Trong lắp đặt điện hoặc hệ thống cung cấp điện hệ thống tiếp đất or hệ thống nối đất kết nối các bộ phận cụ thể của việc lắp đặt đó với bề mặt dẫn điện của Trái đất vì mục đích an toàn và chức năng. Điểm tham chiếu là bề mặt dẫn điện của Trái đất, hoặc trên tàu, bề mặt của biển. Việc lựa chọn hệ thống nối đất có thể ảnh hưởng đến sự an toàn và khả năng tương thích điện từ của việc lắp đặt. Các quy định về hệ thống nối đất khác nhau đáng kể giữa các quốc gia và giữa các bộ phận khác nhau của hệ thống điện, mặc dù nhiều quy định tuân theo các khuyến nghị của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế được mô tả dưới đây.

Bài viết này chỉ quan tâm đến việc nối đất cho năng lượng điện. Ví dụ về các hệ thống tiếp đất khác được liệt kê dưới đây với các liên kết đến bài viết:

• Để bảo vệ cấu trúc khỏi sét đánh, hãy hướng sét qua hệ thống tiếp đất và vào thanh tiếp đất thay vì đi qua cấu trúc.
• Là một phần của đường dây điện và tín hiệu trở lại dây đơn, chẳng hạn như được sử dụng để cung cấp năng lượng điện năng thấp và cho đường dây điện báo.
• Trong đài phát thanh, như một mặt phẳng mặt đất cho ăng ten đơn cực lớn.
• Là cân bằng điện áp phụ trợ cho các loại ăng ten vô tuyến khác, chẳng hạn như lưỡng cực.
• Là điểm cấp dữ liệu của ăng ten lưỡng cực mặt đất cho đài phát thanh VLF và ELF.

Mục tiêu của tiếp đất điện

Tiếp đất bảo vệ

Ở Anh, “Nối đất” là sự kết nối các bộ phận dẫn điện tiếp xúc của hệ thống lắp đặt bằng các dây dẫn bảo vệ với “đầu nối đất chính”, được nối với điện cực tiếp xúc với bề mặt trái đất. A Dây dẫn bảo vệ (PE) (được gọi là dây dẫn nối đất thiết bị trong Bộ luật Điện Quốc gia Hoa Kỳ) tránh nguy cơ điện giật bằng cách giữ cho bề mặt dẫn điện tiếp xúc của các thiết bị được kết nối gần với điện thế đất trong điều kiện sự cố. Trong trường hợp có sự cố, một dòng điện được phép chạy xuống đất bằng hệ thống nối đất. Nếu điều này là quá mức, bảo vệ quá dòng của cầu chì hoặc bộ ngắt mạch sẽ hoạt động, do đó bảo vệ mạch và loại bỏ mọi điện áp do sự cố ra khỏi bề mặt dẫn điện tiếp xúc. Sự ngắt kết nối này là nguyên lý cơ bản của thực hành đi dây hiện đại và được gọi là “Tự động ngắt kết nối nguồn cung cấp” (ADS). Giá trị trở kháng vòng lặp sự cố chạm đất tối đa cho phép và các đặc tính của thiết bị bảo vệ quá dòng được quy định nghiêm ngặt trong các quy định về an toàn điện để đảm bảo điều này xảy ra kịp thời và trong khi quá dòng đang chạy, điện áp nguy hiểm không xảy ra trên bề mặt dẫn điện. Do đó, bảo vệ bằng cách giới hạn độ cao của điện áp và thời gian của nó.

Thay thế là phòng thủ chuyên sâu - chẳng hạn như cách điện tăng cường hoặc cách điện kép - nơi phải xảy ra nhiều hư hỏng độc lập để bộc lộ tình trạng nguy hiểm.

Tiếp địa chức năng

A trái đất chức năng kết nối phục vụ một mục đích khác ngoài an toàn điện và có thể mang dòng điện như một phần của hoạt động bình thường. Ví dụ quan trọng nhất của trái đất chức năng là trung tính trong hệ thống cung cấp điện khi nó là một dây dẫn mang dòng điện được kết nối với điện cực trái đất tại nguồn năng lượng điện. Các ví dụ khác về các thiết bị sử dụng kết nối trái đất chức năng bao gồm bộ triệt xung và bộ lọc nhiễu điện từ.

Hệ thống điện áp thấp

Trong các mạng phân phối hạ áp, phân phối điện năng đến nhiều tầng lớp người dùng cuối nhất, mối quan tâm chính khi thiết kế hệ thống nối đất là sự an toàn của người tiêu dùng sử dụng thiết bị điện và bảo vệ họ khỏi bị điện giật. Hệ thống nối đất, kết hợp với các thiết bị bảo vệ như cầu chì và thiết bị dòng điện dư, cuối cùng phải đảm bảo rằng một người không được tiếp xúc với một vật kim loại có điện thế so với điện thế của người đó vượt quá ngưỡng "an toàn", thường được đặt ở khoảng 50 V.

