Система заземления

Система заземления (Великобритания и МЭК) или система заземления (США) соединяет определенные части электроэнергетической системы с землей , как правило, с проводящей поверхностью оборудования, для обеспечения безопасности и функциональных целей. ^[1] Выбор системы заземления может повлиять на безопасность и электромагнитную совместимость установки. Правила для систем заземления различаются в разных странах, хотя большинство из них следуют рекомендациям Международной электротехнической комиссии (МЭК). Правила могут определять особые случаи для заземления в шахтах, в зонах ухода за больными или в опасных зонах промышленных предприятий.

Помимо систем электропитания, заземление может потребоваться и другим системам для обеспечения безопасности или функционирования. Высокие сооружения могут иметь громоотводы как часть системы для защиты от ударов молнии. Телеграфные линии могут использовать землю в качестве одного из проводников цепи, что позволяет экономить на установке обратного провода по длинной цепи. Радиоантенны могут потребовать особого заземления для работы, а также для контроля статического электричества и обеспечения защиты от молний.

Заземление преследует три основные цели:

Заземление системы служит для обеспечения электробезопасности всей системы, которая не вызвана коротким замыканием или другой электрической неисправностью . Оно предотвращает накопление статического электричества и помогает защитить (как часть системы защиты от перенапряжения) от скачков напряжения, вызванных близлежащими ударами молнии или переключением. Статическое накопление, вызванное, например, трением, когда ветер дует на радиомачту , рассеивается в земле. ^[2] В случае скачка напряжения молниеотвод , разрядник для защиты от перенапряжения или устройство защиты от перенапряжения (SPD) отведут избыточный ток в землю, прежде чем он достигнет прибора. ^[3]

Заземление системы позволяет обеспечить эквипотенциальное соединение всех металлических конструкций для предотвращения возникновения разности потенциалов между ними. ^[4]

Использование Земли в качестве общей точки отсчета позволяет ограничить разность потенциалов электрической системы напряжением питания. ^[5]

Заземление оборудования обеспечивает электробезопасность во время электрической неисправности. Оно предотвращает повреждение оборудования и поражение электрическим током. Этот тип заземления не является заземлением, технически говоря. ^[6] Когда ток течет от линейного проводника к заземляющему проводу, как в случае, когда линейный проводник контактирует с заземленной поверхностью в приборе класса I , устройство автоматического отключения питания (ADS), такое как автоматический выключатель или устройство защитного отключения (RCD), автоматически размыкает цепь, чтобы устранить неисправность. ^[7]

Функциональное заземление служит иным целям, нежели электробезопасность. ^[8] Примерами целей являются фильтрация электромагнитных помех (ЭМП) в фильтре ЭМП и использование Земли в качестве обратного пути в однопроводной системе распределения обратного заземления.

В сетях низкого напряжения , которые распределяют электроэнергию среди самого широкого класса конечных потребителей, основной заботой при проектировании систем заземления является безопасность потребителей, использующих электроприборы, и их защита от поражения электрическим током. Система заземления в сочетании с защитными устройствами, такими как предохранители и устройства защитного отключения, должна в конечном итоге гарантировать, что человек не соприкоснется с металлическим предметом, потенциал которого относительно потенциала человека превышает безопасный порог, обычно устанавливаемый на уровне около 50 В.

Хотя существовали значительные национальные различия, большинство развитых стран ввели розетки на 220 В, 230 В или 240 В с заземленными контактами либо непосредственно перед Второй мировой войной, либо вскоре после нее. Однако в Соединенных Штатах и ​​Канаде, где напряжение питания составляет всего 120 В, розетки, установленные до середины 1960-х годов, как правило, не включали заземляющий штырь. В развивающихся странах местные методы электропроводки могут предусматривать или не предусматривать подключение к заземляющему проводнику.

В низковольтных электрических сетях с фазным напряжением свыше 240 В до 690 В, которые в основном используются в промышленности, горнодобывающем оборудовании и машинах, а не в общедоступных сетях, конструкция системы заземления имеет такое же важное значение с точки зрения безопасности, как и для бытовых пользователей.

