1.2 — Защитное заземление (PE) — это защитный проводник, используемый для защитного заземления (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.22) и применяемый в системах TT и IT.
Выбор сечения заземляющего проводника ПУЭ
Как мы все знаем, напряжение — это разность потенциалов. Если потенциалы равны, то между этими точками нет напряжения, а значит, вы не получите здесь удар током. Поэтому здания имеют систему выравнивания потенциалов (PES), которая может быть основной (DCS) и дополнительной (DCS).
В этой статье мы подробно рассмотрим первый вариант. Однако, если в вашем здании нет системы DCS, категорически запрещается устанавливать дополнительную систему, а также локальную систему (отдельный контур заземления для одного жилого помещения).
Перед этим следует уточнить в компании по управлению недвижимостью, распространяется ли DCS на все здание. На следующей схеме показано, что может произойти с проводкой в высотных зданиях при отсутствии общего заземления и уравнивания потенциалов.
В новых зданиях с этим проблем обычно не возникает, и система DCS является обязательной. В старых зданиях, с другой стороны, DCS отсутствует. Так что в таких случаях ни о каком любительстве не может быть и речи!
В противном случае вы убьете своих соседей при первом же отключении электричества или повреждении изоляции.
Читайте также: Единица измерения магнитной индукции
Система уравнивания потенциалов
Главная система DCS подключает основные коммуникации на входе в здание и другие токопроводящие части установки.
Система должна отвечать требованиям двух кодексов:
- ПУЭ Глава 1.7 “Заземление и защитные меры безопасности”
- Технический циркуляр №6/2004 “О выполнении основной системы уравнивания потенциалов на вводе в здание” —
Выпущен циркуляр для разъяснения некоторых положений и рекомендаций ПЭО с целью гармонизации этих рекомендаций с требованиями ГОСТ Р51321.1-2000 и ГОСТ Р51732-2001. Некоторые рекомендации ЕМС нуждаются в разъяснении, поскольку большинство из них по каким-то причинам трактуются по-разному.
ГЗШ — медь, сталь или алюминий
Главный заземляющий проводник — ГЗШ — является основой ЭСМК. Каким он должен быть и из какого материала?
ПУЭ 1.7.119 гласит, что соединительная шина PE внутри автоматического выключателя может взять на себя функцию главного заземляющего проводника. Это часто бывает.
А если ГГН устанавливается вне распределительного щита, отдельно от щита и на стене, то какими правилами следует руководствоваться при выборе и расчете?
Сначала определитесь со строительным материалом. Пункт 8 циркуляра рекомендует, чтобы отдельная установка ВПГ была выполнена из стали.
В то же время PUE утверждает обратное, а именно, что шинопровод должен быть преимущественно из меди.
Алюминий категорически запрещен!
Кому мы должны доверять в этой ситуации и что в итоге выбрать — сталь или медь?
У вас есть выбор, но опытные электрики все же предпочитают медь. Причина в том, что инспекторы охотнее подписывают все документы, когда проверка проводится с помощью медной ГИС.
Нет лишних вопросов и жарких дискуссий.
Главный заземляющий проводник должен соединять, в частности, следующее:
- нулевой защитный проводник питающей линии
- проводник, присоединенный к заземляющему устройству повторного заземления
Металлический уголок или полоса, которая вкапывается в землю снаружи или в подвале дома.
- стальные трубы всех коммуникаций на вводе в здание (водопровод, канализация)
- металлические элементы каркаса здания
- трубы, кожуха, воздуховоды систем вентиляции и кондиционирования
- проводник рабочего заземления
Ниже приведена иллюстрированная схема, показывающая, что должно быть подключено к GSE с помощью проводников системы уравнивания потенциалов.
Читайте также: Что такое скорость холостого хода электродвигателя?
А теперь самый важный вопрос: какое сечение должна иметь заземляющая шина? От чего он зависит, где его следует установить и как подключить?
Для чего используется заземление и как работает?
Любой электрик, даже студент первого курса, скажет вам, что заземление — это специально выполненное соединение обслуживаемого электрического устройства (точки или узла сети) с заземляющим устройством.
В качестве последнего могут выступать как специально установленные конструкции и оборудование, так и грунт. Оба они одинаково эффективны, но используются в разных областях.
Устройство заземления и рабочие кабели выбираются в зависимости от цели заземления. Существует только два основных типа:
- рабочее (или функциональное),
- защитное.
