Sähköasennuksessa tai sähkönjakelujärjestelmässä maadoitusjärjestelmä or maadoitusjärjestelmä yhdistää kyseisen laitoksen tietyt osat maapallon johtavaan pintaan turvallisuutta ja toiminnallisia tarkoituksia varten. Vertailupiste on maapallon johtava pinta tai aluksissa meren pinta. Maadoitusjärjestelmän valinta voi vaikuttaa asennuksen turvallisuuteen ja sähkömagneettiseen yhteensopivuuteen. Maadoitusjärjestelmät vaihtelevat huomattavasti maittain ja sähköjärjestelmien eri osien välillä, vaikka monet noudattavat alla kuvattuja Kansainvälisen sähköteknisen toimikunnan suosituksia.

Tämä artikkeli koskee vain sähkövirran maadoitusta. Alla on lueteltu esimerkkejä muista maadoitusjärjestelmistä linkkien avulla artikkeleihin:

• Rakenteen suojaamiseksi salamaniskuilta ohjaamalla salama maadoitusjärjestelmän läpi ja maatankoon sen sijaan, että kulkeisi rakenteen läpi.
• Osana yksijohtimista maadoitettua paluujohtoa ja signaalilinjoja, joita käytettiin pienitehoisen tehon toimittamiseen ja puhelinlinjoihin.
• Radiossa, maatasona suurelle monopoliantennille.
• Lisäjännitetasapainona muunlaisille radioantenneille, kuten dipoleille.
• Maa-dipoliantennin syöttökohtana VLF- ja ELF-radioille.

Sähkömaadoituksen tavoitteet

Suojamaadoitus

Isossa-Britanniassa "maadoitus" on asennuksen paljaasti johtavien osien kytkentä suojajohtimien avulla "päämaadoitusliittimeen", joka on kytketty maapinnan kanssa kosketuksessa olevaan elektrodiin. A suojajohdin (PE) (tunnetaan nimellä laitteiden maadoitusjohdin Yhdysvaltain kansallisessa sähkölainsäädännössä) välttää sähköiskuvaaran pitämällä kytkettyjen laitteiden altistavan johtavan pinnan lähellä maapotentiaalia vikatilanteissa. Vian sattuessa maadoitusjärjestelmän avulla virta virtaa maahan. Jos tämä on liikaa, sulakkeen tai katkaisijan ylivirtasuoja toimii, mikä suojaa virtapiiriä ja poistaa vikojen aiheuttamat jännitteet paljailta johtavilta pinnoilta. Tämä irtikytkentä on nykyaikaisen johdotuskäytännön perusperiaate, ja siihen viitataan ”automaattisella virransyötöllä” (ADS). Suurimmat sallitut maasulkusilmukan impedanssiarvot ja ylivirtasuojalaitteiden ominaisuudet on määritelty tiukasti sähköturvallisuussäännöissä, jotta voidaan varmistaa, että tämä tapahtuu nopeasti ja ettei ylivirtojen virtauksen aikana johtuvilla pinnoilla esiinny vaarallisia jännitteitä. Suojaus on siis rajoittamalla jännitteen korkeutta ja kestoa.

Vaihtoehto on puolustus perusteellisesti - kuten vahvistettu tai kaksinkertainen eristys - jos vaarallisten olosuhteiden paljastamiseksi on tapahduttava useita itsenäisiä vikoja.

Toiminnallinen maadoitus

A toimiva maa liitäntä palvelee muuta tarkoitusta kuin sähköturvallisuutta, ja se voi kuljettaa virtaa osana normaalia toimintaa. Tärkein esimerkki toiminnallisesta maasta on nolla sähkönsyöttöjärjestelmässä, kun se on virtaa kuljettava johdin, joka on kytketty maaelektrodiin sähkövirran lähteellä. Muita esimerkkejä toiminnallisista maaliitäntöjä käyttävistä laitteista ovat ylijännitesuojat ja sähkömagneettiset häiriösuodattimet.

Pienjännitejärjestelmät

Pienjänniteverkoissa, jotka jakavat sähköä laajimmalle loppukäyttäjäryhmälle, maadoitusjärjestelmien suunnittelun tärkein huolenaihe on sähkölaitteita käyttävien kuluttajien turvallisuus ja suoja sähköiskuilta. Maadoitusjärjestelmän on yhdessä suojalaitteiden, kuten sulakkeiden ja vikavirtalaitteiden, kanssa lopulta varmistettava, että henkilö ei saa joutua kosketuksiin metalliesineen kanssa, jonka potentiaali suhteessa henkilön potentiaaliin ylittää "turvallisen" kynnyksen, joka asetetaan yleensä noin 50 V.