Национальный электротехнический кодекс США разрешал использование нейтрального провода питания в качестве заземления корпуса оборудования с 1947 по 1996 год для плит (включая отдельные варочные панели и духовки) и с 1953 по 1996 год для сушилок для одежды, как подключаемых, так и постоянно закрепленных, при условии, что цепь берет начало в главной сервисной панели. Обычные дисбалансы в цепи создают небольшие напряжения оборудования относительно земли; отказ нейтрального проводника или соединений может привести к тому, что оборудование достигнет полных 120 вольт, что может привести к летальному исходу. Издания NEC 1996 года и более поздние версии больше не разрешают такую ​​практику. По аналогичным причинам большинство стран теперь предписывают специальные защитные заземляющие соединения в потребительской проводке, практика, которая стала почти универсальной. Однако в распределительных сетях, где соединений меньше и они менее уязвимы, многие страны разрешают функциям заземления и нейтрали совместно использовать проводник (см. проводник PEN).

Если путь замыкания между открытыми проводящими частями и источником питания имеет достаточно низкое сопротивление, то если такая часть случайно окажется под напряжением, ток замыкания приведет к размыканию устройства защиты от сверхтока цепи (предохранителя или автоматического выключателя), устраняя неисправность. Однако если сопротивление пути замыкания слишком высокое, то токи замыкания могут не сработать устройство защиты от сверхтока достаточно быстро, чтобы соответствовать требованиям местных электротехнических норм. Это часто происходит с системой заземления типа TT. В таких случаях использование устройства защитного отключения (УЗО) может позволить соблюсти требуемое время отключения.

Международный стандарт МЭК 60364 различает три семейства заземляющих устройств, использующих двухбуквенные коды — TN , TT и IT .

Первая буква указывает на связь между источником питания (генератором или трансформатором) и землей :

«Т» — Непосредственное соединение точки с Землей (лат. terra)

«I» — Все токоведущие части изолированы от Земли (лат. īnsulātum), за исключением, возможно, высокого сопротивления.

Вторая буква указывает на связь между открытыми проводящими частями установки и землей:

«T» — прямое соединение с Землей (лат. terra), независимое от подключения источника питания к Земле.

"N" — Прямое подключение к точке на источнике питания, где источник питания подключается к земле. Эта точка обычно является нейтральной точкой трансформатора, соединенного звездой, откуда также может быть обеспечено нейтральное соединение.

Любая последующая буква(ы) указывает:

«S» — Нейтральная и защитные функции обеспечиваются отдельными проводниками.

«C» — Нейтральная и защитная функции выполняются одним и тем же проводником (PEN-проводником).

В системе заземления TN ( земля–нейтраль ) одна из точек в питающем трансформаторе напрямую соединена с Землей, обычно это точка нейтрали-звезды в питающем трансформаторе, соединенном звездой , та же точка, из которой будет обеспечиваться соединение нейтрали (N). Открытые проводящие части в потребительской установке соединены с Землей через это соединение на трансформаторе и, таким образом, через кабель(и) питания. Проводник, который соединяет открытую проводящую часть электроустановки потребителя с Землей, называется защитным заземляющим проводником ( PE ; см. также: Заземление ).

Такое расположение является действующим стандартом для жилых и промышленных электрических систем, особенно в Европе. ^[9]

Различают три варианта систем TN:

ТН−С

PE и N являются полностью отдельными проводниками. Если предусмотрен нейтральный проводник, и если точка, из которой трансформатор подключается к земле, является точкой нейтрали-звезды , то проводники PE и N будут подключены в этой единственной точке в системе. Обратите внимание, что броня кабеля питания обычно используется в качестве проводника PE между трансформатором и установкой, а не как выделенный проводник в кабеле питания.

TN−C

Один комбинированный проводник PEN (PE+N) выполняет функции как проводника PE, так и N. Это касается не только питающего кабеля, но и внутри потребительской установки (отсутствие разделения нейтрали и заземления). (В потребительских системах 230/400 В это обычно используется только в распределительных цепях).

ТН−С−С

Часть системы использует комбинированный проводник PEN, который в какой-то момент разделяется на отдельные проводники PE и N. Комбинированный проводник PEN обычно прокладывается между трансформатором и потребительской установкой, при этом внутри установки используются отдельные заземляющие и нейтральные проводники.

В Великобритании распространенной практикой с TN-CS является подключение объединенного питающего проводника PEN к земле в нескольких точках по всей его длине между трансформатором источника и потребительской установкой. Это известно как защитное многократное заземление (PME) . ^{[10] [11]} Это настолько распространено, что впоследствии PME часто неправильно используется как синоним. Аналогичные системы в Австралии и Новой Зеландии обозначаются как многократно заземленная нейтраль (MEN) , а в Северной Америке — как многократно заземленная нейтраль (MGN) .

