Как выбрать главную заземляющую шину — сечение, медь или сталь, подключение.
Как мы все знаем, напряжение – это разность потенциалов. Если потенциалы равны, то и напряжения между этими точками нет, а значит и током вас здесь не ударит.
С этой целью в зданиях и делают систему уравнивания потенциалов (СУП). Она может быть основной (ОСУП) и дополнительной (ДСУП).
Прежде чем предпринимать подобное, необходимо уточнить в управляющей компании, охвачен ли весь дом ОСУП или нет. Вот наглядная картина того, что может происходить с трубами в многоэтажках, при отсутствии общего заземления и уравнивания потенциалов.
Как правило, в новостройках проблем со всем этим нет, и ДСУП является обязательной. А вот в старом жилом фонде ОСУП отсутствует. Поэтому в таких случаях никакой самодеятельности!
Иначе поубиваете соседей при первой утечке тока или повреждении изоляции.
Основная система уравнивания потенциалов соединяет между собой главные инженерные коммуникации на вводе в здание и другие проводящие части оборудования.
Система должна отвечать требованиям двух нормативных документов:
Циркуляр был выпущен для разъяснения некоторых положений и рекомендаций ПУЭ, дабы согласовать эти рекомендации с требованием ГОСТ Р51321.1-2000 и ГОСТ Р51732-2001.
Разъяснений некоторые рекомендации ПУЭ действительно требуют, поскольку большинство их почему-то трактуют по разному.
Основой ОСУП является главная заземляющая шина – ГЗШ. Какой она должна быть и из какого материала выполнена?
В ПУЭ 1.7.119 говорится о том, что функцию ГЗШ может выполнять РЕ шина внутри распределительного устройства. Зачастую так и делается.
А если ГЗШ вынесена наружу щитовой, отдельно от ВРУ и смонтирована на стене, каких правил при выборе и расчетах здесь придерживаться?
Сначала определимся по материалу изготовления. Пункт 8 циркуляра говорит о том, что отдельно установленную ГЗШ рекомендуется делать из стали.
При этом ПУЭ утверждает обратное, что ГЗШ в первую очередь должна быть медной.
Алюминий при этом категорический запрещен!
Кому же в этой ситуации верить и что в конечном итоге выбрать, сталь или медь?
Выбор всегда остается за вами, но опытные профессиональные электромонтеры все же предпочитают медь. Объясняется это тем, что инспекторы энергонадзора при проверках, охотнее подписывают все бумаги при наличии именно медной ГЗШ.
Лишних вопросов и жарких споров не возникает.
Главная заземляющая шина должна соединять между собой такие элементы как:
Металлический уголок или полосу, которые закапывают в землю на улице или в подвале дома.
А теперь главный вопрос – какого же сечения должна быть заземляющая шина? От чего это зависит, где ее установить и как подключить?
Опять обратимся к документам. ПУЭ говорит, что шина установленная в щитовой, то есть там, где есть доступ только для специально обученного персонала может быть:
То есть, под один болт разрешается сажать не более одного проводника или наконечника.
В то же самое время циркуляр говорит немного иначе. Согласно ему, сечение ГЗШ выбирается по следующей таблице:
Как видите, здесь выбор делается не исходя из сечения PEN питающего кабеля, а в расчете на фазную жилу!
Все мы знаем, что Pen проводник может быть как равен фазному, так и иметь меньший размер. Например, если у вас кабель от 35мм2 и более, то вы имеете полное право для PEN взять сечение в половину меньше фазного.
Хотя чаще всего питающий кабель от подстанции приходит с одинаковыми жилами (4*120мм2, 4*150мм2).
Получается, что если у вас кабель слишком толстый, то по вышеприведенной таблице вовсе не обязательно подбирать такую же большую медную шину ГЗШ. Главное, чтобы она была сечением в половину от фазной жилы.