Trên các mạng điện có điện áp hệ thống từ 240 V đến 1.1 kV, hầu hết được sử dụng trong các thiết bị / máy móc công nghiệp / khai thác thay vì các mạng có thể truy cập công cộng, thiết kế hệ thống tiếp địa theo quan điểm an toàn cũng quan trọng như đối với người sử dụng trong nước.

Ở hầu hết các nước phát triển, ổ cắm 220 V, 230 V hoặc 240 V có tiếp điểm nối đất đã được giới thiệu ngay trước hoặc ngay sau Thế chiến thứ hai, mặc dù mức độ phổ biến của các quốc gia khác nhau đáng kể. Ở Hoa Kỳ và Canada, ổ cắm điện 120 V được lắp đặt trước giữa những năm 1960 thường không bao gồm chân nối đất (đất). Ở các nước đang phát triển, thực hành đi dây địa phương có thể không cung cấp kết nối với chốt nối đất của ổ cắm.

Trong trường hợp không có nguồn cung cấp đất, các thiết bị cần kết nối đất thường sử dụng nguồn trung tính. Một số thanh nối đất chuyên dụng đã qua sử dụng. Nhiều thiết bị 110 V có phích cắm phân cực để duy trì sự phân biệt giữa “dòng” và “trung tính”, nhưng việc sử dụng nguồn trung tính để nối đất của thiết bị có thể gây ra nhiều vấn đề. "Dòng" và "trung tính" có thể vô tình bị đảo ngược trong ổ cắm hoặc phích cắm hoặc kết nối trung tính với đất có thể bị lỗi hoặc được lắp đặt không đúng cách. Ngay cả dòng tải bình thường trong trung tính cũng có thể tạo ra sụt áp nguy hiểm. Vì những lý do này, hầu hết các quốc gia hiện đã bắt buộc các kết nối đất bảo vệ chuyên dụng mà hiện nay gần như phổ biến.

Nếu đường dẫn lỗi giữa các đối tượng vô tình kích hoạt năng lượng và kết nối cung cấp có trở kháng thấp, dòng sự cố sẽ lớn đến mức thiết bị bảo vệ quá dòng mạch (cầu chì hoặc cầu dao) sẽ mở để xóa lỗi nối đất. Trong trường hợp hệ thống tiếp đất không cung cấp dây dẫn kim loại có trở kháng thấp giữa vỏ thiết bị và trở lại cung cấp (như trong hệ thống nối đất riêng biệt của TT), dòng điện sự cố nhỏ hơn và sẽ không nhất thiết phải vận hành thiết bị bảo vệ quá dòng. Trong trường hợp như vậy, một bộ phát hiện dòng dư được cài đặt để phát hiện dòng rò xuống đất và làm gián đoạn mạch.

Thuật ngữ truyền thông

Tiêu chuẩn quốc tế IEC 60364 phân biệt ba họ sắp xếp tiếp đất, sử dụng mã hai chữ cái TN, TTvà IT.

Chữ cái đầu tiên cho biết kết nối giữa trái đất và thiết bị cung cấp điện (máy phát hoặc máy biến áp):

"T" - Kết nối trực tiếp của một điểm với trái đất (tiếng Latin: terra)

"TÔI" - Không có điểm nào được kết nối với trái đất (cách ly), ngoại trừ có lẽ thông qua trở kháng cao.

Chữ cái thứ hai cho biết kết nối giữa trái đất hoặc mạng và thiết bị điện được cung cấp:

"T" - Kết nối trái đất bằng một kết nối trực tiếp cục bộ với trái đất (tiếng Latin: terra), thường thông qua một thanh nối đất.

"N" - Kết nối trái đất được cung cấp bởi nguồn cung cấp điện NMạng, như là một dây dẫn đất bảo vệ (PE) riêng biệt hoặc kết hợp với dây dẫn trung tính.

Các loại mạng TN

Trong một TN hệ thống tiếp đất, một trong những điểm trong máy phát hoặc máy biến áp được kết nối với trái đất, thường là điểm sao trong hệ thống ba pha. Cơ thể của thiết bị điện được kết nối với trái đất thông qua kết nối trái đất này tại máy biến áp. Sự sắp xếp này là một tiêu chuẩn hiện hành cho các hệ thống điện dân dụng và công nghiệp đặc biệt là ở châu Âu.

Dây dẫn kết nối các phần kim loại tiếp xúc của hệ thống lắp đặt điện của người tiêu dùng được gọi là bảo vệ trái đất. Dây dẫn kết nối với điểm sao trong hệ ba pha, hoặc mang dòng trở về trong hệ thống một pha, được gọi là trung lập (N). Ba biến thể của hệ thống TN được phân biệt:

TN S

PE và N là các dây dẫn riêng biệt được kết nối với nhau chỉ gần nguồn điện.

