Συστήματα γείωσης για ηλεκτρικά δίκτυα έως και άνω των 1000 V

Υπάρχουν αρκετές επιλογές για τη λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων, ανάλογα με το σύστημα γείωσης τους. Ας χαρακτηρίσουμε συνοπτικά τα υπάρχοντα συστήματα γείωσης για ηλεκτρικά δίκτυα με τάξη τάσης έως και άνω των 1000 V.

Δίκτυα με τάξη τάσης έως 1000 V

Σύστημα TN-C

Στο ηλεκτρικό δίκτυο αυτής της διαμόρφωσης, ο ουδέτερος ακροδέκτης του μετασχηματιστή τροφοδοσίας είναι σταθερά γειωμένος, δηλαδή συνδέεται ηλεκτρικά με τον βρόχο γείωσης του υποσταθμού του μετασχηματιστή. Σε όλο το μήκος από τον υποσταθμό μέχρι τον καταναλωτή, οι ουδέτεροι και οι προστατευτικοί αγωγοί ενώνονται σε έναν κοινό - λεγόμενο. σύρμα PEN.

Αυτό το δίκτυο παρέχει "εξουδετέρωση" ηλεκτρικών συσκευών — συνδέοντας τους ουδέτερους και προστατευτικούς αγωγούς στον συνδυασμένο αγωγό PEN. Αυτό το δίκτυο είναι απαρχαιωμένο και εφαρμόζεται μόνο στη βιομηχανία και στον οδικό φωτισμό.

Η επαναφορά των ηλεκτρικών συσκευών στην καθημερινή ζωή απαγορεύεται λόγω του κινδύνου δημιουργίας επικίνδυνου δυναμικού στα κτίρια επαναφοράς, γι' αυτό ένα τέτοιο δίκτυο σε παλιά κτίρια λειτουργεί αποκλειστικά ως δύο καλώδια - χρησιμοποιούνται μόνο ουδέτερα και φασικά καλώδια.

Σύστημα TN-C-S

Αυτό το δίκτυο διαφέρει από το προηγούμενο στο ότι το συνδυασμένο καλώδιο PEN χωρίζεται σε ένα ορισμένο σημείο, κατά κανόνα, μετά την είσοδο στο κτίριο - σε ένα ουδέτερο καλώδιο N και ένα προστατευτικό καλώδιο γείωσης PE.

Το δίκτυο διαμόρφωσης TN-C-S είναι το πιο κοινό στην εποχή μας. Αυτό το δίκτυο είναι ένα από τα προτεινόμενα συστήματα σύμφωνα με το PUE και μπορεί να εφαρμοστεί σε νέες εγκαταστάσεις.

Σύστημα γείωσης TN-C:

1 — καλώδιο γείωσης του μηδενικού (μέσου σημείου) του τροφοδοτικού, 2 — εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, N — ουδέτερο καλώδιο εργασίας — ουδέτερο καλώδιο εργασίας (ουδέτερο), PE — προστατευτικό καλώδιο — προστατευτικό καλώδιο (σύρμα γείωσης, μηδενικό προστατευτικό καλώδιο, προστατευτικό σύρμα του συστήματος ισοδυναμικής σύνδεσης), PEN — συνδυασμένοι ουδέτεροι προστατευτικοί και ουδέτεροι αγωγοί εργασίας — συνδυασμένοι ουδέτεροι προστατευτικοί και ουδέτεροι αγωγοί εργασίας.

Σύστημα TN-S

Η διαμόρφωση αυτού του ηλεκτρικού δικτύου διαφέρει από τα προηγούμενα στο ότι προβλέπει τον διαχωρισμό του συνδυασμένου αγωγού του υποσταθμού ισχύος, σε όλο το μήκος της γραμμής, ο ουδέτερος και ο αγωγός γείωσης διαχωρίζονται.

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται στην κατασκευή νέων εγκαταστάσεων και είναι το πιο προτιμότερο από όλα τα διαθέσιμα. Όμως λόγω του υψηλότερου κόστους υλοποίησης (η ανάγκη τοποθέτησης ξεχωριστού προστατευτικού αγωγού), προτιμάται συχνά το δίκτυο διαμόρφωσης TN-C-S.

Σύστημα γείωσης TN-S:

Σύστημα γείωσης TN-C-S:

Σύστημα ΤΤ

Επειτα ουδέτερο μετασχηματιστή ισχύος έχει επίσης σκληρή γείωση, αλλά η καλωδίωση του τελικού χρήστη γειώνεται από έναν ξεχωριστό βρόχο γείωσης που δεν συνδέεται ηλεκτρικά με τον γειωμένο ουδέτερο του μετασχηματιστή.

Αυτό το σύστημα γείωσης συνιστάται για χρήση σε περίπτωση μη ικανοποιητικής κατάστασης των ηλεκτρικών δικτύων, όπου η λειτουργία της παρεχόμενης γείωσης μπορεί να είναι επικίνδυνη.

Βασικά, πρόκειται για δίκτυα TN-C, στα οποία δεν παρέχεται κατ' αρχήν γείωση, καθώς και δίκτυα TN-CS, τα οποία δεν πληρούν τις απαιτήσεις του PUE ως προς τη μηχανική αντοχή του συνδυασμένου αγωγού, καθώς και παρουσία της πολλαπλής γείωσης του.

Σύστημα γείωσης TT:

1 — αγωγός γείωσης του μηδενικού (μέσου σημείου) του τροφοδοτικού, 2 — εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, 3 — αγωγός γείωσης εκτεθειμένων αγώγιμων μερών, N — ουδέτερος αγωγός εργασίας — ουδέτερος αγωγός εργασίας (μηδέν), PE — προστατευτικός αγωγός — προστατευτικός αγωγός (αγωγός γείωσης, ουδέτερος προστατευτικός αγωγός, προστατευτικός αγωγός του συστήματος ισοδυναμικής σύνδεσης).

