Меню

Для чего нужно повторное заземление нулевого провода

Как устроено повторное заземление

В современном мире трудно представить жизнь человека без электроприборов. Количество их в домах велико, и чтобы обеспечить необходимую безопасность их использования, требуется осуществить защитные меры от случайного поражения электрическим током. Одна из таких мер состоит в устройстве повторного заземления.

Основные виды

Защитное заземление позволяет защитить человека от удара током, если на корпусе прибора или установки случайно возникает напряжение. Опасный потенциал снимается либо обеспечивается срабатывание электрических защитных устройств с минимальным запаздыванием.

Естественными заземлителями считаются любые металлические предметы, которые находятся в земле. Устанавливающими норму документами не рекомендуется использование естественных проводников, потому что невозможно учесть такую величину, как сопротивление растеканию тока в грунте от них.

Искусственными заземлителями считаются устройства с заранее рассчитанными параметрами, специально созданные для сооружения заземления.

Глухое погружение нейтрали

Системы заземления разделяют на две большие группы: с глухо заземленной нейтралью и с изолированной. В схеме первого типа нейтральный проводник (обозначается N) всегда заземлен и может быть независимым от защитного PE-проводника, а может соединяться с ним, образуя PEN-проводник.

Если нейтральный провод объединен с защитным проводником, он образует систему TN-C, если проводиться отдельно − систему TN-S, в случае, когда объединен на подстанции с защитным проводником, а при входе в здание разделяется на два проводника – защитный PE и функциональный N, образуется система TN-C-S. Еще одним видом является система, при которой нейтральный проводник заземляется на подстанции и к потребителю трехфазный ток поступает по четырем проводам, одним из которых является ноль N. Это − система TT.

Применение системы TN-C

Система TN-C широко использовалась ранее при так называемой двухпроводной сети. В этом случае в розетках отсутствовал заземленный контакт. В сетях, сконструированных по этой системе, заземлялся нулевой провод, но при обрыве его, все приборы оставались под напряжением. Это вынуждало заземлять корпуса каждого отдельного электроприбора. В современных строящихся зданиях эта система не проектируется. Используется только в старых зданиях.

Применение системы TN-S

Система TN-S более совершенна, обладает высокой степенью электробезопасности, так как имеет отдельный заземленный проводник, но стоимость ее неоправданно высока. При трехфазном питании приходится прокладывать от источника пять проводов – три фазы, нейтраль и защитный проводник PE.

Для устранения недостатка системы TN-S была создана TN-C-S. Она предусматривает один проводник PEN, который представляет собой общий провод, заземленный по всей длине от источника питания до ввода в здание, а перед вводом разделяется на нейтраль N и защитный проводник PE. Эта система тоже имеет весомый недостаток. При повреждении проводника PEN на протяжении участка от подстанции до здания, все подключенные внутри здания приборы остаются под опасным напряжением. Для этой системы ПУЭ (Правила устройства электроустановок) требуют проведения мероприятий по устройству дополнительной защиты проводника PEN от механических повреждений.

Тип заземления ТТ

Система ТТ используется для подачи электричества за городом и в сельской местности по линиям электропередач, устанавливаемым на опорах. Подключение электроустановок по этой системе разрешается лишь в том случае, если невозможно обеспечить все условия электробезопасности в системе TN и избежать при этом неоправданных материальных затрат. При контакте с электроприборами защита от тока должна осуществляться путем отключения питания в цепи. Для этого правилами предписываются специальные изделия – устройства защитного отключения – УЗО.

Изолированный нейтральный проводник

Во втором варианте нейтральный провод совершенно не заземлен, или может быть связан с землей через установочные устройства, имеющие очень большое сопротивление. Такие системы применяют для ответственных объектов, например в медучреждениях для питания оборудования, используемого при поддержании жизнеобеспечения, на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Нейтраль, изолированная от заземляющего провода, защищена от возникновения наведенных токов. Заземление идет по отдельной шине, к которой подключены все заземляющие контакты в розетках.

