Pevně uzemněný je neutrál vinutí transformátoru nebo generátoru, připojený k uzemňovacímu zařízení přímo nebo přes nízký odpor (například přes proudový transformátor). Takové sítě jsou určeny ТN. Schematický diagram je znázorněn na obrázku 2.
Síť má tři fázové vodiče a nulový vodič odstraněný z neutrálu vinutí transformátoru PEN. Díky přítomnosti druhého v této síti je možné připojit elektrické přijímače k lineárnímu UЛ a fázovat UФ napětí. Spotřebitel tedy bez použití transformátorů obdrží pro svou potřebu dvě napěťové úrovně 127/220 V, 220/380 V, 380/660 V. Díky úspoře na transformátorech jsou tyto sítě nejpoužívanější.
Nulový vodič je nutný ze dvou důvodů.
První schůzka (pracovat) pro připojení jednofázových přijímačů mezi fázový a nulový vodič (obrázek 2).
Druhá schůzka (ochranný) pro elektrickou a požární bezpečnost. Pro zajištění elektrické bezpečnosti jsou otevřené vodivé části elektrických instalací, které nejsou normálně pod napětím (pouzdra), připojeny k nulovému vodiči (obrázek 2). Díky tomu, i když se porouchá izolace jakékoli fáze na pouzdře, napětí na ní neohrožuje lidský život. Požární bezpečnost je zajištěna tím, že při porušení izolace na pouzdru dojde k jednofázovému zkratu (zkratu). Protože odpor zkratového obvodu je velmi malý, je zkratový proud poměrně velký. Tento proud způsobí vypnutí jističe nebo přepálení pojistkové vložky. Proto elektrický oblouk v místě zkratu nemá čas vést k požáru.
Podle PUE mohou mít sítě do 1 kV s pevně uzemněným neutrálem tři možnosti.
První je, když jsou nulový pracovní (N) a nulový ochranný (PE) vodič sloučen do jednoho vodiče (PEN) v celé síti. Takové sítě se nazývají ТN–C (obrázek 2).
Druhý je, když jsou nulový pracovní (N) a nulový ochranný vodič (PE) odděleny v celé síti. Takové sítě se nazývají ТN–S (obrázek 3).
Za třetí když jsou nulový pracovní (N) a nulový ochranný (PE) vodič sloučen do jednoho vodiče (PEN) v některé jeho části, počínaje zdrojem energie. Takové sítě se nazývají ТN-S-S (obrázek 4).
Všechny nové elektroinstalace musí být provedeny podle druhé nebo třetí možnosti.
Výhody sítě do 1 kV s pevně uzemněným neutrálem:
schopnost připojit nejen třífázové elektrické přijímače na lineární napětí, ale i jednofázové na lineární i fázové napětí;
rychlé odpojení poruch spojených se zemními poruchami.
Hlavní нnevýhody sítě do 1 kV s pevně uzemněným neutrálem jsou následující.
První — zkrat jedné fáze k zemi je zkrat a vznikají velké proudy (až několik kA), které mohou vést k mechanickému zničení zařízení a živých částí, k tepelnému poškození a požáru v elektrických instalacích (obrázek 5) .
Pro odstranění prvního nedostatku v sítích do 1 kV s pevně uzemněným neutrálem se používají automatické spínače a pojistky, které by měly rychle odpojit poškozené úseky sítě. Proto je v sítích TN velmi důležité zvolit správné jističe a pojistky.
Druhý — zvýšené elektrické nebezpečí, protože když se osoba dotkne drátu vedení nebo nechráněných živých částí, které jsou pod napětím, vytvoří se obvod skrz osobu a zem; v tomto případě proud zjevně překračuje život ohrožující hodnotu (obrázek 6).
Druhá nevýhoda je eliminována použitím proudového chrániče (RCD). Zjednodušené schéma zapojení je znázorněno na obrázku 7. Obsahuje:
automatický stroj QA1, který zajišťuje ochranu elektrické instalace před zkratem (elektromagnetická spoušť) a přetížením (tepelná spoušť);
automat QA2, mechanicky spojený s QA1, s vybavovací cívkou K;
jako primární vinutí je použit proudový transformátor TA, jehož sekundární vinutí je připojeno k vypínací cívce QA2 a lineární a nulový pracovní vodič.
Jednofázové napájení přijímače RH prováděno lineárně L a nula PEN vodičů. Před RCD PEN vodič je rozdělen na dvě části nulová pracovní N a nulovou ochranou PE. V normálním režimu, kdy je zařízení v dobrém provozním stavu a nikdo se nedotýká živých částí, které jsou pod napětím, proud ve vedení IЛ rovný proudu nulového pracovního drátu IN. Magnetické toky indukované těmito proudy se vzájemně kompenzují a v sekundárním vinutí proudového transformátoru se neindukuje žádné EMF. Pokud je porušena izolace lineárního nebo neutrálního pracovního drátu, stejně jako když se člověk dotkne drátů, rovnost proudů IЛ и IN je narušena, protože se přes nulový ochranný vodič objeví proudový obvod PE nebo osoba. V sekundárním vinutí proudového transformátoru se indukuje emf a vypínací cívkou K protéká proud, který vede k odpojení QA2 a následně i QA1.
třetí — pokud se nulový vodič přeruší, napětí na jednofázových elektrických přijímačích může dosáhnout lineárního (1,73násobného zvýšení) a vést k poškození (obrázek 8).
Třetí nevýhoda sítě s pevně uzemněným neutrálem nebyla v současné době odstraněna. Podívejme se na příklad. Předpokládejme, že ve fázi A je zapnutá rychlovarná konvice o výkonu 1000 W RH = 48 Ohm, a ve fázi C žárovka 100 W s RH = 480 ohmů. V normálním režimu je na každý spotřebič přivedeno napětí 220 V. Pokud dojde k přerušení nulového vodiče, přivede se na tyto dvě sériově zapojené zátěže lineární napětí 380 V. Napětí mezi konvicí a žárovkou je distribuováno přímo úměrně jejich odporu napětí na konvici bude 34,5 V a na žárovce 345 V, tedy 1,57krát více. Proto se musíme snažit vyvážit zátěže v různých fázích a vytvořit cesty, které posunují nulový vodič.
Na závěr podotýkáme, že uzemnění odkryté vodivé části aniž byste je vynulovali v sítích TN nechrání před úrazem elektrickým proudem. Pro ilustraci zvažte obrázek 9, kde je motor uzemněn, ale není vynulován.
V tomto případě při poruše pouzdra napětí na zemnících vodičích R и R3 být distribuovány přímo úměrně jejich odporům. Předpokládejme, že zemní odpory jsou stejné R = 1,5 Ohm a R3 = 4 Ohmy. Potom bude úbytek napětí na uzemňovacích vodičích roven
Mezi skříní motoru a zemí tak vznikne dosti nebezpečné napětí. Osoba, která se dotkne krytu, může dostat elektrický šok. Pokud existuje inverzní poměr odporu R = 4 Ohm a R3 = 1,5 Ohm, pak může vzniknout nebezpečné napětí mezi zemí a nechráněnými živými částmi zařízení instalovaného v blízkosti transformátoru, které má společnou zem s neutrálem.
Tento způsob neutrálního uzemnění se nepoužívá v sítích obsahujících vysokonapěťové elektromotory. Jednofázové poruchové proudy v tomto případě dosahují několika kiloampérů, což je nepřijatelné z hlediska poškození statoru elektromotoru (tavení oceli při jednofázové poruše).
Rýže. 1.4 Schéma nadzemní čtyřvodičové distribuční sítě 4-25 kV USA.
Použití pevného neutrálního uzemnění ve vysokonapěťových sítích v Rusku je stěží nutné a je pravděpodobné v dohledné budoucnosti. Všechny domácí linky 6-35 kV jsou třívodičové a spotřebitelské transformátory jsou třífázové, to znamená, že přístup k budování sítě je výrazně odlišný od zahraničního. Výše uvedený případ pevného uzemnění neutrálu v kabelové síti 35 kV zásobující město Kronštadt je výjimkou. Toto rozhodnutí bylo záměrně učiněno projekčním ústavem vzhledem k tomu, že jednofázový poruchový proud v této síti je asi 600 A. Kompenzace je v tomto případě neúčinná a spolehlivé vysokonapěťové nízkoodporové odpory v Rusku neexistovaly. dobu, kdy bylo řešení implementováno.