Но на практике следует учитывать обе ситуации. То есть, делайте так, чтобы ваша ГЗШ отвечала обоим условиям:
В этом случае к вам никаких претензий относительно системы заземления и уравнивания потенциалов не будет.
Не всегда ясно, кто будет принимать готовый объект. Насколько он окажется компетентен в своей сфере. Если же делаете, что называется для себя, то выбирайте наиболее оптимальный и экономный вариант, не оглядываясь на возможных инспекторов.
При расчете сечения не забывайте про разницу материалов и марку кабеля.
Питающие вводные кабеля, как правило, выполнены из алюминия. А шину мы решили делать из меди!
Соответственно полезную площадь сечения алюминия, вам придется пересчитать на медь. Помогут в этом деле таблицы ПУЭ для допустимых длительных токов медных и алюминиевых проводов.
Смотрите пропускную способность алюминиевого кабеля и уже по этому току в аналогичной таблице подбираете сечение медной шины.
К примеру, если у вас вводной кабель АВБбШв 4*120мм2, то его PEN проводник имеет сечение 120мм2 и ток I=295А.
По меди это соответствует сечению жилы чуть более 70мм2.
Сообразно этому вам и следует подбирать медную шину ГЗШ. Стандартного размера 4*30мм будет более чем достаточно.
При этом конечно нужно учитывать толщину крепежного болта. Иначе высверлив под него отверстие, у вас может не остаться полезной площади для плотного прилегания наконечника.
В этом случае выбирайте шинку потоньше, но несколько большую по ширине.
Дополнительные размеры медных шин:
При желании сэкономить и выборе в качестве материала ГЗШ не меди, а стали, берите данные по токам из другой таблицы, относящейся к стальной полосе.
Здесь как понимаете, размеры уже будут существенно отличаться.
А вот уже готовая таблица для выбора сечения главной заземляющей шины для тех, кто не хочет ничего считать и желает сразу получить готовый результат.
После расчета сечения и выбора габаритных размеров, необходимо проделать отверстия под болты. Для качественного результат эти отверстия в шине выдавливаются специальным прессом (при его наличии).
Если у вас его нет, ничего страшного. Сначала высверливаете их обычным сверлом, а затем при необходимости расширяете ступенчатым.
Сам шина крепится на поверхность стены или корпуса шкафа при помощи опорных изоляторов.
Длину шины рассчитывайте исходя из количества присоединяемых проводников. Самый главный из них – PE или PEN проводник питающей линии.
После изготовления не забудьте нанести соответствующие надписи, которые в зашифрованном виде будут нести всю полезную информацию по ГЗШ. Вот к примеру маркировка заводской шины:
Как правильно ее расключить в щитовой? Чаще всего с подстанции приходит 4-х жильный кабель с совмещенным нулевым рабочим и защитным проводником. Этот PEN проводник изначально должен сажаться на нулевую защитную шину.
И только уже с нее, делается перемычка на нулевую рабочую шину.
Далее вводная PE шина, соединяется с главной заземляющей шиной отдельным PE проводом.
Запомните, что допускать к монтажу систем заземления и уравнивания потенциалов следует действительно квалифицированных людей, до мелочей знающих и понимающих все нюансы и специфику работы.
Нередко грамотный электрик подобен врачу. От его компетенции напрямую зависят жизни посторонних людей.
Собрать шкаф ГЗШ это весьма непростое занятие и порой на его монтаж и комплектацию уходит времени не меньше, чем на сборку трехфазных распределительных щитов.
Вот весьма неплохое и подробное видео на эту тему.
Источник
Схема подключения проводников pe и n к pen(разделение pen — проводника)
Необходимость разделения PEN-проводника
Почему многие пользователи разделяют PEN-проводник? Ответ прост, и он прописан в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Согласно ПУЭ, при подаче напряжения 380/220 В, должна монтироваться система заземления ТN-S, в некоторых случаях допускается ТN-С-S. К сожалению, состояние электропроводки в многоэтажных домах оставляет желать лучшего и в качестве заземления практически везде установлена TN-C. Такие устаревшие нормы небезопасны при нагрузках современных бытовых приборов, а защита электрической сети является главным критерием безопасности проживания в квартире или частном доме.
Обязательным условием перехода на более современные ТN-S или ТN-С-S служит разделение PEN-проводника на PE и N. При такой процедуре PEN-проводник разделяют на рабочий и защитный ноль. Многие пользователи стараются выполнить это самостоятельно, чтобы не привлекать людей с соответствующим образованием, что станет причиной лишней траты средств. Последствием становится неправильный монтаж, что приводит к серьёзным проблемам с эксплуатацией электросети.
Ошибки при разделении PEN проводника на PE и N
Самой распространенной ошибкой при раздельной прокладке проводников PE и N является их объединение за точкой разделения. В нормальном состоянии аппаратуры по проводнику РЕ не должен протекать ток, а в результате объединения он начинает работать как рабочий ноль (нейтральный проводник). Как результат – неправильная работа устройств защитного отключения (УЗО). Распространенный вариант ошибки – установка перемычек между нулем и заземляющим контактом (РЕ) розетки. Наиболее тяжелые последствия такого объединения возникают в случае обрыва нулевого проводника до места подключения в розетке.
Вторая ошибка – выполнение раздельных контуров заземления для различных устройств в одном здании. В таком случае на различных концах проводника РЕ возникает разность потенциалов, что приведет к протеканию тока в РЕ проводнике. При обрыве РЕ между устройствами, возможно поражение электрическим током. Еще такое подключение может вызвать сбои в работе цифрового оборудования.
Третья ошибка – использование в качестве заземлителя РЕ проводника арматуры здания или водопроводных труб. Арматура дома не гарантирует надежного контакта с землей, а водопровод может иметь места, поврежденные коррозией или непроводящие пластиковые вставки. Если заземление РЕ выполнено на водопровод в нескольких квартирах, то может возникнуть ситуация как во второй ошибке.
Разделение PEN проводника на PE и N?
Мы решили упростить информацию про разделение pen проводника и поэтому вся информация будет предоставляться с картинками. В качестве своего примера мы будем рассматривать питание жилого дома.
С места разделения PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный PE дальнейшее их объединение запрещается. В месте их разделения должно устанавливаться два зажима, которые необходимо промаркировать:
- Шина PE может иметь и второе название ГЗШ.
- Шина N.
Для перемычки вы можете использовать любой провод, который имеет такое же сечение. Иногда можно установить и две перемычки. Шина или зажим обязательно должны иметь отдельные точки подключения. Подключать их в одном месте запрещено.
Шину N необходимо установить на специальных изоляторах, а шину PE можно закрепить прямо на корпус.
В этом пункте указано, что в качестве повторного заземления можно использовать естественные заземлители. Если сопротивление заземляющих устройств будет удовлетворять требованиям ПУЭ, тогда шину PE можно соединять с помощью проводника. С этой точки электроустановки вводный PEN проводник разделен на нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники.
Системы заземления
Основой конструкции систем безопасности от удара током является схема включения обмоток электрической машины на электростанции или подстанции. Несмотря на то, что источником электроэнергии является электрический генератор, он отделен от потребителей целой системой электропередачи. Она состоит из трансформатора, проводников и дополнительного оборудования. Но поскольку электрогенератор трехфазный, вся последующая электросеть передачи электроэнергии также трехфазная. Но ее конфигурацию задают обмотки трансформаторов.
Для оптимального использования мощности каждой фазы, в том числе и с возможностью построения однофазных электросетей, обмотки трансформатора соединяются звездой. Из точки соединения всех трех обмоток исходит проводник, именуемый нейтралью. Существуют электрические сети, в которых она соединена с заземляющим устройством. В этом случае получается глухо заземленная нейтраль. Также существуют сети, в которых отсутствует специальное соединение с заземляющим устройством. В этом случае получается изолированная нейтраль.
Но ее изолированность условная. Существует емкость проводников относительно земли, а также эквивалентное сопротивление относительно земли прочих элементов электрической сети. Поэтому для изолированной нейтрали характерно сопротивление относительно земли с той или иной величиной. Когда электрооборудование присоединяется к электросети с напряжением до 1000 В с одной из двух типов нейтрали применяются дополнительные защитные проводники:
- PE (от английских слов Protective Earth),
- заземляющий,
- уравнивания потенциалов.
Также используются рабочие проводники, предназначенные для прохождения токов нагрузки между потребителями и нейтралью:
- нулевой нейтральный (N),
- совмещенные нулевые защитный рабочий (PEN).
Так выглядит заземляющее устройство. Комбинация желтого и зеленого цветов изоляции обязательна только для провода РЕ и прочих защитных проводов
Надежное заземление проводника РЕ на ВРУ
Для устройства контура заземления нужно три штыря из стального проката диаметром не менее 16 мм и длиной 3 м. Из забивают в углах равностороннего треугольника в заранее выкопанную траншею глубиной 30-50 см. Стороны треугольника должны быть 2.5 – 3 м. Верхние концы штырей свариваются между собой стальной полосой размерами 4х30 мм.
Контур заземления
Вместо стального проката допускается использовать трубу диаметром не меньше дюйма с четвертью с толщиной стенки от 3,5 мм или стальной уголок 50х50 мм. Для облегчения забивания концы штырей нужно заострить подручным инструментом
Места сварки и соединительную шину обязательно нужно хорошо прокрасить для защиты от коррозии. Важно! Заземляющие штыри красить нельзя!
От контура к шине РЕ прокладывается проводник из стали или меди. Сечение Стального проводника должно быть не менее 100 мм2, а медного соответствовать сечению РЕ проводника или больше. После монтажа контура заземление силами энергопоставляющей организации нужно измерить сопротивление растекания контура заземления. Оно должно быть не более 10 Ом при питании трехфазным током с линейным напряжением 380 В (фазное напряжение – (220 В).
Для чего разделять PEN на две части
Правильное разделение
Разделять ПЕН провод на жилы PE и N имеет смысл лишь в том случае, когда каждую из них предполагается использовать по своему прямому назначению. Это удается сделать в следующих случаях:
- в частном (загородном) доме, когда в распределительном щите делается отвод от PE шины, используемый для организации местного повторного заземления;
- в городском многоквартирном доме, где жильцы подъезда договорились обустроить общий заземляющий контур на улице рядом с подъездом;
- медный спуск ведется от провода PE к самодельному заземляющему контуру.
Когда в городских домах в подъездном щитке между шинами ставится перемычка, говорить о полноценном заземлении не приходится. В нормативной документации по этому поводу приводится рекомендация без подробного объяснения действия такого «заземления».
Реализация разделения
С учетом наличия на выходе точки разделения двух различных проводников саму процедуру выполняют с помощью двух отдельных шин. Одна из их предназначена для подключения рабочих проводников, вторая обслуживает защитные. Шины в обязательном порядке соединяют между собой перемычкой. Функции перемычки можно возложить на любой провод или жесткую шину, материал и сечение которой совпадают с основными.
Практикуется установка шины N на изоляторах, тогда как шина PE монтируется прямо на корпус ВРУ. Пример монтажа шин показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Пример монтажа шин N и PN в корпусе ВРУ. Фото взято в качестве иллюстрации с сайта rx-it.ru
Шины в обязательном порядке должны быть снабжены соответствующей маркировкой.
Провода или перемычки на шины, обслуживающие рабочие и защитные проводники, подаются от специальной расщепляющей шины, которая предназначена для подключения PEN-проводника., рисунок 3. При отсутствии в составе этой части проводки автоматического выключателя шина расщепитель не применяется, что позволяет значимо увеличить эксплуатационную надежность проводки уменьшением количества болтовых соединений в ее составе.
Рисунок 3. Реализация перехода с применением трех шин
Их соображений удобства эксплуатации допускается установка нескольких защитных перемычек N-типа.
В области выполнения перехода провода РЕ и PEN целесообразно заземлить еще раз. Для этого привлекаются специально организуемые контуры заземления или же заземлители естественного характера. Данная особенность оговорена ПУЭ в пункте 1.7.61. Параметры заземления этой разновидности действующими нормативами не задаются, но, исходя из здравого смысла и с учетом выполняемых функций, имеет прямой смысл обеспечить минимальное сопротивление. В качестве ориентира можно использовать значение 4 Ом.
Почему нельзя разделять PEN проводник в этажном щите
Такой вариант нельзя применять по целому ряду причин:
Если принимать во внимание исключительно положения ПУЭ, то в них говорится что разделение проводов должно происходить на вводном автомате многоквартирного или частного отдельного дома.
Даже если квартирный щиток считать водным автоматом (что сделать довольно-таки проблематично), такое подключение будет неправильным согласно другому требованию, а именно – PE проводник должен быть повторно заземлен, чего в этажном щитке добиться невозможно.
Даже если исхитриться и подвести заземление к этажному щитку, то есть еще одно препятствие, грозящее большими штрафами. Дело в том что электрическая схема при строительстве дома утверждается в нескольких инстанциях и ее самовольное изменение это грубейшее нарушение всех существующих правил – по сути это изменение проекта по которому дом был подключен к сети
Такими делами должна заниматься исключительно организация обслуживающая этот дом или район.
Разумеется, если таковая организация и будет планировать какие-либо работы по разделению Pen проводника, то нет смысла возиться с каждым этажном щитком в отдельности. Самым оптимальным вариантом будет разделения его на вводном автомате, что и будет делаться.
Дополнительный довод в пользу разделения Pen проводника на одном автомате жилого дома является требование ПУЭ (п. 7.1.87) монтировать в этом месте система уравнивания потенциалов.
В любом другом месте ее делать запрещено, а это означает, что разделение PEN проводника в этажном щите в любом случае будет сделано без соблюдения всех необходимых правил и мер предосторожности. Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район
Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район.
Переделка старой системы питания TN-C под соответствие с системой TN-C-S
Проводник РЕ дополнительно подключается к заземляющему устройству дома (выполняется повторное заземление).
Для того, чтобы перевести систему питания на более совершенную TN-C-S разделяют PEN проводник на PE — защитный и N – нейтральный. По своему принципу система TN-C-S заключается в том, что подходящий к дому проводник PEN на вводно-распределительном устройстве (ВРУ) разделяется на два раздельных и в таком виде подходит к конечному потребителю.
Розетка с заземляющими контактами
Конструкция розеток такова, что при включении сначала замыкаются заземляющие клеммы, а уже затем клеммы с фазным и нулевым проводниками. Нейтральный (нулевой проводник служит для передачи электрической энергии потребителю, а защитный для обеспечения безопасности.
Варианты расщепления проводников
Вводное распределительное устройство
В распределительном щите, где производится разделение PEN проводника, заземление организуется методом расщепления, но между N и PE обязательно устанавливается перемычка
При этом важно, что земляная шина подключается первой, а только после этого оформляется присоединение рабочей жилы. В этой ситуации возможны четыре варианта включения PE провода:
- Перемычка между ней и проводником N отсутствует – рабочий нулевой контакт и заземляющая шина не связаны электрически. УЗО в защитной цепи также не ставится.
- Перемычка между этими клеммами есть, а УЗО не установлено.
- PE для заземления и N закорочены и установлено УЗО.
- Перемычки нет, но есть УЗО.
- Аварийная фаза попадает на корпус прибора.
- Затем она поступает на шину заземления.
- Далее по ней идет на контур трансформаторной подстанции.
При рассмотрении проблемы важно учитывать сопротивление заземляющей цепочки, обычно не превышающей 20 Ом с учетом сечения PE проводника в мм. квадратных
В случае аварии тока КЗ будет недостаточно для отключения вводного автомата. Защитная цепь будет функционировать до тех пор, пока поврежденный участок на приемной стороне не сгорит полностью. Человеку эта ситуация ощутимого вреда принести не сможет, а вот оборудование получит серьезные повреждения (худший вариант – его возгорание и пожар).
Перемычка есть, автомат УЗО отсутствует
Схема разделения PEN проводника для однофазной сети
В этом случае важную роль играет длина питающей линии (удаление места ее повреждения от вводно-распределительного электрощита), определяющая сопротивление провода для стекания заряда. При аварийном замыкании фазы на корпус поврежденного оборудования ток утечки сначала попадает на заземляющую шину. Далее у него имеется только два пути: часть аварийного электричества уходит в грунт, а другая по нулевой шине вызовет срабатывание автомата на вводе. В рассмотренной ситуации перемычка используется на случай, если по какой-то причине не сработал АВ. Но поскольку последнее практически невозможно, нет разницы, есть ли она или отсутствует.
Перемычка есть и установлено УЗО
Поскольку все защитные и рабочие проводники обладают определенным сопротивлением, в этом случае УЗО должно срабатывать в штатном режиме. При образовании замыкания на корпус ток утечки сначала поступает на само УЗО и лишь после этого уходит на ввод жилого дома. Здесь он, как и в предыдущем случае, разделяется на две части: какая-то доля целого уходит в землю, а часть через перемычку возвращаются в щиток, выключая вводный автомат. Однако до этого дело, как правило, не доходит, поскольку УЗО срабатывает значительно быстрее.
В этой ситуации перемычка не имеет особого значения и является только подстраховкой на всякий случай: если вдруг по странному стечению обстоятельств не сработает УЗО.
Перемычки нет и установлено УЗО
Такая схема будет срабатывать так же, как при наличии перемычки. Единственное отличие от предыдущего случая – отсутствие страховки при выходе из строя УЗО, что маловероятно. Если это все-таки произошло, схема начнет отрабатывать по первому из рассмотренных вариантов. При этом вводный прибор не срабатывает до тех пор, пока КЗ на корпус не трансформируется в фазное короткое замыкание.
Классификация нулевых шин
По выполняемым функциям входящие в состав системы энергоснабжения нулевые шины делятся на следующие виды:
- N – функциональный или рабочий «нуль», являющийся проводником для токов нагрузки.
- PE – специально прокладываемый защитный «нуль», обеспечивающий возможность организации заземления на приемном конце в удобном месте.
- PEN – проводник, совмещающий функции обеих этих шин.
Каждый из проводников на схемах выделяется определенным цветом (N – синим, PE – желто-зеленым, а PEN – их комбинацией). Они обязательно подбираются по своему сечению, которое не должно быть меньше этого же показателя для фазных шин.
Указанная расшифровка также позволяет понять, зачем нужно разделять PEN проводник, для чего он служит, как можно обустроить заземление на стороне потребителя.
Особенности выполнения разделения
Само разделение комбинированного защитного проводника PEN на нулевой N и защитный PE осуществляется на вводе электрической установки. В этом случае защитный проводник PE иногда называется главной заземляющей шиной.
Применительно к индивидуальным жилым домам в качестве места разделения естественным образом выбирают вводный щиток, для домовладений многоквартирных домов эту процедуру целесообразно осуществить на ВРУ.
Разделение может быть выполнено как в однофазной, так и в трехфазной сети. Принципиального отличия между ними не имеется за исключением количества фазных проводов.
Для исключения лишних потерь электроэнергии разделение целесообразно выполнить до счетчика.
Источник