Назначение и устройство

При изготовлении заземления по принципам вышеописанных систем, при обрыве заземленных проводников на корпусах электроприборов всегда существует возможность возникновения опасного напряжения, поэтому в таких системах ПУЭ регламентируют обязательное наличие повторного заземления в сетях.

Главной задачей, которая стоит при монтаже повторного заземления, является понижение напряжения, возникающего при касании открытых токопроводящих элементов электроприборов. Вследствие этого при замыкании на землю или на токопроводящие элементы корпуса, уменьшается вероятность получить травму от действия электрического тока.

Если смонтировано повторное заземление, то происходит следующее. При замыкании на корпусе отдельного электроприбора ток частично проходит в земле. В результате разность потенциалов между корпусом и землей уменьшается, и пользователь становится защищенным от удара током.

При реализации системы TN-C выполняется повторное заземление нулевого провода. Оно производится путем связывания проводника с землей через определенные интервалы и применяется вместе с основным контуром заземления.

В системе TN-C-S оно представляет собой повторное заземление нулевого защитного проводника PEN перед вводом в здание. Получается, что при обрыве проводника на участке «источник-здание» эффект заземления осуществляется через заземленный PE провод.

На вводе в электроустановку напряжением до 1 кВ обязательно монтируют повторное заземление, чтобы увеличить степень безопасности.

Повторное заземление на вводе в здание, независимо от его устройства, устанавливают еще и для того, чтобы исключить занос в цепи электротехники дома наведенных токов через внешние коммуникации. К тому же оно уменьшает потенциал на корпусе электроприборов, если вдруг оборвался N-проводник.

Читайте также:  Как прятать провода от телевизора

Линии электропередач

При использовании системы ТТ принцип повторного заземления реализуется путем соединения нулевого провода, расположенного на опоре линии электропередач с землей. Осуществляется заземление всех опор. Одновременно заземляются все стальные кронштейны, на которых закреплены изоляторы фазных проводов.

Необходимо устраивать повторное заземление на концах линий электропередач или на ответвлениях длиною 200 и больше метров. Для создания контура в первую очередь применяют естественные заземлители.

Совместимость с устройствами отключения

Все сказанное выше о повторном заземлении, как об одной из мер для повышения уровня безопасности при эксплуатации электроустановок, будет справедливо в том случае, если цепи в электроустановках защищены автоматами и предохранителями. При этом характеристики устройств отключения должны выбираться в соответствии с параметрами сети, полезной нагрузки.

Важно правильно выбрать материал и сечение проводников, как нулевого, так и заземляющего. Если в них возникнет ток короткого замыкания, то он должен минимум в 3 раза превышать порог срабатывания автоматики или других защитных приспособлений.

Нулевой провод делают непрерывным по всей длине от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Для соединения всех деталей этом участке применяют сварку. Присоединение к нейтрали допускается при помощи сварки или на болтах.

Важная характеристика – сопротивление

Контур повторного заземления обеспечивает в морозы и жару, в сухую и дождливую погоду сопротивление растеканию тока. Данное сопротивление не должно превышать 30 Ом при межфазном напряжении 380 В. Если напряжение 220 В, то сопротивление увеличивается до 60 Ом. Противодействие растекающемуся току должно быть максимум 10 Ом и 20 Ом соответственно для трехфазной и двухфазной сети.

При вводе в строение сопротивление у повторного заземления должно быть максимум 30 Ом.

Конструкция и материалы, используемые для контура повторного заземления одинаковы с применяемыми материалами для устройства основного заземляющего контура.

Качественное, выполненное с учетом всех норм и правил, повторное заземление обеспечит не только безопасность использования электроустановок, но и нормальный режим работы электроприборов, что позволит эксплуатировать их в соответствии с заявленными техническими характеристиками, повысить их функциональность и увеличить срок службы.

Источник



Повторное заземление PEN-проводника/нулевого провода ВЛ на вводе в дом/здание.

Информация из Правил(ПУЭ 1.7.102.): . 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.

