Где применяется система заземления IT

Где применяется система заземления IT

Где применяется система заземления IT

• Немного истории
• Область применения
• Преимущества и недостатки

Немного истории

Система электроснабжения, имеющая изолированную нейтраль, имела очень широкое применение в раннем СССР. Жилой фонд тех лет состоял преимущественно из деревянных неблагоустроенных домов барачного типа. Качественное заземление электрического щита в таком доме выполнить было не просто. Бытовая электрическая сеть имела напряжение 127/220 В и изолированную нейтраль. В этих условиях случайное прикосновение к оголенному проводу могло иметь минимальные последствия, даже если при этом держаться за водопроводную трубу.

Схема заземления IT выглядит следующим образом:

Массовый переход на электроснабжение с нейтралью, имеющей заземление, произошел в период крупномасштабного строительства железобетонных жилых домов (так называемых «хрущевок»), несмотря на некоторые достоинства, которыми обладает система IT. В таких домах нашли применение токопроводящие несущие конструкции, а также заземленный водопровод и система отопления. Эти обстоятельства обеспечивают очень высокую вероятность непреднамеренного соединения этих элементов с одним из проводов электропитания. Такой режим в системе IT не отслеживается токовыми защитами и может продолжаться длительно. При этом резко возрастает опасность поражения током при прикосновении ко второму проводу электропитания. Таким образом, схема, в которой используется IT заземление, в зависимости от того, где применяется, имеет как плюсы, так и минусы.

Область применения

Несмотря на некоторые негативные особенности, которые несет с собой применение этой системы, существуют некоторые области, где используется все же заземление IT, как оптимальное решение задач безопасности. В настоящее время система заземления IT применяется при электроснабжении сооружений, требующих повышенной безопасности и надежности. Например, это относится к шахтным электроустановкам. В условиях подземных разработок очень часто происходит скопление взрывоопасных рудничных газов, и система с изолированной нейтралью, принцип работы которой обеспечивает отсутствие искр при однофазном замыкании, в этом случае наименее опасна. Следует добавить, что шахтная электропроводка оснащается специализированной высокочувствительной защитой, схема которой реагирует на ток утечки.

Кроме этого, изолированную нейтраль имеют переносные портативные генераторные установки, которые при работе в полевых условиях не имеют надежное заземление. По этой причине, в сетях аварийного электроснабжения, питающихся от автономных генераторов, также может использоваться система заземления IT. Эта схема может иметь место на предприятиях высокой категории надежности электроснабжения, использующих аварийные системы питания, например, в медицинских учреждениях. Также заземление IT может встретиться в частном доме, оборудованном генератором резервного электропитания. К сожалению, в домашних условиях трудно применима высокочувствительная система, определяющая незначительные токи утечки, наподобие шахтной защиты.

Электроустановки, в которых используется система с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В, обычно имеют применение в тех случаях, когда нежелательно отключение электропитания при возникновении первого замыкания на землю. В таких сетях аварийные значения токов возникают только при замыкании на землю второй фазы, то есть при междуфазном коротком замыкании. По этой причине, для фиксации режима однофазного замыкания на землю, должна быть установлена система сигнализации, реагирующая на небольшое значение тока утечки. Это необходимо для предупреждения обслуживающего персонала о возникновении ненормального режима работы, требующего устранения.

Преимущества и недостатки

Если кратко резюмировать особенности применения заземления IT, можно выделить следующие его преимущества:

• отсутствие разности потенциалов между токоведущими частями электроустановки и местным заземлением, обеспечивающее безопасность прикосновения к ним;
• возможность продолжения работы электроустановки при однофазном замыкании на землю, обусловленная малыми значениями тока утечки.

Недостатки, которыми обладает система заземления IT, обусловлены теми же свойствами, а именно:

1. Обычные токовые защиты не срабатывают при замыканиях на землю. Система контроля токов утечки, как правило, достаточно сложна и ее схема часто не обладает селективностью. К тому же, она работает на сигнал и требует вмешательства обслуживающего персонала.
2. При работе в режиме однофазного замыкания на землю повышается опасность поражения током при прикосновении к другой фазе.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео на котором подробно рассматривается схема заземления IT и альтернативные варианты электроснабжения:

Вот мы и предоставили описание системы заземления IT. Теперь вы знаете, какая у нее область применения и принцип работы!

Будет полезно прочитать:

Система заземления IT. Как жить без нуля?

Схема системы заземления IT

Сегодня публикую очередную статью Конкурса. На этот раз тема, достойная внимания профессионалов. И рассматривает её профессионал.

Встречайте – Василий Васильевич, инженер-разработчик оборудования для морских нефтяных платформ из Москвы. Прочитав мою статью про системы заземления, он решил, что её необходимо дополнить. В результате – эта статья.

Ну а я, как обычно, буду пользоваться служебным положением, и периодически вставлять свои 25 копеек)))

Система заземления IT или система заземления с изолированной нейтралью.

Обычно эта система описывается примерно так:

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

На этом всё описание системы IT обычно и ограничивается и совершенно не понятно как этим всем практически пользоваться? Как подключать потребителей, как подключать системы автоматизации?

Прежде всего, не понятно – если линейное напряжение 380 В, а фазное – 220, то как будет работать однофазная нагрузка? Ведь нуля нет, то есть фактически он оборван. А что произойдёт при обрыве нуля? Правильно, всё пойдёт в разнос – либо сгорит, либо просто не захочет работать. Как выходят из этого диссонанса в системе IT? Слушаем Василия дальше.

На эти вопросы я и постараюсь ответить.

Она широко используется на судах и всём, что считается судами, на морских нефтяных и газовых платформах, например. Не важно, что платформа стоит на дне моря, с точки зрения морского регистра она – судно

Чем система IT принципиально отличается от всех других систем?

Отличается она тем, что в ней нет ноля. Совсем нет. Никак нет. Вообще нет.

Что это значит практически?

Значит это то, что если у вас есть сеть 3 фазы 0,4 кВ, то вы НЕ СМОЖЕТЕ получить однофазное 230 В, как все привыкли, взяв один провод из фазы, а второй из нейтрали или из заземления. Нейтрали нет, а к проводу заземления подключаться НЕЛЬЗЯ, ЗАПРЕЩЕНО! Иначе у вас будет система не IT, а TT.

Как же подключить однофазную нагрузку в системе с изолированной нейтралью?

Здесь варианта два:

1) На нефтяных судах часто есть две параллельные трехфазные линии, линия 0,4 кВ 3 фазы и 230 В 3 фазы. Чтобы подключить прибор, предназначенный для использования в сети 230В, нужно включить его в сеть 230 В МЕЖДУ ДВУМЯ ФАЗАМИ, т.е. в линейное напряжение.

То есть, использовать не схему “звезда”, как это делается обычно для получения 220В, а схему “треугольник”, подключив нагрузку 220 В (которую язык почему-то не поворачивается уже назвать “однофазной”) к одной из сторон “треугольника”.

2) Использовать трансформатор, например понижающий 3Ф 400В / 3Ф 230 В. С трансформатором тоже два варианта, после него так же может быть система IT, либо трансформатор может обеспечить искусственную нейтраль на вторичной обмотке.

Обычно используют трансформатор 380 / 220 В, первичная обмотка которого подключена к любым двум фазам. Если нужно заземление, то один из выводов вторичной обмотки “глухо” заземляют, и получают систему TN-S (или, скорее TN-C-S). При правильном выборе защитного автомата и УЗО система обеспечит отличную защиту от КЗ и прямого прикосновения.

Однако, более безопасной будет система, в которой ни один из выводов трансформатора не подключается на корпус. Трансформатор может быть любым, главное, чтобы на его выходе было напряжение 220 В – не важно, линейное или фазное.

С подключением электродвигателей, клапанов и тому подобного, проблем обычно не возникает, а вот с автоматикой могут быть проблемы. Они связаны с тем, что не все приборы корректно работают при включении их питания в линейное напряжение 230 В (между фазами). Если столкнулись с этой проблемой, тут можно выйти из положения, либо заменой прибора, либо используя маломощный трансформатор с искусственным нолём после вторичной обмотки.

Теоретически да, прибору всё равно, откуда берётся напряжение 220В. А на практике, например, вместо измерения сигнала 4-20 мА какую-то ересь начинают показывать, при том, что датчики заведомо рабочие. Включаешь в обыкновенное фазное напряжение – всё работает. Видимо, что-то с архитектурой конкретных приборов не то. Не часто бывает, но мне пару раз попадалось.

Пример схемы IT

Как пример практической схемы смотрите фрагмент схемы подключения шкафа выпрямителей постоянного тока. Обратите внимание, что питание осуществляется из сети 3 фазы 230 В, каждый из трех выпрямителей включён между фазами, в линейное напряжение.

Пример построения схемы с системой заземления IT

Фактически, провод защитного заземления есть, он приходит со стороны питающего генератора, но он служит только для заземления корпусов блоков питания.

В данном случае выходное напряжение – постоянное 12 В, но может быть любым! А “минус” всех блоков питания заземлён. Выходы каждого БП через защитные автоматы (не показаны) поступают на нагрузки.

Надеюсь, стало понятней как практически устроено подключение потребителей к системе IT. Спасибо за внимание.

Голосование за эту и другие статьи будет открыто примерно через месяц, следите за новостями в группе ВК СамЭлектрик.ру! Если кто не подписан – рекомендую, нас ждёт ещё много интересного!

Василий Васильевич, автор статьи про систему заземления IT

Система заземления IT — без нуля

Кроме обычных систем электропитания, в которых нейтраль источника питания соединена с контуром заземления, есть схема, в которой вторичная обмотка трансформатора и все элементы электросхемы изолированы от заземления или соединены с ним через сопротивление большого номинала. Часто вместо резистора используется разрядник, предохраняющий потребителей при попадании молнии в линию электропередач. Это система заземления IT.

Все элементы корпуса и другие металлические детали оборудования, не подключённые к электропитанию, в этой схеме заземляются. Ток утечки в таких системах электропитания практически отсутствует даже при нарушении изоляции между корпусом и токоведущими частями. Это позволяет длительную эксплуатацию электрооборудования при однофазном замыкании.

Схема заземления IT, согласно ПУЭ п.1.7.3, относится к системам с изолированной нейтралью. Именно под таким названием она известна среди большинства электромонтёров России. Питание однофазных электроустановок осуществляется по двум, а трёхфазной аппаратуры по трём проводам. Нейтральный провод N не заземлён, а заземляющий РЕ проложен только от корпуса оборудования до контура заземления.

Происхождение данной системы

Первоначально система заземления IT широко применялась в схемах электроснабжения жилых зданий. Это было связано с отсутствием надёжного заземления в деревянных зданиях и деревянных опорах линий электропередач, которые также не могли использоваться в качестве заземления.

В частности, эксплуатировавшиеся в СССР до начала 60-х годов сети 127/220В являлись схемами с изолированной нейтралью. Это было связано отсутствием надёжного заземления, устройств защиты и опасностью пожара в деревянных зданиях, составлявших значительную часть жилого фонда, при замыкании между заземлённым корпусом и токоведущими частями.

Отсутствие заземления в цепи электроснабжения здания и пониженное до 127В напряжение делает практически безопасным прикосновение к оголённым проводам. В связи с этими особенностями сложилось представление о полной безопасности работ по замене розеток и выключателей в бытовой электросети.

Справка! В однофазной сети с изолированной нейтралью отсутствует разделение на нулевой и фазный проводники.

Широкое распространение сетей 220/380В с глухозаземлённой нейтралью получило с началом строительства «хрущёвок» — железобетонных домов с заземлённым каркасом и водопроводными трубами в каждой квартире. Такая конструкция здания повышает вероятность замыкания электропроводки и заземлённых элементов здания.

Из-за отсутствия связи при этом соединении не происходит отключение автоматического выключателя или перегорание плавкой вставки предохранителя. Поэтому прикосновение ко второму проводу в железобетонном здании приведёт к поражению человека электрическим током. В результате система заземления IT потеряла свои преимущества перед другими схемами защиты.

Схема электроснабжения в системе IT

Эта система описана в ПУЭ п.1.7.3 и показана там же на рис.1.7.4. В этой схеме источник питания и другие элементы сети отделены от контура заземления. Заземляются только корпуса электроприборов, изолированные от электропроводки. Требования к такому заземлению указаны в ПУЭ пп.1.7.58 и 1.7.64.

Для повышения безопасности использования такой схемы при проектировании и дополнительно к автоматическим выключателям устанавливаются УЗО и системы сигнализации.

Есть два варианта соединения обмоток питающего трансформатора:

1. Треугольник . В этой схеме нейтраль источника питания и нейтральный провод N отсутствуют. Такая система применяется на производстве для питания электропечей и других специальных установок, а так же на кораблях и других плавучих конструкциях. В этом случае электроприборы 220В подключаются к линейному напряжению.
2. Звезда . Классическая четырёхпроводная схема электропитания. Нейтральная точка вторичной обмотки трансформатора соединяется с контуром через разрядник. Этот элемент предотвращает попадание высокого напряжения в сеть при грозовых разрядах, а так же при нарушении изоляции между первичной, высоковольтной, и вторичной обмотками.

Особенности определяют её достоинства перед другими схемами:

• возможность сравнительно безопасного прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
• малый ток утечки при однофазном замыкании на заземленный корпус;
• такое замыкание не является аварийным режимом и позволяет продолжать работу оборудования до устранения неисправности;
• при падении провода на землю отсутствует шаговое напряжение.

Кроме достоинств, схема защиты IT имеет недостатки, ограничивающие её применение:

• низкий ток утечки при однофазном замыкании на землю недостаточен для срабатывания обычных видов защиты;
• работа в режиме короткого замыкания между одной из фаз и заземлением является опасной в случае прикосновении к другому фазному проводу.

В чем отличие системы IT от других систем

Схема трёхфазного электроснабжения IT при включении вторичных обмоток питающего трансформатора 220/380В «звездой» практически не отличается от других систем питания. Основным отличием при однофазном подключении является то, что в нулевом и фазном проводнике отсутствует потенциал по отношению к заземлению. В сетях 127/220В электроприборы ≈220В включаются на линейное напряжение между двумя фазными проводниками.

При включении обмоток «треугольником» ситуация более сложная. В сети 380В стандартное для бытовых устройств напряжение 220В отсутствует. В этом случае используется понижающий трансформатор:

1. Для питания отдельных установок необходим однофазный электротрансформатор 380/220. Такой трансформатор может использоваться также в сетях TN и ТТ в качестве разделительного при организации схемы электропитания IT для отдельного электроприбора.
2. Питание нескольких групп потребителей осуществляется через трёхфазный трансформатор 380/220В. Вторичные обмотки этой установки соединяются «треугольником» и выходное линейное напряжение составляет необходимые 220В.
3. При соединении вторичных обмоток в «звезду» и использовании трансформатора 380/380В в схеме электропитания появляется нейтраль. Это позволит использовать классическую четырёхпроводную схему электроснабжения.

Важно! Нейтраль вторичной обмотки не заземляется. Это превращает систему IT в схему ТN.

Где применяется система заземления IT

В связи с особенностями этой схемы областью применения системы заземления IT являются электроустановки и здания с высокими требованиями к электро- и пожаробезопасности, а также требующие бесперебойного электроснабжения:

• Электрооборудование шахт, особенно в сырых и взрывоопасных условиях. Обязательной является установка рудничных устройств защиты от токов утечки.
• Медицинские учреждения, особенно хирургия и реанимация. Отключение электропитания в этих зданиях опасно для жизни пациентов.
• Научные лаборатории. Электрооборудование этих учреждений отличается повышенной чувствительностью к перепадам напряжения и аварийному отключению.
• Взрывоопасное производство. Это химические, деревообрабатывающие и газовые установки.
• Помещения с повышенной влажностью, ГЭС и другие сооружения с опасностью появления шагового напряжения. В этих установках по системе IT запитываются схемы управления, сигнализации и вспомогательные механизмы.
• Специальные установки. Эта схема защитного заземления используется для оборудования с повышенной опасностью замыкания на землю.

Систему электропитания IT имеют также переносные электростанции. Из-за отсутствия на месте установки контура заземления применить в этих аппаратах схему TN затруднительно.

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» — комбинированный и раздельный.

• T — заземление.
• N — подключение к нейтрали.
• I — изолирование.
• C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
• S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

• N — функциональный «ноль»;
• PE — защитный «ноль»;
• PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Система заземления TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

Система заземления TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Система заземления IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное — жизнь человека.

Системы заземления IT. Определение, отличия, преимущества использования

Система заземления IТ представляет собой систему, в схему которого включена изолированная нейтраль (I), а на стороне имеется потребитель защитного контура (Т). Для осуществления передачи напряжения от источника к потребителям используется минимально возможное количество проводов. При этом обязательным условием является надежное подключение токопроводящих деталей корпусов электрооборудования к устройству заземления. Однако главное отличие такой системы защиты заключается в полном отсутствии нулевого функционального проводника N на участке между источником и потребителем.

При таком скудном определении системы IT заземления остается непонятным вопрос, как пользоваться на практике таким заземлением, как оно работает при подключении реальных потребителей и различных систем автоматизации.

Где используются системы заземления IT, отличия от других видов систем

Системы IT-заземления предназначены для использования на морских судах разного масштаба и применения, газовых и нефтяных платформах, на взрывоопасных объектах, шахтах, в медучреждениях. От остальных систем защиты такие схемы отличаются принципиально: в них отсутствует фаза ноль. На практике это означает, что получить однофазное напряжение в 220 V в сети из трех фаз не получится привычным способом, при помощи одного провода из фазы и второго из нуля/нейтрали или контура заземления. Таким образом, складывается ситуация, когда полностью запрещается подключаться к заземлению, а нейтраль отсутствует.

Варианты подключения однофазной нагрузки в системах IT-заземления

• Как правило, для нефтяных судов предусмотрена установка двух параллельных трехфазных линий: 3 фазы 0,4 кВт и 3 фазы 230 В. Поэтому при подключении прибора, предназначенного для применения в сетях 230 В, действие производится между двумя фазами, в сеть 230 V, где существует линейное напряжение.

В отличии от обычного способа получения напряжения 220В, когда используется схема «звезда», в системах заземления IT применяется схема «треугольника» — нагрузка в 220В подключается непосредственно к одной из сторон обозначенной схемы.

• Второй вариант подключения однофазных нагрузок в системах заземления IT предполагает использование трансформаторной установки. Однако и здесь действия можно осуществить двумя разными способами: система IT-заземления может быть оборудована после трансформатора либо установка при помощи вторичной обмотки будет обеспечивать искусственную нейтраль/фазу ноль.

Как правило, такой вариант защиты предусматривает использование трансформатора 380В/220В, в котором подключение первичной обмотки производится к двум из трех фаз. Если необходимо обустройство заземления, один из выводов обмотки заземляют, тем самым получая системы ТN-C-S. От правильности выбора УЗО и защитного автомата зависит качество защиты в случае короткого замыкания или прямого прикосновения к корпусу электрооборудования.

Наиболее безопасной считается система IT-заземления, где к корпусу не подключается ни одного вывода трансформаторной установки. При этом тип трансформатора не имеет значения. Главным условием остается наличие напряжения на выходе 220 V – линейное или фазное.

Частые проблемы и решения

Подключение электрооборудования обычно не вызывает никаких проблем. Определенные сложности могут возникнуть с автоматикой. Это связано с корректностью работы электроприборов при подключении их питания непосредственно между фазами (линейно) 230 В. Не все из требуемых установок могут функционировать при данном условии. Если возникла подобная проблема, решением может стать замена прибора либо использование маломощного трансформатора, где после вторичной обмотки расположен искусственный ноль (нейтраль).

С теоретической точки зрения, источник напряжения в 220В для прибора не имеет значения. Однако на практике могут регистрироваться некоторые несоответствия между значениями датчиков. К примеру, при подключении электроприбора к обычному фазному напряжению техника будет исправно работать, а вот измерения сигнала заведомо рабочими датчиками выдают разные значения.

Преимущества и недостатки использования схемы IТ-заземления

Перед другими схемами заземления конструкции IТ отличаются следующими достоинствами:

• относительной безопасностью при прикосновениях к токоведущим элементам электроустановок, которые находятся под напряжением;
• малым током утечки в случаях однофазного замыкания на заземленный корпус;
• возможностью продолжения работы оборудования вплоть до момента полного устранения возникшей неисправности, так как такое замыкание не считается аварийным;
• отсутствием шагового напряжения при случайном контакте провода с землей.

Однако применение схемы заземления IТ ограничивается:

• высоким уровнем опасности при работе в режиме КЗ между одной из фаз и заземляющим контуром, если коснуться к проводу другой фазы;
• низким током утечки на землю в случае однофазного замыкания – его недостаточно для того, чтобы срабатывали обычные виды защиты от КЗ.

Сферы применения систем заземления IТ

, ввиду своих конструктивных и функциональных особенностей, используются в электроустановках и зданиях, к которым предъявляются высокие требования к пожарной и электробезопасности. Также такие схемы используются на объектах, где необходима бесперебойная подача электроэнергии:

• в электрооборудовании шахт и рудников, для которых характерными являются сырые и взрывоопасные условия;
• в медицинских учреждениях (отделения хирургии и реанимации);
• в научных лабораториях – в таких учреждениях используется электрооборудование, для которого характерна повышенная чувствительность к перепадам напряжения;
• на взрывоопасных производственных объектах – химических, газовых и деревообрабатывающих установках;
• в помещениях с высоким уровнем влажности, гидроэлектростанциях и в других сооружениях, где высока опасность шагового напряжения;
• в установках специального назначения – схемы защитного IТ-заземления применяются для электрооборудования, где также высокой является опасность замыкания на землю.

Также схемами IТ укомплектованы электростанции переносного типа. Привычная схема ТN в таких аппаратах может быть использована далеко не всегда, так как на месте установки отсутствует привычный контур заземления. Как и любое другое заземление, функциональность системы IT-заземления требует периодических проверок электролабораторией.

Система заземления «IT»

Система заземления «IT», больше известная в России как «электроустановка с изолированной нейтралью», предназначена для защиты человека, электрооборудования и линий электропередач от воздействия межфазного замыкания во время работы с большими токами. В системе заземления «IT» нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на металлические корпуса или на землю в этой системе будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного электрооборудования. Поэтому, такой вид заземления получил наибольшее распространение в предприятиях энергоснабжения, а также в газовой, нефтяной и химической промышленности, где есть угроза воспламенения горючих веществ от используемого электрооборудования. Иначе говоря, система заземления «IT» исключает немедленное отключение при пробое на «землю» и возникновение дуги при непредвиденном соприкосновении токоведущих проводников между собой, а также предохраняет от появления шагового напряжения очень большой силы, даже на короткий промежуток времени. Чтобы как-то разобраться в этом, рассмотрим каждый нулевой проводник по-отдельности.

Статьи цикла «Системы заземления»:

Роль защитного нулевого проводника «РЕ» исполняет обычный заземленный контур, замкнутый на токопроводящие корпуса, кожухи и другие внешние металлические части электрических установок. При этом надо помнить, что совокупное заземление нескольких видов электрооборудования допускается, если они принадлежат одному классу эксплуатации. Например, категорически воспрещается занулять в один заземляющий контур электрооборудование, которое работает с напряжением до 1 киловольта и оборудование, которое работает с напряжением свыше 3 киловольт и так далее, в этом случае применяется раздельное заземление. Это особенно актуально для повышающих и понижающих подстанций.

Что касается нулевого рабочего проводника «N», то он абсолютно отсутствует в системе энергопитания, поэтому данный вид заземления, используется только при трехфазных вводах. А в источниках питания или преобразования электричества он полностью отсутствует или изолируется от земли тремя основными способами: полным изолированием нейтрали, изолированием нейтрали через дугогосящую схему или изолированием нейтрали через низкоомное или высокоомное сопротивление.

В первом случае, обмотки генератора или трансформатора в распределительных, преобразующих или питающих подстанциях, соединяются по схеме «треугольник», поэтому нейтральная точка для соединения нулевого проводника «N» отсутствует. Но такая схема электромонтажа, является малоэффективной и работает только при малых токах в местах замыканий.

Дугогасящая схема, тоже не идеальна и сопряжена с угрозами поражения персонала электрическим током, со сложностью настройки компенсации сил напряжения, а также с невозможностью обнаружения повреждений в кабеле при первом замыкании, но намного лучше, чем первая. Поэтому, на сегодняшний день она широко используется в странах Европы, только в системах воздушного электроснабжения предприятий и населенных пунктов и только с высокоточным саморегулирующим оборудованием, В кабельных разветвлениях, ее эффективность стремится к нулю. Здесь схема соединения такая же, как в первом случае, но обязательно создается нейтральная точка для подключения нулевого проводника «N», с помощью токосъемного трансформатора с последующим заземлением через рассматриваемую схему.

Заземление с помощью низкоомного или высокоомного сопротивления, несмотря на то, что она мало применяется в России и ее можно встретить только на предприятиях с высокой взрывоопасностью, на ГЭС и на высоковольтных передающих станциях, самая надежная и эффективная по сравнению с двумя предыдущими. Достаточно привести главные преимущества перед остальными:
— практически нулевая опасность для обслуживающего персонала;
— максимальная защита используемого оборудования и систем контроля:
— простая схема монтажа систем контроля над емкостью сети и обнаружения повреждений;
— стойкость к многократным межфазным замыканиям;
— возможность применения автоматических и полуавтоматических систем настроек защиты.
Притом, что схема подключения возможна двумя способами, и «треугольником», и «звездочкой».

Статьи цикла «Системы заземления»:

• Система заземления «TN-C»
• Система заземления «TN-C-S»
• Система заземления «TN-S»
• Система заземления «TT»
• Система заземления «IT»

Прочая и полезная информация

Читайте также:

• Система заземления «TN-C-S»

Один Комментарий на ”Система заземления «IT»”

Спасибо!, много полезной и доставерной информации.

Источник: gk-rosenergo.ru