Низковольтные сети

Низковольтные сети — это совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии переменного и постоянного тока, номинальное напряжение в которых не превышает 1000 В переменного тока (или 1500 В постоянного тока). В отличие от высоковольтных сетей (свыше 1000 В), низковольтные сети являются конечным звеном в системе электроснабжения, непосредственно обеспечивающим электроэнергией потребителей — жилые дома, административные и промышленные здания, объекты инфраструктуры. Они включают в себя линии электропередачи, трансформаторные подстанции, распределительные щиты, кабельные и воздушные линии, а также защитную и коммутационную аппаратуру.

Классификация низковольтных сетей

Низковольтные сети классифицируются по нескольким основным признакам: по роду тока, по напряжению, по функциональному назначению, по конструктивному исполнению и по системе заземления.

По роду тока

Сети переменного тока. Наиболее распространённый тип. В России и большинстве стран мира стандартными значениями являются однофазное напряжение 220 В (230 В по современным стандартам) и трёхфазное напряжение 380 В (400 В). Частота тока — 50 Гц (в Северной Америке — 60 Гц).
Сети постоянного тока. Применяются в специализированных областях: на электрифицированном железнодорожном транспорте (контактная сеть), в системах связи, на промышленных предприятиях с электролизными установками, в системах аварийного освещения и в солнечных электростанциях. Номинальные напряжения: 12, 24, 48, 110, 220 В и выше.

По напряжению

В рамках низковольтного диапазона выделяют два поддиапазона в соответствии с ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038):

Сверхнизкое напряжение (СНН) — до 50 В переменного тока и до 120 В постоянного тока. Используется в цепях управления, сигнализации, в помещениях с повышенной опасностью (ванные комнаты, бассейны), в игрушках и бытовой электронике.
Низкое напряжение (НН) — от 50 В до 1000 В переменного тока и от 120 В до 1500 В постоянного тока. Основной рабочий диапазон для большинства потребителей.

По функциональному назначению

Силовые сети. Предназначены для питания электродвигателей, нагревательных приборов, осветительных установок и другого электрооборудования.
Осветительные сети. Обеспечивают работу систем искусственного освещения.
Сети управления и автоматики. Служат для передачи сигналов и питания контроллеров, реле, датчиков. Обычно работают на сверхнизком напряжении.
Сети связи и сигнализации. Включают телефонные линии, локальные вычислительные сети (LAN), системы пожарной и охранной сигнализации. Часто используют постоянный ток напряжением 12–48 В.

По конструктивному исполнению

Воздушные линии (ВЛ). Провода, подвешенные на опорах (деревянных, железобетонных, металлических) с помощью изоляторов. Применяются в сельской местности, в районах индивидуальной застройки и для временных подключений. Недостаток — подверженность атмосферным воздействиям и обрывам.
Кабельные линии (КЛ). Кабели, проложенные в земле, в кабельных каналах, лотках или по стенам зданий. Обеспечивают высокую надёжность и электробезопасность, не портят ландшафт. Основной тип сетей в городах и на промышленных объектах.
Внутренняя проводка. Совокупность проводов и кабелей, проложенных внутри зданий, с распределительными щитами, розетками и выключателями.

Системы заземления

Система заземления определяет способ соединения нейтрали источника питания (трансформатора) с землёй и соединения открытых проводящих частей электроустановки с землёй. В низковольтных сетях применяются системы TN, TT и IT, регламентированные ГОСТ Р 50571 (МЭК 60364).

Система TN. Нейтраль источника глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки соединены с этой нейтралью через нулевые защитные проводники. Подразделяется на:
TN-C — совмещение нулевого рабочего (N) и нулевого защитного (PE) проводников в одном проводнике (PEN) на всём протяжении сети. Устаревшая система, применялась в зданиях советской постройки. Опасна при обрыве PEN-проводника.
TN-S — разделение проводников N и PE на всём протяжении сети. Наиболее безопасная и современная система, обязательная для новых зданий.
TN-C-S — комбинированная система: на участке от подстанции до ввода в здание используется совмещённый PEN-проводник, а на вводе он разделяется на N и PE. Распространена в России.
Система TT. Нейтраль источника глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены через независимый местный заземлитель, не связанный с нейтралью. Применяется в передвижных установках, на объектах с повышенными требованиями к помехоустойчивости, а также в частных домах, где невозможно обеспечить качественное заземление по системе TN.
Система IT. Нейтраль источника изолирована от земли или заземлена через большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены. Используется в медицинских учреждениях (операционные), на взрывоопасных производствах и в горной промышленности, так как обеспечивает бесперебойность питания при первом замыкании на землю.