Sähköverkoissa, joiden järjestelmäjännite on 240 V - 1.1 kV ja joita käytetään enimmäkseen teollisuus- / kaivoslaitteissa / koneissa julkisten verkkojen sijasta, maadoitusjärjestelmän suunnittelu on yhtä tärkeä turvallisuusnäkökulmasta kuin kotitalouskäyttäjille.

Useimmissa kehittyneissä maissa 220 V: n, 230 V: n tai 240 V: n pistorasiat, joissa on maadoitetut liitännät, otettiin käyttöön joko juuri ennen toista maailmansotaa tai pian sen jälkeen, vaikka niiden suosio vaihteli huomattavasti kansallisella tasolla. Yhdysvalloissa ja Kanadassa ennen 120-luvun puoliväliä asennetut 1960 V: n pistorasiat eivät yleensä sisällä maadoituspistoketta. Kehitysmaissa paikallinen johdotus ei välttämättä tarjoa yhteyttä pistorasian maadoitustappiin.

Syöttömaadoituksen puuttuessa maadoitusliitäntää tarvitsevat laitteet käyttivät usein syöttöneutraalia. Jotkut käyttivät erityisiä maadoitussauvoja. Monissa 110 V: n laitteissa on polarisoidut pistokkeet pitämään ero "linjan" ja "neutraalin" välillä, mutta syöttöneutraalin käyttö laitteiden maadoitukseen voi olla erittäin ongelmallista. "Johto" ja "neutraali" voivat vahingossa kääntyä pistorasiaan tai pistokkeeseen, tai nolla-maa-liitäntä voi epäonnistua tai olla asennettu väärin. Jopa normaalit kuormitusvirrat neutraalissa voivat aiheuttaa vaarallisia jännitehäviöitä. Näistä syistä useimmat maat ovat nyt valtuuttaneet omistetut suojaavat maaliitännät, jotka ovat nyt melkein yleismaailmallisia.

Jos vikapolulla vahingossa energisoituneiden esineiden ja syöttöliitännän välillä on alhainen impedanssi, vikavirta on niin suuri, että virtapiirin ylivirtasuojalaite (sulake tai katkaisija) aukeaa maavian poistamiseksi. Jos maadoitusjärjestelmä ei tarjoa matalaimpedanssista metallijohtoa laitteiden koteloiden ja syöttöpalautuksen välillä (kuten TT-erikseen maadoitetussa järjestelmässä), vikavirrat ovat pienempiä, eivätkä välttämättä toimi ylivirtasuojalaitetta. Tällöin on asennettu jäännösvirranilmaisin havaitsemaan maahan vuotovirta ja keskeyttämään piiri.

IEC-terminologia

Kansainvälinen standardi IEC 60364 erottaa kolme maadoitusjärjestelyjen perhettä käyttämällä kaksikirjaimisia koodeja TN, TTja IT.

Ensimmäinen kirjain osoittaa maan ja virtalähteen (generaattorin tai muuntajan) välisen yhteyden:

"T" - Pisteen suora yhteys maahan (latina: ter)

"I" - Mitään pistettä ei ole kytketty maahan (eristys), paitsi ehkä korkean impedanssin kautta.

Toinen kirjain osoittaa yhteyden maan tai verkon ja toimitetun sähkölaitteen välillä:

"T" - Maaliitäntä tapahtuu paikallisella suoralla yhteydellä maahan (latina: terra) yleensä maatangon kautta.

"N" - Maaliitäntä saadaan virtalähteestä Nverkko, joko erillisenä suojamaadoitusjohtimena (PE) tai yhdistettynä nollajohtimeen.

TN-verkkojen tyypit

Jonkin sisällä TN maadoitusjärjestelmä, yksi generaattorin tai muuntajan pisteistä on kytketty maahan, yleensä tähtipiste kolmivaiheisessa järjestelmässä. Sähkölaitteen runko on kytketty maahan tämän muuntajan maadoitusliitännän kautta. Tämä järjestely on nykyinen asunto- ja teollisuus sähköjärjestelmien standardi erityisesti Euroopassa.

Johdinta, joka yhdistää kuluttajan sähköasennuksen paljaat metalliosat, kutsutaan suojamaa. Kaapelia, joka kytkeytyy tähtipisteeseen kolmivaiheisessa järjestelmässä tai joka kuljettaa paluuvirran yksivaiheisessa järjestelmässä, kutsutaan neutraali (N). TN-järjestelmistä voidaan erottaa kolme vaihtoehtoa:

TN-S

PE ja N ovat erillisiä johtimia, jotka on kytketty toisiinsa vain lähellä virtalähdettä.

