Ключевыми понятиями, которые используют в норматив­ных требованиях, предъявляемых к типам заземления системы, являются следующие: «электроустановка здания», «распредели­тельная электрическая сеть» и «источник питания». Рассмотрим подробно каждое понятие.

Под электроустановкой здания понимают совокупность взаимосвязанного электрооборудования, которое имеет согласо­ванные характеристики и установлено в рассматриваемом здании. Электроустановка здания состоит из нескольких частей (электри­ческих цепей), которые объединяют электрооборудование, уста­новленное в определённых помещениях здания и предназначен­ное для выполнения специальных функций. Наиболее распро­странёнными цепями в электроустановке здания являются груп­повые электрические цепи освещения и штепсельных розеток. Электроустановка большого здания может насчитывать сотни та­ких электрических цепей. Электрические цепи подключают к низковольтным распределительным устройствам электроуста­новки здания.

Распределительная электрическая сеть представляет собой низковольтную электрическую сеть, к которой подключают элек­троустановки зданий. Распределительная электрическая сеть обычно состоит из трансформаторной подстанции (ПС) и воз­душной (ВЛ) или кабельной (КЛ) линии электропередачи, кото­рая начинается от низковольтного распределительного устрой­ства трансформаторной подстанции и заканчивается на вводных зажимах вводно-распределительного устройства или вводного

устройства (ВУ), установленного в здании. Линия электропере­дачи может также заканчиваться на зажимах, которые соединяют провода ответвления от ВЛ к вводу с кабелем (проводами) ввода в электроустановку здания.

Под источником питания понимают электрооборудование, предназначенное для производства электрической энергии или изменения её характеристик. В подавляющем большинстве случаев в низковольтных распределительных электрических се­тях, к которым подключают электроустановки зданий, источни­ками питания являются трансформаторы, установленные на по­нижающих трансформаторных подстанциях.

Граница, которая разделяет низковольтную распределитель­ную электрическую сеть и подключённую к ней электроустановку здания, обычно проходит по вводным зажимам вводно-распределительного устрой­ства или вводного устройства

156

157

Рис. 2.1. Общий вид системы распределения электроэнергии:

1 - заземляющее устройство источника питания; 2 - заземляющее устройство электроустановки здания

Объектом, для которого устанавливают характеристику «тип заземления системы», является низковольтная система рас­пределения электроэнергии.

Пример такого объекта, который состоит из наиболее рас­пространённой низковольтной распределительной электрической сети, включающей в себя источник питания и воздушную или ка­бельную линию электропередачи, и подключённой к ней электро­установки здания, приведён на рис. 2.1 книги. Здесь показана низковольтная система распределения электроэнергии, соответст­вующая типу заземления системы TN-C-S.

Трёхфазный источник питания представляет собой транс­форматор, установленный на трансформаторной подстанции (ПС) напряжением 10/0,4 кВ. Трёхфазная линия электропередачи име­ет четыре проводника - три фазных проводника (L1, L2, L3) и совмещённый защитный заземляющий и нейтральный проводник (PEN). Проводники линии электропередачи подключены на трансформаторной подстанции соответственно к трём фазным шинам (L1, L2, L3) и к PEN-шине её распределительного устрой­ства напряжением 0,4 кВ.

Электроустановка здания условно показана на рис. 2.1 в ви­де трёхфазного электроприёмника класса I, открытые проводящие части которого подлежат защитному заземлению в соответствии с особенностями рассматриваемого типа заземления системы.

В требованиях стандарта МЭК 60364-1 не указан объект, для кото­рого предназначена характеристика «тип заземления системы». Однако иллюстрации типов заземления системы, приведённые в стандарте, на­ложены на электрическую систему, состоящую из источника питания, низковольтной электроустановки и расположенной между ними сис­темы распределения.

158

Вводные зажимы ВРУ (ВУ), применяемого в электроуста­новке здания, подключены к соответствующим проводникам ли­нии электропередачи. PEN-проводник разделяют на вводе в элек­троустановку здания. Поэтому во всей электроустановке здания применяют защитные проводники и нейтральные проводники, которые не должны иметь случайного или преднамеренного электрического соединения между собой.

Низковольтная система распределения электроэнергии, представленная в своем общем виде, «начинается» на источнике питания, включая его самого, «охватывает» линию электропере­дачи и «заканчивается» на открытых проводящих частях электро­установки здания, которая также входит в её состав.