Повторное заземление нулевого провода[pen-проводника] ВЛ на вводе к электроустановке загородного дома/здания:
— Следует отметить, если ВЛ выполнена неизолированными проводами — повторное заземление непосредственно на линии ответвления от ВЛ к дому не выполняется — в таких случаях нулевой провод заземляется только на опоре.

Возникает ВОПРОС, а как же заземление дома?.
ОТВЕТ: Если провода ВЛ неизолированные, то условия электробезопасности, при заземлении нулевого провода электросети дома, не могут быть обеспечены — в таких случаях для защиты при косвенном прикосновении, заземление открытых проводящих частей выполняется при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ) с обязательным применением УЗО (см.ПУЭ 1.7.59 и более подробно в — ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР № 31/2012 «О ВЫПОЛНЕНИИ ПОВТОРНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОМ ОТКЛЮЧЕНИИ ПИТАНИЯ НА ВВОДЕ ОБЪЕКТОВ ИНДИВИДУАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА» .

Теория — это одна тема, а исходя из нашей практики, можем констатировать, что наличие СИП в подмосковных дачных товариществах и даже наличие КЛ в новых, так называемых коттеджных поселках — не повод, чтобы без предварительной оценки технического состояния электросети, бездумно подключать заземляющее устройство электроустановки загородного дома к нулевому проводу источника питания.

Что такое нулевой провод?

Нулевой провод — это проводник, который соединен с заземленной частью трансформатора.


Если однофазные нагрузки (220В) потребителей, распределены неравномерно, то в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали (перекос фаз), которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. Это может привести к тому, что часть потребителей, будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Повторные заземления «нуля», позволяют снизить перекос фаз и выровнять фазные напряжения, отводят часть грозовых и коммутационных перенапряжений, обеспечивают время срабатывания автоматов защиты(которое регламентируется нормативными документами) и т.п.
Помимо выполнения защитных функций, заземление нуля может дополнительно быть функциональным для некоторых видов оборудования загородного дома — например некоторых марок энергозависимых газовых котлов. Электроника отдельных, так называемых фазозависимых моделей, считает ситуацию с появлением потенциала на нулевом проводе относительно земли, как аварийную и отключает оборудование. Эти же фазозависимые газовые котлы не работают от переносных генераторов без нулевого провода — в которых присутствуют две фазы по 110В.
Если рассматривать аварийную ситуацию на ВЛ, например обрыв или прогорание нулевого провода, то отсутсвие или несоответствие (повторных заземлений ВЛ) нормативам, может привести к непредсказуемым последствиям для потребителей.

Определение PEN (совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник) «появилось», когда для повышения уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий, был введен в действие первый из комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.1 (дата введения 01.01.95) на базе нормативов МЭК (Международная электротехническая комиссия).
Комплекс новых стандартов внедрил «Типы систем заземления» для электроустановок напряжением до 1 кВ, где каждая система является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания. В главе 1.7 ПУЭ 7-го издания (2002г.) дана классификация электроустановок в отношении применяемых систем заземления.

Читайте также:  Прокладка провода по лестнице

В настоящее время электросети частных домов, дач, которые запитаны от ВЛ — относятся (по ряду причин) к системам заземления TN-С, TN-C-S или ТТ .
Систему ТТ рассматривать не будем (другая тема).
Система заземления TN-С ещё осталась во многих загородных домах старой застройки, где не проводилась реконструкция электропроводки.
В связи с тем, что система TN-С запрещена для однофазных потребителей в новом строительстве и при реконструкции электросетей зданий (это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии — 1.7.132) — её тоже рассматривать не будем.

У электроустановок с типом системы заземления TN-C-S нейтраль питающей линии (PEN) раделяется на нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный (PE), а линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники).
В системе TN-C-S все открытые проводящие части эктроустановки имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции.
В соответствии с п.1.7.102 на вводах ВЛ к таким электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления — сопротивления которых нормируются.