Функциональным называется процесс, когда он непосредственно необходим для правильной и корректной работы оборудования.
Защитное, с другой стороны, — это заземление, которое приводит к безопасной для людей эксплуатации оборудования. Этот тип не используется непосредственно постоянно (в отличие от предыдущего), а только в случае неисправностей, поломок или при попадании молнии в устройство.
Обратите внимание, что защитное заземление часто используется для снижения электромагнитных помех.
Защитное заземление используется в квартирах и многоквартирных домах. Недорогой заземляющий проводник — одножильный кабель или часть многожильного кабеля — обычно используется для жилых помещений. Основным компонентом проводника всегда является медь, но поперечное сечение варьируется. Главный вопрос, который волнует сторожей и неопытных электриков — кабель для заземления, какого должен быть сечения? Давайте попробуем ответить.
Может Вас заинтересует статья Подключение телевизионного кабеля к розетке.
Подбираем кабель для заземления.
Прежде чем выбрать заземляющий проводник, необходимо прояснить несколько основных вопросов.
Владельцы частных домов или дач, а также старых домов, построенных до 1998 года, должны сами позаботиться о заземлении. Современные дома уже имеют систему заземления, в отличие от всех старых домов. Чтобы выбрать правильный размер, необходимо выяснить, какая система установлена в доме.
Согласно Постановлению об электроустановках (далее ПУЭ), существует в общей сложности четыре основные категории:
- TN-S — осуществлено заземление с помощью отдельного провода и нейтрали, в системе переменного тока;
- TN-C — кабели «ноль» и «земля» объединяются в один провод, нейтраль отдельно, наиболее распространено в домах прошлого века;
- TT — прямое защитное заземление, установленное на электрооборудование;
- IT — работа с корпусом устройства через сопротивление или полной изоляцией всех токопроводящих кабелей.
Непосредственно на схеме заземления вы должны найти одну из маркировок:
- PE — «заземление»,
- PEN — «ноль» и «земля» в одном кабеле.
Следующим важным фактором выбора, который помогает определить правильное сечение проводника, является тип заземления. Стационарные или переносные — в зависимости от применения. Для обычного бытового заземления также достаточно фиксированного проводника, что в свою очередь позволяет использовать как многожильные, так и одножильные многожильные кабели.
Кабель должен иметь желто-зеленую изоляцию, соответствующую правилам технологии.
После того как вы определились с типом, материалом и характером системы, переходите к самому важному шагу — выбору сечения кабеля.
Как правильно выбрать сечение кабеля заземления?
Для заземления можно использовать как естественные, так и искусственные заземляющие электроды. Правила выбора сечения очень разные.
Искусственные являются обязательными для сетей мощностью более 1 кВт, в то время как естественные могут использоваться в других случаях.
Искусственный элемент должен быть изготовлен из меди, стали или оцинкованных изделий. Сечение должно быть выбрано в соответствии с таблицей того же ПУЭ.
Возможно, вас заинтересует статья Мерцание светодиодных ламп.
Существует простое правило для сечения заземляющих проводников и отдельная таблица. Проводник должен иметь такое же сечение, как и фазный проводник, если его сечение меньше 16 мм². В других случаях сечение определяется по таблице.
| Сечение фазных проводников, кв. мм | Наименьшее сечение защищенных проводников, кв. мм |
| S≤16 | S |
| 16 | 16 |
| S>35 | S/2 |
Следует отметить еще один важный факт. Для систем TN-C и TN-C-S минимальное сечение составляет 10 мм², если проводник изготовлен из меди, и не менее 16 мм², если он изготовлен из алюминия.
Систему TN-C-S легко узнать по пятиполюсному кабелю в распределительном шкафу — это три проводника «фаза», «нейтраль» и «земля». Он подходит только для распределительных приборов.
В обычной квартире со всеми необходимыми электроприборами для заземления достаточно использовать одножильный кабель ПУГВ с желто-зеленой изоляцией.
Теперь, когда вы узнали, как выбрать сечение заземляющего проводника, пришло время поговорить о наиболее распространенных кабелях и их свойствах.
Как правильно выбрать сечение кабеля заземления?
Прежде чем выбрать размер сечения проводника, необходимо определиться с типом системы защиты.
