Uzemňovací soustavy

V nízkonapěťových sítích, které distribuují elektrickou energii pro co nejširší třídu koncových uživatelů, hlavním problémem pro navrhování zemnicích systémů je bezpečnost spotřebitelů, kteří používají elektrické spotřebiče a jejich ochranu proti úrazu elektrickým proudem. Uzemňovací soustavy, v kombinaci s ochrannými zařízeními, jako jsou pojistky a proudové zařízení, musí ve výsledku zajistit, že člověk nemá přijít do kontaktu s kovovým předmětem, jehož potenciál vzhledem k osobě potenciál překročí bezpečnou hranici, obvykle nastavené na 50 V.,

Ve většině vyspělých zemí, 220 V, 230 V nebo 240 V zásuvky s uzemněny kontakty byly zavedeny buď těsně před, nebo brzy po druhé Světové Válce, i když s značné národní rozdíly. Nicméně ve Spojených Státech a Kanadě, kde je napájecí napětí pouze 120 V zásuvky instalované do poloviny-1960 obecně neměl zahrnovat uzemnění (zem) pin. V rozvojovém světě, místní elektroinstalace praxe může nebo nemusí poskytovat připojení k zemi.,

Na nízké napětí elektrické sítě s fázovým a nulovým vodičem napětí převyšující 240 V až 690 V, které jsou většinou používány v průmyslových / důlní zařízení / stroje, spíše než veřejně přístupné sítě, uzemnění systému design je stejně důležité z pohledu bezpečnosti jak pro domácí uživatele.

Pro čas, US National Electrical Code povoleny některé velké spotřebiče trvale připojené k napájení použít napájení nulový vodič jako vybavení kabiny připojení k uzemnění., To nebylo povoleno pro plug-in zařízení jako neutrální a pod napětím vodič mohl být snadno náhodně vyměněny, vytváří vážné nebezpečí. Pokud by byl neutrál přerušen, skříň zařízení by již nebyla připojena k zemi. Normální nerovnováha v rozděleném distribučním systému fáze by mohla vytvořit nežádoucí neutrální až zemní napětí. Nedávné vydání NEC již tuto praxi neumožňují. Z podobných důvodů, většina zemí nyní pověřeny specializované ochranný vodič připojení ve spotřebitelských vedení, které jsou nyní téměř univerzální., V distribučních sítích, kde jsou připojení stále méně zranitelná, mnoho zemí umožňuje zemi a neutrální sdílet dirigenta.

Pokud chyba cestu mezi omylem pod napětím objekty a připojení napájení má nízkou impedancí, poruchový proud bude tak velké, že obvod nadproudové ochranné zařízení (pojistka nebo jistič) se otevře, zrušte uzemnění., Pokud uzemňovací systém neposkytuje low-impedance kovový vodič mezi vybavení skříní a dodávka návrat (jako v TT samostatně uzemněný systém), porucha proudy jsou menší, a ne nutně provozovat nadproudovou ochranu zařízení. V takovém případě je nainstalováno zařízení se zbytkovým proudem, které detekuje únik proudu na zem a přeruší obvod.

IEC terminologyEdit

mezinárodní norma IEC 60364 rozlišuje tři rodiny uzemňovacích uspořádání pomocí dvoupísmenných kódů TN, TT a IT.,

první písmeno označuje spojení mezi zemí a napájecí zařízení (generátor nebo transformátor):

„T“ — Přímé spojení z bodu se zemí (francouzsky: terre) „já“ — nemá smysl je spojen se zemí (francouzsky: isolé), snad s výjimkou prostřednictvím vysoké impedance.

druhé písmeno označuje spojení mezi země nebo sítě a elektrické zařízení je dodávané:

„T“ — Země je připojení k místní přímé spojení se zemí (francouzsky: terre), obvykle přes zemnicí tyč., „N“ — připojení uzemnění je napájen z elektrické sítě, a to buď samostatně neutrálním vodičem (TN-S), v kombinaci s neutrálním vodičem (TN-C), nebo obojí (TN-C-S). Ty jsou popsány níže.

Typy TN networksEdit

V TN uzemňovací soustavy, jeden z bodů v generátoru nebo transformátoru není spojen se zemí, obvykle hvězda bodu v třífázové soustavě., Těleso elektrického zařízení je připojeno k zemi prostřednictvím tohoto uzemňovacího připojení na transformátoru.Toto uspořádání je současným standardem pro obytné a průmyslové elektrické systémy zejména v Evropě.

vodič, který spojuje exponované kovové části elektrické instalace spotřebitele, se nazývá ochranná země (PE; viz také: země). Vodič, který se připojuje k star bod v třífázový systém, nebo, že nese vrátit proudu v jednofázové soustavě, se nazývá neutrální (N)., Rozlišují se tři varianty systémů TN:

TN-S PE a N jsou samostatné vodiče, které jsou spojeny pouze v blízkosti zdroje energie. TN-C Kombinovaný vodič pera plní funkce PE i n vodiče. (na systémech 230/400 V běžně používaných pouze pro distribuční sítě) část systému TN−C−S používá kombinovaný vodič pera, který je v určitém okamžiku rozdělen na samostatné linky PE a N. Kombinovaný vodič pera se obvykle vyskytuje mezi rozvodnou a vstupním bodem do budovy a země a neutrální jsou odděleny v servisní hlavě., Ve velké BRITÁNII, tento systém je také známý jako ochranné uzemnění více (PME), protože z praxe, spojující v kombinaci neutrální a zemnící vodič přes nejkratší možné trasy k místním zemi pruty na zdroje, a v pravidelných intervalech podél distribučních sítí tak, aby každý prostor, poskytovat i systém uzemnění a zařízení uzemnění na každém z těchto míst. Podobné systémy v Austrálii a na Novém Zélandu jsou označeny jako vícenásobné uzemněné neutrální (muži) a v Severní Americe jako multi-uzemněné neutrální (MGN).,

je možné mít jak TN-S, tak TN-C-S dodávky odebrané ze stejného transformátoru. Například, pouzdra na nějaké podzemní kabely korozi a přestat poskytovat dobré zemi připojení, a tak domy, kde vysoká odolnost proti „zlé země“ se nacházejí, může být převeden na TN-C-S. To je možné pouze v síti, když neutrální je dostatečně robustní proti selhání, a konverze není vždy možné. Pero musí být vhodně vyztuženo proti poruše,protože pero s otevřeným obvodem může zapůsobit na plné fázové napětí na jakýkoli exponovaný kov připojený k systémové zemi po přerušení., Alternativou je poskytnout místní zemi a převést na TT.Hlavním lákadlem TN sítě je nízká impedance země cesta umožňuje snadné automatické odpojení (REKLAMY) na vysoký proud obvodu v případě line-na-PE zkratu jako stejný jistič nebo pojistka bude fungovat buď pro L-N nebo L-PE chyby, a RCD není potřeba detekovat chyby zemi.,

TT networkEdit

V TT (francouzsky: terre-terre) uzemňovací soustavy, ochranná zemnicí svorka pro spotřebitele je poskytována místní uzemňovací elektrody, (někdy odkazoval se na jako Terra-Firma připojení) a tam je další samostatně instalován na generátoru. Mezi nimi není žádný „zemnící drát“.Impedance poruchové smyčky je vyšší a pokud není impedance elektrody skutečně velmi nízká, instalace TT by měla mít vždy jako první izolátor RCD (GFCI).,

velkou výhodou uzemňovacího systému TT je snížené rušení připojeného zařízení ostatních uživatelů. TT byl vždy vhodnější pro speciální aplikace, jako jsou telekomunikační weby, které těží z bezrušného uzemnění. Sítě TT také nepředstavují žádná vážná rizika v případě rozbitého neutralu. Kromě toho, v místech, kde je moc distribuována nad hlavou, vodiče nejsou ohroženi žít by měl veškeré režijní náklady distribuce dirigent být zlomená, řekněme, padlý strom nebo větev.,

