Повторное заземление нулевого провода на вводе в дом
Обновлено: 28.04.2024
Системы заземления в частном доме: разновидности, отличия и особенности конструкции
О том, насколько важна для частного дома или коттеджа правильно смонтированная система заземления, сказано уже немало. Поэтому повторять об опасности поражения электрическим током в доме, не подключенном к заземляющему контуру, особой нужды нет. И если вы желаете по максимуму обеспечить безопасность своего жилого пространства, то информация, изложенная в настоящей статье, без сомнения, будет вам полезна.
Виды заземления для частного дома
В зависимости от конструктивных особенностей подходящей к дому линии электропередачи применяются различные системы заземления. Различают следующие их разновидности: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT и т. д. Частные дома и коттеджи обычно подключают к системам заземления двух типов: TN-С-S и TT. И если в вашем доме отсутствует заземление, то именно эти системы проще всего реализовать на практике, именно их многие умельцы создают самостоятельно, именно о них и пойдет речь в настоящей статье.
Коротко поясним, что означают буквы в названии систем:
- Первый символ обозначает параметры заземления на источнике питания (T – земля и т.д.).
- Второй символ (N или Т) характеризует параметры заземления открытых частей домашних электроустановок. Буква N, к примеру, обозначает зануление или соединение защитного проводника домашней электроустановки с нейтралью источника питания (трансформаторной подстанции).
- Буквы S и C обозначают подвид системы, в которой заземление производится через источник питания.
Проще говоря, если первыми в обозначении стоят буквы TN, то речь идет о системе с глухим заземлением источника питания, а электрическая система потребителя присоедениена к его нейтрали посредством нулевых и защитных проводников. Как мы уже говорили, системы заземления бывают нескольких разновидностей:
- TN-C – система, имеющая совмещенные нулевой и защитный проводники. Подводящая линия в данном случае состоит из двух- или четырехжильных кабелей (фазный и нулевой проводники – в однофазной системе электроснабжения, три фазных и один нулевой – в трехфазной системе электроснабжения). Систему TN-C трудно назвать полноценной системой заземления, ведь заземляющие проводники электроустановки в ней подключаются к нулевому проводу, идущему от трансформатора. Обычно ее называют занулением, потому как выполнять все функции заземляющего контура она едва ли способна.
- TN-S – система, имеющая разделенные нулевой и защитный проводники. Подводящая линия в данном случае состоит из трех- или пятижильных кабелей (фазный, нулевой и защитный проводники – в однофазной системе электроснабжения, три фазных плюс нулевой и защитный проводники – в трехфазной системе электроснабжения).
- TN-C-S – система, в которой нулевой и защитный проводник совмещает свои функции лишь на определенном участке, который начинается возле источника питания и заканчивается на вводе в дом. Здесь же происходит их разделение на нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) провода (защитный проводник в такой системе подвергается повторному заземлению). По сути, система TN-C-S создается на базе TN-C.
- TT – система, в которой домашняя система электроснабжения имеет обособленное глухое заземление, которое никак не соединяется с заземлением питающей подстанции.
Заземление во всех системах категории TN производится через трансформаторную подстанцию, в то время как система TT предполагает создание заземляющего контура непосредственно возле дома. Можно долго спорить о том, какая из двух систем лучше – TN-C-S или TT, поэтому сразу обозначим подводные камни двух этих систем.
Если вы задумываетесь о создании системы TN-C-S, то в первую очередь следует удостовериться в надежности ЛЭП, подводящей электричество к вашему дому. Ведь состояние загородных линий электропередачи (а они, в большинстве случаев, воздушные) оставляет желать лучшего. Никто не даст гарантии, что в один прекрасный день, в результате аварии на линии (если под своей тяжестью накренится хлипкая опора и т.п.), оголенный нулевой провод не соединится с проводом фазным. В итоге ноль отгорит от трансформатора, а мы получим смертельно опасное напряжение, «гуляющее» по корпусу домашних электроприборов.
Для схемы TN-C-S вы должны быть либо полностью уверены в безопасности и надёжности приходящего к вам по улице проводника PEN, либо должны гарантировать эту безопасность собственным заземлением. При типичном состоянии местных воздушных сетей уверенность может быть только в обратном: в ненадёжности PEN. А строительство заземления, способного выдержать ток нуля множества соседей при обрыве нейтрали и большом перекосе нагрузок по фазам – очень непростое и недешёвое занятие.