Актуально: Трехфазная розетка: установка и подключение
- нейтральный кабель подключается к заземлителю при использовании переменного тока;
- объединение нулевого кабеля и «земли» вместе, нейтральная проводка подсоединяется отдельно;
- подсоединение электрооборудования напрямую к главной заземляющей шине;
- создание заземления на корпусе электрического устройства с помощью сопротивления или путем изоляции всех кабелей.
При выборе кабеля обратите внимание на маркировку, где PE означает «земля», а «земля» и «нейтраль» обозначаются маркировкой PEN при подключении к проводнику.
При определении размеров сечения проводника необходимо учитывать тип самого заземления, которое может быть переносным или стационарным. В домашних хозяйствах обычно используются стационарные защитные устройства. При такой схеме устройства могут быть подключены к проводнику защитного заземления с помощью многожильных или одножильных кабелей. При выборе подходящих проводников для защитных систем следует руководствоваться рекомендуемыми размерами диаметра используемых проводников.
Таблица 1. Наименьшие сечения защитных и заземляющих проводников
Выбор наименьшего диаметра защитных проводников обеспечивает одинаковую проводимость. Их соединение должно быть выбрано из того же металла, что и фазные проводники. Можно уменьшить минимальное сечение, если при расчете используется формула S ≥ I √t/k, а время возврата защитной системы составляет менее 5 секунд.
Обратите внимание, что сечение заземляющего проводника до 1 кВ должно быть таким же, как у фазы, если проводка выполнена из того же материала.
Таблица 2. Уменьшенные размеры заземляющих электродов и заземляющих проводников Стандартное сечение заземляющего проводника может быть увеличено, если токопроводящая способность грунта превышает 100 Ом. Эти пределы могут быть увеличены в 0,01-ρ раз, но не более чем в 10 раз.
Если все требования к сечению проводки соблюдены, можно установить надлежащее заземление для всех типов и видов электрооборудования.
Сечение фазного проводника, мм2 Фаза для системы защиты должна иметь такой диаметр проводника, при котором проводка не нагревается при слишком большом токе. В таблице приведены значения для различных материалов, из которых изготовлено рассматриваемое электрооборудование. Соблюдение соотношения между сечением фазы и силой тока обеспечивает безопасное использование мощного электрооборудования.
Если выполняются все требования действующих норм по безопасному подключению защитных систем к оборудованию, то значение тока в точке подключения должно быть равно нулю.
Принцип построения и назначение защитного заземления
В упрощенном виде защитное заземление строится следующим образом. Проводник защитного заземления подключается к нетоковедущей металлической части.
Следующий шаг — объединить «землю», подключенную к устройству, и затем провести ее к заземляющему устройству через отдельный кабель или шину.
В случае воспламенения напряжения на металлическом корпусе и прикосновения к нему человека, потенциал проходит через землю, а не через тело. Благодаря низкому сопротивлению автоматические выключатели и УЗО срабатывают быстрее.
Для сравнения, сопротивление цепи заземления составляет всего 4 Ом или менее, в то время как сопротивление человека — более 1 000 Ом. Из закона Ома мы знаем, что ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления.
Поэтому защитное заземление предназначено для решения таких проблем:
- уменьшение разницы потенциалов между заземляемым устройством и иными предметами и защита жизни человека;
- отвод тока в землю и повышение его значений для срабатывания защитных устройств (УЗО, автоматов).
Поэтому при прокладке заземляющего проводника важно обеспечить наличие защитных устройств. Последние должны быстро реагировать на утечки или высокие токи, отсекая поврежденный участок. Чем скорее это будет сделано, тем лучше.
Требования к сечению у заземления
Многие владельцы домов и квартир считают необходимым самостоятельно выполнить заземление. Причина в том, что в старых зданиях до 1998 года не было заземления и, соответственно, передаточных стержней для соединения.
Даже если в доме уже есть заземляющий проводник, при выборе проводника важно определить тип системы.
Согласно EARP, существует четыре типа систем заземления:
- TN-S — применение нейтрали и отдельного проводника. Схема актуально для переменного напряжения.
- TN-C — объединение «0» и земли общим проводом. В такой схеме нейтраль идет отдельно, что характерно для старых построек.
- TT — прямая земля на электрооборудование.
- IT — соединение с корпусом с применением сопротивления или изолированием токоведущих проводников.
Подробнее о системах заземления https://elektrikexpert.ru/sistemy-zazemlenij.html, их преимуществах и недостатках.
Чтобы правильно выбрать сечение, важно учесть еще один момент — тип заземления.
- стационарным (делается без необходимости перемещения, на постоянной основе);
- переносным (можно снимать при необходимости перемещать на другой объект).
Для жилых помещений обычно используется первый тип. Это является основой для выбора площади поперечного сечения (S).
Чтобы избежать ошибок, следуйте этим простым правилам:
- Для фазы S до 16 кв. мм заземляющий проводник подбирается аналогичной величины.
- При S у фазы от 16 до 35 кв. мм сечение «земельного» проводника подбирается на 16 кв. мм.
- Если S фазного провода свыше 35 кв. мм, заземлитель должен иметь толщину не меньше половины этого показателя.
В большинстве случаев в доме или квартире проверяются медные трубы с S 4 кв. мм. В таких случаях S заземляющего проводника следует выбирать с тем же значением.
Например, если толщина фазы в оболочке составляет 25 квадратных миллиметров, оптимальный параметр S равен 16 квадратным миллиметрам. Это ясно, так что путаницы быть не должно.
Важно отметить и некоторые другие правила:
- Для TN-C и TN-C-S нижний порог сечения составляет 10 кв. мм для медного и 16 кв. мм для алюминиевого проводника.
- В квартире или доме достаточно провода с одной жилой.
- Требования к цвету — желто зеленый.
Иногда для расчета сечения заземления используется специальная формула. Для определения заземляющего проводника используется специальное правило, которое учитывает ток короткого замыкания, время срабатывания защиты, тип изоляции, тип установки и другие характеристики. Этот метод редко используется на практике.
Цвет провода заземления и особенности подключения
Чтобы избежать путаницы, важно знать, какая маркировка должна присутствовать на этих проводниках.
В настоящее время используются следующие виды маркировки:
- PE — 0-ые защитные провода и шинки, имеющие расцветку в виде переплетающегося желто зеленого оттенков.
- N — 0-ые провода, обозначаемые голубым цветом (нейтраль).
- PEN — объединение нуля и заземления. Главная часть голубая, на краях совмещение желто-зеленого цвета.
В нашем случае используется обозначение с соответствующим цветовым исполнением (желтый и зеленый). В случае трехжильного кабеля маркировка выполняется аналогичным образом.
Если у вас нет провода нужного цвета, вы можете использовать обычную желтую и зеленую изоляционную ленту. Достаточно сделать отметку на концах проволоки.
Заземляющий проводник (PE) выводится наружу и подключается к заземляющей шине, корпусу или металлической дверце панели управления. Нейтральный проводник (N) подключается к нейтральной шине.
Подробнее о заземлении и заземлении https://elektrikexpert.ru/zazemlenie-i-zanulenie.html и разнице между ними.
Заземляющие проводники
Как упоминалось ранее, заземляющий проводник — это защитный проводник, который соединяет заземляющий проводник с главной заземляющей шиной (MFE) (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.15).
Примечание: Таблица должна включать как входящий разъединитель, так и оборудование и устройства отходящей линии, в этом случае схема таблицы приведена лишь условно.
Следующие требования к заземляющим проводникам включены в правила монтажа:
1.7.113 Сечения заземляющих проводников в электроустановках до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 для защитных проводников.
Короткие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать спецификациям, приведенным в таблице 1.7.4.
Примечание: Следует отметить, что требования раздела 1.7.117 ПУЭ, согласно которым заземляющий проводник, соединяющий рабочий заземлитель (функциональный заземлитель) с главной заземляющей шиной в электроустановках до 1 кВ должен иметь сечение не менее: медь — 10 мм 2, алюминий — 16 мм 2, сталь — 75 мм 2, не распространяются на заземляющие проводники, соединяющие вторичный заземлитель с главной заземляющей шиной.
Прокладка неизолированных алюминиевых проводов в земле не допускается.
1.7.114 В установках напряжением выше 1 кВ сечение заземляющих проводников должно быть таким, чтобы при наибольшем токе однофазного замыкания в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью или при наибольшем токе двухфазного замыкания в электроустановках с изолированной нейтралью температура заземляющих проводников не превышала 400 °C (кратковременный нагрев, соответствующий срабатыванию полной защиты и автоматического выключателя).
1.7.115 В электроустановках выше 1 кВ с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников из меди сечением до 25 мм2 или эквивалентных проводников из других материалов должна составлять не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Как правило, медные проводники сечением более 25 мм2, алюминиевые проводники 35 мм2, стальные проводники 120 мм2 не требуются.
