Система IT — вимкнення при другому замиканні на землю (§411.6)

Посібник про систему IT і контроль ізоляції (ПКІ/IMD) описує, як перше замикання на землю в системі IT сигналізується без вимкнення установки, і якісно згадує, чому друге замикання стає небезпечним. Ця стаття йде на крок далі: що конкретно вимагає §411.6 норми в момент виникнення цього другого замикання, та чому фактичний контур замикання — а отже, і необхідний час вимкнення — залежить від того, чи розподілений і під'єднаний до системи вирівнювання потенціалів нульовий провідник системи IT.

Принцип: перше замикання може зберігатися, друге — ні

Як описано в посібнику про ПКІ, система IT може нормально продовжувати працювати після першого замикання на землю — немає шляху з низьким опором до землі, тому не виникає небезпечної напруги дотику. Однак щойно виникає друге замикання на іншому активному провіднику, поки перше ще не усунуто, через землю утворюється контур замикання між двома місцями пошкодження, порівнянний за небезпекою з прямим замиканням у системі TN. Тому §411.6 вимагає, щоб така ситуація все ж призводила до автоматичного вимкнення, подібно до TN або TT, але з розрахунком контуру замикання, специфічним для системи IT.

Нульовий провідник не розподілений: контур замикання через два фазних провідники

Якщо в системі IT нульовий провідник не розподілений (найпоширеніший випадок для трифазної установки IT без навантажень фаза-нуль), контур замикання при другому пошкодженні проходить між двома фазними провідниками: фазою з першим замиканням і фазою з другим замиканням, через взаємно з'єднані захисні провідники обох місць пошкодження. Напруга на цьому контурі, отже, не фазна напруга (U₀), як при пошкодженні в TN, а повна лінійна напруга (U, зазвичай 400 В) — вища напруга, яка за тієї самої імпедансу контуру дає більший струм пошкодження, ніж еквівалентне пошкодження TN при тій самій напрузі.

Нульовий провідник розподілений: умови ближчі до TN

Якщо нульовий провідник системи IT розподілений і з'єднаний із захисним провідником, друге замикання може також виникнути між фазним провідником і нульовим. У такій конфігурації діють умови, ближчі до звичайних умов TN (контур замикання при фазній напрузі U₀), залежно від точного розташування обох місць пошкодження одне відносно одного та відносно нульового провідника.

Примітка: точні часи вимкнення для умови другого замикання наведені в окремій таблиці повної норми (поряд із відомою таблицею TN/TT для першого замикання) і різняться залежно від ситуації (чи розподілений нульовий провідник, чи об'єднані захисні провідники спільним заземленням). За конкретного проєкту завжди звертайтеся до повного тексту норми за точними табличними значеннями.

Практична значущість

Під час проєктування або оцінювання системи IT — наприклад, в операційній (медична система IT) або на безперервному промисловому процесі — недостатньо перевірити виявлення першого замикання через ПКІ (див. посібник про ПКІ), потрібно також переконатися, що звичайний захист від надструму або захист диференційного струму справді вимкне установку у потрібний час при виникненні другого замикання. Це вимагає окремого розрахунку контуру замикання, залежного від конкретної конфігурації нульового провідника цієї системи IT.

Часті помилки

1. Перевірка лише роботи ПКІ без окремого оцінювання умови другого замикання за §411.6 — ПКІ сигналізує перше замикання, але реальна безпека при другому замиканні залежить від звичайного захисту від надструму/диференційного струму та пов'язаної з ним імпедансу контуру замикання.
2. Використання фазної напруги (U₀) замість лінійної напруги (U) під час розрахунку імпедансу контуру замикання для системи IT без розподіленого нульового провідника — друге замикання ж проходить між двома фазними провідниками, а не між фазою та нулем.
3. Припущення, що система IT за визначенням має м'якшу вимогу до вимкнення, ніж TN/TT — умова другого замикання може, навпаки, дати вищу напругу на контурі замикання, що вимагає нижчої імпедансу контуру (а отже, ретельнішого проєктування) для вимкнення у допустимий час.
4. Залишення першого замикання неусуненим тривалий час, оскільки установка нібито й далі працює — чим довше перше замикання залишається неусуненим, тим довший період, протягом якого друге замикання може спричинити це вимкнення (і пов'язаний із ним простій).

Пов'язані матеріали

• Система IT і контроль ізоляції (ПКІ) — виявлення першого замикання
• Системи заземлення — TN-S, TN-C-S, TT та IT
• Автоматичне вимкнення живлення (АВЖ) — §411
• Пристрої захисного вимкнення (§531)