TN-C

Yhdistetty PEN-johdin täyttää sekä PE- että N-johtimen toiminnot. (230 / 400v-järjestelmissä, joita käytetään yleensä vain jakeluverkkoihin)

TN-C-S

Osa järjestelmästä käyttää yhdistettyä PEN-johdinta, joka on jossain vaiheessa jaettu erillisiin PE- ja N-linjoihin. Yhdistetty PEN-johdin esiintyy tyypillisesti sähköaseman ja rakennuksen sisääntulopisteen välillä, ja maa ja nolla on erotettu käyttöpäässä. Isossa-Britanniassa tämä järjestelmä tunnetaan myös nimellä suojaava maadoitus (PME), koska käytännössä yhdistetään maapallon ja maapallonjohdin todelliseen maahan monissa paikoissa, jotta pienennetään sähköiskun vaaraa, jos PEN-johdin rikkoutuu. Samanlaisia ​​järjestelmiä Australiassa ja Uudessa-Seelannissa nimitetään useita maadoitettuja neutraaleja (MEN) ja Pohjois-Amerikassa as moni-maadoitettu neutraali (MGN).

On mahdollista saada sekä TN-S- että TN-CS-syötteet samasta muuntajasta. Esimerkiksi joidenkin maanalaisten kaapeleiden vaipat syövyttävät ja lakkaavat tarjoamasta hyviä maaliitäntöjä, joten kodit, joissa esiintyy korkean vastuksen "huonoja maadoituksia", voidaan muuttaa TN-CS: ksi. Tämä on mahdollista vain verkossa, kun neutraali on riittävän kestävä vikoja vastaan, eikä muunnos ole aina mahdollista. PEN: n on oltava sopiva vahvistettu vikaantumista vastaan, koska avoimen piirin PEN voi saada aikaan täydellisen vaiheen jännitteen kaikilla paljailla metallilla, jotka on kytketty järjestelmän maadoitukseen rikkoutumisen jälkeen. Vaihtoehto on tarjota paikallinen maa ja muuntaa TT: ksi. TN-verkon tärkein vetovoima on matalan impedanssin maadoitusreitti, joka mahdollistaa helpon automaattisen irtikytkennän suurvirtapiirissä linja-PE-oikosulun tapauksessa, kun sama katkaisija tai sulake toimii joko LN: lle tai L: lle. -PE-viat, eikä vikavirtasuojainta tarvita maasulkujen havaitsemiseksi.

TT-verkko

Jonkin sisällä TT (Terra-Terra) -maadoitusjärjestelmä, suojaavan maadoitusliitännän kuluttajalle tarjoaa paikallinen maadoituselektrodi (jota kutsutaan joskus Terra-Firma-liitokseksi) ja generaattoriin on asennettu toinen itsenäisesti. Niiden välillä ei ole maadoitusjohtoa. Vikapiirin impedanssi on korkeampi, ja ellei elektrodin impedanssi ole todellakin hyvin alhainen, TT-asennuksen ensimmäisessä eristimessä tulisi aina olla RCD (GFCI).

TT-maadoitusjärjestelmän suuri etu on vähentynyt muiden käyttäjien liitettyjen laitteiden aiheuttama häiriö. TT on aina ollut edullinen erityissovelluksissa, kuten tietoliikennesivustoissa, jotka hyötyvät häiriöttömästä maadoituksesta. TT-verkot eivät myöskään aiheuta vakavia riskejä rikkoutuneen neutraalin tapauksessa. Lisäksi paikoissa, joissa tehoa jaetaan yläpuolella, maadoitusjohtimilla ei ole vaaraa tulla jännitteelliseksi, jos jokin yläpuolinen jakelujohde murtuu esimerkiksi kaatuneen puun tai oksan takia.

Pre-RCD-aikakaudella TT-maadoitusjärjestelmä ei ollut yleiseen käyttöön houkutteleva, koska luotettavan automaattisen irtikytkennän (ADS) järjestäminen oli vaikeaa linjasta PE-oikosulkuun (verrattuna TN-järjestelmiin, joissa sama katkaisija) tai sulake toimii joko LN- tai L-PE-virheissä). Mutta kun jäännösvirtalaitteet lieventävät tätä haittaa, TT-maadoitusjärjestelmästä on tullut paljon houkuttelevampaa edellyttäen, että kaikki vaihtovirtapiirit ovat RCD-suojattuja. Joissakin maissa (kuten Yhdistyneessä kuningaskunnassa) suositellaan tilanteisiin, joissa matalan impedanssin ekvipotentiaalista vyöhykettä on epäkäytännöllistä ylläpitää yhdistämällä, jos ulkokäyttöön on merkittävä johdotus, kuten toimistot koteihin ja eräisiin maatalouden asetuksiin, tai joissa suuri vikavirta voi aiheuttaa muita vaaroja, kuten polttoainevarastoissa tai venesatamissa.

TT-maadoitusjärjestelmää käytetään kaikkialla Japanissa, RCD-yksiköillä useimmissa teollisuusympäristöissä. Tämä voi asettaa lisävaatimuksia muuttuvien taajuuksien taajuusmuuttajille ja kytkentämoodin virtalähteille, joissa on usein merkittävät suodattimet, jotka kulkevat korkeataajuisen kohinan maanjohtimeen.

IT-verkko

Vuonna IT verkon kautta, sähkönjakelujärjestelmällä ei ole mitään yhteyttä maahan tai sillä on vain korkea impedanssiliitäntä.

Vertailu

Muut terminologiat

Vaikka monien maiden rakennusten kansalliset johdotussäännöt noudattavat IEC 60364 -terminologiaa, Pohjois-Amerikassa (Yhdysvalloissa ja Kanadassa) termi "laitteiden maadoitusjohdin" viittaa haaroituspiirien laitteiden maadoituksiin ja maadoitusjohtimiin sekä "maadoituselektrodijohtimeen". käytetään johtimiin, jotka liittävät maadoitussauvan (tai vastaavan) huoltopaneeliin. "Maadoitettu johdin" on järjestelmä "neutraali". Australian ja Uuden-Seelannin standardit käyttävät modifioitua PME-maadoitusjärjestelmää nimeltä Multiple Earthed Neutral (MEN). Neutraali maadoitetaan (maadoitetaan) jokaisessa kuluttajapalvelupisteessä, jolloin neutraali potentiaaliero saadaan tosiasiallisesti nollaan koko LV-linjan pituudelta. Isossa-Britanniassa ja joissakin Kansainyhteisön maissa termiä "PNE", joka tarkoittaa vaihetta-neutraalia-maata, käytetään osoittamaan, että käytetään kolmea (tai enemmän yhden vaiheen liitäntöjä varten) johtimia eli PN-S: ää.

Vastuksella maadoitettu neutraali (Intia)

Samoin kuin HT-järjestelmä, vastusmaadoitusjärjestelmä otetaan käyttöön myös kaivostoiminnassa Intiassa LT-järjestelmän sähköviraston määräysten mukaisesti (1100 V> LT> 230 V). Tähtien neutraalin pisteen kiinteän maadoituksen sijasta lisätään sopiva neutraali maadoitusvastus (NGR), mikä rajoittaa maavuotovirtaa 750 mA: iin saakka. Vikavirran rajoituksesta johtuen se on turvallisempi kaasumaisille kaivoksille.

Koska maavuoto on rajoitettu, vuotosuojalla on korkein tuloraja vain 750 mA. Kiinteässä maadoitetussa järjestelmässä vuotovirta voi nousta oikosulkuvirtaan, tässä se on rajoitettu enintään 750 mA: iin. Tämä rajoitettu käyttövirta vähentää vuotoreleen suojauksen yleistä toimintatehokkuutta. Tehokkaan ja luotettavimman suojauksen merkitys on kasvanut turvallisuuden suhteen sähköiskuja vastaan ​​kaivoksissa.

Tässä järjestelmässä on mahdollisuuksia, että kytketty vastus aukeaa. Tämän ylimääräisen suojauksen välttämiseksi käytetään resistanssin valvontaa, joka katkaisee virran vikaantumisen varalta.

Maavuotojen suojaus

Maan virtauksen vuoto voi olla erittäin haitallista ihmisille, jos se kulkee niiden läpi. Sähkölaitteiden / -laitteiden aiheuttaman tahattoman iskun välttämiseksi lähteessä käytetään maavuotoreleä / anturia virran eristämiseksi, kun vuoto ylittää tietyn rajan. Maavuotokatkaisinta käytetään tähän tarkoitukseen. Virran tunnistavaa katkaisijaa kutsutaan RCB / RCCB. Teollisissa sovelluksissa maavuotoreleitä käytetään erillisen CT: n (virtamuuntaja), nimeltään CBCT (ydin tasapainotettu virtamuuntaja) kanssa, joka havaitsee järjestelmän vuotovirran (nollavaihejärjestysvirta) CBCT: n toissijaisen läpi ja tämä toimii releellä. Tämä suojaus toimii milliampeerien alueella ja voidaan asettaa 30-3000 mA.

Maan liitettävyyden tarkistus

Erillistä pilottisydintä p ajetaan maaytimen lisäksi jakelu- / laitehuoltojärjestelmästä. Maan liitettävyyden tarkistuslaite on kiinnitetty hankintapäähän, joka tarkkailee jatkuvasti maapallon liitettävyyttä. Pilottisydän p aloittaa tästä tarkistuslaitteesta ja kulkee kytkentäkaapelin kautta, joka yleensä syöttää virtaa liikkuville kaivoskoneille (LHD). Tämä ydin p on kytketty maahan jakelupäässä diodipiirin kautta, joka suorittaa tarkistuslaitteesta käynnistetyn sähköpiirin. Kun maadoitusyhteys ajoneuvoon katkeaa, tämä pilottisydänpiiri katkeaa, hankintapäähän kiinnitetty suojalaite aktivoituu ja eristää koneen virta. Tämän tyyppiset piirit ovat pakollisia kannettaville raskaille sähkölaitteille, joita käytetään maanalaisissa kaivoksissa.

Kiinteistöt

Hinta

• TN-verkot säästävät pienimpedanssisen maayhteyden kustannukset kunkin asiakkaan alueella. Tällainen liitos (haudattu metallirakenne) vaaditaan suojamaa IT- ja TT-järjestelmissä.
• TN-C-verkot säästävät erillisistä N- ja PE-liitännöistä tarvittavan lisäjohtimen kustannukset. Rikkoutuneiden neutraalien riskin vähentämiseksi tarvitaan kuitenkin erityisiä kaapelityyppejä ja paljon yhteyksiä maahan.
• TT-verkot vaativat asianmukaisen RCD (maasulkukatkaisijan) suojauksen.

Turvallisuus

• TN: ssä eristysvika johtaa todennäköisesti suureen oikosulkuvirtaan, joka laukaisee ylivirtakatkaisijan tai sulakkeen ja irrottaa L-johtimet. TT-järjestelmissä maasulkusilmukkaimpedanssi voi olla liian korkea tämän tekemiseen tai liian korkea sen tekemiseen vaaditussa ajassa, joten yleensä käytetään RCD: tä (entinen ELCB). Aikaisemmissa TT-asennuksissa voi puuttua tämä tärkeä turvaominaisuus, mikä antaa CPC: lle (piirinsuojajohtimelle tai PE: lle) ja mahdollisesti niihin liittyville metalliosille, jotka ovat ihmisten ulottuvilla, (paljaat ja johtavat osat ja vieraita johtavia osia) virransyötön pitkiä aikoja olosuhteet, mikä on todellinen vaara.
• TN-S- ja TT-järjestelmissä (ja TN-CS: ssä jakokohdan ulkopuolella) jäännösvirtalaitetta voidaan käyttää lisäsuojaan. Jos kuluttajalaitteessa ei ole eristysvikaa, yhtälö I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0 on voimassa, ja vikavirtasuojakytkin voi katkaista virran heti, kun tämä summa saavuttaa kynnyksen (tyypillisesti 10 - 500 mA). Eristysvika joko L: n tai N: n ja PE: n välillä laukaisee RCD: n suurella todennäköisyydellä.
• IT- ja TN-C-verkoissa jäännösvirtalaitteet havaitsevat paljon vähemmän todennäköisesti eristysvian. TN-C-järjestelmässä ne olisivat myös erittäin alttiita epätoivotulle laukaisulle, joka johtuu kosketuksista eri RCD-piirien piirien maadoitusjohtimien välillä tai todelliseen maahan, mikä tekee niiden käytöstä mahdotonta. Lisäksi RCD: t eristävät yleensä neutraalin ytimen. Koska tätä ei ole turvallista tehdä TN-C-järjestelmässä, TN-C: n RCD: t tulisi kytkeä vain linjajohtimen keskeyttämiseksi.
• Yksipäisissä yksivaiheisissa järjestelmissä, joissa maa ja neutraali yhdistetään (TN-C ja TN-CS-järjestelmien osa, joka käyttää yhdistettyä nolla- ja maapintaytintä), jos PEN-johtimessa on kosketusongelma, niin kaikki maadoitusjärjestelmän osat tauon jälkeen nousevat L-johtimen potentiaaliin. Tasapainottamattomassa monivaiheisessa järjestelmässä maadoitusjärjestelmän potentiaali siirtyy kohti eniten kuormitettua johtimen potentiaalia. Tällainen neutraalin potentiaalin nousu tauon jälkeen tunnetaan nimellä neutraali inversio. Siksi TN-C-liitännät eivät saa kulkea pistokeliitäntöjen tai joustavien kaapeleiden poikki, joissa kontaktiongelmien todennäköisyys on suurempi kuin kiinteiden johtojen yhteydessä. Kaapelin vaurioitumisesta on myös riski, jota voidaan vähentää käyttämällä samankeskistä kaapelirakennetta ja useita maadoituselektrodeja. Menetetyn neutraalin (pienen) riskin vuoksi maadoitetun metallityön nostaminen vaaralliseksi potentiaaliksi yhdistettynä lisääntyneeseen iskun riskiin läheisyydestä hyvään kosketukseen todellisen maan kanssa TN-CS-tarvikkeiden käyttö on kielletty Yhdistyneessä kuningaskunnassa asuntovaunupaikat ja veneiden syöttö rannalle, ja niitä ei suositella käytettäväksi maatiloilla ja ulkona sijaitsevilla rakennustyömailla, ja tällaisissa tapauksissa on suositeltavaa tehdä kaikki ulkojohdot TT RCD: llä ja erillisellä maadoituselektrodilla.
• IT-järjestelmissä yksittäinen eristysvika ei todennäköisesti aiheuta vaarallisia virtauksia virtaamasta ihmisen kehon läpi kosketuksessa maan kanssa, koska tällaisen virran virtaamiseksi ei ole matalaimpedanssista piiriä. Ensimmäinen eristysvika voi kuitenkin muuttaa IT-järjestelmän tehokkaasti TN-järjestelmäksi, ja sitten toinen eristysvika voi johtaa vaarallisiin kehon virtauksiin. Mikä pahempaa, monivaiheisessa järjestelmässä, jos jokin johtimista joutui kosketukseen maan kanssa, se aiheuttaisi muiden vaiheytimien nousevan vaihefaasijännitteeseen suhteessa maata vaiheen neutraalijännitteen sijaan. IT-järjestelmissä on myös suurempia ohimeneviä ylijännitteitä kuin muissa järjestelmissä.
• TN-C- ja TN-CS-järjestelmissä mikä tahansa yhdistelmä nolla-maapallon ytimen ja maapallon välillä voi johtaa merkittävän virran kuljettamiseen normaaleissa olosuhteissa, ja se voi kuljettaa vielä enemmän rikkoutuneessa neutraalitilanteessa. Siksi tärkeimmät potentiaaliset kytkentäjohtimet on mitoitettava tätä ajatellen; TN-CS: n käyttöä ei voida suositella tilanteissa, kuten huoltoasemat, joissa on paljon haudattua metallityötä ja räjähtäviä kaasuja.

Elektromagneettinen yhteensopivuus

• TN-S- ja TT-järjestelmissä kuluttajalla on matalan kohinan yhteys maahan, joka ei kärsi N-johtimeen ilmestyvästä jännitteestä palautusvirtojen ja tämän johtimen impedanssin seurauksena. Tämä on erityisen tärkeää tietyntyyppisten tietoliikenne- ja mittauslaitteiden kanssa.
• TT-järjestelmissä jokaisella kuluttajalla on oma yhteys maahan, ja hän ei huomaa virtauksia, joita muut kuluttajat voivat aiheuttaa yhteisellä PE-linjalla.

Säännöt

• Yhdysvaltain kansallisessa sähkölainsäädännössä ja Kanadan sähkölainsäädännössä jakelumuuntajan syöttö käyttää yhdistettyä nolla- ja maadoitusjohtoa, mutta rakenteessa käytetään erillisiä nolla- ja suojajohtimia (TN-CS). Nolla on kytkettävä maadoitukseen vain asiakkaan irtikytkimen syöttöpuolella.
• Argentiinassa, Ranskassa (TT) ja Australiassa (TN-CS) asiakkaiden on tarjottava omat maayhteytensä.
• Japania säätelee PSE-laki, ja se käyttää TT-maadoitusta useimmissa asennuksissa.
• Australiassa käytetään Multiple Earthed Neutral (MEN) -maadoitusjärjestelmää, joka on kuvattu AS 5: n osassa 3000. LV-asiakkaalle se on TN-C-järjestelmä kadun muuntajalta tiloihin, (neutraali on maadoitettu useita kertoja tätä segmenttiä kohti) ja TN-S-järjestelmä asennuksen sisällä pääkytkentätaulusta alaspäin. Kokonaisuutena katsottuna se on TN-CS-järjestelmä.
• Tanskassa korkeajännitteensäätö (Stærkstrømsbekendtgørelsen) ja Malesian Electricity Ordinance 1994 -säädöksessä todetaan, että kaikkien kuluttajien on käytettävä TT-maadoitusta, vaikkakin harvoissa tapauksissa TN-CS voidaan sallia (käytetään samalla tavalla kuin Yhdysvalloissa). Suurempien yritysten säännöt ovat erilaisia.
• Intiassa on Central Electricity Authority Regulationsin (CEAR, 2010, sääntö 41) mukainen maadoitus, 3-vaiheisen, 4-johdinisen järjestelmän maadoitusjohdin ja 2-vaiheisen, 3-johdinisen järjestelmän kolmas kolmas johdin. Maadoitus tehdään kahdella erillisellä liitännällä. Maadoitusjärjestelmässä on myös vähintään kaksi tai useampia maadoituskuoppia (elektrodi), jotta maadoitus tapahtuu oikein. Säännön 42 mukaan asennuksessa, jonka kuormitus on yli 5 kW ja yli 250 V, on oltava sopiva maavuotosuojalaite kuorman eristämiseksi maasulun tai vuotojen sattuessa.

Sovelluksen esimerkit

• Alueilla Isossa-Britanniassa, joissa maanalainen sähkökaapelointi on yleistä, TN-S-järjestelmä on yleinen.
• Intiassa LT: n toimitus tapahtuu yleensä TN-S-järjestelmän kautta. Neutraali on kaksinkertaisesti maadoitettu jakelumuuntajaan. Neutraali ja maa kulkevat erikseen jakelujohdoissa / kaapeleissa. Maadoitukseen käytetään erillistä johdinta ilmajohtoihin ja kaapeleiden panssarointia. Lisämaadoituselektrodit / -kuopat asennetaan käyttäjän päihin maan lujittamiseksi.
• Useimmissa Euroopan moderneissa kodeissa on TN-CS-maadoitusjärjestelmä. Yhdistetty nolla- ja maadoitus tapahtuu lähimmän muuntajan sähköaseman ja huoltokatkoksen (sulake ennen mittaria) välillä. Tämän jälkeen kaikissa sisäisissä johdotuksissa käytetään erillisiä maadoitus- ja nollaytimiä.
• Ison-Britannian vanhemmissa kaupunkien ja esikaupunkien koteissa on yleensä TN-S-tarvikkeita, kun maadoitusyhteys toimitetaan maanalaisen lyijy- ja paperikaapelin lyijyvaipan kautta.
• Norjan vanhemmat kodit käyttävät IT-järjestelmää, kun taas uudemmat kodit käyttävät TN-CS: tä.
• Jotkut vanhemmat kodit, etenkin ne, jotka on rakennettu ennen jäännösvirtakatkaisijoiden ja kiinteiden kotiverkkojen keksintöä, käyttävät talon sisäistä TN-C-järjestelyä. Tätä ei enää suositella käytännöksi.
• Laboratoriotiloissa, lääketieteellisissä tiloissa, rakennustyömailla, korjauspajoissa, siirrettävissä sähköasennuksissa ja muissa ympäristöissä, joille toimitetaan moottorigeneraattoreita, jos eristysvirheiden riski on suurempi, käytetään usein eristysmuuntajista toimitettua IT-maadoitusjärjestelyä. IT-järjestelmien kaksivirheisten ongelmien lieventämiseksi eristysmuuntajien tulisi syöttää vain pieni määrä kuormia ja ne olisi suojattava eristysvalvontalaitteella (yleensä kustannusten vuoksi vain lääketieteellisissä, rautatie- tai sotilaallisissa IT-järjestelmissä).
• Syrjäisillä alueilla, joissa ylimääräisen PE-johtimen kustannukset ovat suuremmat kuin paikallisen maayhteyden kustannukset, TT-verkkoja käytetään yleisesti joissakin maissa, etenkin vanhemmissa kiinteistöissä tai maaseutualueilla, joilla turvallisuus saattaa muuten vaarantaa yläpuolella oleva PE-johdin, esimerkiksi pudonnut puun haara. Yksittäisten ominaisuuksien TT-tarvikkeet näkyvät myös enimmäkseen TN-CS-järjestelmissä, joissa yksittäistä ominaisuutta ei pidetä sopivana TN-CS-syöttöön.
• Australiassa, Uudessa-Seelannissa ja Israelissa TN-CS-järjestelmä on käytössä; Johdotussäännöissä sanotaan kuitenkin, että lisäksi jokaisen asiakkaan on muodostettava erillinen yhteys maahan sekä vesiputkisidoksen (jos metalliset vesiputket tulevat kuluttajan tiloihin) että erillisen maadoituselektrodin kautta. Australiassa ja Uudessa-Seelannissa tätä kutsutaan monta maadoitettua neutraalia linkkiä tai MEN-linkkiä. Tämä MEN Link on irrotettava asennustestausta varten, mutta se on kytketty käytön aikana joko lukitusjärjestelmällä (esimerkiksi lukkomuttereilla) tai kahdella tai useammalla ruuvilla. MEN-järjestelmässä neutraalin eheys on ensiarvoisen tärkeää. Australiassa uusien asennusten on myös kiinnitettävä perustan betoni, joka on vahvistettu märkien alueiden alla maadoitusjohtimeen (AS3000), yleensä lisäämällä maadoituksen kokoa, ja tarjoaa potentiaalitason esimerkiksi kylpyhuoneissa. Vanhemmissa asennuksissa ei ole harvinaista löytää vain vesiputkisidos, ja sen sallitaan pysyä sellaisenaan, mutta ylimääräinen maadoituselektrodi on asennettava, jos päivitystöitä tehdään. Suojamaadoitus ja nollajohtimet yhdistetään, kunnes kuluttajan nollajohto (sijaitsee asiakkaan puolella sähkönmittarin nollajohdon puolella) - tämän kohdan jälkeen suojamaadoitus ja nollajohtimet ovat erillään.

Korkeajännitejärjestelmät

Suurjänniteverkoissa (yli 1 kV), jotka ovat huomattavasti vähemmän yleisön saatavilla, maadoitusjärjestelmän suunnittelussa painotetaan vähemmän turvallisuutta ja enemmän toimitusvarmuutta, suojauksen luotettavuutta ja vaikutusta laitteisiin läsnä ollessa. oikosulku. Maadoitusjärjestelmän valinta vaikuttaa merkittävästi vain vaihe-maa-oikosulkujen suuruuteen, jotka ovat yleisimpiä, koska nykyinen polku on enimmäkseen suljettu maan läpi. Kolmivaiheiset HV / MV-virtamuuntajat, jotka sijaitsevat jakeluasemissa, ovat yleisin jakeluverkkojen lähde, ja niiden neutraalin maadoitustyyppi määrää maadoitusjärjestelmän.

Neutraalia maadoitusta on viisi:

• Kiinteämaadoitettu neutraali
• Maadoittamaton neutraali
• Vastuksella maadoitettu neutraali
  • Matala maadoitus
  • Korkean kestävyyden maadoitus
• Reaktanssimaadoitettu neutraali
• Maadoitusmuuntajien (kuten siksak-muuntajan) käyttö

Kiinteämaadoitettu neutraali

In vankka or suoraan maadoitettu neutraali, muuntajan tähtipiste on kytketty suoraan maahan. Tässä ratkaisussa tarjotaan matalan impedanssin polku maasulkuvirran sulkeutumiseen ja sen seurauksena niiden suuruudet ovat verrattavissa kolmivaiheisiin vikavirtoihin. Koska neutraali pysyy lähellä maata olevassa potentiaalissa, vaikutuksettomien vaiheiden jännitteet pysyvät samankaltaisilla kuin ennen vikaa olevat; tästä syystä tätä järjestelmää käytetään säännöllisesti suurjänniteverkoissa, joissa eristyskustannukset ovat korkeat.

Vastuksella maadoitettu neutraali

Oikosulun maasulun rajoittamiseksi lisätään neutraalin, muuntajan tähtipisteen ja maan välille ylimääräinen maadoitusvastus (NGR).

Matala maadoitus

Matalalla vastuksella vikavirtaraja on suhteellisen korkea. Intiassa se on rajoitettu 50 A: lle avoimille kaivoksille, kuten sähkönhallinnon keskusviranomaisen asetuksessa (CEAR, 2010), sääntö 100 säädetään.

Maadoittamaton neutraali

In paljastui, yksittäinen or kelluva neutraali Järjestelmässä, kuten IT-järjestelmässä, tähtipisteellä (tai millään muulla verkon pisteellä) ja maalla ei ole suoraa yhteyttä. Seurauksena on, että maasulkuvirroilla ei ole reittiä sulkeutumiseksi, ja siten niiden suuruus on vähäinen. Käytännössä vikavirta ei kuitenkaan ole yhtä suuri kuin nolla: piirin johtimilla - erityisesti maanalaisilla kaapeleilla - on luontainen kapasitanssi maata kohti, mikä tarjoaa reitin suhteellisen korkealle impedanssille.

Järjestelmät, joissa on eristetty neutraali, voivat jatkaa toimintaansa ja toimittaa keskeytymätöntä syöttöä jopa maasulun yhteydessä.

Keskeytymättömän maasulun esiintyminen voi aiheuttaa merkittävän turvallisuusriskin: jos virta ylittää 4 A - 5 A, kehittyy sähkökaari, joka voi ylläpitää myös vian korjaamisen jälkeen. Tästä syystä ne rajoittuvat pääasiassa maanalaisiin ja sukellusveneverkkoihin sekä teollisiin sovelluksiin, joissa luotettavuuden tarve on suuri ja ihmiskontaktin todennäköisyys suhteellisen pieni. Kaupunkien jakeluverkoissa, joissa on useita maanalaisia ​​syöttölaitteita, kapasitiivinen virta voi saavuttaa useita kymmeniä ampeereita, mikä aiheuttaa merkittävän riskin laitteille.

Pienen vikavirran ja jatkuvan järjestelmän toiminnan hyöty kompensoi luontainen haittapuoli siitä, että vian sijainti on vaikea havaita.