Arten von elektrischen Energieverteilungssystemen, über die Sie Bescheid wissen sollten

Magnetische Felder - Einführung & Arten (Juli 2019).

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Anonim

Direkt geerdetes und geerdetes System

Elektrischer Strom ist entweder drei Drähte oder vier Drähte (3 Drähte für Phasen und 1 Draht für Neutralleiter). Die Spannung zwischen Phase und Phase, die als Netzspannung und Spannung zwischen Phase und Nullleiter bezeichnet wird, wird als Phasenspannung bezeichnet .

Arten von elektrischen Energieverteilungssystemen

Dieser vierte Draht kann im Verteilersystem verteilt sein oder auch nicht und genauso kann dieser Neutralleiter geerdet sein oder nicht. Abhängig von diesem neutralen Zustand (geerdet - nicht geerdet - nicht zugänglich) gibt es verschiedene Arten von Erdungssystemen. Der Neutralleiter kann direkt mit Masse verbunden sein oder durch einen Widerstand oder einen Reaktor verbunden sein. Dieses System wird als direkt geerdetes oder geerdetes System bezeichnet .

Wenn eine Verbindung zwischen dem neutralen Punkt und der Erde nicht hergestellt wurde, sagen wir, dass der Neutrale ausgegraben ist .

In einem Netzwerk spielt das Erdungssystem eine sehr wichtige Rolle. Tritt ein Isolationsfehler auf oder wird eine Phase versehentlich geerdet, sind die Werte der Fehlerströme, der Berührungsspannungen und der Überspannungen eng mit der Art der Erdungsverbindung verbunden.

Ein direkt geerdeter Neutralleiter begrenzt stark Überspannungen, verursacht jedoch sehr hohe Fehlerströme, da ein ungeerdeter Nullleiter Fehlerströme auf sehr niedrige Werte begrenzt, aber das Auftreten hoher Überspannungen begünstigt. Bei jeder Installation steht die Kontinuität des Betriebs im Falle eines Isolationsfehlers in direktem Zusammenhang mit dem Erdungssystem. Ein ungeerdeter Neutralleiter ermöglicht die Aufrechterhaltung des Service während eines Isolationsfehlers.

Im Gegensatz dazu führt ein direkt geerdeter Nullleiter oder ein niederohmig geerdeter Neutralleiter zu einer Auslösung, sobald der erste Isolationsfehler auftritt.

Die Wahl des Erdungssystems in Niederspannungs- und Mittelspannungsnetzen hängt von der Art der Installation und der Art des Netzes ab . Es wird auch von der Art der Lasten und der erforderlichen Wartungskontinuität beeinflusst.

Die Hauptziele eines Erdungssystems sind die Bereitstellung eines alternativen Pfades für den Fehlerstrom, so dass der Benutzer nicht gefährdet wird. Stellen Sie sicher, dass alle freiliegenden leitenden Teile kein gefährliches Potential erreichen, und halten Sie die Spannung an jedem Teil eines elektrischen Systems aufrecht bei einem bekannten Wert und verhindern überstrom oder übermäßige Spannung an den Geräten oder Anlagen.

Verschiedene Erdungssysteme sind in der Lage , unterschiedliche Überströme zu übertragen . Da sich die Menge an Überstrom, die in verschiedenen Installationsarten erzeugt wird, voneinander unterscheidet, unterscheidet sich die erforderliche Art der Erdung auch nach der Art der Installation. Um sicherzustellen, dass die Installation mit dem vorhandenen Erdungssystem verbunden ist, oder um entsprechende Änderungen vorzunehmen, benötigen wir eine genaue Vorstellung des vorhandenen Erdungssystems.

Es würde sowohl die Sicherheit als auch die Zuverlässigkeit erhöhen.

Gemäß IEC 60364-3 gibt es zwei Arten von Systemen:

(1) Ungeerdetes System:

  • IT System.
(2) geerdetes System:

  • TT
  • TN (TN-S, TN-C, TN-CS).