V pre-RCD éry, TT uzemňovací systém byl neatraktivní pro obecné použití, protože obtížnost uspořádání spolehlivé automatické odpojení (REKLAMY) v případě, že line-na-PE zkratu (ve srovnání s TN systémy, kde stejný jistič nebo pojistka bude fungovat buď pro L-N nebo L-PE chyby). Protože však zařízení se zbytkovým proudem tuto nevýhodu zmírňují, uzemňovací systém TT se stal mnohem atraktivnějším, pokud jsou všechny obvody střídavého proudu chráněny RCD., V některých zemích (například UK) TT se doporučuje pro situace, kdy nízké impedance ekvipotenciální zóna je nepraktické udržovat tím, lepení, kde je významný venkovní vedení, jako jsou dodávky mobilní domy a některé zemědělské nastavení, nebo tam, kde vysoký poruchový proud by mohl představovat další nebezpečí, jako na sklady paliva nebo přístavy.

uzemňovací systém TT se používá po celém Japonsku, s jednotkami RCD ve většině průmyslových nastavení., To může uložit přidány požadavky na frekvenčních měničů a spínací napájecí zdroje, které mají často podstatný filtry absolvování vysoké frekvence hluku na zem dirigent.

it networkEdit

v IT síti (isolé-terre) nemá elektrický distribuční systém vůbec žádné připojení k zemi, nebo má pouze připojení s vysokou impedancí.,

ComparisonEdit

Další terminologiesEdit

Zatímco národní předpisy pro elektroinstalace pro budovy mnoha zemích postupujte podle IEC 60364 terminologie, v Severní Americe (usa a Kanada), termín „zařízení ochranného vodiče“ se vztahuje na zařízení areálu a zemnící vodiče na pobočky, obvody, a „zemnící elektroda vodič“ se používá pro vodiče pospojování k uzemnění tyč (nebo podobné) do servisního panelu., „Uzemněný vodič „je systém“neutrální“.Australské a novozélandské standardy používají upravený zemnící systém PME nazvaný Multiple Earthed Neutral (muži). Neutrální je uzemněn (uzemněná) na každé spotřebitelské služby bod a tím účinně přinášet neutrální potenciální rozdíl na nulu po celé délce rozvodů NN.Ve velké BRITÁNII a některých zemích Commonwealthu, termín „PNE“, což znamená, Fáze-Neutrál-Země se používá k označení, že tři (nebo více pro non-jednofázové připojení) vodiče jsou použity, tj. PN-S.,

Resistance-earthed neutral (India)Edit

systém resistance earth se používá pro těžbu v Indii podle předpisů Central Electricity Authority. Namísto pevného připojení neutrálního k zemi se používá neutrální uzemňovací odpor (NGR) k omezení proudu na zem na méně než 750 mA. Kvůli poruchovému proudu je bezpečnější pro plynné doly. Vzhledem k tomu, že únik země je omezen, mohou být zařízení na ochranu proti úniku nastavena na méně než 750 mA . Pro srovnání, v pevně uzemněném systému může být poruchový proud země stejně jako dostupný zkratový proud.,

neutrální uzemňovací rezistor je monitorován pro detekci přerušeného uzemnění a vypnutí napájení, pokud je zjištěna závada.

svodový proud protectionEdit

Aby se zabránilo náhodnému šok, aktuální snímací obvody se používají u zdroje izolovat moc, když svodový proud překročí určitou hranici. Pro tento účel se používají zařízení se zbytkovým proudem (RCD, RCCBs nebo GFCIs). Dříve se používá jistič úniku zeminy. V průmyslových aplikacích se relé úniku zeminy používají se samostatnými transformátory s vyváženým proudem jádra., Tato ochrana funguje v rozsahu milli-zesilovačů a lze ji nastavit od 30 mA do 3000 mA.

Země připojení checkEdit

samostatné pilotní vodič je spustit z distribuce/ dodávky zařízení systému, navíc do země dráty, aby dohlížet na kontinuitu drátu. To se používá v vlečných kabelech těžebních strojů. Pokud je zemnící vodič přerušený, pilotní vodič umožňuje snímacímu zařízení na konci zdroje přerušit napájení stroje. Tento typ obvodu je nutností pro přenosné těžké elektrické zařízení (jako LHD (zatížení, zátah, sklápěč)) používané v podzemních dolech.,

PropertiesEdit

CostEdit

• TN sítích ušetřit náklady na low-impedance uzemnění v místě každého spotřebitele. Takové spojení (pohřbená kovová konstrukce) je nutné k zajištění ochranné zeminy v systémech IT a TT.
• sítě TN-C šetří náklady na další vodič potřebný pro samostatné připojení N A PE. Pro zmírnění rizika rozbitých neutrálů jsou však zapotřebí speciální typy kabelů a mnoho připojení k zemi.
• sítě tt vyžadují řádnou ochranu RCD (ground fault interrupter).,

SafetyEdit

• V TN, izolační chyba, je velmi pravděpodobné, že vést k vysoký zkratový proud, který spustí nadproudovou jistič nebo pojistku a odpojte L vodiče. U systémů TT může být impedance zemní smyčky příliš vysoká, nebo příliš vysoká na to v požadovaném čase, takže se obvykle používá RCD (dříve ELCB)., Dříve TT zařízení může nedostatek této důležité bezpečnostní funkce, která umožňuje CPC (Obvod Ochranného Vodiče nebo PE) a možná spojeny kovové části v dosahu osoby (exposed conductive částí a cizích vodivých částí), aby se stal pod napětím po delší dobu v podmínkách poruchy, což je reálné nebezpečí.
• v systémech TN-S a TT (a v TN-C-S mimo bod rozdělení) lze pro dodatečnou ochranu použít zařízení se zbytkovým proudem., Při absenci izolace chyba v zařízení pro spotřebitele, rovnice IL1+IL2+IL3+IN = 0 platí, a RCD může odpojit napájení, jakmile tato částka dosáhne prahové hodnoty (typicky 10 mA – 500 mA). Porucha izolace mezi L nebo N A PE spustí RCD s vysokou pravděpodobností.
• v sítích IT a TN-C jsou zařízení se zbytkovým proudem mnohem méně pravděpodobné, že detekují poruchu izolace., V TN-C systém, oni by také být velmi citlivé na nechtěné spuštění z kontaktu mezi vodiče obvodů na různých Zapsané průmyslové vzory nebo s reálném terénu, čímž je jejich použití nepraktické. Také RCD obvykle izolují neutrální jádro. Vzhledem k tomu, že to není nebezpečné v systému TN-C, měly by být RCD na TN-C zapojeny, aby pouze přerušily vodič vedení.,
• V single-ended jednofázové systémy, kde se na Zemi a neutrální jsou kombinované (TN-C a v části TN-C-S systémy, které používá v kombinaci neutrální a zemi jádra), pokud tam je problém s kontakty v PEN vodič, pak všechny části uzemnění systému po přestávce se zvýší na potenciál L dirigent. V nevyvážené multi-fázový systému, potenciál uzemňovací soustavy se bude pohybovat směrem, že nejvíce načten řádek dirigent. Takový nárůst potenciálu neutrálního za přestávkou je známý jako neutrální inverze., Připojení TN-C proto nesmí procházet přípojkami plug/socket nebo flexibilními kabely, kde je vyšší pravděpodobnost problémů s kontaktem než u pevných kabelů. Existuje také riziko, pokud je kabel poškozen, což lze zmírnit použitím soustředné konstrukce kabelů a více zemních elektrod., Vzhledem k (malé) riziko ztracené neutrální zvyšování ‚uzemnit‘ kov, práce na nebezpečný potenciál, spolu s zvýšené riziko šoku od takových památek, dobrý kontakt s opravdovou zemi, použití TN-C-S dodávky je zakázán ve velké BRITÁNII pro karavany a přípojky pro lodě, a důrazně se nedoporučuje pro použití na farmách a venkovní staveniště, a v takových případech je doporučeno, aby se všechny venkovní vedení TT s RCD a samostatný uzemňovací elektrody.,
• systémy, jeden izolace chyba je nepravděpodobné, že by způsobit nebezpečné proudy proudit skrze lidské tělo v kontaktu se zemí, protože žádný low-impedance obvodu existuje pro takový proud. První porucha izolace však může účinně přeměnit IT systém na systém TN a druhá porucha izolace může vést k nebezpečným proudům těla. Horší je, že v multi-fázový systému, pokud jeden z vodiče, kontaktu se zemí, to by mohlo způsobit další fáze jader vzroste na fáze-fáze napětí vzhledem k zemi, spíše než fáze-neutrální napětí., IT systémy mají také větší přechodné přepětí než jiné systémy.
• V TN-C a TN-C-S systémy, spojení mezi kombinované neutrální-a-zemské jádro a tělo na zemi mohl skončit nesoucí značný proud za normálních podmínek, a mohl nést i více pod rozbitou neutrální situaci. Proto, hlavní vyrovnání potenciálů vodiče musí být dimenzovány s ohledem na tuto skutečnost; použití TN-C-S je vhodná v situacích, jako jsou čerpací stanice, kde je kombinace moc pohřben zámečnické práce a výbušné plyny.,

Elektromagnetické compatibilityEdit

• V TN-S a TT systémy, má spotřebitel low-noise připojení k zemi, která netrpí napětí, které se objeví na N vodič v důsledku návratu proudů a impedance, že dirigent. To má zvláštní význam u některých typů telekomunikačních a měřicích zařízení.
• v systémech TT má každý spotřebitel své vlastní spojení se zemí a nevšimne si žádných proudů, které by mohly být způsobeny jinými spotřebiteli na sdílené linii PE.,

RegulationsEdit

• Ve Spojených Státech National Electrical Code a Canadian Electrical Code, krmivo od distribučního transformátoru používá v kombinaci neutrální a ochranný vodič, ale v rámci struktury samostatný neutrální a ochranné vodiče (TN-C-S). Neutrál musí být připojen k zemi pouze na napájecí straně odpojovacího spínače zákazníka.
• v Argentině, Francii (TT) a Austrálii (TN-C-S) musí zákazníci poskytnout vlastní pozemní spojení.,
• spotřebiče v Japonsku musí být v souladu se zákonem PSE a stavební elektroinstalace používá ve většině instalací uzemnění TT.
• v Austrálii se používá vícenásobný uzemněný neutrální (MEN) uzemňovací systém a je popsán v oddíle 5 AS / NZS 3000. Pro zákazníka LV je to systém TN-C z transformátoru na ulici do areálu (neutrál je několikrát uzemněn podél tohoto segmentu) a systém TN-S uvnitř instalace, od hlavního rozvaděče dolů. Při pohledu na celek se jedná o systém TN-C-S.,
• V Dánsku vysoké napětí nařízení (Stærkstrømsbekendtgørelsen) a Malajsie Elektřiny Vyhláška z roku 1994 uvádí, že všichni spotřebitelé musí použít TT uzemnění, i když ve vzácných případech, TN-C-S může být povoleno (používá se stejným způsobem jako ve Spojených Státech). Pravidla se liší, pokud jde o větší společnosti.
• V Indii jako na Ústřední Úřad pro Elektřinu Předpisy, CEAR, 2010, 41, tam je poskytování uzemnění, nulový vodič, 3-fázový, 4-vodičové soustavy a další třetí vodič z 2-fáze, 3-vodičové soustavy. Uzemnění se provádí dvěma samostatnými spoji., Uzemňovací systém musí mít také minimálně dvě nebo více zemních jám (elektrod), aby bylo zajištěno správné uzemnění. Podle pravidla 42, instalace s připojeným zatížení nad 5 kW vyšší než 250 V a musí mít vhodný na svodový proud ochranná zařízení izolovat zatížení v případě zemního zkratu nebo úniku.

