Электрическая безопасность дачи и частного дома (часть 2)

Итак, мы пришли к выводу, что электроэнергия, позволяющая нам пользоваться многими благами цивилизации, одновременно представляет большую опасность для жизни человека и поэтому требует внимательного отношения, четкого соблюдения разработанных правил обращения с ней.

Риски поражения электрическим током, которым подвергались жильцы, эксплуатирующие старую электропроводку при схеме TN-C в современных условиях, значительно возросли благодаря массовому внедрению мощных потребителей энергии. Простые защиты, используемые для нее, стали работать неэффективно.

Как устроена схема TN-C здания

Система прокладки электропроводки по TN-C основана на использовании четырех жил проводов для трехфазной цепи (3 фазы и общий ноль) и двухпроводной — у однофазной. Вариант подключения потребителей гаражей и дач по четырехпроводной воздушной линии показан на фотографии.

Рабочий ноль у этой схемы подключается непосредственно к контуру заземления питающей трансформаторной подстанции. В других местах заземления не создаются.

Они исключены проектом, не учитывающим аварийные перетоки через дополнительные контуры. Поэтому при возникновении необходимости их установки требуется согласование с энергоснабжающей организацией на корректировку и перерасчет аварийных режимов, способных возникнуть в новой ситуации.

Предыдущий материал, изложенный в первой части этой темы, посвящен электрической безопасности дачи и частного дома. Он подробно анализирует возможные риски, нацеливает на вывод: необходимо коренным образом изменять ситуацию, принимать один из способов технического решения вопроса, работающего в автоматическом режиме.

Для дачи и частного дома лучше подходят две схемы подключения:

1. TN-C-S;
2. ТТ.

Как работает схема TN-C-S

Принцип обеспечения электрической безопасности этой системы основан на монтаже, установке, подключении, замерах и обслуживании энергоснабжающей организацией дополнительного контура заземления к вводному щиту дома.

В нем осуществляется разделение PEN проводника на два составляющих РЕ и N, которые уже дальше разводятся по квартирным щиткам и потребителям отдельными жилами.

Этот способ практически основан на привлечении посторонних специалистов организации, на балансе которой находится здание и электроустановка. Своими руками здесь ничего не сделаешь, а выполненная работа стоит немалых денег.

Поэтому систему TN-C-S применяют чаще всего в многоэтажных зданиях, электрооборудование которых обслуживают электрики ЖКХ и подобных организаций.

Как работает схема ТТ

В ней используется индивидуальный контур заземления для отдельно стоящего здания. Его вполне можно собрать своими руками по одной из распространенных схем.

До начала работ их необходимо согласовать, а по окончании — выполнить электрические замеры электротехнической лабораторией. Привлечение же посторонних специалистов обойдется дешевле, чем в предыдущем случае.

Принцип подключения электропроводки и устройств защитного отключения к контуру созданного заземления по системе TT здания показан на схеме.

Между двумя контурами заземления: трансформаторной подстанции и жилого здания в этой схеме создается хорошая электрическая связь за счет высокой проводимости земли.

Это свойство используется с целью создания разных маршрутов для прохождения токов нагрузки и утечки потенциалов фаз через возможные нарушения изоляции электрической проводки.

Как учитываются токи утечек в системе ТТ

В качестве защит домашней проводки чаще всего используются:

• автоматический выключатель, устраняющий перегрузки и короткие замыкания;
• УЗО, ликвидирующие токи утечек;
• ограничители и реле максимального напряжения, предохраняющие развитие аварий от проникновения в сеть посторонних повышенных потенциалов и разрядов молний.

Автоматический выключатель настраивается по своим параметрам на срабатывание пропускаемых через него токов больших, чем номинальная величина нагрузки. Он не может защитить от небольших значений тока утечки, проходящих через него.

Дифференциальный орган УЗО постоянно сравнивает вектора токов, циркулирующие через фазу и рабочий ноль в двухпроводной схеме и трехфазной сети, с высокой точностью выявляет их геометрическое отклонение.

Оно способно возникнуть при незначительном пробое изоляции, вызывающем малый ток утечки. У неисправных проводов и кабелей существует большая вероятность того, что потенциал фазы начнет стекать по строительным элементам на землю. Когда же неисправность возникает внутри изолированного корпуса электроприбора, то он может на нем и остаться.

Поэтому металлические корпуса всех электрических потребителей внутри здания соединяют с подходящим РЕ проводником, который напрямую подключен к контуру заземления созданной схемы ТТ. По этой цепочке проникший через нарушенную изоляцию проводки потенциал фазы станет стекать на землю и образует замкнутую цепь утечки через контуры заземления здания и трансформаторной подстанции.

Путь тока утечки выделен на картинке для наглядности жирными красными линиями и проходит через автомат и фазный провод УЗО совместно с нагрузкой. В рабочем нуле ток утечки отсутствует. Поэтому он вносит дисбаланс в орган сравнения, за счет которого автоматика УЗО снимает питание с неисправных потребителей.

Чтобы это положение выполнялось, защитный и рабочий ноли в здании не должны объединяться никакими электрическими связями. Они всегда прокладываются изолированными проводами.

В противном случае ток утечки изменит свое направление и УЗО будет работать неправильно.

Защита дома от перенапряжения в системе ТТ

Для предохранения попадания разряде молнии в здание необходимо использовать систему молниезащиты, когда высокая энергия природных явлений улавливается молниеприемником и отводится на потенциал земли через контур заземления. Последний должен выдерживать чрезвычайно большие нагрузки.

Когда высоковольтный разряд попадает в питающую дом воздушную линию электропередачи, то работают ее защиты-разрядники. Однако, часть энергии коротким импульсом вполне может проникнуть по фазному проводу в домашнюю электропроводку, выжечь подключенное оборудование.

Кроме того, на ВЛ вполне возможен обрыв электрического провода рабочего нуля, когда в трехфазной системе происходит смещение нейтрали, а фазное напряжение 220 вольт способно возрасти до линейного 380.

Защита оборудования здания в таких ситуациях возлагается на ограничители перенапряжения ОПН или УЗИП (импульсного типа) и реле максимального напряжения.

Как могут возникнуть неисправности в системе ТТ

Нарушения алгоритмов правильной работы схемы здания возникают при:

1. неправильном монтаже электрического оборудования;
2. выходе из строя защитных устройств;
3. естественном снижении проводимости контура заземления.

Разберем подробнее два последних.

Поломки УЗО

Чтобы своевременно выявить отказ защиты на корпусе УЗО имеется кнопка «Тест», которую необходимо периодически нажимать. При этом внутрь дифференциального органа подается контрольный ток, приводящий к отключению питания с подключенной схемы. Выполнять эту операцию необходимом хотя бы раз в месяц.

Технически частично предотвратить ситуацию может резервирование УЗО по степеням селективности, когда на вводе в здание монтируется противопожарное, а для потребителей — рабочее устройство защитного отключения.

В этом плане конструкция противопожарного УЗО выполняет частичную функцию резервирования токов утечек, но, в пределах своей уставки.

Поддержание исправности контура заземления

Металл, постоянно соприкасающийся с почвой, подвергается коррозии, которая снижает его электрическую проводимость. Увеличивающееся сопротивление контура заземления нарушает баланс проходящих токов, занижает их. В результате токи утечек могут снижаться до такой величины, когда они станут меньше уставки УЗО. Это приведет к отказу срабатывания защиты.

Исключить подобные отказы УЗО помогают своевременные замеры сопротивления контура заземления здания электротехническими лабораториями и поддержания его величины за счет монтажа дополнительных электродов в нормированных пределах, показанных на картинке.

После устройства системы домашней электропроводки по схеме ТТ или TN-C-S останется собрать основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов (ОСУП и ДСУП) в доме для корректной работы УЗО по создаваемым токам утечки. Но, этот материал вы прочитаете в другой специальной статье.

А сейчас рекомендую к просмотру видео ролик о системах заземления владельца Stubborn.

Теперь подошло время задать возникшие вопросы по схемам протекания тока в различных системах заземления и работе УЗО по токам утечки через комментарии и поделиться статьей с друзьями в соц сетях.