Ozemljitveni sistemi za električna omrežja do in nad 1000 V
Obstaja več možnosti za delovanje električnih omrežij, odvisno od njihovega ozemljitvenega sistema. Na kratko opišemo obstoječe ozemljitvene sisteme za električna omrežja z napetostnim razredom do in nad 1000 V.
Omrežja z napetostnim razredom do 1000 V
TN-C sistem
V električnem omrežju te konfiguracije je nevtralni priključek napajalnega transformatorja trdno ozemljen, to je, da je električno povezan z ozemljitveno zanko transformatorske postaje. Po celotni dolžini od transformatorske postaje do potrošnika so ničelni in zaščitni vodniki združeni v eno skupno - tako imenovano. PEN žica.
To omrežje zagotavlja "nevtralizacijo" električnih naprav - povezovanje ničelnega in zaščitnega vodnika s kombiniranim vodnikom PEN. To omrežje je zastarelo in se uporablja samo v industriji in ulični razsvetljavi.
Ponastavitev električnih aparatov v vsakdanjem življenju je prepovedana zaradi nevarnosti ustvarjanja nevarnega potenciala na ponastavljenih objektih, zato se takšno omrežje v starih objektih upravlja izključno kot dvožilno — uporabljajo se samo nevtralne in fazne žice.
TN-C-S sistem
To omrežje se od prejšnjega razlikuje po tem, da je kombinirana žica PEN razdeljena na določeni točki, praviloma po vstopu v stavbo - na nevtralno žico N in zaščitno ozemljitveno žico PE.
Konfiguracijsko omrežje TN-C-S je v našem času najpogostejše. To omrežje je eden od priporočenih sistemov po PUE in se lahko izvajajo v novih objektih.
Ozemljitveni sistem TN-C:
1 — ozemljitvena žica ničelne (sredinske točke) napajanja, 2 — izpostavljeni prevodni deli, N — nevtralna delovna žica — nevtralna delovna (nevtralna) žica, PE — zaščitna žica — zaščitna žica (ozemljitvena žica, ničelna zaščitna žica, zaščitna žica sistema za izenačitev potencialov), PEN — kombinirani ničelni zaščitni in ničelni delovni vodniki — kombinirani ničelni zaščitni in ničelni delovni vodniki.
TN-S sistem
Konfiguracija tega električnega omrežja se od prejšnjih razlikuje po tem, da predvideva ločitev kombiniranega vodnika napajalne postaje, po celotni dolžini voda sta ločena ničelni in ozemljitveni vodnik.
Ta sistem se uporablja pri gradnji novih objektov in je najprimernejši od vseh razpoložljivih. Toda zaradi višjih stroškov izvedbe (potreba po namestitvi ločenega zaščitnega vodnika) je pogosto prednostna konfiguracija omrežja TN-C-S.
TN-S ozemljitveni sistem:
Ozemljitveni sistem TN-C-S:
TT sistem
Potem nevtralni močnostni transformator ima tudi trdo ozemljitev, vendar je napeljava končnega uporabnika ozemljena z ločeno ozemljitveno zanko, ki ni električno povezana z ozemljeno nevtralnostjo transformatorja.
Ta ozemljitveni sistem je priporočljiv za uporabo v primeru nezadovoljivega stanja električnih omrežij, kjer je lahko delovanje predvidene ozemljitve nevarno.
V bistvu so to omrežja TN-C, v katerih ozemljitev načeloma ni predvidena, pa tudi omrežja TN-CS, ki ne izpolnjujejo zahtev PUE glede mehanske trdnosti kombiniranega vodnika, pa tudi prisotnost njegove večkratne ozemljitve.
TT ozemljitveni sistem:
1 — ozemljitveni vodnik ničelne (sredinske točke) napajanja, 2 — izpostavljeni prevodni deli, 3 — ozemljitveni vodnik izpostavljenih prevodnih delov, N — nevtralni delovni vodnik — nevtralni delovni (ničelni) vodnik, PE — zaščitni vodnik — zaščitni vodnik (ozemljitveni vodnik, ničelni zaščitni vodnik, zaščitni vodnik sistema za izenačitev potencialov).
Informacijski sistem
Nevtralne točke močnostnih transformatorjev v omrežju te konfiguracije niso ozemljene, to je, da so izolirane od ozemljitvenega tokokroga transformatorske postaje. Zaščitni ozemljitveni vodnik se lahko priključi na ozemljitveno zanko transformatorske postaje ali neposredno pri uporabniku na obstoječo ozemljitveno zanko.
IT ozemljitveni sistem:
1 — ozemljitveni upor ničle napajalnika (če obstaja), 2 — ozemljitvena žica, 3 — izpostavljeni prevodni deli, 4 — ozemljitvena naprava, PE — zaščitni vodnik — zaščitni vodnik (ozemljitveni vodnik, ničelni zaščitni vodnik, zaščitni vodnik izenačitev potencialov).
Ta ozemljitveni sistem se uporablja za napajanje opreme, ki ima posebne varnostne in zanesljive zahteve. To so prostori električnih inštalacij elektrarn, transformatorskih postaj, nevarnih industrij, zlasti rudarstva, prostorov za razstreljevanje itd.
Omrežja z napetostnim razredom nad 1000 V
V večini primerov delujejo električne napeljave in omrežja napetostnega razreda 6, 10 in 35 kV v izoliranem nevtralnem načinu… Zaradi pomanjkanja nevtralne ozemljitve kratek stik ene od faz na maso ni kratek stik in ga zaščita ne onemogoči.
V primeru kratkega stika v omrežju te konfiguracije je praviloma dovoljeno kratkotrajno delovanje za čas, da se poišče poškodovani odsek in ga odklopi iz omrežja. To pomeni, da v primeru kratkega stika v omrežju z izolirano nevtralnostjo potrošniki ne izgubijo moči, ampak nadaljujejo z delom v istem načinu, z izjemo poškodovanega območja, v katerem opazimo nepopoln fazni način - prekinitev ene od faz.
Nevarnost tega omrežja je v tem, da se v primeru enofaznega kratkega stika tokovi razširijo na tla od mesta padca vodnika 8 m na prostem in 4 m v zaprtih prostorih. Oseba, ki pade v območje širjenja teh tokov, bo usodno šokirana.
Nevtralno omrežje 6 in 10 kV je lahko ozemljeno posebni kompenzacijski reaktorji in tuljave za dušenje obloka za kompenzacijo tokov zemeljske napake. Ta sistem ozemljitvenih omrežij se uporablja v prisotnosti velikih tokov zemeljske napake, ki so lahko nevarni za električno opremo teh omrežij.Tak sistem ozemljitve za električna omrežja se imenuje resonančni ali kompenzirani.
Električna omrežja napetostnega razreda 110 in 150 kV imajo učinkovito ozemljitev. S tem sistemom ozemljitve ima večina močnostnih transformatorjev v električnem omrežju trdno nevtralno ozemljitev, nekateri transformatorji pa imajo nevtralno ozemljitev prek odvodnikov ali prenapetostnih odvodnikov... Selektivna ozemljitev nevtralnih vodov zmanjša tokovi kratkega stika v električnih omrežjih.
Kot rezultat izračunov je izbrano, na katerih transformatorskih postajah bodo nevtralne transformatorje ozemljene, da se zagotovi najučinkovitejše delovanje električnega omrežja. Ozemljitev nevtralnih vodov prek odvodnikov ali odvodnikov prenapetosti se izvede za zaščito navitja močnostnih transformatorjev pred možna prenapetost.
Omrežja z napetostnim razredom 220-750 kV delujejo v trdno ozemljenem nevtralnem načinu, to pomeni, da so v takih omrežjih vsi izhodi nevtralnih navitij močnostnih transformatorjev in avtotransformatorjev električno povezani z ozemljitvena zanka transformatorske postaje.