Для обеспечения электробезопасности, должен быть выполнен комплекс требований, как к заземлению, так и к электропроводке дома, указанных в главах ПУЭ (гл.1.7 и гл.7.1)..
Эти требования взаимосвязаны и их частичное выполнение может привести неблагоприятным последствиям.

Сопротивление повторного заземления на вводе ВЛ к электроустановке загородного дома.

Какое должно быть сопротивление заземляющего устройства при повторном заземлении?
Электросеть загородного дома относится к электроустановкам напряжением до 1кВ(1000 Вольт) с глухозаземленной нейтралью.
Максимально допустимое сопротивление растекани ю тока НЕ ЗАВИСИТ от количества фаз, от выделенной мощности.
Сопротивление заземления зависит от ЛИНЕЙНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ.
Стандартное линейное напряжение питающих линий жилого сектора — 380 вольт.
Линейное напряжение — это напряжение между фазными проводами — его значение 380В.
Фазное напряжение — это напряжение между фазным и нулевым проводами — его значение 220В.

Сопротивление заземляющего устройства электроустановки загородного дома, до присоединения к нулевому проводу, при однофазном или трёхфазном вводе не должно превышать 30 Ом.

Нормы приёмо-сдаточных испытаний. Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств ПУЭ.

Подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ:

Где производить подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ?
Ответ на этот вопрос может дать только квалифицированный специалист. Невозможно везде произвести подключение по одному шаблону.
ВЛ для электоснабжения зданий индивидуального строительства, как и сами дома, строились в разное время, соответсвенно расположение вводных щитков — неодинаково. Вводной щит может находиться на опоре вне загородного участка, на самом участке, на стене дома, внутри дома и т.п.
Исходя из оценки ситуации на месте и руководствуясь нормативными документами, электрик должен определить возможно ли вообще выполнить условия электробезопасности при подключении к нулевому проводу — если да, то определяется оптимальное место.
Когда вводной щит находится внутри загородного дома, то при подключении следует учитывать возможные аварийные ситуации на ВЛ (например: обрыв нуля, протекание импульсных и коммутационных перенапряжений и т.п.), в таком случае — целесообразнее подсоединять заземляющий проводник, при повторном заземлении, к нулевому проводу[pen] снаружи, а не в щитке внутри дома, чтобы не создавать неконтролируемый проводник (ноль(pen) — земля) внутри строения, через который будут проходить непредсказуемые аварийные нагрузки ВЛ. Тоже самое касается и темы перехода с системы заземления ТТ на систему TN-C-S — следует хорошо подумать, прежде чем «тупо» ставить перемычку между шинами N и РЕ в вводном устройстве, находящимся внутри дома, запитанного от ВЛ.

ПУЭ (7.1.21.) — рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого на вводе в здание, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве РЕN проводника, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.

Как уже отмечалось выше: применение системы заземления TN-C-S в загородном доме — зависит от состояния ВЛ.

Не допускается нулевой рабочий — N и нулевой защитный — PE проводники подключать под один контактный зажим, в целях сохранения соединения защитного проводника с заземлением в случае выгорания(разрушения) контактов зажима.
Запрещается объединять нулевой защитный и нулевой рабочий проводники после разделения PEN-проводника на вводе в здание.

Заземлители и проводники, проложенные в земле, должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.(ПУЭ)

Площадь поперечного сечения, мм

Толщина
стенки, мм

для вертикальных заземлителей;

для горизонтальных заземлителей

для вертикальных заземлителей;

для горизонтальных заземлителей

__________
* Диаметр каждой проволоки.

Дополнения к ПУЭ по материалам и сечениям проводников:
— АССОЦИАЦИЯ «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР № 11/2006 «О заземляющих электродах и заземляющих проводниках»
— ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.»
Следует учитывать, что в ГОСТ Р 50571.5.54-2013, введенном с 2013 года в приложении D.3 (Заземляющие электроды заглубленные в грунт. Номенклатура) — сталь без антикоррозионного покрытия отсутствует.

Читайте также:  Нет провода питания блока розжига ксенона

Почему при монтаже следует измерять сопротивление заземления?

