Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий

ОСНОВЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И

ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ЗДАНИЙ

Москва 2004

Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский институт энергобезопасности и энергосбережения

В. Н. Харечко, Ю. В. Харечко

Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий

Третье издание

Москва 2004

ББК 31.279-04 УДК 621.316.99 Х202

Харечко В.Н., Харечко Ю.В.

X 202              Основы заземления электрических сетей и

электроустановок зданий. Третье издание. -М.: ПТФ МИЭЭ, 2004. -182 с: ил.

ISBN 5-98540-001-8

В нормативной документации, устанавливающей требования к устройству электроустановок зданий, понятие «тип заземления сис­темы» рассматривается в качестве основополагающей характеристики системы распределения электроэнергии, которая обычно состоит из низ­ковольтной распределительной электрической сети и подключенной к ней электроустановки здания.

В предлагаемой читателю книге излагаются и анализируются тре­бования к типам заземления системы TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ и ГГ, которые содержатся в ГОСТ Р 50571.2, в стандартах комплекса МЭК 60364, в Британском стандарте BS 7671 и в Правилах устройства электроустановок седьмого издания. Отмечаются недостатки, имею­щиеся в требованиях нормативных документов, вносятся предложения по уточнению исходных понятий и совершенствованию нормативных требований, предъявляемых к типам заземления системы.

Книга рассчитана на работников проектных, электромонтажных и эксплуатационных организаций, а также может быть рекомендована для студентов энергетических специальностей.

ISBN 5-98540-001-8

© В. Н. Харечко, Ю. В. Харечко, 2002,2003,2004

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.............................................................................    5

Требования нормативных документов

к типам заземления системы......................................   7

1.1. Требования ГОСТ Р 50571.2

к типам заземления системы................................        7

1.1.1. Краткая характеристика ГОСТ Р 50571.2.........   7

1.1.2. Типы заземления системы

TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, ГГ.............................. 10

1.1.3. Анализ требований к типам заземления

системы, изложенных в ГОСТ Р 50571.2.......... 19

1.2. Требования стандартов МЭК 60364-3

и МЭК 60364-1 к типам заземления системы.... 29

1.2.1. Краткая характеристика стандартов

МЭК 60364-3 и МЭК 60364-1........................... 29

1.2.2. Типы заземления системы

TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, ГГ.............................. 32

1.3. Сравнение требований к типам заземления
системы, изложенных в ГОСТ Р 50571.2

и в стандартах МЭК 60364-3 и МЭК 60364-1....    36

1.4. Требования Правил устройства электроустановок

к типам заземления системы................................      45

1.4.1. Краткая характеристика главы 1.7

Правил устройства электроустановок.............. 45

1.4.2. Типы заземления системы

TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, ГГ.............................. 77

1.5. Требования Британского стандарта BS 7671

к типам заземления системы................................       85

1.5.1. Краткая характеристика

Британского стандарта BS 7671....................... 85

1.5.2. Типы заземления системы

TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, ГТ.............................. 85

3

1.6. Неопределенность нормативных требований

к типам заземления системы TN-C и TN-C-S......... 94

ТРЕБОВАНИЯ ГОСТ Р 50571.2 К ТИПАМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ СИСТЕМЫ

Рис 1.1. Система TN - C

(нулевой защитный и нулевой рабочий

проводники объединены во всей системе):

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части

13

14

Рис. 1.2. Система TN - S

(нулевой защитный и нулевой рабочий

проводники работают раздельно во всей системе):

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части

TN-C-S - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике в части системы распределения электроэнергии¹ (см. рис. 1.3).

При типе заземления системы ТТ (см. рис. 1.4) источник питания² имеет одну точку токоведущих частей, непосредственно соединенную с землей. Открытые проводящие части, в свою оче­редь, соединяются с заземляющим устройством электроустановки здания, заземлитель которого должен быть электрически не­зависимым³ от заземлителя заземляющего устройства источника питания.

