Существуют различные схемы электроснабжения, используемые для подключения оборудования в жилых зданиях. Они различаются по способу заземления эле­ктрооборудования и источника электроэнергии (в ка­честве которого часто используется понижающий трансформатор). В настоящее время применяются три основные системы заземления: TN, ТТ и IT (Рис. 3.1). В том случае, если тип используемой системы неизве­стен, следует обратиться для его уточнения к техничес­кой документации на присоединительный ввод.

Тип системы заземления обозначают двумя буква­ми. Первая буква указывает на характер заземления источника электропитания:

• Т — непосредственная связь нейтрали источни­ка электропитания с землей;

• I — нейтраль источника электропитания соедине­на с землей через сопротивление.

Вторая буква определяет состояние заземления:

• Т — раздельное (местное) заземление источника электропитания и электрооборудования;

•  N — источник электропитания заземлен, а за­земление потребителей производится только через PEN-проводник.

 

TN-CИCTEMA

 

Система TN подразделяется на несколько подсистем.

Рис. 3.1. Основные системы заземления: а) TN-система (подсистема TN-C), б) четырехпроводная ТТ-система, в) трехпроводная IT-система

 

В подсистеме TN-C нулевой рабочий (нейтральный) N-проводник объединяют с нулевым защитным (заземляющим) РЕ-проводником, что образует совмещенный PEN-проводник (Рис. 3.1а), который используется для заземления электрооборудования по­требителей. В подсистеме TN-S для заземления используется от­дельный защитный РЕ-проводник (Рис. 3.2), который подключен в точке заземления источника электропитания к N-проводнику. В подсистеме TN-C-S применяется заземление потребителей как через PEN-проводник, так и через РЕ-проводник (Рис. 3.3).

Рис. 3.3. Подсистема заземления TN-C-S

 

Наибольшее распространение получила подсистема TN-C-S, которая наряду с подсистемой TN-S рекомендована ПУЭ к приме­нению. Подсистема TN-C-S упрощает подключение потребителей электроэнергии к сети. Так, для заземления электророзетки достаточно соединить отдельным проводником ее заземляющий контакте PEN-проводником (Рис. 3.4).

Рис. 3.4. Подключение электрооборудования в подсистеме TN-C-S

 

Основным недостатком подсистемы TN-C-S является то, что в результате обрыва или перегорания PEN-проводника корпус эле­ктрооборудования (в случае нарушения изоляции) может оказать­ся под напряжением относительно земли. Ее особенностью явля­ется наличие изолированного от земли (в месте подключения по­требителя) PEN-проводника. Так как в случае замыкания фазы на землю (в аварийном режиме) ток не протекает через заземляю­щий проводник источника электроснабжения, то снижается опас­ность возникновения пожара. При расширении уже существую­щих сетей рекомендуется прокладывать дополнительный РЕ-проводник, который подключается в распределительном щитке к PEN-проводнику.

В TN-системах в качестве PEN-проводника, объединяющего функцию заземляющего и нейтрального проводников, рекомендуется использовать медный или алюминиевый провод се­чением не менее 10 мм². PEN-проводник должен быть изоли­рован так же, как и все остальные проводники, чтобы исключить ток утечки на землю. Не допускается любой разрыв (или размы­кание) PEN-проводника. В случае использования резьбового соединения оно должно быть тщательно затянуто. При этом должны применяться резьбовые соединения, гарантирующие надежный и долговечный контакт, или специальные клеммные колодки. Однако лучше использовать неразъемные со­единения — сварные или паяные.

Использование проводников PEN или PE+N для нескольких не­зависимых цепей электропитания (освещение, розетки, электро­плиты и т. д.) не допускается. Такое подключение должно быть ре­ализовано отдельными проводниками через распределительную шину щитка электропитания. Площадь сечения проводника рас­пределительной шины не должна быть меньше суммы площадей сечений отходящих от нее проводников.

Проложенный ранее PEN-проводник не следует переклады­вать или дополнять. В случае изменения схемы соединения по­требителей или необходимости дополнительно проложить новый PEN-проводник лучше перейти к подсистеме TN-S (с отдельными N- и РЕ-проводниками). При этом сечения проводников необхо­димо выбирать исходя из расчетных значений токов, протекаю­щих через них. Минимальная площадь сечения PEN-проводника должна равняться 4 мм². В распределительном щите на шине PEN должны быть предусмотрены отдельные зажимы для каждого из проводников: для N и для РЕ. При использовании в качестве PEN-проводника одиночного или многожильного провода цвет его изоляции должен быть желто-зеленым.