Возможно использовать как TN-S, так и TN-CS от одного и того же трансформатора. Например, оболочки некоторых подземных кабелей корродируют и перестают обеспечивать хорошее заземление, поэтому дома, в которых обнаружены «плохие земли» с высоким сопротивлением, можно перевести на TN-CS. Это возможно только в сети, где нейтраль достаточно устойчива к отказам. Преобразование не всегда возможно. PEN должен быть соответствующим образом усилен против отказов, так как разомкнутая цепь PEN может подавать полное фазное напряжение на любой открытый металл, подключенный к заземлению системы ниже по потоку от разрыва. Альтернативой является преобразование установки в TT.

Главной привлекательностью системы TN является то, что низкоомный путь заземления означает, что устройства защиты от сверхтоков обычно могут достаточно быстро отключить питание в случае замыкания на землю (линия-земля). Это обычно не относится к системам TT. Изобретение устройств защитного отключения (УЗО) предоставило еще одно средство защиты от замыканий на землю, что может быть критически важным для системы TT, поскольку УЗО часто является единственным средством достижения подходящего быстрого времени отключения, но просто используется как вторичный уровень защиты в системе TN.

Опасность систем TN-CS, особенно для установок в сельской местности, где поставки, скорее всего, будут осуществляться по воздушным кабелям, подверженным воздействию стихии, или для определенных видов установок, таких как поставки в караваны или лодки, заключается в риске открытого или оборванного замыкания PEN , при котором проводник PEN питания будет разорван или значительно подвергнут коррозии. В таком сценарии ток будет проходить по любому доступному альтернативному пути, и поскольку сторонние проводящие части, такие как водопроводные и газовые трубы, должны быть соединены с заземлением установки, а заземление связано с нейтралью, ток нейтрали все еще может течь через землю, потенциально проходя через соседние объекты (если их нейтраль все еще цела), и напряжение относительно земли может значительно возрасти, особенно если разрыв произойдет выше объектов на разных фазах питания, в этом случае плавающая нейтраль может вызвать повышение напряжения до трехфазного линейного напряжения (номинальное значение 400 В в Великобритании). Гипотетически, если бы не было полного пути для протекания тока, то открытые проводящие части поднялись бы до линейного напряжения. PME помогает несколько снизить риск. ^[12] Опасность настолько серьезна, что Правила безопасности, качества и непрерывности электроснабжения Великобритании 2002 года запрещают использование проводников PEN для питания караванов и лодок, где одновременный контакт с землей особенно высок.

Системы TN-C не разрешены в некоторых странах. Например, в Великобритании это запрещено в Правилах по безопасности, качеству и непрерывности электроснабжения 2002 года. Обратите внимание, что УЗО не может работать в системе TN-C.

В системе заземления TT ​​( terra–terra ), как и в системе TN, есть прямое соединение с землей на трансформаторе питания. Но, в отличие от TN, открытые проводящие части на потребительской установке независимы от нее, вместо этого имея совершенно отдельное соединение с землей через локальный заземляющий электрод (иногда называемое соединением terra firma ). То есть между источником питания и потребителем нет «заземляющего провода», есть только соединение через массу Земли.

Большим преимуществом системы заземления TT ​​является снижение кондуктивных помех от подключенного оборудования других пользователей. TT всегда была предпочтительна для специальных приложений, таких как телекоммуникационные объекты, которые выигрывают от заземления без помех. Кроме того, системы TT не представляют серьезных рисков в случае обрыва нейтрального проводника. Кроме того, в местах, где электроэнергия распределяется по воздуху, заземляющие проводники не подвергаются риску оказаться под напряжением, если какой-либо воздушный распределительный проводник будет сломан, например, упавшим деревом или веткой.

Большим недостатком систем TT является то, что импеданс заземляющего контура часто настолько высок, что может помешать устройствам защиты от сверхтоков достаточно быстро отключить питание, чтобы соответствовать нормам безопасности. Однако эту проблему можно решить, положившись на защиту RCD, которая не требует большого тока короткого замыкания для активации. В эпоху до RCD система заземления TT ​​была непривлекательной для общего использования из-за этой трудности достижения надежного автоматического отключения питания (ADS).

