Нужно ли заземление при трехфазном подключении
Обновлено: 03.05.2024
Заземления и зануления в трехфазных сетях
При эксплуатации трехфазных сетей необходимо обеспечить соответствующие меры безопасности, исключающие возможность поражения человека электрическим током. Цель защитного заземления – снизить до безопасного значения напряжение прикосновения. Защитное зануление обеспечивает отключение от источника питания электротехнических устройств при повреждении их изоляции.
При эксплуатации трехфазных сетей необходимо обеспечить соответствующие меры безопасности, исключающие возможность поражения человека электрическим током. Для этого осуществляют надежную изоляцию токоведущих частей электротехнических установок, а также применяют специальные защитные устройства, предотвращающие опасность поражения током при повреждении изоляции или прикосновении к металлическим частям электрических машин и аппаратов, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением.
Статистика показывает, что подавляющее большинство травм происходит в случае прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В трехфазных сетях низкого напряжения (до 1000 В) величина тока, поражающего человека, зависит от режима нейтрали сети, а также от активной и емкостной проводимостей, существующих между проводами и землей. Необходимо знать, что токи промышленной частоты порядка 0,01 ÷ 0,015 А опасны для жизни, а токи, превышающие 0,1 А, смертельны.
Электроустановки напряжением до 1000 В работают как с глухо заземленной нейтралью, так и с изолированной нейтралью. В соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ) для сетей напряжением до 1000 В предусматриваются в основном два типа трехфазных цепей: трехпроводная с изолированной нейтралью и четырехпроводная с заземленной нейтралью.
Рассмотрим в качестве примера трехпроводную сеть с изолированной нейтралью и определим, от чего зависит величина тока, поражающего человека, прикоснувшегося к одному из проводов такой сети.
Каждая сеть характеризуется определенной проводимостью изоляции, а также емкостью проводов относительно земли (рис. 1).
Рис. 1 К определению величины тока, проходящего через тело человека при его соприкосновении с одной из фаз трехпроводной сети с изолированной нейтралью
Эти проводимость и емкость условно можно рассматривать как сосредоточенную активную и емкостную нагрузку, соединенную звездой, нейтральной точкой которой служит земля.
Если пренебречь емкостной проводимостью, сопротивление изоляции каждого из проводов обозначить rиз, а сопротивление тела человека rч, то в случае прикосновения человека к одной из фаз сети с изолированной нейтралью ток, проходящий через его тело, определится из формулы
Это выражение легко получить, воспользовавшись методом эквивалентного генератора. При размыкании ветви с rч находим
Следовательно, чем больше сопротивление изоляции проводов, тем меньше ток Iч; поэтому важно следить за состоянием изоляции сети.
В аварийном случае, например при коротком замыкании одной из фаз трехпроводной сети на землю, напряжение каждой из двух других фаз относительно земли становится равным линейному. Если при этом человек прикоснется к одной из исправных фаз, то он попадет под линейное напряжение сети, и ток
будет заведомо опасным.
Для предотвращения поражений, вызываемых прикосновением к металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением (например, при пробое изоляции на корпус электродвигателя), наиболее эффективно применение защитных заземлений. Корпуса электротехнических установок посредством шин малого сопротивления (согласно ПУЭ величина сопротивления заземления rЗ не должна превышать 4 Ом, т. е. rЗ << rч) соединяются с металлическими трубами или листами, непосредственно соприкасающимися с землей.
Тогда в случае, например, пробоя изоляции одной из фаз статорной обмотки двигателя ток Iч, проходящий через тело человека, прикоснувшегося к корпусу этого двигателя, будет во много раз меньше тока IЗ и не будет представлять опасности для жизни.
Следовательно, цель защитного заземления – снизить до безопасного значения напряжение прикосновения.
Кроме защитного заземления, применяется защитное зануление. Защитное зануление используется в четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В, работающих с заземленной нейтралью (рис. 2).
Рис. 2 Защитное зануление
Металлические части корпусов электродвигателей и аппаратов всегда соединены посредством стальных полос с нейтральным проводом четырехпроводной сети, нейтральная точка которой заземлена. В случае пробоя на корпус фазный и нейтральный провода оказываются замкнутыми накоротко, и возникающий при этом значительный по величине ток короткого замыкания вызывает перегорание плавких предохранителей или срабатывание защитного реле.
Следовательно, защитное зануление обеспечивает отключение от источника питания электротехнических устройств при повреждении их изоляции.