60. Obrysy uzemnění rozvoden a přenosových stožárů, účel.
elektrické vedení: Pro zvýšení spolehlivosti elektrického vedení, pro ochranu elektrických zařízení před atmosférickým a vnitřním přepětím a také pro zajištění bezpečnosti obsluhujícího personálu je nutné uzemnit podpěry elektrického vedení.
Na venkovních elektrických vedeních s napětím 0,4 kV se železobetonovými podpěrami v sítích s izolovaným neutrálem musí být uzemněny jak výztuže podpěry, tak háky a kolíky fázových vodičů. Odpor uzemňovacího zařízení by neměl překročit 50 Ohmů.
V sítích s uzemněným neutrálem musí být háčky a kolíky fázových vodičů instalované na železobetonových podpěrách, stejně jako armatury těchto podpěr, připojeny k neutrálnímu uzemněnému vodiči. Zemnící a nulové vodiče musí mít ve všech případech průměr minimálně 6 mm.
Na nadzemních elektrických vedeních s napětím 6-10 kV musí být uzemněny všechny kovové a železobetonové podpěry, jakož i dřevěné podpěry, na kterých jsou instalována zařízení na ochranu před bleskem, výkonové nebo přístrojové transformátory, odpojovače, pojistky nebo jiná zařízení.
Při provádění uzemňovacích opatření, tzn. Při elektrickém připojení uzemněných částí k zemi se snaží zajistit, aby odpor uzemňovacího zařízení byl minimální a samozřejmě ne vyšší než hodnoty požadované PUE. Velká část zemního odporu vzniká na přechodu z uzemňovací elektrody do země. Obecně tedy odpor zemnícího zařízení závisí na kvalitě a stavu samotné půdy, hloubce zemnících elektrod, jejich druhu, množství a vzájemné poloze.
Uzemňovací zařízení se skládají z uzemňovacích vodičů a zemnících svahů spojujících zemnící vodiče s uzemňovacími prvky. Všechny prvky namáhané výztuže stojanů, které jsou připojeny k zemní elektrodě, by měly být použity jako uzemňovací svahy železobetonových podpěr přenosového vedení pro napětí 6-10 kV. Pokud jsou podpěry instalovány na kotevních podpěrách, měly by být jako zemnicí vodiče kromě výztuže použity také podpěry železobetonových podpěr. Uzemňovací svahy speciálně položené podél podpěry musí mít průřez nejméně 35 mm nebo průměr nejméně 10 mm.
Na nadzemních elektrických vedeních s dřevěnými podpěrami se doporučuje použít šroubové spoje zemnících sestupů; na kovových a železobetonových podpěrách může být spojení zemnících svahů provedeno buď svařovaným nebo šroubovaným.
Zemnicí elektrody jsou kovové vodiče uložené v zemi. Zemnící elektrody mohou být vyrobeny ve formě svisle poháněných tyčí, trubek nebo úhelníků navzájem spojených vodorovnými vodiči z kruhové nebo pásové oceli do uzemňovacího zdroje. Délka svislých zemnících vodičů je obvykle 2,5-3 m. Vodorovné uzemňovací vodiče a vrchol svislých zemničů musí být v hloubce nejméně 0,5 m a na orné půdě – v hloubce 1 m. Zemnící vodiče jsou připojeny navzájem svařováním.
Při instalaci podpěr na piloty lze jako uzemňovací vodič použít kovovou pilotu, ke které se přivařením připojí zemnící vývod železobetonových podpěr.
Aby se zmenšila plocha půdy, kterou zabírá zemní elektroda, používají se hluboké uzemňovací elektrody ve formě kulatých ocelových tyčí, ponořených vertikálně do země na 10-20 m nebo více. Naopak v hustých nebo kamenitých půdách, kde není možné zakopat svislé zemnící vodiče, se používají povrchové vodorovné zemnící vodiče, což je několik nosníků z pásové nebo kruhové oceli, uložených v zemi v malé hloubce a připojených k uzemnění. klesání.
Všechny typy uzemnění výrazně snižují velikost atmosférických a vnitřních přepětí na elektrických vedeních. V některých případech však toto ochranné uzemnění nestačí k ochraně izolace elektrického vedení a elektrických zařízení před přepětím. Na linky se proto instalují přídavná zařízení, mezi které patří především ochranná jiskřiště, trubkové a ventilové svodiče.
PS: V rozvodnách je nutná zemnící smyčka, která chrání obsluhující personál před úrazem elektrickým proudem při poškození izolace zařízení, tj. zkratu na kostru, kdy může dojít k vysokému dotykovému a skokovému napětí.
Kvalita zemnící smyčky je charakterizována jejím odporem, který by u elektrických instalací s vysokými zemními poruchovými proudy neměl být větší než 0,5 Ohm. Rozvodny s napětím nad 35 kV jsou klasifikovány jako takové instalace.
Zemnící smyčka je vyrobena z prodloužených (z pásků) a hlubokých (z tyčí a úhelníků) zemnících vodičů. Všechny kryty a kryty zařízení jsou připojeny k obvodu bez výjimky.
Uzemnění zařízení otevřených a uzavřených rozvaděčů, budov a konstrukcí s napětím do 1000 V a nad 1000 V musí být provedeno v souladu s projektem, požadavky SNiP a PUE.
Zemnící smyčka rozvodny musí být provedena po dokončení prací na inženýrských sítích a instalaci hlubinných základů pro zařízení, instalaci kovových konstrukcí venkovních rozvaděčů a budov, ale před instalací stojanů pro zařízení. Zemnící smyčka uzavřených rozvoden umístěných pod objektem rozvodny se provádí po dně stavební jámy před výstavbou základů objektu. V místech, kde vychází ze základu, jsou značky vytvořeny barvou a aplikovány na výkonný diagram. Řezání rýh a zarážení elektrod zemní smyčky se provádí mechanizovaně pomocí tyčových instalací pro řezání zeminy. Hluboké elektrody se ponořují zarážením, lisováním nebo šroubováním elektrod pomocí speciálních mechanismů a zařízení.
Pro zemnící smyčku by měly být použity ocelové, nejlépe pozinkované elektrody, jejichž nejmenší rozměry jsou uvedeny v PUE.
Výkop pro pokládku prodloužených horizontálních elektrod (pásů) se provádí o hloubce minimálně 500-700 mm, jámy pro zarážení vertikálních zemnících smyčkových tyčí jsou hluboké minimálně 0,8 m o půdorysných rozměrech 0,5 × 0,5 m. Ponořená hluboká elektroda musí vyčnívat nad dno jímky alespoň o 100 mm pro snadné elektrické svařování.
Spojení jednotlivých prvků okruhu hlubinných elektrod s pásy vodorovných elektrod a odbočkami z nich k zařízení musí být provedeno elektrickým svařováním. Odbočky k zařízení lze pokládat v hloubce 0,3 m. Svařovací plochy musí být očištěny od strusky a opatřeny antikorozní ochranou.
Pásy by měly být spojeny s přesahem. Délka překrytí by se měla rovnat šířce spojovaných prvků u obdélníkových pásků a 6 průměrů u kulatých elektrod. Svařování se provádí podél celého obrysu přesahu.
Výkopy s prodlouženými elektrodami by měly být vyplněny čistou zeminou bez příměsí stavební suti a kamenů. Před naplněním okruhu k němu musí být přivařeny všechny spoje a výpusti ze zařízení.
Uzemnění vede od zařízení podél regálů a od lineární výztuže podél železobetonových portálů musí být bezpečně připevněno k regálům pomocí obvazů nebo nastřeleno hmoždinkami z montážní pistole a natřeno černou antikorozní barvou.
Zemnící vodiče je nutné zavést do prostoru jasně orámovaným otvorem (trubka, krabice apod.). V místě vstupu a výstupu uzemňovacího vodiče z místnosti musí být na stěně (základu) zřetelná značka provedená černou barvou ve formě svislé čáry o délce 150 mm a šířce 40 mm.
