Глухозаземленная нейтраль - что это такое, особенности и преимущества

Глухозаземленная нейтраль - важный элемент системы электроснабжения. Давайте разберемся, что это такое, как устроена такая сеть и система, какие преимущества и особенности она имеет.

1. Определение глухозаземленной нейтрали

Глухозаземленная нейтраль что это такое? Глухозаземленная нейтраль - это нейтраль трансформатора или генератора, которая непосредственно присоединена к заземляющему устройству.

Основное назначение глухозаземленной нейтрали - выравнивание потенциалов в электрической сети. Благодаря этому обеспечивается возможность как однофазного, так и трехфазного электроснабжения от одного источника.

Чаще всего глухозаземленная нейтраль применяется в сетях напряжением до 1000 В, которые используются для бытовых и производственных нужд. Это стандартный уровень низкого напряжения 0,38кВ и 0,22кВ.

Отличие глухозаземленной нейтрали от изолированной заключается в том, что изолированная нейтраль не имеет соединения с землей.

2. Устройство сети с глухозаземленной нейтралью

Особенностью сети с глухозаземленной нейтралью является наличие не только линейного, но и фазного напряжения:

• Фазное напряжение - между фазным проводом и нейтралью;
• Линейное напряжение - между двумя фазными проводами.

В бытовых сетях стандартные значения:

• Линейное напряжение - 380 В;
• Фазное напряжение - 220 В.

Для обеспечения безопасности в сети с глухозаземленной нейтралью все металлические корпуса и конструкции должны быть заземлены. Кроме того, обязательно равномерное распределение однофазных нагрузок.

Пример устройства глухозаземленной нейтрали в бытовых условиях:

1. На понижающей подстанции установлен трансформатор с контуром заземления;
2. От подстанции прокладывается четырехжильный кабель: три фазы + ноль;
3. Для однофазной нагрузки 220В подключают фазный провод и ноль;
4. Для трехфазной нагрузки 380В - три фазы + ноль.

3. Принцип работы сети с глухозаземленной нейтралью

Работа сети с глухозаземленной нейтралью основана на законе электромагнитной индукции. Первичная обмотка трансформатора может не иметь нулевого провода, а вот соединение нулевого провода во вторичной обмотке с заземлением обеспечивает защиту человека от опасных напряжений.

За счет глухозаземленной нейтрали возможно одновременное снабжение электроэнергией как однофазных, так и трехфазных потребителей в одной системе электроснабжения.

При пробое изоляции в сети происходит замыкание на землю, что приводит к срабатыванию защиты и отключению поврежденного участка. Также имеет место автоматическое отключение при коротких замыканиях - ток короткого замыкания приводит к срабатыванию автоматических выключателей.

Однако для обеспечения защиты необходимо выполнение заземления металлических частей и равномерное распределение однофазной нагрузки. Иначе возникает опасность поражения людей электрическим током.

4. Классификация сетей с глухозаземленной нейтралью

Существует несколько разновидностей сетей с глухозаземленной нейтралью:

1. TN-C - устаревшая система, где нулевой и защитный проводники объединены. Используется только на производстве.

2. TN-S - нулевой и защитный проводники разделены по всей длине для повышения безопасности.

3. TN-C-S - комбинированная система, где проводники объединены на части пути, а затем разделены. Самая распространенная система в настоящее время.

4. TT - применяется при неудовлетворительном состоянии системы TN-C-S, выполняется отдельный контур заземления.

Обозначения проводников:

• L - фазный провод
• N - нулевой рабочий провод
• PE - защитный провод

5. Защитное зануление

Защитное зануление заключается в присоединении всех металлических частей к нулевому защитному проводнику. Это позволяет организовать автоматическое отключение при коротком замыкании на корпус.

При этом достигается экономия на проводке отдельного контура заземления. К одной и той же сети можно подключать и однофазные, и трехфазные электроприемники.

Однако при обрыве нулевого провода, выполняющего функции защитного, на зануленных корпусах появляется опасное напряжение. Поэтому применение зануления в бытовых условиях недопустимо.

6. Достоинства и недостатки глухозаземленной нейтрали

Сеть с глухозаземленной нейтралью имеет следующие преимущества:

• выравнивание потенциалов в сети;
• возможность комбинированного использования однофазного и трехфазного оборудования;
• автоматическое отключение при коротких замыканиях;
• экономия средств при монтаже и эксплуатации.

Основным недостатком является опасность поражения электрическим током при нарушении изоляции и обрыве нулевого проводника. Поэтому применение зануления в бытовых условиях недопустимо, необходима установка УЗО и выполнение отдельного контура заземления.