Про заземление и зануление для "чайников"
Мой горький опыт электрика позволяет мне утверждать: Если у Вас "заземление" сделано как надо – то есть в щитке есть место присоединения "заземляющих" проводников, и все вилки и розетки имеют "заземляющие" контакты – я вам завидую, и вам не о чем беспокоиться.
Правила подключения заземления
В чем же состоит проблема, почему нельзя подключать провод заземления на трубы отопления или водоснабжения?
Реально в городских условиях блуждающие токи и пр. мешающие факторы столь велики, что на батарее отопления может оказаться что угодно. Однако основная проблема, в том, что ток срабатывания автоматов защиты достаточно велик. Соответственно один из вариантов возможной аварии - пробой накоротко фазы на корпус с током утечки как раз где-то на границе срабатывания автомата, то есть, в лучшем случае 16 ампер. Итого, делим 220в на 16А – получаем 15 ом. Всего каких-то тридцать метров труб, и получите 15 ом. И потек ток куда-то, в сторону не пиленого леса. Но это уже не важно. Важно то, что в соседней квартире (до которой 3 метра, а не 30, напряжение на кране почти те же 220.), а вот на, скажем, канализационной трубе – реальный ноль, или около того.
А теперь вопрос – что будет с соседом, если он, сидя в ванной (соединившись с канализацией посредством открывания пробки) коснется крана? Угадали?
Приз - тюрьма. По статье о нарушении правил электробезопасности повлекшем жертвы.
Не надо забывать, что нельзя делать имитацию схемы "заземления" , соединяя в евророзетке "нулевой рабочий" и "нулевой защитный" проводники, как иногда практикуют некоторые "умельцы". Такая замена крайне опасна. Не редки случаи отгорания "рабочего нуля" в щите. После этого на корпусе Вашего холодильника, компьютера и т.д. очень прочно размещается 220В.
Последствия будут примерно такими же, как и с соседом, с той разницей, что за это ни кто ответственности нести не будет, кроме того, кто сделал такое соединение. А как показывает практика, это делают сами же хозяева, т.к. считают себя достаточными специалистами, чтобы не вызывать электриков.
"Заземление" и "зануление"
Одним из вариантов "заземления" является "зануление". Но только не как в случае описанном выше. Дело в том, что на корпусе распределительного щита, на Вашем этаже имеется нулевой потенциал, а если точнее, нулевой провод, проходящий через этот самый щиток, просто-напросто имеет контакт с корпусом щита посредством болтового соединения. Нулевые проводники с расположенных на этом этаже квартир, тоже присоединяются к корпусу щита. Давайте рассмотрим этот момент поподробнее. Что мы видим, каждый из этих концов заведен под свой болт (на практике правда часто встречается по парное соединение этих концов). Вот как раз туда и надо подсоединять наш новоиспеченный проводник, который в последствии будет называться "заземлением".
В этой ситуации тоже есть свои нюансы. Что мешает "нулю" отгореть на входе в дом. Собственно говоря, ни чего. Остается лишь надеяться, что домов в городе меньше чем квартир, а значит и процент возникновения такой проблемы значительно меньше. Но это опять же русский "авось", который проблему не решает.
Единственно правильное решение, в этой ситуации. Взять металлический уголок 40х40 или 50х50, длинной метра 3, забить его в землю, чтобы за него не запинались, а именно, копаем яму на два штыка лопаты в глубину и максимально забиваем туда наш уголок, а от него провести провод ПВ-3 (гибкий, многожильный), сечением не менее 6 мм. кв. до, Вашего распределительного щита.
В идеале "контур заземления" должен состоять из 3х - 4х уголков, которые свариваются металлической полосой той же ширины. Расстояние между уголками должно составлять 2 м.
Только не надо сверлить в земле дыру метровым буром и опускать туда штырь. Это не правильно. Да и КПД такого заземления близко к нулю.
Но, как и в любом способе здесь есть свои минусы. Вам, конечно, повезло, если Вы живете в частном доме, или хотя бы, на первом этаже. А как быть тем, кто живет этаже на 7-8? Запастись 30-ти метровым проводом?
Так как же найти выход из создавшейся ситуации? Боюсь, что ответ на этот вопрос Вам не дадут даже самые опытные электромонтажники.
