Что такое глухозаземленная нейтраль – ее плюсы и минусы
Уберечь человека от поражения электрическим током во время возникновения аварийных ситуаций помогает глухозаземленная нейтраль, обеспечивающая его защитное отключение. Это становится возможным за счет выравнивания потенциалов и срабатывания устройства в момент возрастания силы тока.
Нужно понимать, что использование этого механизма в реальной жизни так же, как и с изолированной нейтралью, строго регулируется специальными правилам устройства электроустановок (ПУЭ).
Принцип действия
Согласно Правилам, под этим термином стоит понимать соединение трансформатора (нейтрали генератора) с устройством для заземления. Так, например, если речь идет о трехпроводной сети, прокладываемой к жилому дому от источника питания, нейтраль будет распределена по щиткам с последующим к ней подключением контуров заземления электрооборудования дома. Цепь такого рода не допускает установку предохранителей, подверженных плавлению, и устройств, способных выступить в роли разрушителей единства цепи.
Рабочий ноль — проводник, работающий в тандеме с третьим проводом. Они помогают создавать в доме нужное для работы основных электроприборов напряжение.
Рассмотрим пример аварийной ситуации. В стиральной машине вибрация стала причиной отсоединения фазного провода от места крепления, что привело к его контакту с металлическим корпусом. Что происходит? Короткое замыкание, в процессе чего сила тока быстро набирает обороты. Автовыключатель справится с задачей — питание отключится. Человек, случайно коснувшийся провода, не будет поражен током, так как сопротивление R0 окажется меньше, чем при прохождении тока через человеческое тело.
Для эффективной работы системы с глухозаземленной нейтралью или с изолированной нейтралью (без подключения к устройству заземления) в ответственный момент важно опять же следовать Правилам.
Достоинства и недостатки метода
Система имеет как плюсы, так и минусы.
К достоинствам можно отнести следующие факты:
- Сеть незаменима в процессе подавления перенапряжений.
- Нейтраль данного типа открывает возможности в использовании оборудования с таким уровнем изоляции, который изначально предполагает фазное напряжение.
- Не потребуется специальная схема защиты, достаточно будет обычных функций защиты от тока перегрузки в фазах для удаления глухих замыканий фазы на землю.
К минусам стоит отнеси:
- Сети с нейтралью глухозаземленного типа — это риск повреждений и помех вследствие большого замыкания тока на землю.
- Фидер после повреждения будет работать со сбоями.
- Сохраняется опасность для человека во время действия повреждения в результате создания высокого напряжения прикосновения.
Немного о применении метода заземления с глухозаземленной нейтралью: его не выбирают для создания подземных или воздушных сетей среднего напряжения в Европе, зато активно используют в распределительных сетях североамериканских объектов. Целесообразно использование глухозаземленной нейтрали в случаях маломощности источника при коротком замыкании.
Что такое системы TN
TN будут называться системы с использованием глухозаземленной нейтрали для подключения защитных и нулевых функциональных проводников. Важный момент — в таких системах к нулевому проводнику, в свою очередь соединенному с нейтралью, должны быть подключены все корпусные электропроводящие детали.
Такая система отличается подключением нейтрали к контуру заземления вблизи трансформаторной подстанции. Нейтраль в этом случае не заземляется с помощью дугогасящего реактора.
На предприятиях промышленного типа наиболее целесообразными являются четырехпроводные трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В со вторичной обмоткой, объединенной в звезду и наглухо соединенной нейтральной точкой с устройством для заземления.
Двигатели при подключении к фазам сети питаются при линейном напряжении, источником питания ламп является фазное напряжение при подключении их между нейтральными и фазными проводами. N -проводу отводится сразу две роли — он является рабочим, необходимым для присоединения однофазных приемников, и проводом зануления с присоединенными металлическими корпусами установок, которые не находятся под нормальным напряжением.
Зануление пробоя изоляции обмотки двигателя приведет к появлению большого тока короткого замыкания и срабатыванию механизма защиты, в результате чего двигатель будет отключен от сети. В случае отсутствия зануления корпуса двигателя повреждение изоляции обмотки приведет к созданию опасной ситуации на корпусе касательно земли.
В случае однофазного КЗ на землю относительно нее напряжения на целых фазах остается прежним, поэтому изоляция может быть устроена с уклоном не на линейное, а на фазное напряжение.
Итак, глухозаземленной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, которая подсоединена к заземляющему устройству.
Главным преимуществом ее использования является возможность предотвращения воспламенения электропроводки за счет автоматического отключения поврежденного участка от сети. Кроме того, в случае короткого замыкания между нейтральным проводом и поврежденной фазой и соответственно увеличивающимся током срабатывают токовые реле, опасность поражения сводится к минимуму.
Что такое глухозаземленная нейтраль — определение простым языком
Что такое глухозаземленная нейтраль, какой у нее принцип работы и область применения. Классификация сетей с глухозаземленной нейтралью трансформатора.
Глухозаземленная нейтраль является частью системы электроснабжения потребителей, она направлена на безопасное использование сетей до 1000 Вольт, которые чаще всего применяются в быту и на производстве в качестве источника стандартного уровня низкого напряжения — 0,38кВ, 0,22кВ и ниже. Нейтраль — это общая точка соединения обмоток звездой у источников электроэнергии, которыми являются трансформаторы или же генераторы. Если эту точку соединить с землёй, то и получится сеть с глухозаземлённой нейтралью. В нулевой точке происходит выравнивание потенциалов, что очень удобно для обеспечения электроэнергией и однофазных, и трехфазных источников.
Устройство и принцип действия сетей с глухозаземлённой нейтралью
Принцип работы источников электроэнергии, в частности, понижающих трансформаторов основан на законе взаимоиндукции и передаче энергии по магнитному сердечнику. Первичная обмотка при этом может и не иметь нулевого провода, в отличие от вторичной, где соединение его с нулём через проводник с низким сопротивлением, который можно приравнять с нулевым значением, будет являться эффективным средством защиты от поражения человека опасным для его жизни и здоровья напряжением.
Главной особенностью сетей с глухозаземлённой нейтралью является появление не только линейного, но и фазного напряжения. Что это такое и чем оно отличается друг от друга, рассмотрим на примере простой принципиальной схемы.
Фазное напряжение — это потенциал между одним из проводов линии и нулевой точкой, присоединенной к земле, то есть наглухо заземлённой. Линейное напряжение — разница потенциалов между двумя выводами линий, то есть L1 и L2, L1-L3, или же L2-L3, называется оно также межфазное. Такие источники электрической энергии в бытовых условиях имеют распространенное значение напряжения в виде 380 В — линейного, и 220 — фазного. Линейное напряжение больше фазного на √3, то есть на 1,72.
Но основная задача такой системы это не только транспортировка к потребителям напряжений двух значений при разном количестве фаз в одной системе электроснабжения, но и защита человека при пробое изоляции и появлении напряжения в точках, которые в нормальном состоянии не имеют опасного потенциала. В жилых зданиях это:
- корпуса всех бытовых приборов, которые проводят электрический ток, то есть сделаны из стали или другого токопроводящего металла;
- металлоконструкции щитовых и распределительных устройств;
- защитная оболочка кабелей.
Также для обеспечения безопасности все перечисленные выше элементы должны быть заземлены, именно в этом случае опасность от использования напряжения и применения бытовых приборов в сетях с глухозаземлённой нейтралью будет минимальна. При этом для таких цепей обязательна равномерность распределения однофазных нагрузок.
Объяснение для чайников
Понижающая подстанция, в которой установлен трансформатор, имеет свой контур заземления. Он соединен между собой стальными шинами и прутами, в один заземляющий контур. К потребителям в электрический щиток от подстанции прокладывается кабель, который содержит четыре жилы. Если потребителю необходимо питание от трёхфазной цепи 380 Вольт, то подключаться необходимо ко всем жилам. В однофазное сети 220 В питание будет осуществляется от нулевого провода и от одной из фаз. Защита людей в однофазных и трехфазных цепях, если нет системы заземления, должна осуществляется за счёт специальных устройств защитного отключения (УЗО), которые срабатывают при небольшой утечке на ноль, при этом отключают надёжно потребителя от сети.
Классификация сетей с глухозаземлённой нейтралью
Современная система электроснабжения имеет стандартную маркировку где помимо рабочего нулевого проводника присутствует и защитный, что и даёт определение степени защищённости.
- L — фазный проводник;
- N — рабочий ноль;
- РЕ — защитный нулевой проводник;
- РЕN — рабочий и нулевой проводник выполнены одним проводом.
Существуют несколько подсистем в цепях с источником энергии, имеющим глухозаземлённую нейтраль:
- TN-C. При данной системе нулевой и защитный проводник с подстанции организован одним проводником, возле приёмника его корпус (или другие элементы, подлежащие заземлению) соединяют с данным совмещенным проводником – это называется зануление. Это устаревшая система, применялась в старых домах при СССР, сейчас для бытовых потребителей не используется, так как небезопасная. Такая система имеет существенный недостаток, так как в случае обрыва РЕN проводника на пути от питающего трансформатора до приемника электроэнергии, на зануленных корпусах оборудования появляется опасный потенциал. Используется только для защиты промышленных потребителей (об этом говорится ниже в следующем разделе).
- TN-S. Имеет больший процент безопасности во время аварийных ситуаций. Это достигается путём разделения защитного и рабочего проводников по всей длине питающей линии, от трансформатора до распределительного электрощита (до конечного потребителя). Однако за счёт того, что приходится применять кабельную продукцию имеющую пять жил, что сильно увеличивает стоимость прокладки и бюджет на организацию электроснабжения к потребителю, применяется данная система не всегда.
- TN-C-S. Данная система заземления является наиболее распространенной в наше время. При данной системе нулевой и защитный проводник на всей длине линии объединены в один совмещенный проводник PEN. При входе в здание данный проводник разделяется на защитный PE и нулевой N, которые дальше распределяются по потребителям (квартирам). При данной системе в случае отгорания PEN проводника до точки разделения на заземленных корпусах электроприборов появится опасный потенциал. Для предотвращения этого на всей длине линии и при входе в здание делаются повторные заземления PEN проводника и предъявляются повышенные требования к механической защите данного проводника.
- ТТ. Данная система заземления практикуется в том случае, если линия системы TN-C-S находится в неудовлетворительном техническом состоянии и не обеспечивается достаточной безопасности предусмотренного в ней защитного заземления. Данная система заземления предусматривает монтаж индивидуального контура заземления у потребителя, при этом PEN проводник электрической сети используется только в качестве нулевого провода N.
Важно знать
Для электроснабжения однофазных и трёхфазных потребителей в промышленности и в бытовых условиях используют так называемое зануление, которое «якобы» является действенным методом, обеспечивающим автоматическое отключение электроустановки или части её, в которой произошло короткое замыкание. При занулении в цепях с глухозаземлённой нейтралью к нулевому проводу подключаются все металлические части и корпуса электрооборудования. Как работает данная защита? Дело в том что при любом коротком замыкании на корпус цепь переходит в режим короткого замыкания, ток в цепи автоматического выключателя сильно увеличивается и аварийный участок отключается от сети.
Преимуществом такой системы являются экономия расходов на проводку защитного заземления, а также снижение стоимости кабельной продукции, так как к одной и той же цепи можно подключить и однофазные и трёхфазные электроприёмники.
Однако недостатком глухозаземлённой нейтрали, организованной по принципу защитного зануления, можно назвать недостаточность обеспечения защиты человека при пробое изоляции на корпус электроприбора во время обрыва нулевого провода, который является и защитным. И это очень важный момент — зануление является опасной мерой защиты, поэтому оно организовываться в домашних условиях ни в коем случае не должно!
Современное электроснабжение всё-таки направлено больше на безопасность, поэтому требует установки УЗО и отдельного защитного заземляющего контура, через который даже самые незначительные токи утечки будут уходить в землю, при этом не подвергая человека опасности.
Теперь вы знаете, что такое глухозаземленная нейтраль, какой у нее принцип работы и в каких сетях она применяется. Если остались вопросы, можете задавать их в комментариях под статьей!
Что такое глухозаземленная нейтраль
Электропроводка
Глухозаземленная нейтраль — это электрическая цепь, в которой проводник намеренно отсоединен от заземлителя. В результате цепь остается плавающей по отношению к земле, что обеспечивает очень высокую степень устойчивости к замыканиям. Узнайте: что такое вах стабилитрона .
Глухозаземленная нейтраль — что это такое и принцип работы
Нейтраль с глухим заземлением — это конфигурация электропроводки, в которой нейтральный передатчик цепи соединен с землей на главной распределительной панели, трансформаторе или сервисном оборудовании. Конфигурация обеспечивает улучшенную стабильность и повышенную безопасность персонала в случае замыкания линии на землю.
Конфигурация обычно используется в промышленных и коммерческих помещениях, а также в некоторых жилых сооружениях. В Северной Америке конфигурация применяется в цепях, питающихся от трансформаторов, соединенных треугольником. Конфигурация также используется в Европе, где она известна как «система tn».
В заземление обеспечивает низкоомный путь к земле, который позволяет токам повреждения протекать без развития высокого напряжения через сопротивление. Это защищает персонал от поражения электричеством и уменьшает риск повреждения оборудования в случае замыкания линии на землю.
Конфигурация также обеспечивает повышенную стабильность системы за счет снижения колебаний напряжения на нейтральном проводе в условиях дисбаланса. Несбалансированные условия возникают, когда к одной фазе подключено больше нагрузки, чем к двум другим. Когда это происходит, энергия, протекающая через нейтральный проводник, будет выше, чем если бы нагрузки были сбалансированы на всех трех фазах.
Увеличение тока, протекающего через нейтральный передатчик, вызовет падение напряжения на его сопротивлении, что приведет к снижению напряжения в месте подключения несбалансированной нагрузки. Пониженное напряжение приводит к неисправности оборудования или к заметному потускнению света.
Конфигурация уменьшает эти колебания напряжения, обеспечивая низкоомный путь к земле для токов, протекающих через провод. Этот путь с низким сопротивлением позволяет большей части тока обходить любые падения напряжения.
Система с нейтралью имеет много преимуществ по сравнению с другими конфигурациями проводки: повышенная безопасность, уменьшение ущерба от неисправностей и улучшенное качество электроэнергии.
Устройство сетей с глухозаземленной нейтралью
Когда говорят, что электрическая система имеет нейтраль, это означает, что защитный заземляющий и глухозаземленный нейтральный проводники соединены вместе в электрическом щитке. Этот тип используется во многих частях мира, но особенно распространен в России.
Есть несколько преимуществ системы с глухозаземленной нейтралью. Одно из них заключается в том, что она помогает защититься от поражения электрическим током. Если в первой цепи есть разрыв, то энергия будет протекать через нейтральный передатчик. Это означает, что тот, кто прикоснется к оборванному заземляющему проводнику, не получит удар электричеством.
Еще одно преимущество устройства с нейтралью заключается в том, что она помогает предотвратить пожар. Если в цепи произойдет разрыв, то энергия будет протекать через заземляющий провод, а не через горючие материалы. Это позволяет предотвратить возникновение пожара или его распространение, если он все-таки возник.
Конечно, есть и некоторые недостатки заземленной нейтрали. Один из них заключается в том, что диагностировать проблемы в электрической системе сложнее. Если в заземляющем передатчике есть разрыв, то не сразу понятно, где находится проблема. Другой недостаток в том, что если произойдет отключение электроэнергии, то все электрические цепи в доме останутся без питания, пока кто-нибудь вручную не переподключит их.
Однако нейтраль обеспечивает ряд ценных преимуществ как для безопасности, так и для предотвращения пожаров.
Классификация сетей с глухозаземленной нейтралью
Распространенным методом обеспечения электробезопасности в низковольтных распределительных системах является использование сети с глухозаземленной нейтралью . В устройствах такого типа заземляющий провод используется в качестве обратного пути для фазного тока, а заземление выполняется на распределительном трансформаторе. Основное преимущество такой схемы заключается в том, что она обеспечивает высокую степень электробезопасности, поскольку между двумя передатчиками в устройстве не бывает разности потенциалов.4
Существуют два основных типа сети : сбалансированная трехфазная и несбалансированная однофазная. Второй тип более распространен в бытовых установках, поскольку он проще и дешевле в реализации.
Основным недостатком сети является то, что она увеличивает сопротивление обратного пути для фазных токов. Это означает, что больше энергии рассеивается в заземляющем проводнике, а также существует риск падения напряжения при потреблении больших токов из системы.
Существует два основных способа классификации глухозаземленной нейтрали: по номинальному напряжению и по устройству заземления.
Номинальное напряжение сети должно быть равно или больше самого высокого напряжения между фазой и землей, которое возникает в системе. Оно определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора и любыми другими источниками напряжения фаза-земля, которые присутствуют в системе (например, генераторы).
Заземление сети бывает прямым или косвенным. Первое означает наличие физического соединения между заземляющим и каждым фазным проводником в определенной точке. Косвенное заземление означает, что физическое соединение между фазным проводником и землей отсутствует, но все проводники электрически связаны через емкостную или индуктивную связь.
Способы подсоединения глухозаземленной нейтрали
В западных странах национальные электротехнические правила (Nec) требуют, чтобы к электрооборудованию была подключена глухозаземленная нейтральная точка. Цель этого требования — обеспечить безопасное и надежное средство отключения электрических цепей. Существует несколько способов соблюдения nec и подключения глухозаземленной нейтральной точки.
Один из способов подключения нейтральной точки — использование стержня заземления. Заземляющий стержень — это металлический стержень, который вбивается в землю. Конец стержня заземления, который находится над землей, затем прикрепляется к раме или шасси оборудования. Это обеспечивает путь для электричества от оборудования обратно в землю в случае электрического замыкания.
Другим способом подключения нейтральной точки является использование подземного проводника. Подземный проводник — это подземный кабель, который проходит от рамы или шасси оборудования до заземлителя. Заземлителем может быть либо металлический стержень, вбитый в землю, либо разрешенное соединение с существующей подземной металлической трубой или проводником.
Еще один способ соблюдения требований nec и подключения глухозаземленной нейтральной точки — использование разделительного трансформатора. Разделительный трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между двумя или более цепями. Это достигается тем, что его первичная и вторичная обмотки физически разделены, так что между ними нет прямого электрического соединения. Этот тип трансформатора может быть использован, когда невозможно или нецелесообразно выполнить прямое соединение между рамой или шасси оборудования и заземлителем.
Нэком требует, чтобы все электрическое оборудование было заземлено, но существуют различные способы выполнения этого требования в зависимости от конкретных обстоятельств. При подключении глухозаземленной нейтральной точки важно выбрать метод, который наилучшим образом обеспечит безопасность и надежность в случае электрической неисправности.
Достоинства и недостатки глухозаземленной нейтрали
Достоинства и недостатки глухозаземленной нейтральной точки были источником многочисленных дебатов в электротехническом сообществе. Нейтральная точка — это точка в электрической системе, где заземление намеренно отключено от остальной части. Это может быть сделано по разным причинам, но наиболее распространенной является повышение безопасности устройства.
Существует два основных аргумента в пользу того, что заземление выгодно. Первый — это повышение безопасности за счет снижения риска поражения электрическим током. Если в системе возникнет неисправность, ток не будет протекать через заземление в землю, что потенциально может привести к летальному исходу. Второй аргумент — повышение надежности системы за счет предотвращения возникновения контуров заземления. Контуры заземления могут возникать при наличии нескольких точек в системе, и они могут вызвать проблемы с целостностью сигнала и качеством питания. Отсоединение заземления позволяет предотвратить появление таких петель.
Существуют также два основных аргумента против использования заземления. Первый заключается в том, что это повышает риск возгорания. При коротком замыкании ток будет протекать по любому пути, который он сможет найти, в том числе и через горючие материалы, такие как дерево или бумага. Это может привести к пожарам, которые в противном случае не возникли бы. Второй аргумент против заключается в том, что они могут увеличить электромагнитные помехи (ЭМИ). Это связано с тем, что токи, проходящие через воздух, создают магнитные поля, а они могут создавать помехи для электронного оборудования.
Решение о том, использовать или нет, должно приниматься в каждом конкретном случае. В целом, глухозаземленную нейтраль следует использовать только при наличии веских причин, таких как повышение безопасности или надежности.
130. Какое определение соответствует термину "глухозаземленная нейтраль"?
Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз.
Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы, попадете на главную страницу.
«Главная» — отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» — выпадет список разделов, нажав на один из них, попадете в раздел интересующий Вас.
На странице билетов добавляется кнопка «Билеты», нажимая — разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.
«Полезные ссылки» — нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.
В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.
- Первая кнопка выводит форму входа в систему для зарегистрированных пользователей.
- Вторая кнопка выводит форму обратной связи через нее, Вы можете написать об ошибке или просто связаться с администрацией сайта.
- Третья кнопка выводит инструкцию, которую Вы читаете. 🙂
- Последняя кнопка с изображением книги ( доступна только на билетах) выводит список литературы необходимой для подготовки.
Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» — для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты. 
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно , либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.
На главной странице и страницах категорий, в середине, расположен список разделов. По нему вы можете перейти в интересующий вас раздел.
На остальных страницах в середине располагается сам билет. Выбираете правильный ответ и нажимаете кнопку ответ, после чего получаете результат тестирования.
Справой стороны (в мобильной версии ниже) на страницах билетов располагается навигация по билетам, для перемещения по страницам билетов.
На станицах категорий расположен блок тем, которые были добавлены последними на сайт.
Ниже добавлены ссылки на платные услуги сайта. Билеты с ответами, комментариями и результатами тестирования.
В самом низу, на черном фоне, расположены ссылки по сайту и полезные ссылки на ресурсы, они дублируют верхнее меню.
Надеемся, что Вам понравился наш сайт, тогда жмите на кнопки социальных сетей, что бы поделиться с другими и поможете нам.
Если же не понравился, напишите свои пожелания в форме обратной связи. Мы работаем над улучшением и качественным сервисом для Вас.