В некоторых странах (например, в Великобритании) TT рекомендуется для ситуаций, когда низкоомную эквипотенциальную зону нецелесообразно поддерживать с помощью соединения, где есть значительная наружная проводка, например, для поставок в мобильные дома и некоторые сельскохозяйственные установки, или где высокий ток короткого замыкания может представлять другие опасности, например, на топливных складах или пристанях для яхт. Система заземления TT ​​используется по всей Японии, с устройствами RCD в большинстве промышленных установок или даже дома. Это может налагать дополнительные требования на частотно-регулируемые приводы и импульсные источники питания , которые часто имеют существенные фильтры, пропускающие высокочастотные помехи к заземляющему проводнику.

В системе заземления IT ( īnsulātum–terra ) электрическая распределительная система вообще не имеет соединения с землей или имеет только соединение с очень высоким импедансом .

В системах IT единичный дефект изоляции вряд ли приведет к протеканию опасных токов через тело человека, контактирующее с землей, поскольку не существует цепи с низким сопротивлением для протекания такого тока. Однако первый дефект изоляции может фактически превратить систему IT в систему TN, а затем второй дефект изоляции может привести к опасным токам тела. Хуже того, в многофазной системе, если один из линейных проводников соприкоснется с землей, это приведет к повышению напряжения других фаз до напряжения фаза-фаза относительно земли, а не до напряжения фаза-нейтраль. Системы IT также испытывают более сильные переходные перенапряжения, чем другие системы.

В то время как национальные правила электропроводки для зданий многих стран следуют терминологии IEC 60364 , в Северной Америке (США и Канада) термин «заземляющий проводник оборудования» относится к заземлению оборудования и проводам заземления в ответвленных цепях, а «заземляющий электродный проводник» используется для проводников, соединяющих заземляющий стержень, электрод или подобное с панелью обслуживания. «Местный» заземляющий электрод обеспечивает «системное заземление» ^[13] в каждом здании, где он установлен.

«Заземленный» токопроводящий проводник является «нейтралью» системы. ^{[ необходимо разъяснение ]}

Австралийские и новозеландские стандарты используют модифицированную систему защитного многократного заземления ( PME ^[14] ), называемую многократно заземленной нейтралью (MEN) . Нейтраль заземляется (заземляется) в каждой точке обслуживания потребителя, тем самым эффективно сводя разность потенциалов нейтрали к нулю по всей длине линий низкого напряжения . В Северной Америке используется термин многократно заземленная нейтраль (MGN) . ^[15]

В Великобритании и некоторых странах Содружества термин «PNE», означающий фаза-нейтраль-земля, используется для обозначения того, что используются три (или более для неоднофазных соединений) проводника, т. е. PN-S.

Система сопротивления заземления используется для горнодобывающей промышленности в Индии в соответствии с Правилами Центрального управления электроснабжения. Вместо прочного соединения нейтрали с землей используется резистор заземления нейтрали (NGR) для ограничения тока на землю до менее 750 мА. Из-за ограничения тока короткого замыкания это безопаснее для газосодержащих шахт. ^[16] Поскольку утечка на землю ограничена, устройства защиты от утечки могут быть установлены на менее 750 мА. Для сравнения, в системе с глухим заземлением ток замыкания на землю может быть таким же, как и доступный ток короткого замыкания.

Нейтральный заземляющий резистор контролируется для обнаружения прерывания заземления и отключения питания в случае обнаружения неисправности. ^[17]

Чтобы избежать случайного удара током, на установках используются токовые датчики для изоляции питания, когда ток утечки превышает определенный предел. Для этой цели используются УЗО. Ранее, в течение короткого периода до изобретения УЗО, использовались устройства защитного отключения по напряжению (VO-ELCB) . В промышленных применениях реле защиты от утечки на землю используются с отдельными сердечниками сбалансированных трансформаторов тока. ^[18] Эта защита работает в диапазоне миллиампер и может быть установлена ​​от 30 мА до 3000 мА.

Отдельный контрольный провод прокладывается от системы распределения/питания оборудования в дополнение к заземляющему проводу для контроля непрерывности провода. Он используется в волочащихся кабелях горнодобывающего оборудования. ^[19] Если заземляющий провод оборван, контрольный провод позволяет чувствительному устройству на конце источника прервать подачу питания на машину. Этот тип цепи является обязательным для переносного тяжелого электрооборудования (например, LHD (Load, Haul, Dump machine) ), используемого в подземных шахтах.