Der erste Buchstabe definiert den neutralen Punkt in Bezug auf die Erde:

  1. T = direkt geerdeter Neutralleiter (aus dem französischen Wort Terre)
  2. I = ungeerdeter oder hochohmig geerdeter Neutralleiter (z. B. 2000 Ω) Der zweite Buchstabe definiert die leitenden Teile der elektrischen Anlage in Bezug auf die Erde:
    1. T = direkt geerdete freiliegende leitfähige Teile
    2. N = freiliegende leitende Teile, die direkt mit dem Neutralleiter verbunden sind

Ungeerbtes System

1. IT-System ausgegraben (hochohmiger geerdeter Neutralleiter)

Erster Buchstabe I = der Neutralleiter wird auf der Transformator- oder Generatorseite ausgegraben.
Zweiter Buchstabe T = Rahmenteile der Lasten sind miteinander verbunden und auf der Lastseite geerdet

Systemeigenschaften

  1. Es ist zwingend erforderlich, einen Überspannungsbegrenzer zwischen dem Sternpunkt des MS / NS-Transformators und der Erde zu installieren.
  2. Wenn der Neutralleiter nicht zugänglich ist, wird der Überspannungsbegrenzer zwischen einer Phase und Erde installiert.
  3. Er leitet externe Überspannungen, die vom Transformator übertragen werden, zur Erde ab und schützt das Niederspannungsnetz vor einem Spannungsanstieg durch Überschläge zwischen den Mittelspannungs- und Niederspannungswicklungen des Transformators.

Vorteile

  1. System, das während des Betriebs die bestmögliche Kontinuität gewährleistet.
  2. Wenn ein Isolationsfehler auftritt, ist der Kurzschlussstrom sehr niedrig.
  3. Bei höherer Betriebssicherheit fließt nur ein kapazitiver Strom, der bei einem Erdschluss durch die Systemableitkapazität verursacht wird.
  4. Bessere Unfallverhütung Der Fehlerstrom wird durch die Körperimpedanz, den Erdungswiderstand und die hohe Impedanz der Erdschlussschleife begrenzt.

Nachteile

  1. Erfordert Anwesenheit von Wartungspersonal, um den ersten Fehler während der Verwendung zu überwachen und zu lokalisieren.
  2. Erfordert eine gute Netzwerkisolation (hoher Ableitstrom muss durch isolierende Transformatoren geliefert werden).
  3. Überspannungsbegrenzer müssen installiert sein.
  4. Erfordert alle leitfähigen Teile der Installation mit dem gleichen Spannungspegel. Wenn dies nicht möglich ist, müssen RCDs installiert werden.
  5. Das Lokalisieren von Fehlern ist in weit verbreiteten Netzwerken schwierig.
  6. Wenn ein Isolationsfehler in Bezug auf die Erde auftritt, nimmt die Spannung der beiden gesunden Phasen in Bezug auf die Erde den Wert der verketteten Spannung an. Wenn also die Größe der Geräte gewählt wird, muss ein höheres Isolationsniveau erreicht werden Ausrüstungen.
  7. Das Risiko von hohen internen Überspannungen macht es ratsam, die Geräteisolierung zu verstärken.
  8. Die obligatorische Isolationsüberwachung mit optischer und akustischer Anzeige des ersten Fehlers, wenn die Auslösung erst beim Auftreten des zweiten Fehlers ausgelöst wird.
  9. Der Schutz vor direktem und indirektem Kontakt ist nicht gewährleistet.
  10. 10. Kurzschluß- und Erdschlußströme können Brände verursachen und Teile der Anlage zerstören.

Geerdetes System

(1) TT-System direkt geerdetes Neutral

  • Erster Buchstabe T = der Neutralleiter ist direkt geerdet.
  • Zweiter Buchstabe T = die freiliegenden leitfähigen Teile der Lasten sind miteinander verbunden und geerdet.
  • Der Neutralleiter des Transformators ist geerdet.
  • Die Rahmen der elektrischen Verbraucher sind ebenfalls mit einer Erdverbindung verbunden.

Systemeigenschaften

  1. Hohe Erdschluss-Schleifenimpedanz
  2. Niedriger Erdfehlerstrom
  3. Versorgungsunternehmen müssen dem Verbraucher keine Erde bieten

Vorteile

  1. Sparen Sie Erddrähte
  2. Der große Vorteil des TT-Erdungssystems besteht darin, dass es von hoch- und niederfrequenten Geräuschen frei ist, die durch den Neutralleiter von verschiedenen daran angeschlossenen elektrischen Geräten kommen.
  3. TT war immer für spezielle Anwendungen wie Telekommunikationsstandorte vorzuziehen, die von der störungsfreien Erdung profitieren
  4. Hat nicht das Risiko eines gebrochenen Neutrals.
  5. Das einfachste System zum Entwerfen, Implementieren, Überwachen und Verwenden.
  6. Finden Sie leicht den Ort der Fehler.
  7. Bei Auftreten eines Isolationsfehlers ist der Kurzschlussstrom klein.
  8. Reduziert das Risiko von Überspannungen.
  9. Genehmigt die Verwendung von Geräten mit einem normalen Isolationsniveau von Phase zu Erde.