Поясним: PEN – это совмещенный рабочий нулевой (N) и защитный нулевой (PE) проводник, соединяющий трансформаторную подстанцию с вводным домашним щитком.
Использование кабеля СИП в составе подводящей линии дает некоторые гарантии безопасности, но при неудовлетворительном состоянии наземных опор все эти гарантии можно поставить под сомнение. Проще говоря, создавать систему заземления типа TN-C-S можно, только имея полную уверенность в надежности подводящей ЛЭП.
Система ТТ в частном доме также имеет свои недостатки. Системы представленного типа требуют обязательного наличия в цепи заземления устройств защитного отключения УЗО или диффавтоматов, которые регулярно следует проверять на предмет работоспособности. Для обеспечения безопасной работы ТТ должна быть оснащена системами уравнивания потенциалов и искусственным заземляющим контуром, создание которых требует времени, усилий и определенных затрат.
На практике создание системы TN-C-S всегда выглядит более предпочтительным, но при сомнительном состоянии токоподводящих линий (подводящая линия образована неизолированными проводниками, наблюдаются ее частые обрывы, воздушные опоры находятся в неудовлетворительном состоянии и т. д.) в качестве более надежной альтернативы рекомендуется создавать систему ТТ.
Коротко о системе TN-S
Если к дому подведена система TN-S, то вводной щиток достаточно оборудовать заземляющей шиной, к которой следует подключить вводной заземляющий проводник PE и защитные проводники, идущие к домашним потребителям. Проводник РЕ можно подключить к повторному заземляющему контуру. К вопросу о том, как это сделать, мы еще вернемся.
При TN-S к потребителю приходит пятипроводка с отдельными PE и N. В такой системе ничего делить не надо.
Речь идет о разделении входящего нулевого провода, который подводится к потребителю в системах TN-C и разделяется при создании системы TN-C-S. Подобное деление изображено на схеме.
Конструкция системы TN-C-S
Если к вашему дому подходит система TN-C, если вы удостоверились в безупречном состоянии подводящей линии и убедились, что в качестве подводящего проводника используется кабель СИП, можно приступать к созданию системы заземления типа TN-C-S.
Разделение проводника на защитный провод PE (имеющий желто-зеленый цвет) и на нулевой (имеет голубой цвет) производится во вводном щите.
В щите же к системе подключается повторное заземление.
В соответствии с актуализированной редакцией правил ПУЭ разделение проводника PEN должно быть выполнено до вводного коммутационного защитного аппарата и до электросчетчика. Категорически запрещается включать защитные и коммутационные аппараты в цепь проводников PEN и PE. Разрывать можно только цепь проводника N (ПУЭ 1.7.145).
Проводники PEN и PE – неразрывны! Все устройства с коммутацией (авт. выключатели, рубильники, пакетники, приборы учёта и т. п.) должны находиться на линии проводника N (его "рвать" можно, а иногда и нужно).
Разделение проводника PEN производится по следующей схеме:
Для разделения следует использовать две шины: главную заземляющую (ГЗШ) и нулевую (N). Главная заземляющая шина подключается к дополнительному заземляющему контуру через корпус щитка, к ней же подключается вводной кабель PEN и подсоединяются заземляющие клеммы розеток, установленных в доме. К шине N подключаются: электросчетчик, защитные автоматы и силовые клеммы домашних точек энергопотребления.
Главная заземляющая шина становится шиной PE после перемычки, соединяющей ГЗШ и N. Именно к РЕ производится подключение дополнительного заземляющего контура и защитных проводников, ведущих на заземляющие клеммы розеток.
В действительности, физически и органолептически должно быть две шины – PE (ГЗШ) и N. Разделяется PEN по "правилу русской буквы Н" – так выглядит правильное разделение. Питающий PEN может приходить на любой из концов вертикальной чёрточки (шины), и эта чёрточка после перемычки всегда будет PE. Другая вертикальная чёрточка всегда будет N (на всём своём протяжении). Перемычка – просто перемычка. PE заземляется, и на этой шине будут коммутироваться защитные проводники, а N служит проводником тока нагрузки. После разделения они не должны соединяться.