В этом разделе не указаны источники . Пожалуйста, помогите улучшить этот раздел , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без ссылок могут быть оспорены и удалены . ( Апрель 2024 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

• В системах TN-S и TT потребитель имеет малошумное соединение с землей, которое не страдает от напряжения, возникающего на проводнике N из-за обратных токов и сопротивления этого проводника. Это имеет особое значение для некоторых типов телекоммуникационного и измерительного оборудования.
• В системах TT каждый потребитель имеет собственное подключение к земле и не будет замечать никаких токов, которые могут быть вызваны другими потребителями на общей линии PE.

• В Великобритании электроснабжение регулируется Положением о безопасности, качестве и непрерывности электроэнергии 2002 года. Основные моменты включают: Запрещено электроснабжение TN-C; Кабельная арматура («внешний проводник линии с концентрическими проводниками») должна быть подключена к земле; Каждая нейтраль источника питания должна быть подключена к земле; Потребителям запрещено объединять землю и нейтраль в своих установках; и электроснабжение на основе проводника PEN (TN-CS) запрещено для караванов и лодок. ^[20]
• В Национальном электротехническом кодексе США и Канадском электротехническом кодексе питание от распределительного трансформатора должно быть TN-CS. ^{[ необходима ссылка ]} Нейтраль должна быть подключена к земле только на стороне питания разъединителя потребителя.
• В Аргентине , Австралии (TN-CS), Франции (TT), Израиле (TN-CS) и Новой Зеландии (TN-CS) клиенты должны обеспечить собственное заземление.
• В Японии в большинстве установок электропроводки зданий используется заземление ТТ.
• В Австралии используется система заземления с многократно заземленной нейтралью (MEN) , описанная в разделе 5 AS/NZS 3000. Для низковольтного (например, бытового) потребителя это означает TN-CS, при этом нейтраль многократно подключена к земле между питающим трансформатором и потребительской установкой, а разделение нейтрали и земли осуществляется от главного распределительного щита.
• В Дании правила высокого напряжения (Stærkstrømsbekendtgørelsen) и в Малайзии Постановление об электричестве 1994 года гласит, что все потребители должны использовать заземление TT, хотя в редких случаях может быть разрешено заземление TN-CS (используемое таким же образом, как в Соединенных Штатах). Правила отличаются, когда речь идет о крупных компаниях.
• В Индии в соответствии с Положениями Центрального управления электроснабжения (CEAR, 2010, правило 41) предусмотрено заземление, нейтральный провод 3-фазной 4-проводной системы и дополнительный третий провод 2-фазной 3-проводной системы. Заземление должно быть выполнено с двумя отдельными соединениями. Система заземления также должна иметь минимум два или более заземляющих колодца (электродов) для лучшего обеспечения надлежащего заземления. Согласно правилу 42, установка с подключенной нагрузкой свыше 5 кВт, превышающей 250 В, должна иметь подходящее устройство защиты от утечки на землю для изоляции нагрузки в случае замыкания на землю или утечки. ^[21]