TN C

Một dây dẫn PEN kết hợp đáp ứng các chức năng của cả dây dẫn PE và N. (trên các hệ thống 230 / 400v thường chỉ được sử dụng cho các mạng phân phối)

TN C S

Một phần của hệ thống sử dụng một dây dẫn PEN kết hợp, tại một số điểm được chia thành các dòng PE và N riêng biệt. Dây dẫn PEN kết hợp thường xảy ra giữa trạm biến áp và điểm vào trong tòa nhà, đất và trung tính được tách ra trong đầu dịch vụ. Ở Anh, hệ thống này còn được gọi là bảo vệ nhiều tiếp đất (PME), do thực hành kết nối dây dẫn trung tính và đất kết hợp với đất thật tại nhiều địa điểm, để giảm nguy cơ bị điện giật trong trường hợp dây dẫn PEN bị hỏng. Các hệ thống tương tự ở Úc và New Zealand được chỉ định là nhiều trung tính nối đất (MEN) và, ở Bắc Mỹ, như trung tính đa nền tảng (MGN).

Có thể có cả nguồn cung cấp TN-S và TN-CS lấy từ cùng một máy biến áp. Ví dụ, vỏ bọc trên một số cáp ngầm ăn mòn và ngừng cung cấp kết nối đất tốt, và do đó, những ngôi nhà có “đất xấu” có điện trở cao có thể được chuyển đổi sang TN-CS. Điều này chỉ có thể thực hiện được trên một mạng khi trung tính đủ mạnh để chống lại lỗi và không phải lúc nào cũng có thể chuyển đổi. PEN phải được gia cố thích hợp để chống lại sự cố, vì PEN mạch hở có thể gây ra điện áp pha đầy đủ trên bất kỳ kim loại tiếp xúc nào được kết nối với đất hệ thống ở phía hạ lưu của điểm ngắt. Giải pháp thay thế là cung cấp trái đất cục bộ và chuyển đổi sang TT. Điểm thu hút chính của mạng TN là đường đất trở kháng thấp cho phép dễ dàng ngắt kết nối tự động (ADS) trên mạch dòng cao trong trường hợp ngắn mạch đường dây-PE vì cùng một cầu dao hoặc cầu chì sẽ hoạt động cho LN hoặc L -PE lỗi và RCD không cần thiết để phát hiện lỗi đất.

Mạng TT

Trong một TT Hệ thống nối đất (Terra-Terra), kết nối đất bảo vệ cho người tiêu dùng được cung cấp bởi một điện cực nối đất cục bộ, (đôi khi được gọi là kết nối Terra-Firma) và có một điện cực khác được lắp đặt độc lập tại máy phát điện. Không có 'dây đất' giữa cả hai. Trở kháng vòng lặp sự cố cao hơn, và trừ khi trở kháng điện cực thực sự rất thấp, việc lắp đặt TT phải luôn có RCD (GFCI) làm bộ cách ly đầu tiên của nó.

Ưu điểm lớn của hệ thống nối đất TT là giảm nhiễu dẫn từ thiết bị kết nối của người dùng khác. TT luôn được ưu tiên cho các ứng dụng đặc biệt như các trang web viễn thông được hưởng lợi từ việc nối đất không bị nhiễu. Ngoài ra, các mạng TT không gây ra bất kỳ rủi ro nghiêm trọng nào trong trường hợp trung tính bị hỏng. Ngoài ra, ở những vị trí mà nguồn điện được phân phối trên cao, các dây dẫn nối đất không có nguy cơ trở thành vật sống nếu bất kỳ dây dẫn phân phối trên không nào bị gãy bởi cây hoặc cành đổ.

Trong thời kỳ tiền RCD, hệ thống tiếp đất TT không hấp dẫn khi sử dụng chung do khó khăn trong việc sắp xếp ngắt kết nối tự động đáng tin cậy (ADS) trong trường hợp ngắn mạch từ đường dây đến PE (so với các hệ thống TN, trong đó cùng một bộ ngắt hoặc cầu chì sẽ hoạt động đối với các lỗi LN hoặc L-PE). Nhưng khi các thiết bị hiện tại còn lại giảm thiểu nhược điểm này, hệ thống tiếp địa TT đã trở nên hấp dẫn hơn nhiều với điều kiện là tất cả các mạch điện xoay chiều đều được bảo vệ RCD. Ở một số quốc gia (như Vương quốc Anh) được khuyến nghị cho các tình huống trong đó khu vực có khả năng trở kháng thấp là không thực tế để duy trì bằng cách liên kết, nơi có hệ thống dây điện ngoài trời quan trọng, chẳng hạn như nguồn cung cấp cho nhà di động và một số cơ sở nông nghiệp hoặc nơi có dòng điện sự cố cao có thể gây ra những nguy hiểm khác, chẳng hạn như tại kho nhiên liệu hoặc bến du thuyền.