1.7.116 Должна быть возможность прерывания заземляющего проводника в подходящем месте для проведения измерений сопротивления заземления. В установках до 1 кВ это, как правило, главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только с помощью инструмента.
1.7.118 В месте ввода заземляющих проводников в здания должна быть установлена идентификационная табличка:
Примечание: Поскольку заземляющий проводник по определению является защитным проводником, на него распространяются все требования, изложенные в разделе 3 настоящей статьи для защитных проводников (PE).
Проводники системы уравнивания потенциалов
Эти проводники должны соединять токопроводящие части с основной и вспомогательной системой уравнивания потенциалов (подробнее см.: «Система уравнивания потенциалов»).
К этим проводам применяются следующие требования в соответствии с правилами монтажа:
1.7.136. В качестве проводников системы выравнивания потенциалов могут использоваться открытые и посторонние проводящие части, как определено в 1.7.121, или специально оборудованные проводники, или их комбинация.
1.7.137 Площадь поперечного сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должна быть не менее половины наибольшей площади поперечного сечения защитного проводника установки при условии, что площадь поперечного сечения проводника уравнивания потенциалов не превышает 25 мм2 из меди или эквивалента из других материалов. Использование проводников с большим сечением, как правило, не требуется. Сечение основных проводников системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медь 6 мм2, алюминий 16 мм2, сталь 50 мм2 .
1.7.138 Сечение проводников вспомогательной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:
- при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;
- при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.
Сечения проводников вспомогательной системы уравнивания потенциалов, не включенных в кабель, должны соответствовать требованиям 1.7.127.
Выбор защитных проводников (пример)
В качестве примера для определения размеров защитного проводника рассмотрим следующую однолинейную систему распределения электроэнергии (тип заземления TN-C-S).
1) Должна быть выбрана защита нейтрального проводника, соединяющая нейтральный проводник с металлическим корпусом автоматического выключателя 0,4 кВ.
Сечение этого проводника выбирается из сечения фазного проводника. В нашем случае наибольшее сечение фазного провода, входящего в панель, составляет 95 мм2 в алюминии в соответствии с таблицей 1.7.5.
Если сечение фазного провода больше 35 мм 2, то сечение защитного провода должно быть не менее половины фазного провода, т.е. 95/2=47,5 — принимаем ближайшее стандартное сечение алюминиевого защитного провода — 50 мм 2. Выбираем варианты сечения для данных проводов из других материалов по таблице эквивалентной проводимости.
2) Выбор заземляющего проводника согласно п. 1.7.113. ПУЭ производится аналогично (как выше для нулевого защитного проводника), т.е. в нашем случае сечение заземляющего проводника устанавливается следующим образом: в алюминии — 50 мм 2, в меди — 35 мм 2, в стали — 268 мм 2 .
3) Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов, согласно п. 1.7. 137 ПУЭ, должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки — в нашем случае таким проводником является выбранный выше заземляющий или нулевой защитный проводник, например, выбран алюминиевый проводник сечением 50 мм2, в этом случае сечение проводника основной системы уравнивания потенциалов: в алюминии — 25 мм2, в меди — 16 мм2, в стали — 141 мм2 .
4) Выберем проводники дополнительной системы уравнивания потенциалов в соответствии с пунктом 1.7.138 правил возведения.
4. 1) Сечение проводника, соединяющего две открытые проводящие части, должно быть как минимум равно сечению наименьшего из PE проводников, подключенных к этим частям, в нашем случае наименьшее сечение PE проводника — 16 мм 2 в алюминии (PE проводник в кабеле АВВГ 5х16), т.е. сечение дополнительной системы, соединяющей две проводящие части корпуса в этом случае не должно быть меньше: в алюминии — 16 мм 2, меди — 10 мм 2, стали — 88 мм 2 .
4. 2) Сечение проводника, соединяющего открытую проводящую часть и внешнюю проводящую часть, должно быть не менее половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части, в нашем случае 25 мм2 в меди (защитный проводник в кабеле ВВГ 5х25), а сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющего проводящий корпус электрооборудования с внешней проводящей частью, в этом случае должно быть не менее алюминия — 25 мм2, меди — 16 мм2, стали — 141 мм2.
Схема должна быть следующей:
Нашли ли вы эту статью полезной? Или у вас есть вопросы? Нашли ли вы это полезным или вам это показалось полезным?