• В тех районах Великобритании , где распространена подземная прокладка силовых кабелей, распространена система TN-S. ^[22] В старых городских и пригородных домах Великобритании, как правило, используется система TN-S, в которой заземление осуществляется через свинцовую оболочку подземного свинцово-бумажного кабеля.
• В Индии LT ^{[ необходимо дополнительное объяснение ]} подача обычно осуществляется через систему TN-S. Нейтраль имеет двойное заземление на каждом распределительном трансформаторе. Нейтральные и заземляющие проводники проложены отдельно на воздушных распределительных линиях. Для заземления используются отдельные проводники для воздушных линий и броня кабелей. Дополнительные заземляющие электроды/ямы устанавливаются на каждом пользовательском конце для обеспечения резервного пути к земле. ^[23]
• Большинство современных домов в Европе имеют систему заземления TN-CS. ^{[ требуется ссылка ]} Объединенная нейтраль и земля находятся между ближайшей трансформаторной подстанцией и выключателем (предохранитель перед счетчиком). После этого во всей внутренней проводке используются отдельные жилы земли и нейтрали.
• В Норвегии система IT с 230 В между фазами используется довольно широко. По оценкам, 70% всех домохозяйств подключены к сети через систему IT. ^[24] Однако новые жилые районы в основном строятся с использованием TN-CS, в значительной степени обусловленной тем фактом, что трехфазные продукты для потребительского рынка, такие как станции зарядки электромобилей, разрабатываются для европейского рынка, где доминируют системы TN с 400 В между фазами. ^[25]
• Лабораторные помещения, медицинские учреждения, строительные площадки, ремонтные мастерские, мобильные электроустановки и другие среды, которые питаются через двигатели-генераторы , где существует повышенный риск неисправностей изоляции, часто используют схему заземления IT, питаемую от изолирующих трансформаторов . Чтобы смягчить проблемы с двумя неисправностями в системах IT, изолирующие трансформаторы должны питать только небольшое количество нагрузок каждый и должны быть защищены устройством контроля изоляции (обычно используется только в медицинских, железнодорожных или военных системах IT из-за стоимости).
• В отдаленных районах, где стоимость дополнительного провода заземления превышает стоимость местного заземления, в некоторых странах широко используются системы TT, особенно в старых зданиях или в сельской местности, где безопасность в противном случае могла бы оказаться под угрозой из-за разрыва воздушного провода заземления, например, из-за упавшей ветки дерева.
• В Австралии используется система TN-CS; однако правила электропроводки гласят, что, кроме того, каждый клиент должен обеспечить отдельное соединение с землей через выделенный заземляющий электрод. (Любые металлические водопроводные трубы, входящие в помещения потребителя, также должны быть «привязаны» к точке заземления на распределительном щите/панели.) В Австралии и Новой Зеландии соединение между защитной шиной заземления и нейтральной шиной на главном распределительном щите/панели называется многозаземленной нейтральной связью или связью MEN. Эта связь MEN является съемной для целей тестирования установки, но подключается во время нормальной эксплуатации либо с помощью системы блокировки (например, контргаек), либо двумя или более винтами. В системе MEN целостность нейтрали имеет первостепенное значение. В Австралии новые установки также должны соединять бетонную арматуру фундамента под влажными зонами с защитным заземляющим проводником (AS3000), как правило, увеличивая размер заземления (т. е. уменьшая сопротивление) и обеспечивая эквипотенциальную плоскость в таких зонах, как ванные комнаты. В старых установках нередко можно найти только соединение водопроводной трубы, и его разрешается оставлять как есть, но дополнительный заземляющий электрод должен быть установлен, если проводятся какие-либо работы по модернизации. Входящий защитный заземляющий/нейтральный проводник подключается к нейтральной шине (расположенной на стороне потребителя от нейтрального соединения электросчетчика), которая затем подключается через соединение MEN потребителя к заземляющей шине – за этой точкой защитный заземляющий и нейтральный проводники разделены.

Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, дополнив его. ( Октябрь 2013 )

В сетях высокого напряжения (выше 1 кВ), которые гораздо менее доступны для широкой общественности, основное внимание при проектировании системы заземления уделяется не столько безопасности, сколько надежности питания, надежности защиты и влиянию на оборудование при наличии короткого замыкания. Только величина замыканий фаза-земля, которые являются наиболее распространенными, существенно зависит от выбора системы заземления, поскольку путь тока в основном замыкается через землю. Трехфазные силовые трансформаторы высокого/среднего напряжения , расположенные на распределительных подстанциях , являются наиболее распространенным источником питания для распределительных сетей, а тип заземления их нейтрали определяет систему заземления.

Существует пять типов заземления нейтрали: ^[26]

• Глубоко заземленная нейтраль
• Незаземленная нейтраль
• Нейтраль, заземленная через сопротивление
  • Заземление с низким сопротивлением
  • Высокоомное заземление
• Нейтраль, заземленная через реактивное сопротивление
• Использование заземляющих трансформаторов (например, трансформатора типа «Зигзаг »)

В случае сплошной или непосредственно заземленной нейтрали точка звезды трансформатора напрямую соединена с землей. В этом решении для замыкания тока замыкания на землю предусмотрен путь с низким импедансом, и, как следствие, их величины сопоставимы с трехфазными токами замыкания. ^[26] Поскольку нейтраль остается под потенциалом, близким к земле, напряжения в непораженных фазах остаются на уровнях, аналогичных предаварийным; по этой причине эта система регулярно используется в высоковольтных сетях передачи , где затраты на изоляцию высоки. ^[27]

Для ограничения короткого замыкания на землю между нейтралью звезды трансформатора и землей добавляется дополнительный резистор заземления нейтрали (NER).

При низком сопротивлении предел тока короткого замыкания относительно высок. В Индии он ограничен 50 А для открытых карьеров в соответствии с Положениями Центрального управления электроэнергетики , CEAR, 2010, правило 100.

Система заземления с высоким сопротивлением заземляет нейтраль через сопротивление, которое ограничивает ток замыкания на землю до значения, равного или немного превышающего емкостный зарядный ток этой системы.

В незаземленной , изолированной или плавающей нейтральной системе, как и в системе IT, нет прямого соединения точки звезды (или любой другой точки в сети) и Земли. В результате токи замыкания на землю не имеют пути, который можно было бы замкнуть, и, таким образом, имеют незначительные величины. Однако на практике ток замыкания не будет равен нулю: проводники в цепи — особенно подземные кабели — имеют собственную емкость по отношению к Земле, что обеспечивает путь относительно высокого импеданса. ^[28]

Системы с изолированной нейтралью могут продолжать работу и обеспечивать бесперебойное питание даже при наличии замыкания на землю. ^[26] Однако, пока присутствует замыкание, потенциал двух других фаз относительно земли достигает нормального рабочего напряжения, создавая дополнительную нагрузку на изоляцию ; отказы изоляции могут вызвать дополнительные замыкания на землю в системе, теперь уже с гораздо более высокими токами. ^[27]${\displaystyle {\sqrt {3}}}$

Наличие непрерывного замыкания на землю может представлять значительный риск для безопасности: если ток превышает 4 А - 5 А, возникает электрическая дуга , которая может поддерживаться даже после устранения замыкания. ^[28] По этой причине они в основном ограничены подземными и подводными сетями, а также промышленными приложениями, где потребность в надежности высока, а вероятность контакта с человеком относительно низка. В городских распределительных сетях с несколькими подземными фидерами емкостный ток может достигать нескольких десятков ампер, что представляет значительный риск для оборудования.

Преимущество низкого тока короткого замыкания и непрерывной работы системы впоследствии нивелируется присущим ей недостатком, заключающимся в том, что место неисправности трудно обнаружить. ^[29]

Согласно стандартам IEEE, заземляющие стержни изготавливаются из таких материалов, как медь и сталь . Для выбора заземляющего стержня существует несколько критериев отбора, таких как: коррозионная стойкость, диаметр в зависимости от тока короткого замыкания , проводимость и другие. ^[30] Существует несколько типов, полученных из меди и стали: медные, из нержавеющей стали, сплошная медь, оцинкованная сталь. В последние десятилетия были разработаны химические заземляющие стержни для заземления с низким импедансом, содержащие природные электролитические соли. ^[31] и заземляющие стержни из наноуглеродного волокна. ^[32]

Соединители для заземляющих установок являются средством связи между различными компонентами заземляющих и молниезащитных установок (заземлителями, заземлителями, токоотводами, шинами и т. д.).

Для подземных соединений высоковольтных установок применяется экзотермическая сварка .

В этом разделе не указаны источники . Пожалуйста, помогите улучшить этот раздел , добавив ссылки на надежные источники . Материалы без ссылок могут быть оспорены и удалены . ( Апрель 2024 г. ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Сопротивление грунта является важным аспектом в проектировании и расчете системы заземления/заземляющей установки. Его сопротивление определяет эффективность отвода нежелательных токов к нулевому потенциалу (земле). Сопротивление геологического материала зависит от нескольких компонентов: наличия металлических руд, температуры геологического слоя, наличия археологических или структурных особенностей, наличия растворенных солей и загрязняющих веществ, пористости и проницаемости. Существует несколько основных методов измерения сопротивления грунта. Измерение выполняется с помощью двух, трех или четырех электродов. Методы измерения: полюс-полюс, диполь-диполь, полюс-диполь, метод Веннера и метод Шлюмберже.

• Электропроводка
• Земля и нейтраль
• Удельное сопротивление почвы

Общий

• IEC 60364-1: Электроустановки зданий — Часть 1: Основные принципы, оценка общих характеристик, определения. Международная электротехническая комиссия , Женева.
• Джон Уитфилд: Руководство для электриков по 16-му изданию Правил IEE, Раздел 5.2: Системы заземления, 5-е издание.
• Джефф Кроншоу: Заземление: ответы на ваши вопросы. IEE Wiring Matters, осень 2005 г.
• Образовательный центр по системам заземления EU Leonardo ENERGY: Ресурсы по системам заземления
• Дмитрий Макаров: Что такое система заземления TN-CS? Определение, значение, схемы.