Что требуется для разводки по дому
Для разводки по дому Вам понадобится медный провод заземления, соответствующей длины, и сечением не менее 1,5 мм. кв. и, конечно, розетка с "заземляющим" контактом. Короб, плинтус, скоба - дело эстетики. Идеальный вариант, это когда Вы делаете ремонт. В этом случае я рекомендую выбрать кабель с тремя жилами в двойной изоляции, лучше ВВГ. Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенной с корпусом щита, а второй - на "заземляющий" контакт розетки. При наличии в щите УЗО заземляющий проводник не должен нигде на линии иметь контакта с N проводником (в противном случае будет срабатывать УЗО).
Не надо так же забывать, что "земля" не имеет права разрываться, посредством каких либо выключателей.
Заземление в частном доме (380 В)
Я не являюсь профессиональным строителем или электриком, поэтому при строительстве своего каркасного дома всегда начинаю с изучения теории и руководящих документов (СНиП, ПУЭ и т.д.). При подключении 380 В, когда встал вопрос заземления, я снова обратился к теории.
Общие положения системы заземления в частном доме (3 фазы, 380 В)
Согласно ПУЭ (изд. 7) электроустановки напряжением до 1 кВ в отношении мер электробезопасности разделяются на:
- электроустановки в сетях с глухозаземленной нейтралью;
- электроустановки в сетях с изолированной нейтралью.
Открытая проводящая часть - доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением , но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.
Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:
- TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (её можно получить, внеся кое-какие изменения в TN-C);
- ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника (т.е. ноль N и заземление PE изолированы друг от друга).
- TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
- TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (наиболее распространена в России);
- TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;
- IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.
Расшифровка буквенных обозначений:
- Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
- S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
- С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);
- Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:
- Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
- N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
- Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:
- Т - заземленная нейтраль;
- I - изолированная нейтраль.
- N - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
- РЕ - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
- PEN - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.
Выбор системы заземления для частного дома
Для современного частного сектора подходят только две системы заземления ТТ и TN-C-S. Практически весь частный сектор запитывается от трансформаторных подстанций с глухозаземлённой нейтралью и четырёхпроводной ЛЭП (три фазы и PEN, объединённый рабочий и защитный ноль или, иначе говоря, объединённый ноль и земля).
Особенности системы заземления TN-C-S
Согласно п. 1.7.61 ПУЭ при применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Т.е. проводник PEN на вводе в дом повторно заземляется и делится на PE и N. После этого используется 5 или 3 проводная проводка.
Коммутация PEN и PE строго запрещена (ПУЭ 7.1.21. Во всех случаях в цепях РЕ и РЕN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы). Точка разделения должна стоять до коммутационного прибора. Запрещается разрывать PE и PEN проводники.
Недостаток системы TN-C-S
- при обрыве PEN проводника на корпусах заземлённых электроприборов может оказаться опасное напряжение.
Согласно п. 1.7.135 ПУЭ когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.
Для обеспечения высокого уровня безопасности от поражения электрическим током в системе TN-C-S необходимо использовать устройства защитного отключения (УЗО).
Особенности системы заземления ТТ
Систему TT рекомендуется применять при неудовлетворительном состоянии питающей воздушной линии электропередач (ВЛ) (старые неизолированные провода ВЛ, отсутствие повторного заземления на опорах).
П. 10.2 СП 31-106-2002 "ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ОДНОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ" устанавливает, что электроснабжение жилого дома должно осуществляться от сетей напряжением 380/220 В с системой заземления TN-C-S.
Внутренние цепи должны быть выполнены с раздельными нулевым защитным и нулевым рабочим (нейтральным) проводниками.
Правила монтажа системы ТТ:
- Установка УЗО на вводе с уставкой 100-300 мА (пожарное УЗО).
- Установка УЗО с уставкой не более 30 мА (желательно 10 мА - на ванную) на все групповые линии (защита по току утечки от прикосновения к токоведущим частям электрооборудования при появлении неисправностей в электропроводке дома).
- Нулевой рабочий проводник N не должен соединяться с местным контуром заземления и шиной РЕ.
- Для защиты электрических приборов от атмосферных перенапряжений необходимо устанавливать ограничители перенапряжения (ОПН) или ограничители импульсных перенапряжений (ОПС или УЗИП).
- Сопротивление контура заземления Rc должно удовлетворять условию ПУЭ (п. 1.7.59):
- при УЗО с уставкой в 30 мА сопротивление контура заземления (заземлителя) - не более 1666 Ом;
- при УЗО с уставкой 100 мА сопротивление контура заземления (заземлителя) - не более 500 Ом.