Устройство и основные компоненты

Типичная низковольтная сеть включает следующие элементы:

Трансформаторная подстанция (ТП) 10/0,4 кВ. Понижает напряжение с высокого (6–10 кВ) до низкого (0,4 кВ). Устанавливается вблизи потребителей.
Вводно-распределительное устройство (ВРУ). Устанавливается на вводе в здание. Содержит коммутационные аппараты (рубильники, выключатели), приборы учёта электроэнергии (счётчики) и устройства защиты.
Распределительные щиты (РЩ). Распределяют электроэнергию по группам потребителей (освещение, розетки, силовое оборудование) внутри здания. Устанавливаются на этажах или в отдельных помещениях.
Линии электропередачи. Кабели (ВВГ, АВВГ, NYM) и провода (СИП для воздушных линий).
Защитная аппаратура:

Автоматические выключатели (автоматы). Защищают от токов короткого замыкания и перегрузок.
Устройства защитного отключения (УЗО). Защищают человека от поражения электрическим током при утечке на корпус.
Дифференциальные автоматы (АВДТ). Объединяют функции автомата и УЗО.
Предохранители. Плавкие вставки, разрывающие цепь при превышении тока.

Коммутационная аппаратура: выключатели нагрузки, рубильники, контакторы, пускатели, реле.
Проводники: фазные (L), нулевой рабочий (N), нулевой защитный (PE) или совмещённый (PEN).

Нормативно-правовая база в России

Эксплуатация низковольтных сетей в Российской Федерации регулируется комплексом документов, основными из которых являются:

Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. Основополагающий документ, устанавливающий требования к проектированию, монтажу и эксплуатации электроустановок до и выше 1000 В.
ГОСТ Р 50571 (МЭК 60364). Серия стандартов, регламентирующих требования к электроустановкам зданий.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). Определяют порядок организации безопасной эксплуатации.
Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭЭ). Устанавливают требования безопасности для персонала.
Федеральный закон № 35-ФЗ «Об электроэнергетике». Определяет правовые основы функционирования электроэнергетики.

Применение

Низковольтные сети являются основой электроснабжения практически всех сфер жизнедеятельности:

Жилищный сектор: питание бытовых приборов, освещения, систем отопления и кондиционирования.
Коммерческая недвижимость: офисы, торговые центры, гостиницы.
Промышленность: питание станков, конвейеров, насосов, компрессоров, сварочного оборудования.
Сельское хозяйство: работа электродвигателей на фермах, систем орошения, зерносушилок.
Транспорт: контактные сети трамваев и троллейбусов (постоянный ток 550–600 В), электропоезда (постоянный ток 3 кВ, но это уже относится к высоковольтному диапазону; низковольтные сети используются для вспомогательных нужд).
Инфраструктура: уличное освещение, светофоры, насосные станции водоснабжения и канализации.
Связь и IT: питание серверных, базовых станций сотовой связи, оборудования доступа в интернет.

Безопасность

Работа с низковольтными сетями сопряжена с риском поражения электрическим током. Основные меры безопасности включают:

Применение защитного заземления или зануления (в зависимости от системы заземления).
Использование УЗО для защиты от утечек тока.
Применение двойной или усиленной изоляции электрооборудования.
Соблюдение безопасных расстояний до токоведущих частей.
Использование средств индивидуальной защиты (диэлектрические перчатки, коврики, инструмент с изолированными рукоятками).
Регулярное проведение измерений сопротивления изоляции, сопротивления заземления, проверка срабатывания защиты.
Допуск к работе только квалифицированного электротехнического персонала, имеющего соответствующую группу по электробезопасности (не ниже II для работы в электроустановках до 1000 В).

Интересные факты

Исторически первыми низковольтными сетями были сети постоянного тока напряжением 110 В, созданные Томасом Эдисоном в 1882 году в Нью-Йорке.
Переход с напряжения 220 В на 230 В в России и Европе был осуществлён в конце XX — начале XXI века для унификации с международными стандартами и повышения пропускной способности сетей без замены кабелей.
В Японии в одной части страны используется частота 50 Гц, а в другой — 60 Гц, что связано с историей закупки оборудования у разных производителей (немецкого и американского).
Самой распространённой причиной пожаров в жилых домах является неисправность низковольтных сетей и электропроводки.

Источники

Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-е издание.
ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) «Напряжения стандартные».
ГОСТ Р 50571.1-2009 (МЭК 60364-1:2005) «Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения».
Федеральный закон от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике».
Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под ред. Ю. Г. Барыбина. — М.: Энергоатомиздат, 1991.
Кисаримов Р. А. Справочник электрика. — М.: РадиоСофт, 2010.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →