovacie systémy pre elektrické siete s napäťovou triedou do a nad 1000 V.

Siete s napäťovou triedou do 1000 V

Systém TN-C

V elektrickej sieti tejto konfigurácie je neutrálna svorka napájacieho transformátora pevne uzemnená, to znamená, že je elektricky spojená so zemnou slučkou transformátorovej rozvodne. Po celej dĺžke od rozvodne po spotrebiteľa sú nulový a ochranný vodič zjednotené v jednom spoločnom - tzv. PEN drôt.

Táto sieť zabezpečuje „neutralizáciu“ elektrických spotrebičov — pripojenie neutrálneho a ochranného vodiča ku kombinovanému vodiču PEN. Táto sieť je zastaraná a používa sa len v priemysle a pouličnom osvetlení.

Resetovanie elektrických spotrebičov v každodennom živote je zakázané z dôvodu nebezpečenstva vytvorenia nebezpečného potenciálu na resetovaných budovách, a preto je takáto sieť v starých budovách prevádzkovaná výlučne ako dvojvodičová — používajú sa iba neutrálne a fázové vodiče.

Systém TN-C-S

Táto sieť sa líši od predchádzajúcej v tom, že kombinovaný vodič PEN sa v určitom bode spravidla po vstupe do budovy rozdelí na neutrálny vodič N a ochranný uzemňovací vodič PE.

Konfiguračná sieť TN-C-S je v našej dobe najbežnejšia. Táto sieť je jedným z odporúčaných systémov podľa PUE a môžu byť implementované v nových zariadeniach.

Systém uzemnenia TN-C:

1 — zemniaci vodič nulového (stredného bodu) napájacieho zdroja, 2 — odkryté vodivé časti, N — nulový pracovný vodič — nulový pracovný (nulový) vodič, PE — ochranný vodič — ochranný vodič (uzemňovací vodič, nulový ochranný vodič, ochranný vodič systému vyrovnania potenciálov), PEN — kombinované neutrálne ochranné a neutrálne pracovné vodiče — kombinované neutrálne ochranné a neutrálne pracovné vodiče.

Systém TN-S

Konfigurácia tejto elektrickej siete sa líši od predchádzajúcich v tom, že zabezpečuje oddelenie kombinovaného vodiča elektrickej rozvodne, po celej dĺžke vedenia sú oddelené nulové a uzemňovacie vodiče.

Tento systém sa používa pri výstavbe nových zariadení a je najvýhodnejší zo všetkých dostupných. Ale kvôli vyšším nákladom na realizáciu (potreba umiestnenia samostatného ochranného vodiča) je často preferovaná konfiguračná sieť TN-C-S.

TN-S uzemňovací systém:

Systém uzemnenia TN-C-S:

TT systém

Potom napájací transformátor neutrálny má tiež tvrdé uzemnenie, ale vedenie koncového užívateľa je uzemnené samostatnou uzemňovacou slučkou, ktorá nie je elektricky spojená s uzemneným neutrálom transformátora.

Tento uzemňovací systém sa odporúča použiť v prípade nevyhovujúceho stavu elektrických sietí, kde môže byť prevádzka poskytnutého uzemnenia nebezpečná.

V podstate ide o siete TN-C, v ktorých nie je v zásade zabezpečené uzemnenie, ako aj siete TN-CS, ktoré nespĺňajú požiadavky PUE z hľadiska mechanickej pevnosti kombinovaného vodiča, ako aj tzv. prítomnosť jeho viacnásobného uzemnenia.

TT uzemňovací systém:

1 — uzemňovací vodič nulového (stredného bodu) napájacieho zdroja, 2 — odkryté vodivé časti, 3 — uzemňovací vodič odkrytých vodivých častí, N — neutrálny pracovný vodič — neutrálny pracovný (nulový) vodič, PE — ochranný vodič — ochranný vodič (uzemňovací vodič, neutrálny ochranný vodič, ochranný vodič systému vyrovnania potenciálov).

Informačný systém

Neutrály výkonových transformátorov v sieti tejto konfigurácie nie sú uzemnené, to znamená, že sú izolované od uzemňovacieho obvodu rozvodne. Ochranný uzemňovací vodič môže byť pripojený k uzemňovacej slučke rozvodne alebo priamo u užívateľa k existujúcej uzemňovacej slučke.

IT uzemňovací systém:

1 — uzemňovací odpor nuly napájacieho zdroja (ak existuje), 2 — uzemňovací vodič, 3 — odkryté vodivé časti, 4 — uzemňovacie zariadenie, PE — ochranný vodič — ochranný vodič (uzemňovací vodič, neutrálny ochranný vodič, ochranný vodič vyrovnanie potenciálov).

Tento uzemňovací systém sa používa na napájanie zariadení, ktoré majú špeciálne požiadavky na bezpečnosť a spoľahlivosť. Ide o priestory elektroinštalácií elektrární, rozvodní, nebezpečných odvetví, najmä ťažobného priemyslu, trhacích priestorov a pod.

Siete s napäťovou triedou nad 1000 V

Vo väčšine prípadov fungujú elektroinštalácie a siete napäťovej triedy 6, 10 a 35 kV v izolovanom neutrálnom režime... Kvôli chýbajúcemu neutrálnemu uzemneniu skrat jednej z fáz voči zemi nie je skrat a nie je zablokovaný ochranou.

V prípade skratu v sieti tejto konfigurácie je povolená jej krátkodobá prevádzka spravidla na čas nájdenia poškodeného úseku a odpojenia od siete. To znamená, že v prípade skratu v sieti s izolovaným neutrálom spotrebitelia nestrácajú energiu, ale pokračujú v práci v rovnakom režime, s výnimkou poškodenej zóny, v ktorej je pozorovaný neúplný fázový režim - prestávka v jednej z fáz.

Nebezpečenstvo tejto siete spočíva v tom, že pri jednofázovom skrate sa prúdy šíria do zeme z miesta pádu vodiča 8 m na voľnom priestranstve a 4 m v interiéri. Človek, ktorý sa dostane do dosahu šírenia týchto prúdov, bude smrteľne šokovaný.

Neutrálna sieť 6 a 10 kV môže byť uzemnená špeciálne kompenzačné reaktory a cievky na potlačenie oblúka na kompenzáciu zemných poruchových prúdov. Tento systém uzemňovacích sietí sa používa v prítomnosti veľkých zemných poruchových prúdov, ktoré môžu byť nebezpečné pre elektrické zariadenia týchto sietí.Takýto uzemňovací systém pre elektrické siete sa nazýva rezonančný alebo kompenzovaný.

Silové siete s napäťovou triedou 110 a 150 kV majú účinný uzemňovací systém. S týmto uzemňovacím systémom má väčšina výkonových transformátorov v elektrickej sieti pevné neutrálne uzemnenie a niektoré transformátory majú neutrálne uzemnenie cez zvodiče alebo zvodiče prepätia... Selektívne uzemnenie neutrálov znižuje skratové prúdy v elektrických sieťach.

V dôsledku výpočtov sa vyberie, v ktorých rozvodniach budú uzemnené neutrály transformátorov, aby sa zabezpečila čo najefektívnejšia prevádzka elektrickej siete. Uzemnenie neutrálov cez zvodiče alebo zvodiče prepätia sa vykonáva s cieľom chrániť vinutie výkonových transformátorov pred možné prepätie.

Siete s napäťovou triedou 220-750 kV pracujú v pevne uzemnenom neutrálnom režime, to znamená, že v takýchto sieťach sú všetky výstupy neutrálnych vinutí výkonových transformátorov a autotransformátorov elektricky pripojené k zemná slučka rozvodne.