Для выполнения вышесказанного условия достаточно будет использовать один вертикальный заземлитель в виде уголка или прутка длиной около 2-2,5 метра. Но я рекомендую выполнить контур более тщательно, забив несколько заземлителей (хуже не будет).
Недостатки системы ТТ:
При коротком замыкании фазы на землю на корпусах электроприборов будет опасный потенциал (ток короткого замыкания недостаточен, чтобы сработал автомат защиты, поэтому обязательна установка УЗО - ПУЭ 1.7.59).
Указанный недостаток системы можно нейтрализовать установкой реле контроля напряжения и УЗО ( 2-х каскадная схема с одним "пожарным" или селективным УЗО на весь дом и несколькими УЗО на всех линиях потребителей).
Указанную 2-х каскадную схему с одним УЗО на 100 мА и 3-я УЗО на 30 мА (на каждую из фаз) я оборудовал и у себя. Эта схема себя оправдала, отключив электроэнергию именно с помощью УЗО, когда я второпях сунул щупы неверно подключенного мультиметра в розетку.
Устройство контура заземления в частном доме
Согласно п. 1.7.54 ПУЭ для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно.
Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.
В качестве естественных заземлителей могут быть использованы (п. 1.7.109 ПУЭ):
- металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
- металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
- обсадные трубы буровых скважин;
- металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
- рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
- другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
- металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается .
Не допускается использовать в качестве заземлителей:
- трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей;
- трубопроводы канализации и центрального отопления.
Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.
Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными, и не должны иметь окраски .
Способ монтажа вертикальных заземлителей зависит от следующих факторов:
- габаритов электродов заземления;
- характера грунта, его увлажнения и состояния во время монтажа;
- времени года и климатических условий (талый, мерзлый);
- количества погружаемых электродов;
- удаленности объектов друг от друга, а также наличия и возможности использования механизмов и приспособлений, необходимых для монтажа.
Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле
Площадь поперечного сечения, мм
Толщина стенки, мм
Прямоугольный Канат многопроволочный* Диаметр каждой проволоки.
Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.
Рациональные способы монтажа электродов заземления частного дома:
- для талых, мягких грунтов – вдавливание и ввертывание стержневых электродов, забивка и вдавливание профильных электродов;
- для плотных грунтов – забивка электродов любого сечения;
- для мерзлых грунтов – вибропогружение;
- для скальных и мерзлых грунтов при необходимости глубокого погружения – закладка в пробуренную скважину.
Чем плотнее грунт прилегает к проводнику, тем меньше сопротивление (т.е. минимальное сопротивление растеканию у забитого электрода, а максимальное - у электрода, заложенного в готовую скважину и засыпанного рыхлым грунтом).
Сопротивление электродов увеличивается незначительно при вдавливании в грунт и при погружении вибраторами и превышает сопротивление забитых электродов лишь на 5-10 %.
Через 10-20 дней сопротивление электродов, погруженных вибраторами, вдавленных и забитых, начинает выравниваться. Значительно больше времени требуется для восстановления структуры грунта и уменьшения сопротивления электродов, ввернутых в грунт, особенно при применении расширенного наконечника на электроде, что облегчает погружение, но разрыхляет грунт.
Место для электромонтажа контура заземления желательно располагать вблизи заземляемой электроустановки (силового щита). Потребуется корозионно-стойкий стальной уголок (50 х 50 х 5 мм) или прут и корозионно-стойкая стальная полоса (4 х 40 мм) для соединения собственно электродов заземления и контура заземления и силового щита. Чаще всего выкапывается равносторонний треугольник (3 х 3 х 3 метра), по вершинам которого забиваются 3 электрода заземления (для того, чтобы уголок свободно вбивался в землю, концы его надо заострить с помощью болгарки). К установленным в земле трём заземлителям (уголкам), приваривается по периметру корозионно-стойкая стальная полоса. Далее копается траншея (ширина 0,5 метра и глубина 0,8 метра) к дому. Укладываем в траншею стальную полосу. Один конец полосы привариваем к контуру заземления, а второй подключаем к шине РЕ в ВРУ. Закапываем однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, траншеи. Все соединения контура заземления выполняются сваркой.
Длина вертикальных электродов определяется проектом, но не должка быть менее 1 м; верхний конец вертикальных заземлителей должен быть заглублен, как правило, на 0,5-0,7 м.
Горизонтальные заземлители используют для связи вертикальных заземлителей или в качестве самостоятельных заземлителей. Глубина прокладки горизонтальных заземлителей — не менее 0,5-0,7 м. Меньшая глубина прокладки допускается в местах их присоединений к оборудованию, при вводе в здания, при пересечении с подземными сооружениями и в зонах многолетнемерзлых и скальных грунтов.
Горизонтальные заземлители из полосовой стали следует укладывать на дно траншеи на ребро.
Траншеи для горизонтальных заземлителей должны быть заполнены сначала однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, с утрамбовкой на глубину 200 мм, а затем - местным грунтом.
При забивке вертикальных заземлителей можно применять стальные электроды любого профиля – уголковые, квадратные, круглые, однако наименьший расход металла (при одинаковой проводимости) и наибольшая устойчивость к грунтовой коррозии (в случае равного расхода металла) достигаются при использовании стержневых электродов из круглой стали.
При забивке в обычные грунты на глубину до 6 м экономично применять стержневые электроды диаметром 12-14 мм. При глубине до 10 м, а также при забивке коротких электродов в особо плотные грунты, необходимы более прочные электроды диаметром от 16 до 20 мм.
Горизонтальные заземлители могут быть выполнены из круглой, полосовой или любой другой стали. Предпочтение следует отдавать круглой стали, которая при тех же массе и проводимости имеет меньшую поверхность и большую толщину, вследствие чего обладает меньшей коррозийной уязвимостью (рекомендуется применять малоуглеродистую круглую сталь).
Если вблизи объектов имеются водоемы, на дне водоемов укладывают протяженные заземлители, а от них прокладывают соединительные кабельные или воздушные линии к объектам.
Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ:
| Сечение фазных проводников, мм 2 | Наименьшее сечение защитных проводников, мм |
| S < 16 | S |
| 16 < S < 35 | 16 |
| S > 35 | S/2 |
Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее:
- медный - 10 мм 2 ,
- алюминиевый - 16 мм 2 ,
- стальной - 75 мм 2 .
Главная заземляющая шина
Согласно п. 1.7.121 ПУЭ в качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:
- специально предусмотренные проводники:
- жилы многожильных кабелей;
- изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;
- стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
- открытые проводящие части электроустановок:
- алюминиевые оболочки кабелей;
- стальные трубы электропроводок;
- металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления (при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование, о чем имеется указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения);
- некоторые сторонние проводящие части:
- металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.);
- арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований 1.7.122;
- металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).
П. 1.7.122. Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве РЕ-проводников допускается, если они отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и непрерывности электрической цепи .
Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве РЕ-проводников, если они, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям:
- непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений;
- их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.
Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников:
- металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей;
- трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;
- водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.
Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.
Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.
Главная заземляющая шина может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него (п. 1.7.119. ПУЭ).
Внутри вводного устройства в качестве главной заземляющей шины следует использовать шину РЕ.
При отдельной установке главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном, удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства.
Сечение отдельно установленной главной заземляющей шины должно быть не менее сечения РЕ (PEN)-проводника питающей линии.
Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
В конструкции шины должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. Отсоединение должно быть возможно только с использованием инструмента.
Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к непрерывности и проводимости электрической цепи.
Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов
Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи (т.е. не разрешается разрывать указанные цепи предохранителями, автоматами защиты и т.п., п. 1.7.139).
Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» ко 2-му классу соединений.
Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений. Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.
Соединения защитных проводников электропроводок и ВЛ следует выполнять теми же методами, что и соединения фазных проводников.
При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».
Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается . (п. 1.7.144. ПУЭ).
Согласно п. 1.7.145 не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.
Если корпус штепсельной розетки выполнен из металла, он должен быть присоединен к защитному контакту этой розетки.
Заземление и зануление
Часто домашние мастера не понимают, как устроена система электроснабжения трехфазного типа, как происходит ввод электричества, как работает защитное оборудование, в чем различие между заземлением и занулением. Именно систему заземления и зануления, применяемую повсеместно, хочется рассмотреть наиболее подробно.
Заземление и зануление
В чем разница между заземлением и занулением
Перво-наперво, необходимо рассмотреть систему трехфазного переменного тока, чтобы точно понять, что такое заземление и зануление, а также какую функцию оно там выполняет.
Современная трехфазная система
На современном этапе развития энергетики самой выгодной и простой системой передачи энергии на дальние расстояния является система трёхфазного переменного тока. Удивительную простоту и гениальность этого изобретения сложно даже осознать. По сравнению с системой, базирующейся на генераторах постоянного тока, трехфазная система имеет огромные плюсы, а именно:
• Простота преобразования электрической мощности. С помощью трёхфазных трансформаторов можно получить любой вольтаж.
• Простота получения однофазного и двухфазного напряжения из трехфазного. Однофазный ток получается путем ответвления одного фазного провода и ноля. Двухфазный ток получают путем подключения трансформатора Скотта.
• Простота передачи энергии на дальние расстояния, достигаемая за счет использования повышающих трансформаторов переменного тока.
• Постоянный ток, к сожалению, полностью непригоден в тех случаях, когда речь идет о передачи электрической энергии на дальние расстояния с минимальными потерями в проводах. Серьезный нагрев проводов вкупе с трудностью и неэффективностью преобразования навсегда закрыли дорогу постоянному току в мир большой электроэнергетики.
Заземление и зануление в цепях переменного тока
Трехфазная система требует наличие заземления и зануления средней точки рабочих обмоток, соединенных по схеме звезда. Чтобы четко понимать разницу между занулением и заземлением, давайте обратимся к стандартной схеме включения нагрузки к трехфазному источнику питания по схеме Y (звезда). Если мы рассматриваем в качестве нагрузки трехфазный трансформатор, трехфазный асинхронный электродвигатель, трехфазную печь, то система будет функционировать, будучи подключенной с помощью трех проводов с фазами A, B, С и нулевого провода N. По сути, если мы рассматриваем электроустановки на производстве, то наличие четвертого проводника выполняет чисто защитные функции. При пробое изоляции обмоток трехфазного электродвигателя высокий потенциал устремляется на корпус устройства, который находится в прямой гальванической связи с проводом N, то есть рабочим нолем. Следовательно, при таком подключении произойдет короткое замыкание, что вызовет отключение трехфазного автомата защиты.
Заземление в цепях трехфазного тока
В отличии от зануления, заземление используется не в качестве рабочего ноля – N, а в качестве обособленного PE-проводника. По сути, заземление выполняет лишь защитную функцию, в то время как зануление выполняет одновременного обе: рабочую и защитную. Не мудрствуя лукаво, ученые разработали систему заземления, где функция рабочего ноля и защитного заземления объединены в виде PEN-проводника. Данная система получила наибольшее распространение в нашей стране, так как она отличается наибольшей простотой и дешевизной.
Разновидности систем заземления, применяемых в 3-х фазных электроустановках
TN-C – устаревшая система заземления, где функция рабочего нулевого проводника N-проводника и защитного PE-совмещены в единый провод PEN. Несмотря на простоту и дешевизну, данная система имеет существенные недостатки в плане электробезопасности – при обрыве PEN существует высокая вероятность появления высокого электрического потенциала на корпусе электроустановки в случае нарушения изоляции проводов, обмоток и прочего.
TN-C-S – усовершенствованная система, где все-таки происходит разделение PEN-проводника на PE и N на середине линии. Если происходит обрыв после разделения, то на корпусе электроустановок не возникают высокие электрические потенциалы. А если обрыв произошел на PEN, то возникает вероятность поражения электротоком от корпуса, естественно, при внештатной ситуации. Основной недостаток данной системы заключается в ничтожной устойчивости системы при обрыве нулевого проводника (отгорание нуля).
TN-S является системой, где PE и N разделены на 2 обособленных провода непосредственно на электроподстанции. Главным достоинством данной системы является то, что при повреждении нулевого провода на корпус устройства не поступит опасный электрический потенциал.
Типичные ошибки людей, которые мало знакомы и с заземлением, и занулением
К сожалению, некоторые мало осведомлённые люди, подключая, к примеру, трехфазный мотор по схеме треугольник не используют защитное заземление – PE проводник. В случае нарушения изоляционного материала обмоток опасный электрический потенциал поступит на корпус, а защитное оборудование – трехфазный автомат защиты – останется включенным, так как короткого замыкания или перегруза не возникнет. Следовательно, корпус устройства может находится по высоким электрическим потенциалом, а рука работника будет единственным проводником, позволяющим электротоку достигнуть земли. Как вы понимаете, сопротивление человеческого тела настолько высоко, что ток вызванный таким прикосновением никогда не отключит автомат защиты. Именно поэтому мы рекомендуем и на производстве, и в домашней мастерской использовать зануление корпуса электроустановок, а также использовать дифференциальные автоматы.