Главный показатель качества заземления — сопротивление растеканию тока заземлителя, которое зависит от удельного сопротивления грунта — чем больше удельное сопротивление грунта, тем сложнее получить требуемый результат.
Работы по монтажу заземлителя следует производить с измерениями сопротивления во время монтажа. Если комплект для заземления купить с маленькой общей протяжённостью электродов — глубины заземлителя может не хватить для достижения требуемого сопротивления.

На видео пример промежуточного замера сопротивления заземлителя для нулевого провода [на вводе к электроустановке загородного дома] во время монтажа:
глубина заземлителя 6 метров, сопротивление растеканию 273 Ома.
Это ответ на вопрос: следует ли продолжить монтаж?

Правила не прописывают конкретное значение сопротивления ЗУ для повторного заземления, а устанавливают максимально допустимое значение сопротивления растеканиЮ тока(30 Ом) — с корректировкой, в зависимости от удельного сопротивления грунта и сезонности и чем меньше зто значение -тем лучше. Заземляющее устройство, выполненное с максимально допустимым значением сопротивления — по ряду причин может не выполнить свою функцию в электроустановке дома при возникновении аварийных ситуаций на питающей линии. Оптимальный вариант (если есть возможность) — выполнить повторное заземление pen(нулевого провода) электроустановки загородного дома/ здания с значением сопротивления заземляющего устройства близким к сопротивлению глухозаземлённой нейтрали источника питания, которое в несколько раз меньше максимально допустимого значения для повторного заземления указанного в ПУЭ. Монтаж такого заземления будет более трудоёмким.

Где осуществляется повторное заземление?
5.18. На воздушной линии зануление должно быть осуществлено PEN-проводником, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода.
На концах ВЛ /или ответвлений от них/ длиной более 200 м, а также на вводах от ВЛ к электроустановкам, которые подлежат занулению, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника.
Что рекомендуется использовать в качестве заземлителей?
8.1. В качестве естественных заземлителей и заземляющих устройств рекомендуется использовать:
1-подземные или подводные части стальных и железобетонных конструкций и сооружений всех назначений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных и слабоагрессивных средах;
2- железобетонные фундаменты производственных зданий и сооружений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных, слабо- и среднеагрессивных средах, при условии приварки анкерных болтов стальных колонн (арматурных стержней железобетонных колонн) к арматурным стержням железобетонных фундаментов;
3-технологические, кабельные и совмещенные (стальные и железобетонные) эстакады промышленных предприятий;
4- проложенные в земле металлические трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
5- открыто проложенные металлические стационарные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
6-обсадные трубы буровых скважин;
7- рельсы электрифицированных железных дорог на станциях и перегонах, а также рельсы подъездных путей тяговых подстанций временного тока;
8- рельсы магистральных неэлектрифицированных железных дорог, а также рельсы подъездных путей, при наличии устройства преднамеренного электрического контакта между рельсами каждой рельсовой нити;
9- рельсы кранового пути при установке крана на открытом воздухе, при наличии преднамеренного электрического соединения между рельсами каждой рельсовой нити;
10-заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ (если трос не изолирован от опор ВЛ);
11- повторные заземлители ВЛ напряжением до 1 кВ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки PEN-проводником, при числе ВЛ не менее двух;
12- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, при числе кабельных линий не менее двух.
Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть осуществлены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие устройства на ВЛ постоянного тока, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений, рекомендуется использовать для повторного заземления PEN-проводника.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны быть выбраны из условия длительного прохождения тока не менее 25 А.
5.19. 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 трёхфазного 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. При удельном сопротивлении земли p более 100 Ом·м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 p раз, но не более чем в десять раз.
5.20. Крюки и штыри фазных проводов, установленных на железобетонных опорах, а также арматура этих опор, должны быть присоединены к PEN-проводнику. Стальные оцинкованные однопроводные заземляющие проводники должны иметь диаметр не менее 8 мм. Крюки и штыри фазных проводов, установленные на деревянных опорах, где выполнено повторное заземление PEN-проводника, подлежат заземлению.

Источник