Более наглядно разделение показано на фото.
Ноль (N) c разделяющей шины идет на 2-х полюсный вводной автомат, далее – на счетчик. Со счетчика ноль – к потребителям. Двойные автоматы не нужны (кроме вводного). PEN должен быть разделен до него. С фазой все просто: идет на вводной автомат, далее на счетчик, далее на группы потребителей.
Основные требования к узлу разделения проводника PEN состоят в следующем:
- Нулевая разделяющая шина N в обязательном порядке должна устанавливаться на изолятор, то есть она должна быть изолирована от корпуса щитка, к которому дополнительно подключается шина PE (ведь после разделения эти две шины не должны нигде соприкасаться);
- Все проводники, подходящие к разделяющим шинам, должны крепиться с помощью прочных болтовых соединений, что обеспечивает надежность подключения и возможность отсоединения отдельных проводников;
- Сечение ГЗШ должно быть больше или равно сечению питающего проводника PEN.
В качестве защитных проводников РЕ рекомендуется использовать специализированные провода. Если проводники РЕ и фазные проводники изготовлены из одного и того же материала, то зависимость минимального сечения РЕ от сечения фазного провода будет следующей.
Знак «£» в данном случае обозначает – «≤».
Если защитные и питающие проводники изготовлены из разных материалов, то сечение РЕ должно быть эквивалентно по своей проводимости сечению фазных проводов, рассмотренных в таблице.
Минимальное сечение совмещенного проводника в системе TN-C должно соответствовать следующим значениям: 10 мм² – для медных проводников и 16 мм² – для алюминиевых. Если сечение проводника меньше, то разделять его запрещено! В таком случае следует прибегнуть к созданию системы ТТ.Повторное заземление и устройства защитного отключения в системах TN-C-S
Если вы желаете максимально защитить себя и свою семью от поражения токами утечки, то систему заземления TN-C-S следует оснастить устройствами защитного отключения (УЗО) или дифференциальными автоматами. В соответствии с рекомендациями актуализированной редакции ПУЭ (изд.7) системы типа TN, оснащенные устройствами защитного отключения (УЗО), должны подключаться к повторному заземлению, которое монтируется на вводе в дом.
Требуется выполнение повторных заземлений на концах ВЛ и ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры от поражения электрическим током при косвенном прикосновении выполняется защитное автоматическое отключение питания.
Если УЗО в вашей системе не используются, а в пределах 200 м от вашего щитка уже есть повторное заземление, тогда в создании дополнительного заземления на вводе в дом особой необходимости нет.
Если на расстоянии 200 м от ввода уже есть повторное заземление, или ввод сделан кабелем, проложенным в земле – в повторном заземлении нет необходимости.
Об УЗО: для дополнительной защиты от токов утечки при косвенном прикосновении к открытым поверхностям электроприборов в общую схему электроснабжения рекомендуется внедрять устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы. Подобная защита срабатывает на слабые токи утечки, отключая питание сети (токи утечки, несмотря на свою малую величину, могут быть опасны для человека). Их установка целесообразна по той причине, что обычные защитные автоматы срабатывают только на токи короткого замыкания.
В современных системах принято устанавливать УЗО двух различных номиналов: общее противопожарное УЗО, срабатывающее на ток утечки – 100 мА, а также одно (или несколько) УЗО, подключенных к линии штепсельных розеток и срабатывающих на ток – 30 мА или 10 мА.
УЗО, подключаемые к бытовой технике, напрямую взаимодействующей с водой (стиральные и посудомоечные машины, водонагреватели и т. д.), должны срабатывать на ток утечки – 10 мА. На линию осветительных систем УЗО не устанавливаются.В результате мы будем иметь вот такую схему.
Повторное заземление подразумевает подключение корпуса вводного щитка к заземляющему контуру.
В соответствии с правилами ПУЭ (пункт 1.7.102) в сетях переменного тока напряжением до 1 кВ в качестве повторного заземляющего контура для систем TN-C-S можно использовать подземные конструкции электрических опор, металлические водопроводные трубы, заземляющие контуры громоотводов и т. д. Эти элементы следует использовать в первую очередь. Если такой возможности нет, то создается контур искусственный.