При типе заземления системы IT (см. рис. 1.5) токоведущие части источника питания⁴ не имеют непосредственной связи с землей или одна точка токоведущих частей заземлена через со-

*В п. 312.2.1 ГОСТ Р 50571.2 говорится о сети, хотя речь должна идти о системе распределения электроэнергии.

² В п. 312.2.2 ГОСТ Р 50571.2 говорится о заземлении одной точки питающей сети. В то же время, в п. 312.2 стандарта установлено, что первая буква «Т» в обозначении типа заземления системы указывает на заземление одной точки токоведущих частей источника питания.

³В ГОСТ Р 50571.2 не содержатся разъяснения, что следует пони­мать под электрически независимым заземлителем. В Международном электротехническом словаре (в стандарте МЭК 60050-195 [9]) определен термин «независимый заземляющий электрод» - заземляющий электрод, размещенный на таком расстоянии от других заземляющих электродов, что на его электрический потенциал незначительно влияют электриче­ские токи между Землей и другими заземляющими электродами (inde­pendent earth electrode - earth electrode located at such a distance from other earth electrodes that its electric potential is not significantly affected by elec­tric currents between Earth and other earth electrodes). Вместо термина «за­земляющий электрод» («earth electrode») в национальной нормативной документации употребляется термин «заземлитель».

⁴ В п. 312.2.3 рассматриваемого стандарта говорится об отсутствии непосредственной связи с землей токоведущих частей питающей сети. Хотя первая буква «I» в обозначении типа заземления системы указы­вает на то, что от земли изолированы токоведущие части источника пи­тания или одна их точка заземлена через сопротивление (см. п. 312.2 ГОСТ Р 50571.2).

15

16

Рис. 1.3. Система TN - C - S

(нулевой защитный и нулевой рабочий

проводники объединены в части системы):

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части

Рис. 1.4. Система ТТ:

1 - заземление источника питания;

2 - открытая проводящая часть;

3 - заземление открытой проводящей части

17

18

Рис 1.5. Система IT:

1 - заземление источника питания;

2 - открытая проводящая часть;

3 - заземление открытой проводящей части;

4 - сопротивление

противление. Открытые проводящие части электроустановки зда­ния подлежат защитному заземлению. Они с помощью защитных проводников электрически соединяются с заземляющим устрой­ством, которое является неотъемлемой частью электроустановки здания.

1.1.3. Анализ требований к типам заземления системы, изложенных в ГОСТ Р 50571.2

В изложенных выше требованиях к типам заземления сис­темы имеются существенные недостатки и противоречия, на ко­торых следует остановиться более подробно.

Во-первых, как отмечалось выше, тип заземления системы в подразделе 312 стандарта представляется характеристикой пи­тающей электрической сети. В то же время, в разделе 1 ГОСТ Р 50571.2 говорится о том, что стандарт устанавливает ос­новные характеристики электроустановок зданий. Эта противоре­чивая информация не позволяет читателю дать однозначный от­вет на главный вопрос: характеристикой какого объекта все-таки является тип заземления системы?

Первая буква в обозначении любого типа заземления сис­темы указывает на наличие (буква «Т») или отсутствие (буква «I») заземления токоведущих частей источника питания. В элек­трических системах переменного тока источник питания обычно является составной частью низковольтной распределительной электрической сети. Он может представлять собой, например, вторичную обмотку трансформатора, установленного на транс­форматорной подстанции напряжением 10 / 0,4 кВ.

Вторая же буква в обозначениях типов заземления системы говорит либо о выполнении заземления открытых проводящих частей (буква «Т»), либо о наличии электрической связи между открытыми проводящими частями и заземленной токоведущей частью источника питания (буква «N»). Так как в рассматривае­мом стандарте устанавливаются характеристики электроустано­вок зданий, то, следовательно, открытые проводящие части, о ко-

19

торых идет речь в нормативных требованиях, являются неотъем­лемой частью электроустановки здания или другой низковольт­ной электроустановки, подключенной к распределительной элек­трической сети.

Поэтому можно предположить, что тип заземления системы следует рассматривать в качестве основной характеристики низ­ковольтной системы распределения электроэнергии, которая обычно включает в себя, с одной стороны, низковольтную рас­пределительную электрическую сеть и, с другой стороны, под­ключенную к ней электроустановку здания. Применение этой ха­рактеристики только для распределительной электрической сети или только для электроустановки здания лишено какого-либо смысла, а иногда просто невозможно.

Несмотря на то, что характеристика «тип заземления сис­темы» устанавливает принципы построения электрических цепей защитных проводников в каждом из перечисленных элементов системы распределения электроэнергии, корректное ее примене­ние возможно лишь для указанной совокупности объектов. Руко­водствуясь только данными о построении электрических цепей защитных проводников в электроустановке здания, нельзя одно­значно ответить на следующий вопрос: какой конкретно тип за­земления системы реализован в совокупности «распределитель­ная электрическая сеть - электроустановка здания»?

Действительно, при типах заземления системы TN-S, ТТ и ГГ электрические цепи защитных проводников, применяемых для защитного заземления открытых проводящих частей, имеют в электроустановках зданий одинаковое построение. Поэтому нельзя установить конкретный тип заземления системы, рассмат­ривая только электроустановку здания в отрыве от распредели­тельной электрической сети, к которой она подключена.

Привлекая дополнительный критерий - наличие или отсут­ствие заземления токоведущих частей источника питания, можно установить факт реализации в рассматриваемой системе распре­деления электроэнергии таких типов заземления системы, как ТТ или IT. Для окончательной идентификации типа заземления сис­темы TN-S необходима проверка выполнения еще одного условия - наличия электрической связи между открытыми проводящими

20

частями электроустановки здания и заземленной токоведущей ча­стью источника питания. Причем указанная связь должна осуще­ствляться с помощью отдельного нулевого защитного проводника во всей системе распределения электроэнергии.

В многочисленных публикациях и изданиях широко ис­пользуются словосочетания «электроустановка здания с типом за­земления системы XX», «электроустановка здания XX» и другие. Все они указывают не только на то, что электроустановка здания соответствует требованиям, предъявляемым к конкретному типу заземления системы XX, но также и на то, что требованиям к ука­занному типу заземления системы отвечает и низковольтная рас­пределительная электрическая сеть, к которой подключена элек­троустановка здания.

Если электроустановка здания соответствует типу заземле­ния системы ГТ, то распределительная электрическая сеть не должна иметь заземленных токоведущих частей. Электроуста­новка здания будет соответствовать типу заземления системы TN-S только в том случае, если она подключается к распредели­тельной электрической сети, имеющей нулевой защитный про­водник, с помощью которого открытые проводящие части элек­троустановки здания соединяются с заземленной токоведущей ча­стью источника питания.

Встречающееся словосочетание «сеть XX» также лишено смысла в том случае, если распределительную электрическую сеть рассматривать в отрыве от электроустановки здания. При подключении к одной и той же распределительной электрической сети трех электроустановок зданий можно реализовать три раз­ных типа заземления системы: TN-C, TN-S и TN-C-S {см. рис. 2.15).

Иными словами, конкретный тип заземления системы мо­жет быть задан и реализован только для совокупности, состоящей из распределительной электрической сети и электроустановки здания. При этом построение электрических цепей защитных проводников в обоих элементах рассматриваемой системы рас­пределения электроэнергии должно соответствовать требованиям, которые устанавливаются нормативной документацией для кон­кретного типа заземления системы.

21

Во-вторых, при реализации типов заземления системы TN открытые проводящие части электроустановки здания должны соединяться с заземленной токоведущей частью источника пита­ния. В зависимости от особенностей конкретного типа заземления системы указанная связь во всей системе распределения электро­энергии должна выполняться следующим образом:

при типе заземления системы TN-C - совмещенным нуле­вым защитным и рабочим проводником;

при типе заземления системы TN-S - отдельным нулевым защитным проводником;

при типе заземления системы TN-C-S - в распределитель­ной электрической сети и в головной части электроустановки здания, которая непосредственно к ней присоединена, - PEN-проводником, а в оставшейся части электроустановки здания -нулевым защитным проводником.

В то же время, в стандарте имеется рисунок 31 Н (его фраг­мент воспроизведен на рисунке 1.6 книги), который иллюстри­рует тип заземления системы TN-C-S для электрических систем постоянного тока как результат сложения «системы TN-C¹» и «системы TN-S». На этом рисунке так называемая «система TN-S» выполнена для части системы распределения электроэнер­гии (для части электроустановки здания). Она «начинается» от точки разделения РЕМ-проводника² на защитный проводник и

¹ Обозначения «система TN-C» и «система TN-S» взяты в кавычки,
так как они не являются сокращенными наименованиями соответст­-
вующих им типов заземления системы TN-C и TN-S из-за имеющих ме-­
сто противоречий в анализируемых требованиях стандарта. На указан­-
ном рисунке представлен только один тип заземления системы -
TN-C-S. Системы TN-C и, тем более, системы TN-S здесь нет и быть не
может.

² На рисунке 31 Н ГОСТ Р 50571.2 указан PEN-проводник, однако в
электрических цепях постоянного тока функции защитного и среднего
проводников может выполнять только РЕМ-проводник, а не PEN-про­-
водник, который используется исключительно лишь в электрических
системах переменного тока. Далее в анализе нормативных требований
используется термин «РЕМ-проводник».

22

Рис 1.6. Система TN - C - S постоянного тока:

1 - заземление системы;

2 - открытые проводящие части

23

средний проводник. Между источником питания и точкой разде­ления РЕМ-проводника в головной части системы распределения электроэнергии (в головной части электроустановки здания) рас­положена так называемая «система TN-C».

В анализируемой ситуации для «системы TN-S» нельзя обеспечить электрическую связь между заземленной токоведущей частью источника питания и открытыми проводящими частями электроустановки здания с помощью защитного проводника, так как в распределительной электрической сети и в головной части электроустановки здания (в головной части системы распределе­ния электроэнергии) применяется РЕМ-проводник. Рассматри­ваемая иллюстрация выглядит более чем странной. Она не согла­суется с требованиями п. 312.2.4.1 ГОСТ Р 50571.2, в которых при характеристике типа заземления системы TN-S в системах постоянного тока сказано: «Заземленный линейный (фазный) проводник (например, L-)... или заземленный средний проводник (М)... отделены от защитного проводника (РЕ) во всей системе» (выделено авторами).

Таким образом, в требованиях стандарта имеются серьез­ные противоречия. С одной стороны, при типе заземления сис­темы TN-S в соответствии с требованиями, изложенными в п. 312.2.1 и в п. 312.2.4.1 ГОСТ Р 50571.2, защитный проводник должен проходить через всю систему распределения электроэнер­гии. То есть этот проводник должен «начинаться» на заземленной токоведущей части источника питания и «заканчиваться» на от­крытых проводящих частях электроустановки здания.

С другой стороны, на рисунке 31Н ГОСТ Р 50571.2 (рис. 1.6 книги) показано, что защитный проводник в так назы­ваемой «системе TN-S» «начинается» не на источнике питания, а в произвольной точке системы распределения электроэнергии. Этой «начальной» точкой является точка разделения РЕМ-про­водника на защитный проводник и средний проводник. Однако в этом случае открытые проводящие части электроустановки зда­ния не могут иметь электрического соединения с заземленной то­коведущей частью источника питания, выполненного только с помощью защитного проводника, так как в представленной сис­теме распределения электроэнергии между защитным проводни-

24

ком и заземленной токоведущей частью источника питания име­ется РЕМ-проводник.

Несмотря на то, что рассматриваемая иллюстрация типа за­земления системы TN-C-S представлена в стандарте только для систем постоянного тока, аналогичные интерпретации этого типа заземления системы для электрических систем переменного тока уже появились в ряде публикаций и изданий. В некоторых книгах и статьях система TN-C-S рассматривается как результат «сложе­ния» двух систем TN-C и TN-S, где в качестве «начальной» точки системы TN-S указывается точка разделения PEN-проводника.

Даже в некоторых нормативных документах, например, в ГОСТ Р 50669, имеются требования, в соответствии с которыми система TN-S может «начинаться» в произвольной точке системы распределения электроэнергии, а не от источника питания. В п. 4.2.5 этого стандарта говорится о том, что электроустановка здания из металла может подключаться к распределительному устройству рядом расположенного здания, например к квартир­ному щитку. И при этом предполагается возможным реализация типа заземления системы TN-S в совокупности «распределитель­ная электрическая сеть - электроустановка здания из металла».

Процитированное требование ГОСТ Р 50669 не выдержи­вает критики уже по той причине, что электроустановки «рядом расположенных зданий» соответствуют, как правило, типам за­земления системы TN-C и TN-C-S. Этим же типам заземления системы соответствуют и низковольтные распределительные электрические сети, в которых всегда имеются PEN-проводники, а нулевые защитные проводники никогда не применяются. По­этому при подключении электроустановки здания из металла к существующей низковольтной распределительной электрической сети и, тем более, к низковольтному распределительному устрой­ству электроустановки «рядом расположенного здания» нельзя реализовать тип заземления системы TN-S из-за отсутствия воз­можности выполнения требования п. 312.2.1 ГОСТ Р 50571.2. То есть в образованной системе распределения электроэнергии нельзя обеспечить электрическую связь между заземленной ней­тралью трансформатора, который обычно является источником питания в существующей распределительной электрической сети, и открытыми проводящими частями электроустановки здания из

25

металла, применяя для этой цели только нулевой защитный проводник.

В-третьих, неопределенность требований ГОСТ Р 50571.2 к типам заземления системы усугубляется еще одним обстоятель­ством. В стандарте нет никаких указаний о том, что следует по­нимать под источником питания, который является одним из ключевых элементов рассматриваемой совокупности, включаю­щей в себя низковольтную распределительную электрическую сеть и электроустановку здания. Более того, если для электриче­ских систем переменного тока в стандарте говорится о заземле­нии источника питания, то для электрических систем постоянного тока речь идет о заземлении системы. Хотя на всех рисунках, где представлены электрические системы постоянного тока, указаны именно источники питания.

На основании схемы, приведенной на рисунке 1.6, можно сделать ошибочный вывод о том, что для системы TN-S в каче­стве источника питания вполне допустимо рассматривать любую часть низковольтной распределительной электрической сети пе­ременного тока или головную часть электроустановки здания, в которой имеется штепсельная розетка, подключенная к электро­проводке, содержащей PEN-проводник. Для «обоснования» та­кого вывода можно указать на факт разделения PEN-проводника при подключении к нему защитных контактов штепсельной ро­зетки, а также на наличие нулевого защитного проводника в гиб­ком кабеле, с помощью которого переносной или передвижной электроприемник класса I подключается к рассматриваемой штепсельной розетке.

Если предположить, что для системы TN-S в качестве ис­точника питания может выбираться произвольная точка в распре­делительной электрической сети или в электроустановке здания, то теряется смысл в использовании характеристики «тип заземле­ния системы». Прежде всего из-за того, что невозможно обеспе­чить сопоставимость объектов, для которых устанавливается эта характеристика.

Действительно, если в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571.2 система TN-C всегда «начинается» от источника питания, а так называемая «система TN-S» может «начинаться»,

26

например, от штепсельной розетки, то классификация типов за­земления системы накладывается на два различных по структуре, несопоставимых между собой объекта. Первым объектом явля­ется совокупность низковольтной распределительной электриче­ской сети и подключенной к ней электроустановки здания, а вто­рым объектом - только часть электроустановки здания, вклю­чающая в себя, например, только одну штепсельную розетку и только один подключенный к ней переносной электроприемник класса I.