Hệ thống tiếp địa TT được sử dụng trên khắp Nhật Bản, với các đơn vị RCD trong hầu hết các thiết lập công nghiệp. Điều này có thể áp đặt các yêu cầu bổ sung đối với các ổ đĩa tần số thay đổi và nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi thường có các bộ lọc đáng kể truyền nhiễu tần số cao đến dây dẫn mặt đất.

Mạng CNTT

Trong một IT mạng, hệ thống phân phối điện hoàn toàn không có kết nối với trái đất, hoặc nó chỉ có kết nối trở kháng cao.

sự so sánh

Các thuật ngữ khác

Trong khi các quy định về hệ thống dây điện quốc gia cho các tòa nhà của nhiều quốc gia tuân theo thuật ngữ IEC 60364, ở Bắc Mỹ (Hoa Kỳ và Canada), thuật ngữ “dây dẫn nối đất của thiết bị” dùng để chỉ nền thiết bị và dây nối đất trên các mạch nhánh, và “dây dẫn điện cực nối đất” được sử dụng cho các dây dẫn liên kết thanh nối đất (hoặc tương tự) với bảng điều khiển. “Dây dẫn nối đất” là hệ thống “trung tính”. Các tiêu chuẩn của Úc và New Zealand sử dụng hệ thống nối đất PME đã được sửa đổi được gọi là Multiple Earthed Neutral (MEN). Trung tính được nối đất (nối đất) tại mỗi điểm dịch vụ tiêu dùng, do đó có hiệu quả đưa chênh lệch điện thế trung tính về XNUMX dọc theo toàn bộ chiều dài của đường LV. Ở Vương quốc Anh và một số quốc gia thuộc Khối thịnh vượng chung, thuật ngữ “PNE”, nghĩa là Pha-Trung tính-Trái đất được sử dụng để chỉ ba (hoặc nhiều hơn đối với các kết nối không phải một pha) được sử dụng, tức là PN-S.

Trung lập kháng chiến (Ấn Độ)

Tương tự như hệ thống HT, hệ thống điện trở đất cũng được giới thiệu để khai thác ở Ấn Độ theo Quy định của Cơ quan Điện lực Trung ương cho hệ thống LT (1100 V> LT> 230 V). Thay vì nối đất rắn của điểm trung tính hình sao, một điện trở nối đất trung tính thích hợp (NGR) được thêm vào giữa, hạn chế dòng điện rò rỉ đất lên đến 750 mA. Do hạn chế dòng điện sự cố nên an toàn hơn đối với các mỏ có khí.

Vì rò rỉ qua đất bị hạn chế, bảo vệ rò rỉ chỉ có giới hạn cao nhất cho đầu vào là 750 mA. Trong hệ thống nối đất rắn, dòng điện rò rỉ có thể lên tới dòng điện ngắn mạch, ở đây nó được giới hạn ở mức tối đa 750 mA. Dòng hoạt động bị hạn chế này làm giảm hiệu quả hoạt động tổng thể của bảo vệ rơ le rò rỉ. Tầm quan trọng của việc bảo vệ hiệu quả và đáng tin cậy nhất đã tăng lên đối với an toàn, chống điện giật trong hầm mỏ.

Trong hệ thống này, có khả năng điện trở được kết nối mở. Để tránh sự bảo vệ bổ sung này để giám sát điện trở được triển khai, ngắt kết nối nguồn trong trường hợp có lỗi.

Bảo vệ rò rỉ trái đất

Trái đất Rò rỉ dòng điện có thể rất nguy hiểm cho con người, nếu nó đi qua họ. Để tránh tai nạn điện giật do thiết bị điện / thiết bị rơ le / cảm biến rò rỉ đất được sử dụng tại nguồn để cách ly nguồn điện khi rò rỉ vượt quá giới hạn nhất định. Bộ ngắt mạch rò rỉ đất được sử dụng cho mục đích này. Bộ ngắt cảm biến hiện tại được gọi là RCB / RCCB. Trong các ứng dụng công nghiệp, rơ le rò rỉ đất được sử dụng với CT riêng biệt (biến dòng) được gọi là CBCT (biến dòng cân bằng lõi) cảm nhận dòng điện rò (dòng thứ tự pha không) của hệ thống thông qua thứ cấp của CBCT và điều này vận hành rơ le. Bảo vệ này hoạt động trong phạm vi mili-Amps và có thể được đặt từ 30 mA đến 3000 mA.

Kiểm tra kết nối trái đất

Một lõi thí điểm p riêng được chạy từ hệ thống cung cấp thiết bị / phân phối ngoài lõi đất. Thiết bị kiểm tra kết nối trái đất được cố định ở đầu nguồn liên tục theo dõi kết nối trái đất. Lõi thí điểm bắt đầu từ thiết bị kiểm tra này và chạy qua cáp kết nối thường cung cấp năng lượng cho máy móc khai thác di chuyển (LHD). Lõi p này được kết nối với trái đất ở đầu phân phối thông qua một mạch diode, hoàn thành mạch điện được bắt đầu từ thiết bị kiểm tra. Khi kết nối trái đất với xe bị hỏng, mạch lõi thí điểm này bị ngắt kết nối, thiết bị bảo vệ được cố định ở đầu nguồn sẽ kích hoạt và cách ly nguồn điện với máy. Loại mạch này là bắt buộc đối với các thiết bị điện nặng di động đang được sử dụng trong các mỏ dưới mặt đất.

Bất động sản

Phí Tổn

• Mạng TN tiết kiệm chi phí kết nối đất có trở kháng thấp tại địa điểm của mỗi người tiêu dùng. Một kết nối như vậy (một cấu trúc kim loại chôn) là cần thiết để cung cấp bảo vệ trái đất trong hệ thống CNTT và TT.
• Mạng TN-C tiết kiệm chi phí của một dây dẫn bổ sung cần thiết cho các kết nối N và PE riêng biệt. Tuy nhiên, để giảm thiểu nguy cơ bị vỡ trung tính, các loại cáp đặc biệt và rất nhiều kết nối với trái đất là cần thiết.
• Mạng TT yêu cầu bảo vệ RCD (ngắt lỗi nối đất) thích hợp.

Sự An Toàn

• Trong TN, một lỗi cách điện rất có thể dẫn đến dòng điện ngắn mạch cao sẽ kích hoạt bộ ngắt mạch quá dòng hoặc cầu chì và ngắt kết nối các dây dẫn L. Với các hệ thống TT, trở kháng vòng lặp lỗi đất có thể quá cao để làm điều này hoặc quá cao để thực hiện trong thời gian cần thiết, do đó, RCD (trước đây là ELCB) thường được sử dụng. Việc cài đặt TT trước đó có thể thiếu tính năng an toàn quan trọng này, cho phép CPC (Dây dẫn bảo vệ mạch hoặc PE) và các bộ phận kim loại có thể liên quan trong tầm với của người (bộ phận dẫn điện tiếp xúc và bộ phận dẫn điện bên ngoài) có thể hoạt động trong thời gian dài do lỗi điều kiện, đó là một mối nguy hiểm thực sự.
• Trong các hệ thống TN-S và TT (và trong TN-CS vượt quá điểm phân tách), một thiết bị dòng điện dư có thể được sử dụng để bảo vệ bổ sung. Trong trường hợp không có bất kỳ lỗi cách điện nào trong thiết bị tiêu dùng, phương trình I_L1+I_L2+I_L3+I_N = 0 được giữ và RCD có thể ngắt nguồn cung cấp ngay khi tổng này đạt đến ngưỡng (thường là 10 mA - 500 mA). Lỗi cách điện giữa L hoặc N và PE sẽ gây ra RCD với xác suất cao.
• Trong các mạng IT và TN-C, các thiết bị hiện tại còn lại ít có khả năng phát hiện ra lỗi cách điện. Trong một hệ thống TN-C, chúng cũng sẽ rất dễ bị kích hoạt không mong muốn từ sự tiếp xúc giữa các dây dẫn trái đất trên các RCD khác nhau hoặc với mặt đất thực, do đó việc sử dụng chúng không thể thực hiện được. Ngoài ra, RCD thường cô lập lõi trung tính. Vì không an toàn khi thực hiện việc này trong hệ thống TN-C, RCD trên TN-C nên được nối dây để chỉ làm gián đoạn dây dẫn.
• Trong các hệ thống một pha một đầu kết hợp Trái đất và trung tính (TN-C và một phần của hệ thống TN-CS sử dụng lõi trung tính và lõi đất kết hợp), nếu có sự cố tiếp xúc trong dây dẫn PEN, thì sẽ có vấn đề tiếp xúc trong dây dẫn PEN, sau đó tất cả các bộ phận của hệ thống tiếp đất ngoài sự phá vỡ sẽ tăng đến tiềm năng của dây dẫn L. Trong một hệ thống nhiều pha không cân bằng, tiềm năng của hệ thống tiếp đất sẽ di chuyển về phía dây dẫn được tải nhiều nhất. Sự gia tăng tiềm năng của sự trung lập vượt ra ngoài sự phá vỡ được gọi là đảo ngược trung tính. Do đó, kết nối TN-C không được đi qua kết nối phích cắm / ổ cắm hoặc cáp mềm, nơi có khả năng xảy ra sự cố tiếp xúc cao hơn so với dây cố định. Cũng có rủi ro nếu cáp bị hư hỏng, có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng kết cấu cáp đồng tâm và nhiều điện cực nối đất. Do rủi ro (nhỏ) của việc mất trung tính làm tăng công việc kim loại 'nối đất' đến một tiềm năng nguy hiểm, cùng với nguy cơ sốc gia tăng khi ở gần với tiếp xúc tốt với trái đất thực, việc sử dụng nguồn cung cấp TN-CS bị cấm ở Anh vì các địa điểm caravan và bờ biển cung cấp cho tàu thuyền, và đặc biệt không khuyến khích sử dụng cho các trang trại và các địa điểm xây dựng ngoài trời, và trong những trường hợp như vậy, nên làm tất cả hệ thống dây điện ngoài trời TT với RCD và một điện cực đất riêng biệt.
• Trong các hệ thống CNTT, một lỗi cách điện duy nhất không có khả năng khiến dòng điện nguy hiểm chảy qua cơ thể con người khi tiếp xúc với trái đất, bởi vì không có mạch trở kháng thấp nào tồn tại cho dòng điện như vậy chảy. Tuy nhiên, lỗi cách điện thứ nhất có thể biến hệ thống CNTT thành hệ thống TN một cách hiệu quả, và sau đó lỗi cách điện thứ hai có thể dẫn đến dòng điện nguy hiểm. Tồi tệ hơn, trong một hệ thống nhiều pha, nếu một trong các dây dẫn tiếp xúc với trái đất, nó sẽ làm cho các lõi pha khác tăng lên điện áp pha pha so với trái đất thay vì điện áp trung tính pha. Các hệ thống CNTT cũng trải qua quá áp quá độ lớn hơn các hệ thống khác.
• Trong các hệ thống TN-C và TN-CS, bất kỳ kết nối nào giữa lõi trung tính và trái đất kết hợp với cơ thể trái đất có thể mang dòng điện đáng kể trong điều kiện bình thường, và thậm chí có thể mang nhiều hơn trong tình huống trung tính bị phá vỡ. Do đó, các dây dẫn liên kết đẳng thế chính phải có kích thước với ý nghĩ này; việc sử dụng TN-CS là không thể áp dụng trong các tình huống như trạm xăng, nơi có sự kết hợp của rất nhiều đồ kim loại chôn và khí nổ.

Tương thích điện từ

• Trong các hệ thống TN-S và TT, người tiêu dùng có kết nối tiếng ồn thấp với trái đất, không chịu điện áp xuất hiện trên dây dẫn N do dòng điện trở lại và trở kháng của dây dẫn đó. Điều này đặc biệt quan trọng với một số loại thiết bị đo lường và viễn thông.
• Trong các hệ thống TT, mỗi người tiêu dùng có kết nối riêng với trái đất và sẽ không nhận thấy bất kỳ dòng điện nào có thể do người tiêu dùng khác gây ra trên dòng PE dùng chung.

Quy định

• Trong Bộ luật Điện Quốc gia Hoa Kỳ và Bộ luật Điện Canada, nguồn cấp dữ liệu từ máy biến áp phân phối sử dụng dây dẫn trung tính và nối đất kết hợp, nhưng trong cấu trúc sử dụng dây dẫn đất bảo vệ và trung tính riêng biệt (TN-CS). Trung tính phải được nối đất chỉ ở phía nguồn của công tắc ngắt kết nối của khách hàng.
• Tại Argentina, Pháp (TT) và Úc (TN-CS), khách hàng phải cung cấp các kết nối mặt đất của riêng họ.
• Nhật Bản chịu sự chi phối của luật PSE và sử dụng tiếp địa TT trong hầu hết các cài đặt.
• Ở Úc, hệ thống tiếp đất đa trung tính (MEN) được sử dụng và được mô tả trong Phần 5 của AS 3000. Đối với khách hàng LV, đó là hệ thống TN-C từ máy biến áp trên đường đến cơ sở, (trung tính là nối đất nhiều lần dọc theo phân khúc này) và hệ thống TN-S bên trong cài đặt, từ Tổng đài chính trở xuống. Nhìn tổng thể, nó là một hệ thống TN-CS.
• Ở Đan Mạch, quy định điện áp cao (Stærkstrømsbekendtgøreben) và Malaysia, Pháp lệnh Điện lực 1994 quy định rằng tất cả người tiêu dùng phải sử dụng tiếp đất TT, mặc dù trong những trường hợp hiếm hoi TN-CS có thể được phép (sử dụng theo cách tương tự như ở Hoa Kỳ). Các quy tắc là khác nhau khi nói đến các công ty lớn hơn.
• Tại Ấn Độ, theo Quy định của Cơ quan Điện lực Trung ương, CEAR, 2010, quy tắc 41, có cung cấp dây nối đất, dây trung tính của hệ thống 3 pha, 4 dây và dây thứ ba bổ sung của hệ thống 2 pha, 3 dây. Nối đất phải được thực hiện với hai kết nối riêng biệt. Hệ thống nối đất cũng phải có tối thiểu hai hoặc nhiều hố nối đất (điện cực) để quá trình nối đất diễn ra thích hợp. Theo quy tắc 42, việc lắp đặt có tải trên 5 kW vượt quá 250 V phải có thiết bị bảo vệ chống rò rỉ đất phù hợp để cách ly tải trong trường hợp sự cố hoặc rò rỉ đất.

Ví dụ ứng dụng

• Trong các khu vực của Vương quốc Anh nơi phổ biến hệ thống cáp điện ngầm, hệ thống TN-S là phổ biến.
• Ở Ấn Độ, nguồn cung LT nói chung thông qua hệ thống TN-S. Trung tính là đôi nối đất tại biến áp phân phối. Trung tính và đất chạy riêng trên đường dây / cáp trên không phân phối. Dây dẫn riêng biệt cho đường dây trên không và bọc cáp được sử dụng cho kết nối trái đất. Các điện cực / hố đất bổ sung được lắp đặt ở đầu người dùng để tăng cường sức mạnh cho trái đất.
• Hầu hết các ngôi nhà hiện đại ở Châu Âu đều có hệ thống nối đất TN-CS. Trung tính và đất kết hợp xảy ra giữa trạm biến áp gần nhất và dịch vụ bị cắt (cầu chì trước công tơ). Sau đó, lõi đất và lõi trung tính riêng biệt được sử dụng trong tất cả hệ thống dây điện bên trong.
• Các ngôi nhà đô thị và ngoại ô cũ ở Anh có xu hướng có nguồn cung cấp TN-S, với kết nối trái đất được truyền qua vỏ chì của cáp dẫn giấy và giấy ngầm.
• Nhà cũ ở Na Uy sử dụng hệ thống CNTT trong khi nhà mới hơn sử dụng TN-CS.
• Một số ngôi nhà cũ, đặc biệt là những ngôi nhà được xây dựng trước khi phát minh ra các bộ ngắt dòng điện dư và mạng khu vực nhà có dây, sử dụng bố trí TN-C trong nhà. Đây không còn là khuyến cáo thực hành.
• Phòng thí nghiệm, cơ sở y tế, công trường xây dựng, xưởng sửa chữa, lắp đặt điện di động và các môi trường khác được cung cấp qua máy phát điện động cơ, nơi có nguy cơ lỗi cách điện, thường sử dụng bố trí tiếp đất CNTT được cung cấp từ máy biến áp cách ly. Để giảm thiểu các sự cố hai lỗi với hệ thống CNTT, máy biến áp cách ly chỉ nên cung cấp một số lượng nhỏ tải và nên được bảo vệ bằng thiết bị giám sát cách điện (thường chỉ được sử dụng bởi các hệ thống CNTT y tế, đường sắt hoặc quân sự, vì chi phí).
• Ở các vùng sâu vùng xa, nơi chi phí của một dây dẫn PE bổ sung vượt xa chi phí kết nối trái đất địa phương, mạng TT thường được sử dụng ở một số quốc gia, đặc biệt là ở các khu vực cũ hoặc ở khu vực nông thôn, nơi mà sự an toàn có thể bị đe dọa bởi sự gãy của dây dẫn PE trên cao, nói, một nhánh cây ngã. Nguồn cung cấp TT cho các thuộc tính riêng lẻ cũng được nhìn thấy trong hầu hết các hệ thống TN-CS trong đó một tài sản riêng lẻ được coi là không phù hợp với nguồn cung TN-CS.
• Tại Úc, New Zealand và Israel, hệ thống TN-CS đang được sử dụng; tuy nhiên, các quy tắc đi dây hiện tại nêu rõ rằng, ngoài ra, mỗi khách hàng phải cung cấp kết nối đất riêng biệt thông qua cả mối nối ống nước (nếu đường ống nước bằng kim loại đi vào cơ sở của người tiêu dùng) và điện cực nối đất chuyên dụng. Ở Úc và New Zealand, liên kết này được gọi là Liên kết Trung tính Nhiều Nối đất hoặc Liên kết MEN. MEN Link này có thể tháo rời cho các mục đích kiểm tra lắp đặt, nhưng được kết nối trong quá trình sử dụng bằng hệ thống khóa (ví dụ: khóa hạt) hoặc hai hoặc nhiều vít. Trong hệ thống MEN, tính toàn vẹn của Trung tính là tối quan trọng. Ở Úc, các công trình lắp đặt mới cũng phải liên kết lớp bê tông nền đang thi công lại dưới các khu vực ẩm ướt với dây dẫn đất (AS3000), thường làm tăng kích thước của tiếp địa và cung cấp mặt phẳng đẳng thế trong các khu vực như phòng tắm. Trong các hệ thống lắp đặt cũ hơn, không có gì lạ khi chỉ tìm thấy mối nối ống nước và nó được phép giữ nguyên như vậy, nhưng phải lắp thêm điện cực nối đất nếu có bất kỳ công việc nâng cấp nào được thực hiện. Nối đất bảo vệ và dây dẫn trung tính được kết hợp cho đến khi liên kết trung tính của người tiêu dùng (nằm ở phía khách hàng của kết nối trung tính của công tơ điện) - ngoài điểm này, đất bảo vệ và dây dẫn trung tính tách biệt.