Если в какой-то части электроустановки здания в качестве защитного проводника используют PEN-проводник, который «начинается» от PEN-шины низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции и «заканчивается» на открытых проводящих частях электроприёмников класса I, то эта часть электроустановки здания соответствует типу заземления системы TN-C.

См. также п. 2.2.3 книги.

160

161

В другой части электроустановки здания PEN-проводник применяют не во всех её электрических цепях, а только в распре­делительной электрической цепи, соединяющей между собой низковольтное распределительное устройство трансформаторной подстанции и низковольтное распределительное устройство, че­рез которое обеспечивают электроэнергией эту часть электроус­тановки здания. PEN-проводник разделяют на защитный и ней­тральный проводники в указанном низковольтном распредели­тельном устройстве. Открытые проводящие части электроприём­ников класса I в этой части электроустановки здания присоеди­няют к защитным проводникам. Подобная часть электроуста­новки здания соответствует типу заземления системы TN-C-S.

В третьей части электроустановки здания возможно приме­нение во всех электрических цепях только защитных проводни­ков. Электропроводка распределительной электрической цепи, которая соединяет между собой низковольтное распределитель­ное устройство трансформаторной подстанции и низковольтное распределительное устройство рассматриваемой части электроус­тановки здания, имеет в своем составе и защитный и нейтральный проводники. В этой части электроустановки здания открытые проводящие части электроприёмников класса I присоединяют к защитным проводникам электропроводки. При подобном по­строении электрических цепей защитных проводников в третьей части электроустановки здания будет реализован тип заземления системы TN-S.

162

163

В зависимости от вида защитного проводника, входящего в состав проводников линии электропередачи, в указанной сово­купности может быть реализовано два типа заземления системы -TN-C и TN-S. В системе TN-C линия электропередачи имеет PEN-проводник, к которому подключают и открытые проводящие части светильников класса I и их зажимы, предназначенные для подключения нейтральных проводников.

Факт разделения PEN-проводника, при подключении к нему светильников, не может служить поводом для отнесения указанной системы распределения электроэнергии к типу зазем­ления системы TN-C-S. Он лишь иллюстрирует распространён­ный вариант присоединения открытых проводящих частей элек­трооборудования класса I к PEN-проводнику, который выполня­ют с помощью соединительных проводников, имеющих сечение меньше минимально допустимого для PEN-проводника. При этом выполняют также требование п. 1.7.132 ПУЭ, которое запрещает применение PEN-проводника в однофазной электрической цепи, состоящей в данном случае из светильника и его соединительных проводников.

При типе заземления системы TN-S линия электропередачи должна иметь на один проводник больше, чем при типе заземле­ния системы TN-C. В этом случае используют и защитный про­водник, и нейтральный проводник. К защитному проводнику присоединяют открытые проводящие части светильников, а к нейтральному проводнику - их зажимы, предназначенные для подключения нейтральных проводников.

164

165

2.1.2, Понятие «тип заземления системы»

Характеристика «тип заземления системы» устанавливает специальные требования ко всем элементам, входящим в состав системы распределения электроэнергии. Для составных частей низковольтной распределительной электрической сети рассмат­риваемая характеристика устанавливает следующие требования:

к источнику питания - наличие или отсутствие заземления его токоведущих частей¹;

к линии электропередачи - особенности построения защит­ных и нейтральных проводников.

Для электроустановок зданий, других низковольтных элек­троустановок или электрооборудования этой характеристикой ус­танавливают требования к выполнению заземления открытых проводящих частей, а также к наличию или отсутствию электри­ческого соединения последних с заземлённой токоведущей ча­стью источника питания.

Тип заземления системы, таким образом, является осново­полагающей, комплексной характеристикой, которая в общем случае устанавливает наличие или отсутствие заземления токове­дущей части источника питания и соединённых с ними проводни-

Если источник питания имеет заземлённую токоведущую часть, то в распределительной электрической сети может быть выполнено допол­нительное заземление проводников, которые имеют электрическое со­единение с заземлённой токоведущей частью источника питания. Если источник питания имеет изолированные от земли токоведущие части, то проводники распределительной электрической сети, как правило, должны быть изолированы от земли или, как исключение, какой-то про­водник может быть заземлён через сопротивление.

166

ков низковольтной распределительной электрической сети, а также наличие заземления открытых проводящих частей электро­установки здания (низковольтной электроустановки или электро­оборудования класса I). Кроме того, эта характеристика указывает на наличие электрической связи между заземлённой токоведущей частью источника питания и открытыми проводящими частями электроустановки здания (низковольтной электроустановки или электрооборудования класса I).

Рассматриваемая характеристика предопределяет особенно­сти построения электрических цепей защитных проводников как в низковольтной распределительной электрической сети, так и в подключённой к ней электроустановке здания или в другой низ­ковольтной электроустановке.

Все типы заземления системы имеют собственные буквен­ные обозначения, расшифровка элементов которых в соответст­вии с требованиями ГОСТ Р 50571.2, ПУЭ, стандартов МЭК, стандартов BS 7671 и BS 7430 была сделана в первом разделе книги. Ниже представлена информация, с помощью которой можно уточнить и дополнить требования указанных нормативных документов.

Первая буква в обозначении типов заземления системы ус­танавливает наличие или отсутствие заземления токоведущих частей источника питания:

Т - одна из токоведущих частей источника питания заземлена;

I - все токоведущие части источника питания изолированы от земли или одна из токоведущих частей заземлена через сопротивление.

Буква Т указывает также на то, что в распределительной электрической сети могут быть заземлённые проводники. Напри­мер, воздушная линия электропередачи может содержать PEN-проводник, который имеет электрические соединения с несколь­кими заземляющими устройствами (так называемое «повторное заземление»). Буква I указывает на то, что проводники линии электропередачи, входящей в состав распределительной электри­ческой сети, как правило, должны быть изолированы от земли.

Вторая буква указывает на заземление открытых проводя­щих частей электроустановки здания (низковольтной электроус-

167

тановки, электрооборудования класса I) или на наличие связи ме­жду открытыми проводящими частями и заземлённой токоведу-щей частью источника питания:

Т - открытые проводящие части заземлены независимо от наличия или отсутствия заземления какой-либо токоведущей час­ти источника питания;

N - открытые проводящие части имеют непосредственное соединение с заземлённой токоведущей частью источника пита­ния, выполненное с помощью защитных проводников.

Следующие (за N) буквы определяют, как в системе распре­деления электроэнергии осуществляют электрическую связь ме­жду заземлённой токоведущей частью источника питания и от­крытыми проводящими частями электроустановки здания (низко­вольтной электроустановки или электрооборудования класса I):

С - во всей системе распределения электроэнергии связь между заземлённой токоведущей частью источника питания и от­крытыми проводящими частями электроустановки здания (низко­вольтной электроустановки или электрооборудования класса I) обеспечивают с помощью PEN-проводников;

S - во всей системе распределения электроэнергии указан­ную связь выполняют с помощью защитных проводников (РЕ);

C-S - в головной части системы распределения электро­энергии (от источника питания) эту связь осуществляют с помо­щью PEN-проводников, а в остальной части системы - с помо­щью защитных проводников (РЕ).

Кроме того, буквы С, S и их комбинация «C-S» указывают на особенности устройства проводников, которые в системе рас­пределения электроэнергии выполняют функции защитных и нейтральных проводников:

С - функции защитного (РЕ) и нейтрального (N) проводни­ков обеспечивают во всей системе распределения электроэнергии общим проводником - PEN-проводником;

S - функции защитного и нейтрального проводников обес­печивают раздельными проводниками во всей системе распреде­ления электроэнергии;

C-S - в головной части системы распределения электро­энергии (от источника питания) функции защитного и нейтраль­ного проводников возлагают на PEN-проводник, а в остальной

168

части системы используют два проводника - защитный и нейтральный.

Дальнейшее изложение уточнённых требований к типам за-земления системы, а также иллюстрация конкретных типов вы­полняются для низковольтной системы распределения электро­энергии, которая включает в себя следующие элементы:

распределительную электрическую сеть, состоящую из трёхфазного источника питания переменного тока и низко­вольтной воздушной или кабельной линии электропередачи;

источник питания, которым является трансформатор, уста-новленный на понижающей трансформаторной подстанции;

электроустановку здания, которая имеет групповые элек­трические цепи трёхфазного и однофазного стационарных элек­троприёмников класса I, освещения, а также штепсельных розе­ток, предназначенных для подключения переносных и передвиж­ных электроприёмников класса I.

Для указанной системы распределения электроэнергии гра­ница, разделяющая распределительную электрическую сеть и подключённую к ней электроустановку здания, проходит по вводным зажимам вводно-распределительного устройства (вводного устройства), к которым подключают кабельную линию электропередачи или кабель ответвления от ВЛ к вводу и ввода в электроустановку здания.