7. Рекомендации по применению в быту

Для бытовых электроустановок целесообразно использовать систему TN-C-S как наиболее распространенную. Обязательными являются:

• установка УЗО;
• выполнение дополнительного контура заземления;
• равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам;
• периодическая проверка состояния заземления.

Применение зануления в бытовых электроустановках с глухозаземленной нейтралью категорически запрещено.

8. Особенности применения в промышленности

В промышленных электроустановках с глухозаземленной нейтралью часто используется устаревшая система TN-C, а также применяется защитное зануление металлических частей оборудования.

9. Меры безопасности при использовании

При использовании электроустановок с глухозаземленной нейтралью необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

1. Регулярно проверять состояние заземления и изоляции;
2. Применять индивидуальные средства защиты - диэлектрические перчатки, коврики;
3. Соблюдать правила электробезопасности при работе с электрооборудованием;
4. Не использовать неисправные электроприборы и удлинители;
5. При обнаружении неисправностей немедленно отключить электрооборудование до устранения проблем.

Эти простые правила позволят максимально обезопасить себя при работе с глухозаземленной нейтралью.

10. Как улучшить безопасность

Для повышения безопасности глухозаземленной нейтрали рекомендуется:

• Установка УЗО повышенной чувствительности;
• Мониторинг состояния изоляции и автоматическое отключение при снижении сопротивления изоляции;
• Использование индивидуальных средств защиты персоналом;
• Регулярное обучение персонала правилам электробезопасности.

11. Перспективы применения

Глухозаземленная нейтраль будет и дальше широко применяться в электроустановках благодаря простоте, надежности и относительно низкой стоимости реализации.

Ожидается более широкое внедрение систем мониторинга состояния изоляции, а также расширение функционала УЗО. Это повысит общий уровень безопасности.

12. Примеры применения глухозаземленной нейтрали

Рассмотрим несколько примеров применения глухозаземленной нейтрали на практике.

Бытовая электросеть в квартире

В типовой квартирной электропроводке используется система TN-C-S с глухозаземленной нейтралью. Питание подается от распределительного щита. Для безопасности установлен УЗО и выполнен дополнительный контур заземления.

Промышленная трехфазная сеть

На производстве часто применяется трехфазная сеть 380В с глухозаземленной нейтралью по системе TN-C. Используется зануление оборудования, но также выполняются повторные заземления и дополнительные меры защиты персонала.

Переносной электроинструмент

При работе с переносным электроинструментом, подключаемым через удлинитель к глухозаземленной нейтрали, особое внимание нужно уделять состоянию изоляции и заземления. Необходимо использовать УЗО и средства индивидуальной защиты для исключения поражения электрическим током.

13. Часто задаваемые вопросы

Рассмотрим несколько типичных вопросов о глухозаземленной нейтрали.

Можно ли применять зануление в быту?

Категорически не рекомендуется. Это небезопасно из-за возможного появления напряжения на корпусах при нарушении изоляции или обрыве нулевого проводника.

14. Обеспечение безопасности глухозаземленной нейтрали

Для надежного обеспечения безопасности при использовании глухозаземленной нейтрали необходим комплексный подход.

Контроль технического состояния

Необходим регулярный контроль исправности заземления, изоляции и отсутствия утечек тока. Это позволит своевременно обнаруживать и устранять неисправности.

Применение технических средств защиты

Обязательно применение УЗО, устройств контроля изоляции и других защитных устройств, отключающих поврежденные участки сети.

Индивидуальные средства защиты

При работах в электроустановках должны использоваться средства индивидуальной защиты - диэлектрические перчатки, коврики, инструмент с изолированными рукоятками.

Обучение персонала

Весь персонал, работающий в электроустановках, должен регулярно проходить инструктажи и обучение безопасным методам работы.

Контроль со стороны руководства

Должен осуществляться многоуровневый контроль соблюдения всех мер безопасности со стороны руководства предприятия.

15. Организация безопасной работы с глухозаземленной нейтралью

Подготовка рабочего места

Перед началом работы в электроустановке с глухозаземленной нейтралью необходима тщательная подготовка:

• Проверка отсутствия напряжения на месте работы;
• Установка ограждений и предупреждающих знаков;
• Подготовка необходимого инструмента и приспособлений.

Проведение инструктажей

Перед работой должны проводиться целевые инструктажи по безопасности, включающие:

• Порядок выполнения работ;
• Особенности данной электроустановки;
• Перечень применяемых средств защиты.

Контроль вовремя работы

В процессе выполнения работ ответственный должен контролировать:

• Правильность действий персонала;
• Соблюдение регламентов и инструкций;
• Применение средств индивидуальной защиты.