Hệ thống điện cao thế

Trong các mạng điện áp cao (trên 1 kV), mà công chúng ít tiếp cận hơn, trọng tâm của thiết kế hệ thống nối đất ít hơn về an toàn và nhiều hơn về độ tin cậy của nguồn cung cấp, độ tin cậy của bảo vệ và tác động lên thiết bị khi có ngắn mạch. Chỉ độ lớn của ngắn mạch pha-đất, là phổ biến nhất, bị ảnh hưởng đáng kể đến việc lựa chọn hệ thống nối đất, vì đường dẫn dòng điện chủ yếu là đóng qua đất. Máy biến áp công suất ba pha HV / MV, đặt trong các trạm biến áp phân phối, là nguồn cung cấp phổ biến nhất cho mạng lưới phân phối, và kiểu nối đất của trung tính của chúng quyết định hệ thống nối đất.

Có năm loại nối đất trung tính:

• Trung tính đất rắn
• Khai quật trung tính
• Kháng chiến trung tính
  • Tiếp đất điện trở thấp
  • Nối đất kháng cao
• Trung tính phản ứng đất
• Sử dụng máy biến áp nối đất (như máy biến áp Zigzag)

Trung tính đất rắn

In rắn or trực tiếp trung tính nối đất, điểm sao của máy biến áp được nối trực tiếp với đất. Trong giải pháp này, một đường dẫn trở kháng thấp được cung cấp để đóng dòng sự cố chạm đất và do đó, cường độ của chúng có thể so sánh với dòng sự cố ba pha. Vì trung tính vẫn ở điện thế gần đất, điện áp ở các pha không bị ảnh hưởng vẫn ở mức tương tự như điện áp trước sự cố; vì lý do đó, hệ thống này thường xuyên được sử dụng trong các mạng truyền tải cao áp, nơi có chi phí cách điện cao.

Kháng chiến trung tính

Để hạn chế sự cố ngắn mạch chạm đất, điện trở nối đất trung tính (NGR) được thêm vào giữa trung tính, điểm sao của máy biến áp và đất.

Tiếp đất điện trở thấp

Với giới hạn dòng điện trở lỗi thấp tương đối cao. Ở Ấn Độ, nó bị hạn chế 50 A đối với các mỏ đúc mở theo Quy định của Cơ quan Điện lực Trung ương, CEAR, 2010, quy tắc 100.

Khai quật trung tính

In khai quật, bị cô lập or nổi trung tính hệ thống, như trong hệ thống CNTT, không có kết nối trực tiếp của điểm sao (hoặc bất kỳ điểm nào khác trong mạng) và mặt đất. Kết quả là, dòng sự cố mặt đất không có đường dẫn để được đóng và do đó có cường độ không đáng kể. Tuy nhiên, trong thực tế, dòng sự cố sẽ không bằng XNUMX: các dây dẫn trong mạch - đặc biệt là cáp ngầm - có điện dung vốn có đối với trái đất, cung cấp một đường trở kháng tương đối cao.

Các hệ thống với trung tính bị cô lập có thể tiếp tục hoạt động và cung cấp nguồn cung cấp không bị gián đoạn ngay cả khi có lỗi mặt đất.

Sự hiện diện của sự cố chạm đất liên tục có thể gây ra rủi ro an toàn đáng kể: nếu dòng điện vượt quá 4 A - 5 A thì một hồ quang điện sẽ phát triển, hồ quang này có thể duy trì ngay cả sau khi sự cố được xóa. Vì lý do đó, chúng chủ yếu được giới hạn trong các mạng ngầm và tàu ngầm, và các ứng dụng công nghiệp, nơi cần độ tin cậy cao và xác suất tiếp xúc của con người tương đối thấp. Trong các mạng lưới phân phối đô thị có nhiều bộ cấp điện ngầm, dòng điện dung có thể lên tới vài chục ampe, gây rủi ro đáng kể cho thiết bị.

Lợi ích của dòng sự cố thấp và hoạt động hệ thống tiếp tục sau đó được bù đắp bởi nhược điểm cố hữu mà vị trí lỗi khó phát hiện.