Заземление и зануление
Делаем правильное заземление в частном доме своими руками: инструкция от А до Я
Важность вопроса
Если Вы задаетесь вопросом, обязательно ли нужно делать заземление в своем дачном домике либо коттедже, то сразу же говорим, что без защитного контура нельзя обойтись. Даже по нормативам ПУЭ, СНиП и ГОСТу требуется делать специальный отвод, который обезопасит Вас от поражения электрическим током. Организация системы TN-S (ее правильное название) в сети 220 и 380 Вольт должна производиться еще при строительстве, т.к. потом это делать более затратно (необходимо будет менять двухжильный кабель на трех- либо пятижильный по всему дому).
Если вы приобрели дом, в котором отсутствует заземление, то необходимо его смонтировать и подключить. Монтаж системы заземления достаточно простой. Помимо заземления, необходимо создать молниезащиту. О том, как сделать громоотвод своими руками , мы рассказывали в отдельной статье.
Устройство контура заземления
Требования к заземлению и занулению определяются в ПУЭ Глава 1.7 . Также перед организацией защитного контура рекомендуем изучить ГОСТ Р 50571.5.54-2013 .
Контур заземляющего устройства представляет из себя электроды, вкопанные в землю и соединенные между собой электродом - стержнем из металла или металлической полосой. Обычно заземляющий контур делают в форме треугольника или квадрата. На фото показано, как устанавливать заземлители в траншею.
При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5-0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1-0,2 м. Расстояние между электродами 2,5-3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6-0,7 м от уровня планировочной отметки земли.
Нужно ли заземление на самом деле или это пережиток прошлого? Рассказываю про УЗО и классическую «землю»
В наше время нередко спрашивают: зачем нужно заземление , если есть УЗО , которое всё равно отключится, если возникнет угроза? Я расскажу, почему заземление так эффективно и стоит ли от него отказываться – читайте дальше!
Как работает заземление и как работает УЗО – важная разница
Если просто, то заземление работает так. Все железные предметы, на которых может появиться напряжение, например металлические корпуса приборов, через специальный провод соединяются с заземляющим устройством – несколькими штырями, вбитыми в землю .
В тот момент, когда на заземленные «железки» попадёт напряжение, оно сразу же превратится в ток и утечёт в землю. Таким образом, любой человек, который дотронется до этого железного предмета, даже ничего не почувствует .
УЗО или дифференциальный выключатель, при отсутствии заземления, действует по-другому. Напряжение, попадающее на доступный для прикосновения железный предмет, никуда не пропадает.
Как только вы дотрагиваетесь до этой железки, вас бьёт током , но почти сразу после этого УЗО, при условии, что оно исправно (это важно!), отключает аварийную линию и вы, в теории , остаётесь целы, живы и здоровы. Это ощущается как резкий укол.
Я думаю, большинство из вас уже сделали правильный выбор и поняли, в чём преимущество заземления. Их несколько и, чтобы не затягивать время, я расскажу их все:
- высокая надёжность : в заземлении нет движущихся частей и электроники, всё собрано жёстко, на уровне сварки и болтов;
- полная безопасность : человек не подвергается опасному напряжению даже на доли секунды, как в случае УЗО;
- защита от утечек без необходимости применять УЗО: если утечка станет опасной в пожарном отношении, отключится автомат – на языке электриков это называется «защитное отключение питания»;
- защита электроники от помех : заземлённые корпуса приборов автоматически экранируют все помехи, как снаружи, так и изнутри, что повышает надёжность работы сложных систем, вроде сигнализации, умного дома или локальной сети с компьютерами.
А ещё это полностью соответствует всем нормам и правилам – ПУЭ, СП, ГОСТ и другим. Как говорится мелочь (на самом деле нет), а приятно.
Конечно, никто не запрещает ставить УЗО вместе с заземлением – так вы получите дополнительный барьер безопасности, который пригодится в опасных помещениях, например ванной комнате , а также для проводки и розеток, расположенных на улице .
Спасибо , что дочитали – если вам пригодилась эта информация, ставьте лайк – и подписывайтесь на канал Электрика для всех!
Читайте также: