Полноден водич за системи за земање

Системот за земјување, познат и како систем за земање, поврзува одредени делови на електрични систем за струја со земјата, обично проводливата површина на Земјата, за целосен и функционален безбедност. Изборот на систем за земјување може да влијае на безбедноста и електромагнетната компатибилност на инсталацијата. Регулациите за системите за земјување варираат меѓу земјите, иако највеќето ги следат препораките на Меѓународната електротехничка комисија (IEC). Во овој чланок ќе ги објасниме различните типови на системи за земјување, нивните предности и недостатоци, и како да се дизајнираат и инсталираат.

Што е систем за земјување?

Системот за земјување е дефиниран како сет од проводници и електроди кои пружаат пат со ниско отпор за текот на електрична струја до земјата во случај на грешка или нефункционалност. Ова е важно поради неколку причини:

• Заштита на опрема: Системот за земјување помага да се заштити електричната опрема од повреди поради прекомерна напонска висина или услови на краткик. Тој исто така го превантуира статичкото нагомилување и импулсите на моќ поради блиски удар на молња или операции на превклучување.

• Заштита на луѓето: Системот за земјување помага да се спречат ризици од електрични шокови со осигурување дека изложениот металски дел на електричните инсталации е на ист потенцијал како земјата. Тој исто така овозможува работа на заштитни уреди како што се прекинувачи или уреди за резидуална струја (RCD) кои можат да го прекинат доставувањето во случај на грешка.

• Референтна точка: Системот за земјување пружа референтна точка за електричните кола и опрема така што можат да работат на безбеден напон ниво споредно со Земјата. Ова гарантира дека сите електрични енергија која не се користи од опремата е сигурно дисипирана до земјата.

Типови на системи за земјување

BS 7671 наведува пет типови на системи за земјување: TN-S, TN-C-S, TT, TN-C, и IT. Буквите T и N значат:

• T = Земја (од францускиот збор Terre)

• N = Нейтрал

Буквите S, C, и I значат:

• S = Одделено

• C = Комбинирано

• I = Изоловано

Типот на систем за земјување се одредува според тоа како изворот на енергија (како што е трансформатор или генератор) е поврзан со земјата и како терминалот за земјување на потрошувачот е поврзан со изворот или со локален земјски електрод.

TN-S Систем

TN-S системот, прикажан на Слика 1, има нейтрален извор на енергија поврзан со земјата само на една точка, на или колку што е разумно можно близу до изворот. Терминалот за земјување на потрошувачот обично е поврзан со металната обвивка или опрема на дистрибуторската услугна жица во објектот.

Слика 1: TN-S Систем

Предностите на TN-S системот се:

• Пружува пат со ниско импеданс за текот на грешката, што гарантира брза работа на заштитните уреди.

• Го избегнува било кој потенцијална разлика помеѓу нейтрал и земја во објектот на потрошувачот.

• Го намалува ризикот од електромагнетна интерференција поради комон модални текови.

Недостатоците на TN-S системот се:

• Избара за потреба од посебен заштитен проводник (PE) заедно со проводниците за достава, што го зголемува цената и комплексноста на проводната мрежа.

• Може да биде под влијание на корозија или повреда на металната обвивка или опрема на услугната жица, што може да компромитира неговата ефикасност.

TN-C-S Систем

TN-C-S системот, прикажан на Слика 2, има нейтрален проводник на дистрибуторската главна поврзан со земјата на изворот и на интервали по неговото протекување. Ова обично се нарекува многукратно земјување (PME). Со оваа аранжмана, нейтралниот проводник на дистрибуторот исто така се користи за враќање на текови на грешки на земјата до изворот. За да се постигне ова, дистрибуторот ќе пружи терминал за земјување на потрошувачот, кој е поврзан со долувајќиот нейтрален проводник.

Слика 2: TN-C-S Систем

Предностите на TN-C-S системот се:

• Го намалува бројот на проводници потребни за достава, што го намалува цената и комплексноста на проводната мрежа.

• Пружува пат со ниско импеданс за текови на грешки, што гарантира брза работа на заштитните уреди.

• Го избегнува било кој потенцијална разлика помеѓу нейтрал и земја во објектот на потрошувачот.

Недостатоците на TN-C-S системот се:

• Може да создаде ризик од електричен шок ако има прекин во нейтралниот проводник помеѓу две точки на земјување, што може да доведе до зголемување на напонот на изложените металски делови.

• Може да каузира нежелани текови во метални цеви или структури кои се поврзани со земјата на различни точки, што може да резултира во корозија или интерференција.

TT Систем

TT системот, прикажан на Слика 3, има и изворот и инсталацијата на потрошувачот поврзани со земјата преку посебни електроди. Овие електроди немаат директна врска помеѓу себе. Овој тип на систем за земјување е применим за трифазни и једнофазни инсталации.

Слика 3: TT Систем

Предностите на TT системот се:

• Елиминира било кој ризик од електричен шок поради прекин во нейтралниот проводник или контакт меѓу живи проводници и земјани металски делови.

• Го избегнува било кој нежелан тек во метални цеви или структури кои се поврзани со земјата на различни точки.

• Овозможува повеќе флексибилност во изборот на локацијата и типот на земјски електроди.

Недостатоците на TT системот се:

• Избара за потреба од ефективен локален земјски електрод за секоја инсталација, што може да биде тешко или скапо да се постигне зависно од состојбата на почвата и достапноста на простор.

• Избара за дополнителни заштитни уреди како RCD или ELCB управувани со напон за да се осигура надежна одсечка во случај на грешка.

• Може да резултира во повисоки напони на изложените металски делови поради повисок импеданс на земјскиот луп.

TN-C Систем

TN-C системот, прикажан на Слика 4, има нейтралната и заштитната функција комбинирани во еден проводник низ целиот систем. Овој проводник се нарек