Проиллюстрировать необоснованность подобного подхода можно также на следующем примере. На рисунке 1.1, который полностью соответствует рисунку 31 С стандарта, показан общий вид системы TN-C. Открытая проводящая часть трехфазного электроприемника (он расположен с левой стороны рисунка) со­единяется с PEN-проводником электроустановки здания (системы распределения электроэнергии) с помощью нулевого защитного проводника. Нулевой рабочий вывод рассматриваемого электро­приемника также подключается к PEN-проводнику, но уже с по­мощью нулевого рабочего проводника. В рассматриваемой части электроустановки здания (в части системы распределения элек­троэнергии) PEN-проводник фактически разделяется на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники при подключении дан­ного электроприемника.

Руководствуясь только фактом разделения PEN-провод-ника, можно заключить, что часть электроустановки здания (часть системы распределения электроэнергии), состоящая из рассмат­риваемого электроприемника и пяти проводников, подключенных к нему, соответствует типу заземления системы TN-S. Вполне правомерно также сделать вывод о том, что на рисунке 1.1 пред­ставлена не система TN-C, а система TN-C-S, которая «слагается» из «системы TN-C» и «системы TN-S».

Более того, основываясь только на факте разделения PEN-проводника на нулевой защитный проводник и нулевой рабочий проводник при подключении хотя бы одного переносного элек­троприемника класса I, можно утверждать, что электроустановок зданий (систем распределения электроэнергии), которые соответ­ствуют типу заземления системы TN-C, на практике быть не мо­жет. Поэтому тип заземления системы TN-C является всего лишь

27

«теоретической» характеристикой низковольтной системы рас­пределения электроэнергии, установленной требованиями рас­сматриваемого стандарта для лучшего разъяснения остальных «практических» характеристик - типов заземления системы TN-S, TN-C-S, ТТ и ГГ.

Имеется еще одно обстоятельство, которое не позволяет со­гласиться с анализируемой трактовкой типов заземления системы TN-C-S и TN-S. Если допустить возможность «начала» системы TN-S от точки разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, то весьма проблематичным ста­новится обеспечение надлежащего уровня электробезопасности во всей электроустановке здания или в ее части. Действительно, чрезвычайно сложно, а подчас практически невозможно обеспе­чить достаточный уровень электробезопасности при устройстве электроустановки здания с так называемым «типом заземления системы TN-S», если ее «источником питания» является штеп­сельная розетка с защитными контактами, установленная в сосед­нем здании, даже если она подключается к электропроводке, имеющей в своем составе медный PEN-проводник сечением 10 мм² или более.

Из приведенного выше анализа требований ГОСТ Р 50571.2 можно сделать следующий вывод: в стандарте не определена суть понятия «тип заземления системы», а требования ко всем пяти типам заземления системы сформулированы неопределенно. По­этому нормативные требования, изложенные в рассматриваемом стандарте, воспринимаются неоднозначно.

Такое положение объясняется прежде всего тем, что в стан­дарте, во-первых, отсутствуют определения исходных понятий и, во-вторых, имеются противоречия в его нормативных требова­ниях. Поэтому требования ГОСТ Р 50571.2 невозможно пра­вильно применять при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок зданий. Нельзя также корректно применять требования других нормативных документов, которые прямо или косвенно базируются на требованиях рассматриваемого стандарта к типам заземления системы.

28

ТРЕБОВАНИЯ СТАНДАРТОВ МЭК 60364-3 И МЭК 60364-1 К ТИПАМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ СИСТЕМЫ

СРАВНЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ТИПАМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ СИСТЕМЫ,

Питающая сеть (здания)

Цепь, питающая распредели­тельный щит.

37

ТРЕБОВАНИЯ

ТРЕБОВАНИЯ

Типы заземления системы

TN - C, TN - S, TN - C - S, TT, IT

Общие требования к типам заземления системы TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT установлены во второй части стандарта BS 7671, которая называется «Определения» («Definitions»). В от­личие от стандартов комплекса МЭК 60364 в стандарте BS 7671 дано следующее определение исходного термина «система»

¹ Institution of Electrical Engineers - общество инженеров-электриков.

