Недостатки электрической сети TN-C

Большинство людей знают, что существуют разные типы электрических сетей, каждая из которых имеет определенные отличия.

В электрических распределительных сетях могут использоваться разные типы оборудования и в них применяются разные виды защиты от поражения электрическим током. Проектировщики проектируют эти электрические сети и средства защиты, монтажники строят, а специалисты проверяют.

Распределительные сети создавались постепенно в зависимости от растущих требований к передаче все большей мощности. По мере увеличения рабочего напряжения сетей увеличивался риск возникновения опасности для окружающих. Вот почему были разработаны средства защиты, чтобы уменьшить эту опасность.

Для сети TN можно встретить более детальное деление на сети TN-C, TN-S и TN-CS:

• Сеть TN — это сеть, в которой одна точка — обычно нулевая — сразу заземлена и к этой точке проводником подключены не находящиеся под напряжением части защищаемых устройств;

• сеть TN-C – сеть TN, в которой PEN-проводник выполняет функции среднего (рабочего) и защитного проводника одновременно;

• сеть TN-S – сеть TN, в которой защитная жила PE и средняя рабочая жила N проведены раздельно (отдельно);

• сеть TN-CS представляет собой сеть TN, первая часть которой реализована как сеть TN-C, а вторая часть от точки разделения – как сеть TN-S.

В дополнение к сетям TN существуют также сети IT и TT (смотрите - Классификация систем заземления электроустановок).

Маркировка сетей:

а) Первая буква относится к узлу источника, который может быть либо изолирован от земли (I), либо заземлен (T).

б) Вторая буква обозначает охраняемые неживые части, которыми могут быть: заземленный, т.е. соединенный с землей (Т) посредством защитного проводника, подключен к узлу-источнику через защитный проводник (N).

Для сетей TN используются дополнительные буквы для дальнейшего указания реализации этой сети. Это буквы: C – PEN-проводник является одновременно и средним, и защитным проводником, S – защитная жила PE и центральная (рабочая) жила N проводятся отдельно друг от друга.

Сеть TN-C

В сети TN-C используется один общий проводник, который называется PEN, для проведения обратных токов — от однофазных потребителей и для надлежащей функции защиты от опасного контактного напряжения.

Таким образом, этот проводник выполняет функцию рабочего проводника для однофазных потребителей, а также служит для отведения токов короткого замыкания в случае неисправности (защитная функция). Провод PEN (бывший нулевой провод) всегда подключается к узлу-источнику.

При обрыве провода PEN в тех случаях, когда цепь не замыкается через другой (случайный) нулевой провод, о выходе из строя свидетельствует факт выхода из строя электрической цепи.

Подробно с картинками: Принципы работы систем заземления для зданий ТN-C и TN-C-S

Различия между электрическими сетями TN-C и TN-S

В электрических сетях TN автоматическое отключение от источника обеспечивается элементами максимальной токовой защиты.

Принцип самоотключения в сети типа TN заключается в том, что защищаемая часть подключается через защитный проводник PE (в сети TN-S) или проводник PEN (в сети TN-C) непосредственно к заземленный узел источника.

Для сетей TN-C PEN-проводник выполняет совмещенную функцию защитного (PE) и нулевого (N) проводника (две жилы – фаза + PEN). В более современной сети TN-S защитный (PE) и нулевой (N) проводники проложены по всей сети как отдельные (три проводника — фаза + PE + N).

В случае неисправности, т.е. при нежелательном токопроводящем соединении (пробое изоляции) между токоведущей и неживой частью происходит однофазное короткое замыкание - фазный вывод источника (фазный проводник) подключается к неактивной части через неисправность и через проводник PE или PEN с заземленным центром (т. е. с полюсом, противоположным фазному зажиму) источника.

Этот путь называется «петлей тока повреждения», и при правильном проектировании и реализации защиты системы такое короткое замыкание легко вовремя (в течение нескольких десятых долей секунды) отключается аппаратом защиты.

Сети TN-C использовались в обычном строительстве до конца 1990-х годов. Учитывая, что исторически сети TN-C являются наиболее распространенными типами электрических сетей, значительная часть этих сетей будет эксплуатироваться и в будущем.

Недостатки электрической сети TN-C:

а) С точки зрения безопасности наиболее существенным недостатком сети TN-C является тот факт, что при обрыве провода PEN, в случае одного включенного потребителя в соответствующей цепи (т.е. на соответствующей фазы, что никогда нельзя исключать), все не токоведущие части устройств, подключенных за точкой разрыва PEN, находятся под фазным напряжением, т .е. при обрыве PEN-проводника в сети TN-C возможно повреждение подключенных однофазных потребителей из-за перенапряжения.

Для предотвращения этого возможного последствия в сетях TN-C обеспечивается заземление PEN-проводника в других местах сети помимо узла.

В зданиях обращают внимание на то, чтобы точка разделения на нейтральный проводник (N) и защитный проводник (PE) была соединена защитным заземлением. В установках с произвольным защитным проводником (например, металлическим стояком) при обрыве PEN этот случайный проводник берет на себя функцию рабочего проводника и через него также замыкается цепь тока повреждения.

В случае случайного разрыва даже этой защитной линии (например, при замене части металлической водопроводной трубы на пластмассовую) может возникнуть опасность, так как при включении прибора только с основной изоляцией и с защитным зажимом в цепи опасное контактное напряжение дойдет до ее защищаемых частей, но отключения ее не произойдет.

Обрыв PEN-проводника вызовет аналогичные проблемы в комбинированной сети типа TN-CS.

По этому пункту смотрите также здесь:

Что происходит в электросети при обрыве нуля

Обрыв общего нулевого провода в подъездном электрощите: опасность перенапряжения

б) Еще один недостаток безопасности сети TN-C заключается в том, что в этой сети невозможно подключить устройство защитного отключения (УЗО или дифавтомат). Именно прерывание PEN препятствует прохождению дифференциального тока Iн.

В отличие от TN-C в системе TN-S устройство защитного отключения может использоваться для защиты от прикосновения к нетоковедущим частям установки при пробое изоляции путем автоматического отключения от источника.

в) Еще одним недостатком сети TN-C является образование постоянных перепадов напряжения на PEN-проводнике при питании потребителей, хотя это не означает опасности поражения электрическим током.

Возмущающие токи могут воздействовать на чувствительное электронное или телекоммуникационное оборудование. Они также протекают через экранирование телекоммуникационных кабелей.

В сети TN-S отсутствуют помехи чувствительным устройствам связи за счет прохождения обратных токов от однофазных потребителей.

По вышеуказанным причинам от сетей TN-C отказываются и используют сети TN-S или TN-CS.

Смотрите также: Почему система TN-S считается самой безопасной

Яков Кузнецов