Руководство по системам заземления TN‑C, TN‑S, TN‑C‑S, TT и IT

Введение

Надежное заземление — ключевой элемент электробезопасности. От правильного выбора и реализации схемы зависит защита людей и оборудования от поражения электрическим током и перенапряжений. Ниже приведён систематизированный материал, объединяющий требования российских норм (ПУЭ 7, ГОСТ Р 50571, СП 158 и др.) и практический опыт применения пяти базовых схем.

Нормативная база

• ПУЭ, глава 1.7 — термины, требования к сопротивлению заземлителей и условия применения схем.
• ГОСТ Р 50571.5.54‑2013 — регламентирует выбор и сечение защитных и нулевых проводников.
• ПТЭЭП — устанавливает периодичность измерений сопротивления заземления.
• СП 158.13330.2014 — ужесточённые требования для медучреждений.

Расшифровка обозначений

Первая буква характеризует источник питания, вторая — открытые проводящие части потребителя:

• T (terre) — точка источника соединена с землёй.
• I (isolé) — нейтраль изолирована или через импеданс.
• N (neutre) — глухозаземлённая нейтраль.

Дополнительные буквы:

• C (combined) — функции PE и N совмещены (PEN).
• S (separated) — функции PE и N разделены.

Детальный обзор схем

1. TN‑C

Совмещённый PEN‑проводник по всей длине сети. Экономичен и широко распространён в старом жилфонде, однако при обрыве PEN на корпусах появляется фазное напряжение. Современные нормы запрещают использовать TN‑C в новых зданиях и в помещениях с повышенной опасностью.

2. TN‑S

Раздельные PE и N с питающей подстанции. Максимальный уровень безопасности, простое применение УЗО, но дороже из‑за пятижильных кабелей. Предпочтительна для ответственных объектов, медцентров, дата‑центров.

3. TN‑C‑S

Питание приходит по PEN, разделение на PE и N выполняется на вводе здания. Компромисс между стоимостью и безопасностью; наиболее распространённая схема для нового жилищного строительства. Требует механически защищённого PEN и повторных заземлений вдоль линии.

4. TT

Нейтраль источника заземлена, а открытые проводящие части потребителя подключаются к собственному заземлителю, электрически независимому от нейтрали. Обязательна защита УЗО (не более 30 мА). Схема удобна для временных площадок, сельских ВЛ, малых объектов вдали от подстанции.

5. IT

Нейтраль изолирована от земли (или через импеданс), корпуса заземлены локально. При первом замыкании сеть продолжает работу — важно для медблоков и непрерывных процессов. Необходим постоянный контроль изоляции и система сигнализации. Стоимость и сложность высокие.

Расчёт сопротивления заземлителя

ПУЭ рекомендует сопротивление заземлителя не более 4 Ом (до 10 Ом при ρ>100 Ом·м). 

В больницах СП 158 ограничивает 2 Ом; в системах TT: R_общ ≤ 50 В / I_Δn.

Защитные устройства

• TT — УЗО ≤ 30 мА обязательно.
• TN‑S / TN‑C‑S — УЗО как дополнительная защита.
• IT — устройства контроля изоляции (ИСМ) и автоматическое отключение второй неисправности.

Проектирование и монтаж

• PEN ≥ 10 мм² Cu (16 мм² Al), механическая защита.
• Повторные заземления PEN через каждые 200 м.
• Соединения PE‑электрод — сварка, болт или клемма с антикор.
• Уравнивание потенциалов в мокрых зонах.

Эксплуатация

Типовые ошибки

1. Обрыв PEN и фазное напряжение на корпусах.
2. Самодельный TT без УЗО в TN‑C сети.
3. Мелкие электроды в сухом/мерзлом грунте.
4. Нет уравнивания потенциалов в санузлах.

Выбор схемы

• Квартира в новом доме — TN‑C‑S + УЗО 30 мА.
• Сельский дом — TT + контур 10–15 м + УЗО 30 мА.
• Операционная — IT + ИСМ, Rз ≤ 2 Ом.
• Нефтехимия — TN‑S + УЗИП и искробезопасные цепи.

Сводная таблица

Заключение

Зная сильные и слабые стороны пяти схем и нормативные требования, можно выбрать оптимальную конфигурацию для любого объекта, обеспечить безопасность и надёжную работу.