В сетях постоянного тока заземляющие проводники необходимо подключать к искусственному заземляющему контуру, который не должен соединяться с подземными трубопроводами.К вопросу о конструкции искусственного заземляющего контура мы еще вернемся.
Сечение проводников, соединяющих щиток и заземляющий контур в сетях с глухозаземленной нейтралью и с напряжением до 1 кВ, должно соответствовать следующим параметрам.
Если используется проводник алюминиевый, его площадь должна быть не менее 16 мм².
Система уравнивания потенциалов
После создания системы заземления, оснащенной устройствами автоматического отключения, в доме появляется защитный проводник, соединяющий все элементы системы электроснабжения. Данный проводник представляет потенциальную угрозу. Ведь при повреждении какого-либо потребителя на корпус всех неповрежденных электроприборов выносится опасный потенциал. Он будет присутствовать там до момента срабатывания УЗО, создавая опасность при прямом прикосновении. В целях снижения указанного напряжения в здании необходимо создать систему уравнивания потенциалов (СУП), способную уравнять потенциал всех его токопроводящих частей (строительных конструкций, инженерных коммуникаций и т. д.).
Система уравнивания потенциалов не является самостоятельной мерой защиты, но её наличие при использовании автоматического отключения питания является обязательной.
СУП представляет собой своеобразную сетку проводников (РЕ), объединяющих между собой все токопроводящие элементы объекта через ГЗШ, то есть через ее РЕ-часть. Соединение шины РЕ и токопроводящих частей здания производится радиально (к каждой заземляемой конструкции подводится отдельный проводник РЕ). Более подробно о конструкции основной (СУП) и дополнительной (СУП) системы уравнивания потенциалов вы можете узнать в соответствующем разделе FORUMHOUSE.
Система заземления ТТ в частном доме
Если вы пришли к выводу о нецелесообразности или опасности подключения системы TN-C-S к своему дому, то единственной альтернативой, позволяющей обеспечить собственную безопасность, будет создание системы ТТ. Ее схема имеет следующий вид.
Как видим, ГЗШ и заземляющие проводники нигде не соединяются с вводным PEN-проводником и нулевым проводом – N.
Применение устройств защиты УЗО или дифференциальных автоматов в составе системы ТТ является обязательным условием для ее безопасной работы. Рабочие характеристики защитных устройств в данной системе соответствуют параметрам УЗО для систем TN-C-S.Также в системах ТТ должна быть создана основная система уравнивания потенциалов (ОСУП). В идеале ОСУП создается в комплекте с системой дополнительной (ДСУП).
Если система ТТ подключается к металлическому щитку, то все проводники в щитке должны иметь двойную изоляцию. В качестве альтернативы металлическим щиткам можно использовать щитки пластиковые.
Металлический щиток заземляется. В щитке делаем двойную изоляцию и соблюдаем меры предосторожности от прямого и косвенного прикосновения (нулевая шина будет в изоляционном боксе и т.п.). Если щиток пластмассовый – ещё лучше (есть такие для улицы).
Для более надежной изоляции проводников в местах их прохождения через корпус металлического щитка можно использовать специальные текстолитовые втулки.
ГЗШ с помощью медного провода подключается к проводнику, ведущему к искусственному заземляющему контуру. В щитке к заземляющей шине подводятся проводники РЕ, идущие от домашних потребителей и от систем уравнивания потенциалов.
Подземные элементы, соединяющие заземляющий контур с щитком, целесообразно делать из стали (из полосы). Использование неизолированных алюминиевых проводников в данном случае запрещено.Расчет и создание заземляющего контура
Как известно, опасный потенциал, возникающий в защитном проводнике РЕ при пробое фазного напряжения на корпус бытового устройства, направляется в область с наименьшим сопротивлением. И для того, чтобы во время прикосновения человека к открытым частям электроустановки напряжение продолжало уходить в землю, защищая людей от поражения электрическим током, заземляющий контур должен обладать низким сопротивлением. Поэтому расчет заземляющего контура сводится к определению величины сопротивления растеканию токов на заземляющем устройстве. Этот показатель зависит от нескольких факторов:
- От площади заземляющих элементов.
- От расстояния между ними.
- От глубины их погружения в землю.
- От проводимости грунтов.
