Системи уземљења за електричне мреже до и изнад 1000 В

Постоји неколико опција за рад електричних мрежа, у зависности од њиховог система уземљења. Хајде да укратко окарактеришемо постојеће системе уземљења за електричне мреже напонске класе до и изнад 1000 В.

Мреже напонске класе до 1000 В

ТН-Ц систем

У електричној мрежи ове конфигурације неутрални терминал напојног трансформатора је чврсто уземљен, односно електрично повезан са уземљењем трафо-станице. Целом дужином од трафостанице до потрошача, неутрални и заштитни проводници су уједињени у један заједнички – тзв. ПЕН жица.

Ова мрежа обезбеђује „Неутрализацију“ електричних уређаја — повезивање неутралног и заштитног проводника на комбиновани ПЕН проводник. Ова мрежа је застарела и примењује се само у индустрији и уличној расвети.

Ресетовање електричних апарата у свакодневном животу забрањено је због опасности од стварања опасног потенцијала на ресетираним зградама, због чега се таква мрежа у старим зградама ради искључиво као двожична — користе се само неутралне и фазне жице.

ТН-Ц-С систем

Ова мрежа се разликује од претходне по томе што се комбинована ПЕН жица дели на одређеној тачки, по правилу, након уласка у зграду — на неутралну жицу Н и жицу за заштитно уземљење ПЕ.

Мрежа конфигурације ТН-Ц-С је најчешћа у нашем времену. Ова мрежа је један од препоручених система према ПУЕ а може се имплементирати у нове објекте.

Систем уземљења ТН-Ц:

1 — жица за уземљење нулте (средње тачке) напајања, 2 — изложени проводни делови, Н — неутрална радна жица — неутрална радна (неутрална) жица, ПЕ — заштитна жица — заштитна жица (жица за уземљење, нулта заштитна жица, заштитна жица система за изједначавање потенцијала), ПЕН — комбиновани неутрални заштитни и неутрални радни проводници — комбиновани неутрални заштитни и неутрални радни проводници.

ТН-С систем

Конфигурација ове електричне мреже се разликује од претходних по томе што предвиђа раздвајање комбинованог проводника трафостанице, по целој дужини водова, раздвојени су неутрални и уземљени проводници.

Овај систем се користи у изградњи нових објеката и најпожељнији је од свих доступних. Али због веће цене имплементације (потреба за постављањем посебног заштитног проводника), мрежа конфигурације ТН-Ц-С се често даје предност.

ТН-С систем уземљења:

Систем уземљења ТН-Ц-С:

ТТ систем

Онда неутрални енергетски трансформатор такође има тврдо уземљење, али је ожичење крајњег корисника уземљено посебном петљом за уземљење која није електрично повезана са уземљеним неутралом трансформатора.

Овај систем уземљења се препоручује за употребу у случају незадовољавајућег стања електричних мрежа, где рад предвиђеног уземљења може бити опасан.

У основи, то су ТН-Ц мреже, у којима уземљење у принципу није обезбеђено, као и ТН-ЦС мреже које не испуњавају захтеве ЈКП у погледу механичке чврстоће комбинованог проводника, као и присуство његовог вишеструког уземљења.

ТТ систем уземљења:

1 — уземљивач нуле (средње тачке) напајања, 2 — изложени проводни делови, 3 — уземљивач изложених проводних делова, Н — неутрални радни проводник — неутрални радни (нулти) проводник, ПЕ — заштитни проводник — заштитни проводник (уземљивач, неутрални заштитни проводник, заштитни проводник система за изједначавање потенцијала).

Информациони систем

Неутрале енергетских трансформатора у мрежи ове конфигурације нису уземљене, односно изоловане су од уземљења трафостанице. Заштитни проводник уземљења може се прикључити на петљу уземљења подстанице или директно код корисника на постојећу петљу уземљења.

ИТ систем уземљења:

1 — отпор уземљења нуле напајања (ако постоји), 2 — жица за уземљење, 3 — изложени проводни делови, 4 — уређај за уземљење, ПЕ — заштитни проводник — заштитни проводник (уземљивач, неутрални заштитни проводник, заштитни проводник од изједначавање потенцијала).

Овај систем уземљења се користи за напајање опреме која има посебне захтеве за безбедност и поузданост. То су простори електричних инсталација електрана, трафостаница, опасних индустрија, посебно рударске индустрије, просторија за минирање итд.

Мреже напонске класе изнад 1000 В

У већини случајева раде електричне инсталације и мреже напонске класе 6, 10 и 35 кВ у изолованом неутралном режиму… Због недостатка неутралног уземљења, кратак спој једне од фаза на масу није кратак спој и није искључен од заштите.

У случају кратког споја у мрежи ове конфигурације, дозвољен је његов краткотрајни рад, по правилу, за време да се пронађе оштећени део и искључи га из мреже. То јест, у присуству кратког споја у мрежи са изолованим неутралним елементом, потрошачи не губе струју, већ настављају да раде у истом режиму, са изузетком оштећене зоне, у којој се примећује непотпун фазни режим - пауза у једној од фаза.

Опасност ове мреже лежи у томе што се у случају једнофазног кратког споја струје шире на тло са тачке где проводник пада 8 м на отвореном простору и 4 м у затвореном простору. Особа која спада у опсег ширења ових струја биће смртно шокирана.

Неутрална мрежа 6 и 10 кВ може бити уземљена специјални компензациони реактори и калемови за гашење лука за компензацију струја земљоспоја. Овај систем мрежа за уземљење користи се у присуству великих струја земљоспоја, који могу бити опасни за електричну опрему ових мрежа.Такав систем уземљења за електричне мреже назива се резонантним или компензованим.

Енергетске мреже напонске класе 110 и 150 кВ имају ефикасан систем уземљења. Са овим системом уземљења, већина енергетских трансформатора у електричној мрежи има чврсто неутрално уземљење, а неки трансформатори имају неутрално уземљење преко одводника или одводника пренапона... Селективно уземљење неутрала смањује струје кратког споја у електричним мрежама.

Као резултат прорачуна бира се на којим трафостаницама ће неутрали трансформатора бити уземљени како би се обезбедио најефикаснији рад електричне мреже. Уземљење неутрала преко одводника или одводника пренапона врши се ради заштите намотаја енергетских трансформатора од могући пренапон.

Мреже напонске класе 220-750 кВ раде у чврсто уземљеном неутралном режиму, односно у таквим мрежама су сви излази неутралних намотаја енергетских трансформатора и аутотрансформатора електрично повезани на трафостаница уземљива петља.