příklady Aplikacíedit

• v oblastech Velké Británie, kde převládá podzemní kabeláž, je systém TN-S běžný.
• v Indii je dodávka LT obecně prostřednictvím systému TN-S. Neutrální je dvojité uzemnění u každého distribučního transformátoru., Neutrální a zemní vodiče běží samostatně na režijních distribučních linkách. Pro připojení k zemi se používají samostatné vodiče pro nadzemní vedení a pancéřování kabelů. Na každém konci uživatele jsou instalovány další zemní elektrody / jámy, které poskytují redundantní cestu k zemi.
• většina moderních domů v Evropě má uzemňovací systém TN-C-S. Kombinované neutrální a zemi dochází mezi nejbližší trafostanice a služby vystřihnout (pojistka před čtvereční). Poté se ve všech vnitřních rozvodech používají samostatná zemní a neutrální jádra.,
• Starší městských a předměstských domů v BRITÁNII mají tendenci mít TN-S, zásoby, se zemí připojení dodávána prostřednictvím vedení plášť podzemní vedení-a-papír kabelu.
• Starší domy v Norsku používá TO systém, zatímco novější domy použít TN-C-S.
• Některé starší domy, zejména ty postavené před vynálezem proudový jističe a kabelové domácí sítě, použijte in-house TN-C uspořádání. To již není doporučená praxe.,
• Laboratorní místnosti, zdravotnická zařízení, staveb, dílen, mobilní elektrické instalace, a jiné prostředí, které jsou dodávány přes motor-generátory tam, kde je zvýšené riziko izolačních závad, často používat TO uzemnění uspořádání dodávané z izolace transformátorů. Ke zmírnění dva-chyba problémů s IT systémy, izolace, transformátory by měly dodávat pouze malý počet zatížení každého a měly by být chráněny s izolací, monitorování zařízení (obecně se používá pouze lékařské, železnice nebo vojenských systémů, a TO z důvodu nákladů).,
• V odlehlých oblastech, kde náklady na další PE vodič převáží náklady na místní uzemnění, TT sítě se běžně používají v některých zemích, zejména ve starších nemovitostí nebo ve venkovských oblastech, kde je bezpečnost by jinak mohly být ohroženy zlomenina horní vodič PE o, řekněme, padlý strom větev. Dodávky TT k jednotlivým vlastnostem jsou také vidět ve většině systémů TN-C-S, kde je individuální vlastnost považována za nevhodnou pro napájení TN-C-s.,
• V Austrálii, Nový Zéland a Izrael, TN-C-S systému je v provozu; nicméně, elektroinstalace pravidla státu, který, kromě toho, každý zákazník musí poskytnout samostatný připojení k zemi, přes specializované uzemňovací elektrody. (Jakékoli kovové vodovodní potrubí vstupující do prostor spotřebitele musí být také „vázáno“ na uzemňovací bod v rozvodné rozvaděči/panelu.) V Austrálii a na Novém Zélandu spojení mezi Ochranným vodičem bar a Neutrální baru na hlavním Rozvaděči/Panel se nazývá Více Uzemněný Neutrální Odkaz nebo MUŽE Odkaz., Tento odkaz MEN je odnímatelný pro účely testování instalace, ale je připojen během normálního provozu buď uzamykacím systémem (například pojistky) nebo dvěma nebo více šrouby. V systému mužů je prvořadá integrita neutrálního. V Austrálii, na novém zařízení musí také pouto nadace beton re-prosazování v mokrých oblastech na Ochranný vodič (AS3000), obvykle zvýšení velikosti uzemnění (tj. snížení rezistence), a poskytuje ekvipotenciální letadlo v oblastech, jako jsou koupelny., Ve starších instalacích není neobvyklé najít pouze vazbu vodovodního potrubí a je povoleno zůstat jako taková, ale pokud je provedena jakákoli modernizace, musí být instalována další zemní elektroda. Příchozí Ochranný vodič/nulový vodič je připojen k Neutrální Bar (nachází se na straně zákazníka elektroměru je neutrální spojení), který je pak připojen přes zákazníka MUŽŮ odkaz na Zemi bar – za tímto bodem, Ochranný vodič a Neutrální vodiče jsou samostatné.