Для систем заземления ТТ, установленных в сетях с напряжением до 1 кВ и оснащенных защитными устройствами УЗО, правила ПУЭ (пункт 1.7.59) устанавливают следующую зависимость: RаIа <50 В. Где:
- Iа – минимальный ток уставки УЗО (в нашем случае он равен 10 или 30 мА);
- Rа – суммарное сопротивление всех элементов системы заземления.
В соответствии с формулой, для УЗО с уставкой 30А этот показатель не должен превышать – 1660 Ом (минимальное требование к системе ТТ). Подобные значения, регламентируемые правилами ПУЭ, могут вводить в заблуждение. Поэтому на практике многие люди стремятся получить сопротивление заземляющего контура, не превышающее 4 Ом (что соответствует требованиям, распространяющимся на заземляющий контур источника питания).
Для того, чтобы выполнить минимальное условие по сопротивлению заземляющего контура, в землю достаточно бывает вбить один металлический уголок или штырь длиной – 2…2,5 м. На практике же, в целях обеспечения более надежной защиты, используется сразу несколько защитных стержней (чаще всего – 3) указанной длины.
На расстоянии 90 см от ленточного фундамента и параллельно ему кувалдой забиты три заземлителя. Глубина – 2,8 м, расстояние между ними – 3,5м.
А вот пример удачной защиты, состоящей из одного заземляющего стержня.
Я смог загнать 6 электродов по 1,5 м в одну точку, но мне помогала Макита, взятая для этого дела с работы. Загнал на 0,2 м ниже нулевого уровня. Сопротивление заземления не мерил, но практика применения таких электродов в качестве заземлителей показывает, что электрод длиной 9–10 м дает на наших грунтах менее 4 Ом.
Если вы сомневаетесь в количестве и длине электродов, то для расчета заземляющего контура лучше всего обратиться к специалистам. Также эти параметры можно узнать у соседей, имеющих действующий заземляющий контур, допущенный надзорными органами к эксплуатации после проведения соответствующих замеров сопротивления.
Минимальные размеры сечения вертикальных электродов можно взять из уже знакомой нам таблицы.
В качестве электродов на практике чаще всего используются гладкие стальные прутья диаметром не менее 16 мм или заостренные уголки (50х50). Для обвязки электродов используется стальная полоса размером 4х40 или 5х40.
Я заземление выполнил, забив три 3-х метровых арматуры (d16мм). Грунт – влажная туго-пластичная глина. Затем при помощи сварки объединил заземлители стальной шиной 4х40 мм.
Располагать электроды можно как в ряд, так и по углам геометрических фигур (по углам треугольника и т.п.). В каждом конкретном случае их расположение определяется удобством осуществления монтажных работ и наличием свободного пространства.
Расстояние между электродами определяется коэффициентом использования стержня, который равен – 2,2. То есть, для того чтобы система работала с максимальной эффективностью, расстояние между двумя одинаковыми электродами должно быть не меньше, чем 2,2 длины каждого из них (по всем направлениям). При уменьшении этого расстояния (а на практике чаще всего так и происходит) эффективность системы будет снижаться.
Перед началом монтажных работ снимается верхний слой почвы, а потом, в размеченных точках, забиваются электроды.
Верхние концы электродов обвязываются полосой или стальным прутом и соединяются при помощи сварки.
На завершающем этапе заземляющий контур подключается к электрическому щитку.
Все соединения в конструкции заземляющего контура должны быть выполнены с помощью сварки.
Для тех, кто хочет подробнее узнать о практических наработках в области построения домашних систем заземления, на нашем портале есть тема, посвященная данному вопросу. О том, как произвести монтаж системы заземления и о том, какие материалы следует использовать, вы можете узнать, опираясь на практический опыт пользователей FORUMHOUSE. В видеосюжете – как правильно создать систему электроснабжения и другие инженерные коммуникации в загородном каркасном доме.
Повторное заземление в системе TN-C-S. Разбираемся в противоречиях
Повторное заземление PEN на вводе в частный дом
Во многих обзорах постоянно муссируются какие-то требования ПУЭ, идут споры 10 или 30 Ом, неверно трактуются и берутся выборочные пункты ПУЭ. Поэтому для начала постараемся правильно прочитать и сопоставить пункты ПУЭ, относящиеся к повторному заземлению в системе TN. А далее все ситуации просчитаем и смоделируем в среде программы Electronics Workbench.
