Конфигурация 3+1 против 4+0 SPD: что лучше для систем TT и TN S

• Режим защиты 4+0
• Режим защиты 3+1
• Сравнение принципов работы N‑PE‑канала
• Руководство по выбору для систем заземления TN‑S и TT
• Система заземления TT
• Основные выводы
• Часто задаваемые вопросы (FAQ)
• Свяжитесь с нами

ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО | ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Справочные стандарты: МЭК 61643‑01:2024 , МЭК 61643‑11:2025

Отказ от ответственности: Все выводы относительно электропроводки должны быть проверены квалифицированным инженером‑электриком. Не существует универсально лучшего решения; выбор зависит от системы заземления, условий напряжения при замыкании и качества заземления на объекте. Для получения более подробных рекомендаций по выбору УЗИП с учётом конкретных применений и вариантов систем защиты, пожалуйста, обратитесь к Решения CRESIN SPD Основной аналитический параметр: режимы защиты (L‑N / L‑PE / N‑PE), а не субъективная оценка производительности.

Основное определение двух топологий режимов защиты; практический аппаратный пример: устройство защиты от перенапряжений CSMS‑B40 поддерживает как трёхполюсные, так и четырёхполюсные механические корпуса, что обеспечивает гибкую реализацию режимов защиты 3+1 и 4+0. Дополнительная информация о технических характеристиках продукта и вариантах конфигурации находится… доступно здесь .

Примечание: Корпус с 4 полюсами не соответствует режиму защиты 4+0; корпус с 3P+N не соответствует режиму защиты 3+1. Количество полюсов корпуса относится к числу клемм, тогда как режим защиты определяет пути соединения внутренних компонентов. 

Режим защиты 4+0 

Внутренние компоненты: 4 варистора MOV

Защитные пути: L1‑PE, L2‑PE, L3‑PE, N‑PE (все фазные проводники подключены непосредственно к PE; защита в режиме общего режима)

Путь L‑PE: Прямое соединение MOV без последовательных компонентов

Путь N‑PE: MOV‑варистор подключён между клеммами N и PE.

Режим защиты 3+1 

Внутренние компоненты: 3 варистора L‑N MOV + 1 газоразрядная трубка N‑PE (GDT)

Защитные цепи: L1‑N, L2‑N, L3‑N, N‑PE, L‑PE. Защита формируется за счёт последовательного соединения L‑MOV‑N и N‑GDT‑PE (комбинированная режимная защита, определённая в стандарте IEC 61643‑11:2025).

Путь L-PE: последовательное соединение MOV L-N и GDT N-PE

Путь N‑PE: газоразрядная трубка, которая поддерживает высокое сопротивление при напряжении промышленной частоты и проводит ток лишь во время импульсных перенапряжений.

Сравнение принципов работы N‑канального полевого транзистора 

Для конфигурации 4+0 канал N‑PE использует варистор MOV. В нормальных условиях эксплуатации он характеризуется умеренно высоким током утечки. Его устойчивость к смещению напряжения промышленной частоты ограничена; длительное воздействие напряжения N‑PE ускоряет старение компонентов. Он обеспечивает быстрое ограничение перенапряжений и подходит для ситуаций, когда потенциал N‑PE остаётся близким к нулю, например для систем TN‑S с заземлением нейтрали на стороне трансформатора.

В конфигурации 3+1 канал N‑PE использует газоразрядную трубку GDT. В нормальном режиме она обеспечивает практически бесконечное сопротивление изоляции и способна выдерживать значительные временные перенапряжения между нулевым и защитным проводниками, возникающие при замыканиях на землю. Реакция на перенапряжение — это разряд по принципу триггера. Такое устройство подходит для случаев, когда могут возникать большие перенапряжения N‑PE, вызванные аварийными ситуациями, включая системы TT и системы TN‑S с недостаточно надёжным заземлением. 

Руководство по выбору для систем заземления TN‑S и TT 

⚠ Перед подачей заявки на объект обязательна проверка инженером. Учитывайте временные перенапряжения в системе (TOV), качество заземления и соответствие параметров резервной защиты SCB.

Система заземления TN-S

Как конфигурации 4+0, так и 3+1 применимы к системам TN‑S.

Конфигурация 4+0 обеспечивает прямые пути тока через MOV между L‑PE и N‑PE, при этом потенциал N‑PE в точке заземления трансформатора близок к нулю. Если на объекте ухудшится соединение нейтрали с PE и возникнет длительное смещение напряжения между N‑PE, то MOV, подключённый к цепи N‑PE, будет подвергаться ускоренному деградации.

Конфигурация 3+1 обеспечивает полную защиту в дифференциальном режиме (L‑N) и в общем режиме (N‑PE, GDT), соответствующую стандарту IEC 61643‑11:2025. При выборе данного варианта обязательно проверяйте в техническом паспорте УЗИП значение Up для защиты в последовательном режиме L‑PE.