Nachteile

  1. Hoher Bedarf an E / F-Relais.
  2. Das individuelle Erdsystem benötigt höhere Investitionen.
  3. Höhere Berührungsspannung.
  4. Potenziellen Farbverlauf induzieren.
  5. Schalten bei Auftreten des ersten Isolationsfehlers.
  6. Verwendung eines FI-Schutzschalters an jedem Abgang, um eine vollständige Selektivität zu erhalten.
  7. Für die Lasten oder Teile der Anlage, die während des normalen Betriebs hohe Ableitströme verursachen, sind besondere Maßnahmen zu treffen, um Fehlauslösungen zu vermeiden (die Lasten müssen mit Trenntransformatoren gespeist werden oder hochschwellige FI-Schutzschalter verwenden, die mit dem Erdungswiderstand des freiliegenden leitfähigen Teils kompatibel sind).
  8. Sehr hohe Fehlerströme, die zu maximalen Schäden und Störungen in Telekommunikationsnetzen führen.
  9. Das Risiko für das Personal ist hoch, solange der Fehler besteht; die Berührungsspannungen, die hoch werden.
  10. Erfordert die Verwendung von Differentialschutzgeräten, so dass die Fehlerbeseitigungszeit nicht lang ist. Diese Systeme sind teuer.

(2) TN-System: Neutralleiter leitender Teil

  • Erster Buchstabe T = Der Neutralleiter ist direkt am Transformator geerdet.
  • Zweiter Buchstabe N = Die Rahmen der elektrischen Verbraucher sind mit dem Neutralleiter verbunden.

Es gibt zwei Arten von TN-Systemen, abhängig davon, ob der Neutralleiter und der Erdleiter kombiniert sind oder nicht:

(2a) TN-C

  • Im TNC-System ( der dritte Buchstabe C = kombinierter Neutralleiter und Narth-Leiter) werden die Neutralleiter und die Erdleiter in einem einzigen Leiter kombiniert und am Quellenende geerdet.
  • Dieser kombinierte Neutralleiter wird dann auf die Lastseite verteilt.
  • In diesem System müssen die Erdungsanschlüsse gleichmäßig über die Länge des Neutralleiters verlegt werden, um ein mögliches Ansteigen der leitenden Teile auf der Lastseite zu vermeiden, wenn ein Fehler auftritt.
  • Dieses System darf nicht für Kupferquerschnitte unter 10 mm² und Aluminiumquerschnitte unter 16 mm² sowie nach einem TNS-System ( gemäß IEC 60364-5 ) verwendet werden.

Systemeigenschaften

  1. Niedrige Erdschluss-Schleifenimpedanz.
  2. Hoher Erdfehlerstrom.
  3. Mehr als ein Erdschluss führt zu Schleifen.

Vorteile

  1. Kein Erdungskabel erforderlich; Zulassen von Mehrpunkt-Erde.
  2. Bessere Erdungskontinuität.
  3. Neutral niemals Schwimmerspannung haben.
  4. Die Impedanz der Erdfehlerschleife könnte vorhergesagt werden.
  5. Das TNC-System kann bei der Installation weniger kostspielig sein (Entfernung eines Schaltmastes und eines Leiters).

Nachteile

  1. Wenn nicht mehrpunktgeerdet und die neutrale Erdung unterbrochen ist, kann der exponierte Metallteil eine Erhaltungsspannung aufweisen.
  2. Hohes Erdschlussniveau,
  3. Eingriff in den Betrieb der Erdschlussschutzeinrichtung.
  4. Strom betriebener Typ Gerät ist nicht geeignet, Spannung erkannt Typ könnte eingesetzt werden.
  5. Im Schutzleiter (TNC-System) zirkulieren Drittel- und Vielfache von Oberschwingungen.
  6. Das Brandrisiko ist höher und darüber hinaus kann es nicht an Orten mit Brandgefahr (TNC-System) verwendet werden.

(2b) TN-S:

  • Im TN-S-System ( der dritte Buchstabe S = Getrennter Neutralleiter und Erdleiter) ist der Neutralleiter der Energiequelle nur an einer Stelle mit der Erde verbunden, im Allgemeinen in der Nähe der Quelle. Die Neutralleiter und die Erdleiter sind getrennt verteilt, um zu laden.
  • In diesem System müssen die Erdungsanschlüsse gleichmäßig entlang der Länge des Neutralleiters verlegt werden, um ein mögliches Ansteigen der freiliegenden leitfähigen Teile an der Lastseite zu vermeiden, wenn ein Fehler auftritt.
  • Dieses System darf nicht vor einem TNC-System verwendet werden.

Systemeigenschaften

  1. Niedrige Erdschluss-Schleifenimpedanz
  2. Hoher Erdfehlerstrom

Vorteile

  1. Verwendung von Überstromschutzgeräten zum Schutz vor indirektem Kontakt.
  2. Erdschlussschutzgerät arbeitet schneller.
  3. Erlaube Mehrpunktmasse, bessere Erdungskontinuität; minimieren Sie die Verwendung von Erdschlussrelais wegen der niedrigen Erdschlussimpedanz.

Nachteile

  1. Einschalten des Auftretens des ersten Isolationsfehlers.
  2. Das TNC-System beinhaltet die Verwendung von festen und starren Kanälen
  3. Erfordert, dass Erdungsanschlüsse gleichmäßig in der Installation platziert werden, so dass der Schutzleiter auf dem gleichen Potenzial wie die Erde bleibt.
  4. Eine Störungskontrolle bei Auftreten des Isolationsfehlers sollte, wenn möglich, bei der Auslegung des Netzes mittels Berechnungen durchgeführt werden und bei der Inbetriebnahme durch Messungen durchgeführt werden; Diese Überprüfung ist die einzige Garantie, dass das System sowohl bei der Inbetriebnahme als auch während des Betriebs sowie nach jeder Art von Netzwerkarbeit (Änderung, Erweiterung) arbeitet.
  5. Durchgang des Schutzleiters in den gleichen Kanälen wie die stromführenden Leiter der entsprechenden Stromkreise.
  6. hohes Erdschlussniveau unter Erdschluss,
  7. geringer Leistungsfaktor (hohe Induktivität des langen Kabels)
  8. Erfordert zusätzliche, gleichwertige Potentialverbindungen.
  9. Bei Auftreten eines Isolationsfehlers ist der Kurzschlussstrom hoch und kann zu Schäden an Geräten oder elektromagnetischen Störungen führen.

(2c) TN-CS-System

  • Die Neutral- und Erdungsdrähte sind in dem Versorgungskabel kombiniert.
  • Typischerweise wird dies ein konzentrisches Kabel sein, mit dem Leben als dem zentralen Kern und einem Ring von Drähten um dieses für das kombinierte Neutral und Erde.
  • In der Liegenschaft sind Neutral und Erde getrennt, wobei sich der Erdungsanschluss normalerweise auf der Seite des Ausschnitts befindet. Innerhalb des Ausschnitts sind das Leben und das Neutrale verbunden.
  • Im gesamten Versorgungsnetz ist der kombinierte Erd- / Neutralleiter an mehreren Stellen mit dem Erdboden verbunden, entweder unterirdisch oder an den Polen für Deckenversorgungen.
  • Aufgrund dieser Mehrfacherdung wird eine TNCS-Versorgung oft als PME (Protective Multiple Erding) bezeichnet.

Vorteile

  • Kosten für Kernkabel sind billiger als ein 3-Kern.
  • Da die äußere Hülle normalerweise aus Kunststoff besteht, gibt es keine Korrosionsprobleme.

Nachteile

  • Wenn der kombinierte Erd- / Neutralleiter unterbrochen ist. Dies führt dazu, dass eine Spannung an der freiliegenden Metallkonstruktion im Eigentum des Kunden auftritt, was ein Schockrisiko darstellen kann.
  • Dies geschieht, da die Erde und der Neutralleiter in der Aussparung verbunden sind und keine direkte Verbindung zur Erde besteht, außer im Versorgungsnetz.
  • Im Fehlerfall kann der in den Erdungsleitern des Kunden fließende Strom viel größer sein als bei einem TNS-System.
  • Es ist auch möglich, ungewöhnliche zirkulierende Erdströme zwischen den Eigenschaften zu erhalten, insbesondere wenn einige Eigenschaften metallische Wasserrohre haben und andere Kunststoff haben.

REFERENZ: Schutz des elektrischen Netzes - Christophe Prévé.

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