Σύστημα πληροφορίων

Οι ουδέτεροι των μετασχηματιστών ισχύος στο δίκτυο αυτής της διαμόρφωσης δεν είναι γειωμένοι, δηλαδή είναι απομονωμένοι από το κύκλωμα γείωσης του υποσταθμού. Ο προστατευτικός αγωγός γείωσης μπορεί να συνδεθεί στον βρόχο γείωσης του υποσταθμού ή απευθείας από τον χρήστη στον υπάρχοντα βρόχο γείωσης.

Σύστημα γείωσης πληροφορικής:

1 — αντίσταση γείωσης του μηδενός του τροφοδοτικού (εάν υπάρχει), 2 — καλώδιο γείωσης, 3 — εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, 4 — συσκευή γείωσης, PE — προστατευτικός αγωγός — προστατευτικός αγωγός (αγωγός γείωσης, ουδέτερος αγωγός προστασίας, προστατευτικός αγωγός η ισοδυναμική σύνδεση).

Αυτό το σύστημα γείωσης χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία εξοπλισμού που έχει ειδικές απαιτήσεις ασφάλειας και αξιοπιστίας. Πρόκειται για χώρους ηλεκτρικών εγκαταστάσεων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, υποσταθμών, επικίνδυνων βιομηχανιών, ειδικότερα της μεταλλευτικής βιομηχανίας, αίθουσες ανατινάξεων κ.λπ.

Δίκτυα με τάξη τάσης πάνω από 1000 V

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και τα δίκτυα κατηγορίας τάσης 6, 10 και 35 kV λειτουργούν στις περισσότερες περιπτώσεις σε απομονωμένη ουδέτερη λειτουργία… Λόγω της έλλειψης ουδέτερης γείωσης, ένα βραχυκύκλωμα μιας από τις φάσεις στη γείωση δεν είναι βραχυκύκλωμα και δεν απενεργοποιείται από την προστασία.

Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στο δίκτυο αυτής της διαμόρφωσης, επιτρέπεται η βραχυπρόθεσμη λειτουργία του, κατά κανόνα, για τον χρόνο εύρεσης του κατεστραμμένου τμήματος και αποσύνδεσής του από το δίκτυο. Δηλαδή, με την παρουσία βραχυκυκλώματος στο δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο, οι καταναλωτές δεν χάνουν ισχύ, αλλά συνεχίζουν να εργάζονται στον ίδιο τρόπο λειτουργίας, με εξαίρεση την κατεστραμμένη ζώνη, στην οποία παρατηρείται ημιτελής λειτουργία φάσης - ένα διάλειμμα σε μια από τις φάσεις.

Ο κίνδυνος αυτού του δικτύου έγκειται στο γεγονός ότι σε περίπτωση μονοφασικού βραχυκυκλώματος, τα ρεύματα εξαπλώνονται στο έδαφος από το σημείο όπου ο αγωγός πέφτει 8 m σε ανοιχτό χώρο και 4 m σε εσωτερικούς χώρους. Ένα άτομο που εμπίπτει στο εύρος διάδοσης αυτών των ρευμάτων θα πάθει θανάσιμα σοκ.

Το ουδέτερο δίκτυο των 6 και 10 kV μπορεί να γειωθεί ειδικούς αντιδραστήρες αντιστάθμισης και πηνία καταστολής τόξου για την αντιστάθμιση των ρευμάτων σφάλματος γείωσης. Αυτό το σύστημα δικτύων γείωσης χρησιμοποιείται παρουσία μεγάλων ρευμάτων γείωσης, τα οποία μπορεί να είναι επικίνδυνα για τον ηλεκτρικό εξοπλισμό αυτών των δικτύων.Ένα τέτοιο σύστημα γείωσης για ηλεκτρικά δίκτυα ονομάζεται συντονιστικό ή αντισταθμισμένο.

Τα δίκτυα ισχύος με κλάση τάσης 110 και 150 kV διαθέτουν αποτελεσματικό σύστημα γείωσης. Με αυτό το σύστημα γείωσης, οι περισσότεροι μετασχηματιστές ισχύος στο ηλεκτρικό δίκτυο έχουν σταθερή ουδέτερη γείωση και ορισμένοι μετασχηματιστές έχουν ουδέτερη γείωση μέσω απαγωγέων ή απαγωγέων υπέρτασης... Η επιλεκτική γείωση των ουδέτερων μειώνει ρεύματα βραχυκυκλώματος σε ηλεκτρικά δίκτυα.

Ως αποτέλεσμα των υπολογισμών, επιλέγεται σε ποιους υποσταθμούς θα γειωθούν οι ουδέτεροι των μετασχηματιστών ώστε να εξασφαλιστεί η αποτελεσματικότερη λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου. Η γείωση των ουδέτερων μέσω αλεξικέραυνων ή απαγωγέων υπερτάσεων πραγματοποιείται για την προστασία της περιέλιξης των μετασχηματιστών ισχύος από πιθανή υπέρταση.

Τα δίκτυα με κατηγορία τάσης 220-750 kV λειτουργούν σε σταθερά γειωμένη ουδέτερη λειτουργία, δηλαδή, σε τέτοια δίκτυα, όλες οι έξοδοι των ουδέτερων περιελίξεων των μετασχηματιστών ισχύος και των αυτομετασχηματιστών συνδέονται ηλεκτρικά με βρόχος γείωσης υποσταθμού.