Для защиты рассмотренных выше схем электрических цепей используются различные устройства: плавкие предохранители, автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматические выключатели (по­дробнее см. главы 6 и 7). При этом следует учитывать, что УЗО мо­гут нормально функционировать только в подсистемах TN-S или TN-C-S(Pиc. 3.5).

Рис. 3.5. Использование устройства защитного отключения в подсистеме TN-C-S

 

ТТ-СИСТЕМА

 

В ТТ-системе заземление электрооборудования осуществля­ется независимо от заземления источника электроэнергии: их точки заземления пространственно разнесены (Рис. 3.6).

Все оборудование, защищенное общим УЗО, должно быть при­соединено к заземлению (Рис. 3.7). Сумма сопротивлений проводника заземления и корпуса (R_А) должна быть такой, чтобы ток корот­кого замыкания I_А вызвал автоматическое срабатывание устройства защиты, прежде чем напряжение на корпусе превысит допустимое значение 50 В.

Рис. 3.6. Подключение электрооборудования в системе ТТ

 

В случае использования УЗО ток I_А будет являться тем диффе­ренциальным током, который вызовет срабатывание УЗО. Для ре­ализации селективного (избирательного) отключения в этой сис­теме можно использовать УЗО с различным временем задержки. В распределительных цепях допускается выбирать максимальное время отключения 1 с. Если в цепи фазных проводников исполь­зуются предохранительные устройства, то допустимое время от­ключения УЗО может достигать 5 с. В том случае, если на корпусе оборудования в результате тока утечки или замыкания может по­явиться напряжение выше 50 В, рекомендуется и нейтральный проводник подключить к УЗО.

Рис. 3.7. Использование УЗО в ТТ-системе

 

IT-СИСТЕМА

 

IT-система с напряжением 380/220 В используется, если к электросети предъявляются повышенные требования надежно­сти и безопасности, например в больницах для аварийного эле­ктроснабжения и освещения. Нулевая точка IT-системы изолирована от земли или имеет относительно нее достаточно высокое сопротивление R_IS (Рис. 3.8). Ток утечки на корпус или на землю в такой системе будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного оборудования.

Рис. 3.8. Подключение электрооборудования в системе IT

 

НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

 

В соответствии с действующими ПУЭ и постановлениями Главгосэнергонадзора России в жилых зданиях металлические корпуса электрооборудования, относящегося к приборам класса защиты I, должны присоединяться к защитным проводникам, а сети штепсель­ных розеток выполняться трехпроводными. Это означает, что в жи­лых зданиях регламентировано применение систем TN-C-S и TN-S.

Как правило, электроснабжение жилых зданий осуществляется через главный распределительный щит (ГРЩ) или вводно-распределительное устройство (ВРУ). При этом питание всех потребите­лей осуществляется от сети напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью (система TN-S). В состав ГРЩ входят автоматы защиты и устройства управления, позволяющие раздельно отклю­чать потребители электропитания. Мощность ГРЩ выбирается с учетом обеспечения возможности дополнительного подключения внешнего освещения здания, наружной световой рекламы и т. д. В ГРЩ производится распределение напряжения электропитания по групповым потребителям (освещение лестничных площадок, под­валов, чердаков, лифтовое оборудование, пожарная и аварийная сигнализации, жилые помещения и прочее).

Электроснабжение жилых помещений (квартир) осуществляется по стоякам, через УЗО. В свою очередь к питающим стоякам под­ключаются этажные распределительные щитки, образующие груп­повую сеть электропитания по квартирам. Возможная схема элект­роснабжения жилого дома с двумя стояками приведена на Рис. 3.9.

Рис. 3.9. Схема электроснабжения жилого дома

 

В состав этажных электрощитков, как правило, входят электро­счетчики, автоматические выключатели и УЗО. Автоматические выключатели сгруппированы по каждой цепи электропитания (ос­вещение, розетки, электроплита, стиральная машина и т. д.). Воз­можная схема этажного электрощитка показана на Рис. 3.10.

Рис. 3.10. Схема этажного электрощитка

 

Для равномерной нагрузки на распределительную сеть цепи питания разных квартир подключаются к разным фазным провод­никам.

Более подробную информацию по системам электроснабже­ния жилых зданий см. в ПУЭ, раздел 7.1 (см. 7-е издание).