Проверка на месте должна включать измерение напряжения N–PE на главном распределительном щите в условиях нагрузки. Для схемы 4+0 следует использовать четырёхполюсный автоматический выключатель, тогда как для схемы 3+1 требуется трёхполюсный автоматический выключатель. Кроме того, необходимо проверить номинальное значение Uc для каждого режима защиты.

Система заземления TT

3+1 является предпочтительным вариантом для систем TT. В системах TT предусмотрены независимые местные заземляющие электроды. При замыканиях фазы на землю ГДТ N‑PE способен выдерживать значительные временные напряжения смещения между N и PE, а защита L‑PE реализуется по стандартной последовательной комбинированной топологии.

Применение схемы 4+0 в системах TT сопряжено с серьёзными рисками. При возникновении замыканий на землю устройство защиты от перенапряжений N‑PE непрерывно подвергается воздействию смещённого напряжения сети переменного тока, что приводит к преждевременному выходу компонентов из строя и создаёт потенциальную угрозу пожара вследствие короткого замыкания.

Проверка на месте должна включать измерение сопротивления местного заземляющего электрода, подтверждение способности GDT типа 3+1 N‑PE выдерживать перенапряжения TOV, а также строгое соблюдение требований к уровню напряжения TOV, установленных в стандарте IEC 61643‑11. 

Основные выводы

1. Универсальной «лучшей» конфигурации не существует. Выбор определяется уровнем напряжённости режима защиты в системе заземления, а не внутренним превосходством компонентов.
2. Для систем типа TT схема 4+0 представляет высокий риск из‑за воздействия напряжения сети промышленной частоты на разрядник N‑PE. Предпочтительнее схема 3+1, поскольку её разрядник N‑PE устойчив к возникающему при замыкании на землю смещению потенциала между нулевым и защитным проводниками.
3. Для систем TN‑S обе конфигурации являются приемлемыми:
4. Важное примечание: Физический корпус с 4‑мя полюсами не эквивалентен режиму защиты 4+0. Всегда сверяйтесь с техническими паспортами производителя, чтобы подтвердить заявленный внутренний режим защиты и значение Up для работы в комбинированном режиме.
5. Все электропроводка и выбор устройств защиты от перенапряжений должны быть проверены квалифицированным инженером‑электриком в соответствии с местными нормами монтажа и нормативными требованиями IEC 61643‑01:2024 / IEC 61643‑11:2025.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чём заключается основное различие между режимами защиты SPD 4+0 и 3+1?

Основное отличие заключается в конструкции защитного пути N‑PE. Устройство защиты 4+0 использует варисторы MOV для всех защитных цепей, включая путь N‑PE, обеспечивая прямую защиту в режиме общего режима. Устройство защиты 3+1 применяет варисторы MOV между фазой и нулём в сочетании с газовым разрядником (GDT) на пути N‑PE, что обеспечивает комбинированную защиту с повышенной устойчивостью к временным перенапряжениям на пути N‑PE.

Что лучше — 4+0 или 3+1 — для всех систем заземления?

Нет. Не существует универсально наилучшей конфигурации УЗО. Выбор зависит от системы заземления, условий временных перенапряжений (TOV), качества заземления и требований к монтажу. В системах TT обычно предпочтительнее схема 3+1, тогда как в системах TN‑S после соответствующего инженерного анализа могут применяться как схема 4+0, так и схема 3+1.

Почему для систем заземления типа TT рекомендуется соотношение 3+1?

Системы TT используют независимые местные заземляющие электроды. При замыканиях на землю могут возникать значительные временные напряжения смещения между нулевым и защитным проводниками. Газоразрядный предохранитель N‑PE в устройстве защиты от перенапряжений типа 3+1 обеспечивает высокое сопротивление изоляции в нормальном режиме работы и способен выдерживать эти кратковременные перенапряжения, снижая риск преждевременного выхода компонентов из строя.

Можно ли считать корпус УЗИП с 4 полюсами режимом защиты 4+0?

Нет. Количество полюсов относится исключительно к физической конфигурации выводов. Корпус с 4 полюсами не означает автоматически, что УЗИП использует топологию защиты 4+0. Внутренняя схема соединений и режим защиты всегда должны быть подтверждены в техническом паспорте производителя.

Что следует проверить перед выбором УЗИП для систем TN‑S или TT?

Перед выбором инженеры должны убедиться:

• Тип системы заземления (TN‑S, TT или другие схемы)
• Условия временного перенапряжения системы (TOV)
• Напряжение N‑PE в нормальных и аварийных режимах
• Сопротивление заземляющего электрода
• Параметры SPD Uc и Up
• Координация устройства защиты от короткого замыкания резервного питания (SCB)

Свяжитесь с нами

Выбор правильного режима защиты УЗИ требует всесторонней оценки системы заземления, условий возникновения аварийных режимов и эксплуатационной среды. Компания CRESIN предлагает профессиональные решения по защите от перенапряжений и техническую поддержку для различных сфер применения.

Для получения индивидуальных рекомендаций по выбору СПД или консультации по проекту, Пожалуйста, свяжитесь с инженерной командой CRESIN. .