² Отсчет изданий стандарта ведется от первого издания «Rules and
regulations for the prevention of fire risks arising from electric lighting»,
датированного 1882 г.

85

(«system»): электрическая система, состоящая из единственного источника электрической энергии и установки¹ (an electrical sys­tem consisting of a single source of electrical energy and an installa­tion). В стандарте сказано, что типы системы идентифицируются в зависимости от отношения источника питания и открытых про­водящих частей установки к Земле (types of system are identified as follows, depending upon the relationship of the source, and of ex­posed-conductive-parts of the installation, to Earth). Стандартом оп­ределены следующие типы заземления системы:

система TN - система, имеющая одну или более точек ис­точника энергии, которые непосредственно заземлены, открытые проводящие части установки присоединены к той точке защит­ными проводниками (TN system, a system having one or more points of the source of energy directly earthed, the exposed-conductive-parts of the installation being connected to that point by protective con­ductors);

система TN-C - система, в которой нейтральная и защитная функции объединены в единственном проводнике повсюду в сис­теме (рис. 1.7) (TN-C system, a system in which neutral and protec­tive functions are combined in a single conductor throughout the system);

система TN-S - система, имеющая разделенные нейтраль­ный и защитный проводники повсюду в системе (рис. 1.8) (TN-S system, a system having separate neutral and protective conductors throughout the system);

система TN-C-S - система, в которой нейтральная и защит­ная функции объединены в единственном проводнике в части системы (рис. 1.9) (TN-C-S system, a system in which neutral and protective functions are combined in a single conductor in part of the system);

система ТТ - система, имеющая одну точку источника энер­гии, которая непосредственно заземлена, открытые проводящие части установки присоединены к заземлителю, электрически

¹ В стандарте BS 7671 термин «установка» является сокращенным вариантом термина «электрическая установка».

86

Рис. 1.7. Система TN - C.

Нейтральная и защитная функции объединены в единственном проводнике повсюду в системе:

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части;

3 - электрооборудование в электроустановке;

4 - потребительские электроустановки;

5 - дополнительное заземление источника питания

87

88

Рис. 1.8. Система TN - S.

Разделенные нейтральный

и защитный проводники повсюду в системе:

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части;

3 - электрооборудование в электроустановке;

4 - потребительские электроустановки

1

Рис 1.9. Система TN - C - S.

Нейтральная и защитная функции объединены i единственном проводнике в части системы:

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части;

3 - электрооборудование в электроустановке;

4 - потребительские электроустановки;

5 - дополнительное заземление источника питания

89

независимому от заземлителя источника (рис. 1.10) (ТТ system, a system having one point of the source of energy directly earthed, the exposed-conductive parts of the installation being connected to earth electrodes electrically independent of the earth electrodes of the source);

система IT - система, не имеющая непосредственного со­единения между токоведущими частями и Землей, открытые про­водящие части электрической установки заземлены (рис. 1.11) (ГГ system, a system having no direct connection between live parts and Earth, the exposed-conductive parts of the electrical installation being earthed).

В стандарте BS 7671 дано определение исходного термина «система», а также конкретно указано, что под источником пита­ния понимается источник энергии (source of energy). На рисунках, иллюстрирующих конкретные типы заземления системы, источ­ник энергии показан в виде вторичной обмотки трансформатора, установленного на понижающей трансформаторной подстанции. Поэтому требования стандарта BS 7671 к типам заземления сис­темы являются более определенными, чем аналогичные требова­ния стандарта МЭК 60364-3.

Однако отдельные требования стандарта BS 7671 все же со­держат неопределенность и противоречия. Так, например, в стан­дарте отсутствуют какие-либо требования, на основании которых можно четко разграничить системы TN-C и TN-C-S. В определе­нии системы TN-C говорится, что PEN-проводник используется во всей системе. В то же время, на рисунке 1.7, который иллюст­рирует систему TN-C, отчетливо видно, что после подключения открытых проводящих частей к PEN-проводникам имеют место нейтральные проводники, которые присоединяются к соответст­вующим выводам электрооборудования. Поэтому без специаль­ных разъяснений сложно понять различия в рисунках 1.7 и 1.9.

Пояснения к рисункам, которые имеются в стандарте, по­зволяют в некоторой степени уменьшить неопределенность нор­мативных требований. В пояснении к рисунку 1.7 говорится о том, что все открытые проводящие части установки присоеди­нены к PEN-проводнику (all exposed-conductive-parts of an instal­lation are connected to the PEN conductor). Однако в реальных

90

Рис. 1.10. Система ТТ:

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части;

3 - электрооборудование в электроустановке;

4 - потребительские электроустановки;

5 - заземлитель электроустановки

91

92

Рис 1.11. Система IT:

1 - заземление источника питания;

2 - открытые проводящие части;

3 - электрооборудование в электроустановке;

4 - потребительские электроустановки;

5 - заземлитель электроустановки;

6 - заземляющее сопротивление

электроустановках здании имеются электрические цепи, содер­жащие медные проводники сечением менее 10 мм², например 1,5 мм² и 2,5 мм². В таких электрических цепях не может быть PEN-проводников. Поэтому открытые проводящие части элек­трооборудования класса I, входящего в состав подобных электри­ческих цепей, будут присоединяться к защитным проводникам, а не к PEN-проводникам.

В пояснении к рисунку 1.9, который иллюстрирует систему TN-C-S, сказано, что все открытые проводящие части установки присоединены к PEN-проводнику через главный заземляющий зажим и нейтральный зажим, которые соединены вместе (all ex­posed-conductive-parts of an installation are connected to the PEN conductor via the main earthing terminal and the neutral terminal, these terminals being linked together). Однако процитированное разъяснение также не раскрывает имеющуюся неопределенность. Оно лишь позволяет предположить, что PEN-проводник в элек­троустановке здания имеет электрическое соединение с главной заземляющей шиной и на этой же шине выполняется его разделе­ние на защитный и нейтральный проводники.

93

ТРЕБОВАНИЙ К ТИПАМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

СИСТЕМЫ TN - C И TN - C - S

В соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571.2, стандарта МЭК 60364-3, главы 1.7 ПУЭ седьмого издания и стандарта BS 7671 при типе заземления системы TN-C функции нулевого защитного (защитного) и нулевого рабочего (нейтрального) про­водников объединены в PEN-проводнике во всей системе распре­деления электроэнергии. При типе заземления системы TN-C-S PEN-проводник имеет место в одной части системы распределе­ния электроэнергии, а в других ее частях используются нулевые защитные и нулевые рабочие проводники. Например, в низко­вольтной распределительной электрической сети и в головной части электроустановки здания (в распределительных электриче­ских цепях) применяется PEN-проводник. В оставшейся части электроустановки здания (в групповых электрических цепях) ис­пользуются нулевые защитные и нулевые рабочие проводники.

Главным критерием, на основании которого делается вывод о наличии или отсутствии в рассматриваемой совокупности типа заземления системы TN-C-S, является разделение PEN-провод-ника на нулевой защитный проводник и нулевой рабочий провод­ник. При отсутствии разделения PEN-проводника в распредели­тельной электрической сети и в электрических цепях подключен­ной к ней электроустановки здания можно говорить о реализации в рассматриваемой системе распределения электроэнергии типа заземления системы TN-C. Если PEN-проводник разделяется, то обычно говорят о реализации в системе распределения электро­энергии типа заземления системы TN-C-S.

Однако различие между системами TN-C и TN-C-S, кажу­щееся на первый взгляд весьма простым, при более тщательном анализе оказывается условным (неопределенным). Причем, часто не представляется возможным однозначно установить, какой кон­кретно тип заземления системы реализован в исследуемой сово­купности «распределительная электрическая сеть - электроуста­новка здания». Представленный ниже анализ, выполненный для

94

слу