Система TN-C-S:
При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и PEN проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.
Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.
Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.
ПУЭ 1.7.102:
На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (смотреть главу 2.4).
Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.
Повторные заземления PEN проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN проводника должны иметь размеры не менее приведенных в таблице 1.7.4.
Прежде чем переходить к главе 2.4, завершим рассмотрение основных пунктов главы 1.7, относящихся к повторному заземлению.
ПУЭ 1.7.103:
Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.
Здесь все предельно просто. Сопротивление заземлителя повторного заземления PEN проводника не должно превышать 30 Ом. А сумма сопротивлений заземлителей повторных заземлений не должно превышать 10 Ом. То есть для выполнения этого условия достаточно минимум трех повторных заземлений (30 Ом каждое), и в сумме по правилу параллельного соединения резисторов они дадут 10 Ом.
Продолжим, и наконец-то определимся с условием, когда повторное заземление PEN- проводника на вводе к электроустановкам частного дом в системе TN делать не обязательно. Нам нужно узнать, когда делаются более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений, и ответ на это есть в пункте ПУЭ 2.4.46:
Кроме того, заземляющие устройства должны быть выполнены:
Дополнительно для полного понимания следует рассмотреть еще два пункта:
- ПУЭ 2.4.38. На опорах ВЛ должны быть выполнены заземляющие устройства, предназначенные для повторного заземления, защиты от грозовых перенапряжений, заземления электрооборудования, установленного на опорах ВЛ. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом.
- ПУЭ 2.4.44. Защитные аппараты, устанавливаемые на опорах ВЛ для защиты от грозовых перенапряжений, должны быть присоединены к заземлителю отдельным спуском.
То есть не нужно считать одним и тем же повторное заземление и защиту от грозовых перенапряжений. Но если на опоре выполнено второе, то и первое должно быть выполнено. Именно из-за этой взаимосвязи во втором абзаце пункта 1.7.102 ставилось условие наличия частого заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений.
Отсутствие нормируемого повторного заземление PEN ВЛ свидетельствует о несоответствии системы TN требованиям для населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой. В этом случае необходимо выполнить заземление электроустановок частного дома по системе TT.
На третей схеме мы изменили сопротивление нашего заземляющего устройства с 30 Ом на 300 Ом. В результате общее сопротивление возросло на несколько Ом и осталось в пределах нормируемых 10 Ом. Такое изменение привело к незначительному (на несколько вольт) ухудшению показаний по перекосу. Здесь также следует отметить, что при отгорании общего нуля дополнительно происходит вынос потенциала на зануленные корпуса. И чем ниже общее сопротивление заземлителей всех повторных заземлений, тем меньше опасное влияние при данной аварийной ситуации. Поэтому, если у вас нет желания брать на себя работу снабжающей организации по снижению общего сопротивления заземлителей повторного заземления, то делать этого никто не обязывает.
На четвертой и пятой схеме вынос потенциала на зануленные корпуса в вашем доме. В обоих случаях, как при сопротивлении заземлителя 300 Ом, так и 1000 Ом произойдет мгновенной срабатывание автоматических выключателей из-за больших токов короткого замыкания. Здесь ваше повторное заземление никакой существенной работы не выполняет.
На шестой схеме смоделировано отгорание вашего PEN проводника. При этом через какую-нибудь включенную нагрузку может произойти вынос потенциала через место разделения PEN на PE и N на все зануленные корпуса. Ваша система заземления фактически превращается в комбинацию из TT и опасного зануления. При этом никакое УЗО не сработает, так как дифференциальных токов не будет.
Здесь должен отработать расцепитель минимального напряжения (или реле контроля напряжения), так как при обрыве вашего PEN и включенной нагрузке за счет заземления произойдет падение напряжения. Без заземления данные устройства также обесточат сеть при обрыве нуля.
Теперь рассмотрим самую саму худшую ситуацию. Частный дом, человек во дворе босиком касается заземленного корпуса. Расцепителя минимального напряжения нет, а СУП не работает. В этом случае нужно понимать, что на улице нужно использовать оборудование соответствующего класса электробезопасности. В противном случае единственной надеждой будет только заземление, значительно снижающее напряжение прикосновения. И здесь никакие нормы по повторному заземлению PEN проводника не применимы. Самое надежное заземляющее устройство в такой аварийной ситуации то, которое будет иметь наименьшее сопротивление.
Допустим, что до момента отгорания PEN в доме была включена нагрузка с током потребления 2 А. Соответственно сопротивление потребителя 110 Ом. Рассмотрим два варианта с повторным заземлением – 30 Ом и 4 Ом сопротивление заземлителя.
Как видно, при минимальном сопротивлении заземлителя (условно 4 Ом) значительно снижается напряжение прикосновения. Это важно, так как защитное отключение здесь не работает.
Разбираемся с повторным заземлением частного дома
Существует две наиболее распространённых системы заземления — TN и TT. Грубо говоря, в TN заземление берётся при расщеплении проводника PEN на PE и N, а в TT из забитого рядом с домом уголка.
Разбираемся с повторным заземлением частного домаПУЭ 7, п.1.7.59 гласит, что если условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены (т.е. магистральная линия находится в таком плачевном состоянии, что не может обеспечить надёжность проводника PEN), то допускается заземляться по схеме ТТ. К сожалению, ПУЭ не указывает, в каких именно случаях электробезопасность в системе TN не может быть обеспечена, поэтому догадываемся сами.
Согласно тому же пункту, в случае системы TT установка УЗО обязательна, и при этом сопротивление заземления должно рассчитывается таким, чтобы напряжение на корпусе электроприбора при повреждении изоляции никогда не превышало 50 В. Это условие соблюсти очень легко, поскольку дифференциальный ток УЗО равен всего 30 ма, а значит, согласно приведённой в пункте формуле, сопротивление заземления не должно превышать 50 В / 0,03 А = 1667 Ом. Такое большое сопротивление сможет обеспечить любая железка, воткнутая в землю.
Однако, если магистральная линия относительно надёжна, необходимо делать заземление по схеме TN. Давайте рассмотрим этот вариант подробнее, поскольку именно он вызывает много недопонимания.
Схема TN
Если отвод от магистральной линии к дому выполнен кабельной линией , повторное заземление на вводе не обязательно, но рекомендуется (ПУЭ 7 п.1.7.61). Если же отвод воздушный, то повторное заземление обязательно, если в доме используются хотя бы автоматические выключатели, а они в электроустановках домов используются всегда.
1.7.102. . на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника.
Автоматический выключатель является защитной мерой при косвенном прикосновении (не совсем правильная формулировка в ПУЭ, защитная мера от косвенного прикосновения). Если фазный провод замкнёт на корпус, через него пойдёт ток, который может автоматически отключить линию своим электромагнитным расцепителем. Я уж не говорю про работу УЗО, использование которого является хорошей практикой.
То есть, заземление воздушного отвода на вводе должно всегда выполняться. Но вот с сопротивлением этого повторного заземления возникает путаница из-за нечёткой формулировки (ПУЭ 7 п.п.1.7.102- 1.7.103). Есть два толкования. Одни специалисты говорят о 10 омах, другие — о 30 омах. Давайте разбираться.
1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей . всех повторных заземлений PEN-проводника каждой BЛ . должно быть не более . 10 . Ом . при линейных напряжениях . 380 . В источника трехфазного тока или . 220 . В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более . 30 . Ом .
Воздушная линия (ВЛ) включает в себя магистраль ВЛ, линейные ответвления и ответвления к вводу, что следует из ПУЭ 7, п.п.2.4.2-2.4.3.
Заземлитель — это один или совокупность соединённых между собой электродов, то есть, подземная часть одного заземления, неважно из скольких, скажем, уголков она сделана (ПУЭ 7, п.1.7.15).
Пункт 1.7.103 гласит, что сопротивление всех повторных заземлений ВЛ должно быть не более 10 Ом. Далее написано, что сопротивление каждого заземления должно быть не более 30 Ом. Другой информации нет. То есть, у ВЛ любое повторное заземление должно быть не более 30 Ом. А общее сопротивление всех заземлений не должно превышать 10 ом.
Согласно этому, сопротивление на вводе в дом должно быть не более 30 Ом. А цифра в 10 Ом вылезает, вероятно, когда за отдельную ВЛ ошибочно принимают её ответвление.
Также цифра в 30 Ом подтверждается ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) Приложение 3.1. Таблица 36. «Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств электроустановок», в которой значится цифра 30 Ом.
Также цифра 30 Ом фигурирует в различных электротехнических циркулярах и разъяснениях. По цифре в 10 Ом я не видел ни одного аргументированного объяснения с соответствующими ссылками на конкретные пункты нормативных документов. Значит, не пудрим себе мозги, и делаем на вводе в дом повторное заземление сопротивлением 30 Ом.
Самое подходящее место для такого заземления — вводное устройство, в котором размещена главная заземляющая шина, на которой происходит расщепление PEN на PE и N.
В следующей статье я расскажу о своей программе под Windows, с помощью которой можно довольно точно и очень легко рассчитать сопротивление заземлителя, сформировав настройками его конструкцию. Поэтому, чтобы не пропустить эту статью, подписывайтесь на мой канал. Также, ставьте лайки и пишите ваши замечания в комментариях.
TN-C-S и повторное заземление. Почему об этом все молчат!
При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и PEN проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется .
Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.
Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.
Что здесь не так? Может показаться, что первый абзац относится к системе TN-C-S, а «рекомендуется» и «не нормируется» относится к повторному заземлению при разделении PEN (совмещенный рабочий и защитный нулевой проводник) на PE (защитный проводник) и N (рабочий нулевой проводник). На самом деле речь идет о повторном заземлении проводников РЕ и PEN, которые могут быть как в системе TN-C (PEN), так и в TN-S (PE) и TN-C-S (PE). Третий же абзац уже непосредственно относится к повторному заземлению на вводах ВЛ (воздушных линий) к электроустановкам. И на этом этапе все переходят к пунктам 1.7.102 — 1.7.103 и с уверенностью утверждают, что повторное заземление на вводах ВЛ к электроустановкам частного дома (система TN-C-S) должно быть обязательным, а сопротивление растеканию заземлителя должно быть не более 30 Ом. Но здесь есть одно но, о котором почему-то все молчат. Поэтому читаем внимательно следующие пункты ПУЭ, а к этим «противоречивым» рекомендациям вернемся в завершении анализа.
На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN проводника . При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (смотреть главу 2.4).
Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.
В данном пункте необходимо уделить особое внимание второму абзацу и разобраться с более частыми заземлениями по условиям защиты от грозовых перенапряжений. Давайте рассуждать логически. Менее частые заземления для защиты от грозовых перенапряжений — это не что иное, как повторное заземление, отмеченное в первом абзаце. А для определения условий более частых заземлений, когда повторное заземление на вводах ВЛ к электроустановкам не требуется, необходимо ознакомится с главой 2.4, что также указано в первом абзаце. Помимо этого, стоит отметить, что даже если опустить второй абзац, то организация перечисленных повторных заземлений — это ответственность не владельцев частных домов, а оператора распределительной электрической сети.
В населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой ВЛ должны иметь заземляющие устройства, предназначенные для защиты от атмосферных перенапряжений. Сопротивления этих заземляющих устройств должны быть не более 30 Ом, а расстояния между ними должны быть не более 200 м для районов с числом грозовых часов в году до 40, 100 м — для районов с числом грозовых часов в году более 40.
То есть по нормам в населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой через 200 (100) метров должно быть установлено заземляющее устройство — это и есть более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений. Соответственно в частном секторе, если выполнено вышеуказанное требование (а оно должно быть выполнено обязательно), то на вводе в дом можно не делать повторное заземление PEN проводника!
Справедливости ради стоит отметить, что все перечисленные требования относятся как к системе TN-C, так и к TN-C-S. Нигде конкретно не уточнено требование для какой-то конкретной системы. А нас интересует именно TN-C-S. Поэтому единственный логичный пункт с учетом выполненных частых защит от грозовых перенапряжений, который можно использовать — это 1.7.61. Его мы рассматривали первым, и он гласит, что в системе TN на вводе в частный дом рекомендуется делать повторное заземление PE проводника с ненормируемым сопротивлением. А повторное заземление PEN проводника с нормой до 30 Ом к частному дому никакого отношения не имеет и входит в ответственность оператора распределительной электрической сети.
Видео по теме (буду рад новым подписчикам на ютуб канале):
Читайте также: