Как подключить провод заземления — Информационный …

Провод заземления — сечение, маркировка, цвет, подключение, требования к заземляющим проводникам

Электрические установки, в большинстве своем, всегда заземляются при помощи специального провода заземления. Провод заземления призван соединить проводящие элементы установки с землей, имеющей изначально нулевой потенциал, и тем самым создать безопасный нулевой потенциал на заземляемом элементе.

Главное назначение провода заземления — защитить человека от поражения электрическим током, если питающее установку фазное напряжение по какой-то причине попадет на ее корпус.

В качестве примера можно привести стиральную машину, в проводке которой со временем повредилась изоляция и оголенный фазный провод в определенный момент соприкоснулся с ее металлическим корпусом бытового прибора.

В этом случае человек попадает под угрозу, так как коснувшись корпуса машины, он получит электротравму, поскольку ток потечет через его тело стремясь в направлении земли, а ведь человек стоит практически на полу, который не всегда оказывается надежно изолирован от заземленных проводящих предметов, тех же батарей отопления или арматуры.

Здесь следует понимать, что даже небольшой переменный ток, порядка 60 мА, способен оказаться для человека смертельным, особенно если данный ток пройдет через сердце.

Чтобы полностью исключить риск электротравмы и летального исхода, бытовые и промышленные электроустановки всегда оснащаются заземляющим проводом.

Данный провод электрически соединяет все проводящие элементы установки, которые в штатном режиме не должны быть под напряжением, с контуром заземления, имеющим нулевой потенциал. В этом случае, при пробое фазы на корпус (или на другую защищенную заземлением проводящую часть прибора), ток сразу потечет в землю по пути наименьшего сопротивления, то есть через провод заземления. И если в цепи есть устройство защитного отключения (УЗО), то и оно обязательно сработает.

Прежде всего, в большинстве установок, назначение провода заземления — защита человека, однако в некоторых случаях заземление необходимо для обеспечения нормальной работы электроприбора. Таким образом, провода заземления подразделяются на защитные и рабочие.

В любом случае проводник заземления, будь он рабочим или защитным, должен быть правильно смонтирован и обязан соответствовать неким требованиям. Данные требования определяются условиями эксплуатации установок и режимами их работы. В конце концов есть конкретные критерии, которые рассмотрим ниже.

Требования к проводу заземления

Если защищаемое оборудование, а прежде всего — его корпус, установлен стационарно и не предполагает частого перемещения с места на место, то в качестве заземляющего используют одножильный однопроволочный провод.

Если же заземляется например дверца щитка, которая время от времени движется, то здесь нужен гибкий многожильный провод.

Когда защитный проводник прокладывается по корпусу оборудования или укладывается открыто, он должен всегда быть в изоляции. При скрытой проводке допускается голый проводник.

Когда однофазная проводка еще только монтируется, целесообразно выполнить ее трехжильным кабелем, один из проводников в котором будет являться защитным, заземляемым, если же речь о трехфазой системе, то используют пятижильный кабель. В случае если проводка уже проложена, а заземление отсутствует, проводник заземления прокладывают отдельно.

Роль сопротивления

Очень важно чтобы электрическое сопротивление провода заземления было небольшим. По этой причине чаще всего в качестве проводов заземления используют проводники с медными жилами, так как медь отличается большей удельной проводимостью нежели алюминий или сталь.

Омическое сопротивление контура заземления вместе с подключаемым к нему проводником заземления крайне важно. Здесь влияют такие факторы как: сечение провода, переходное сопротивление в местах контакта проводника с оборудованием и с контуром заземления (болты, сварка) и контура заземления — с грунтом.

В зависимости от типа электроустановки, от величин фазных и линейных напряжений, согласно ПУЭ 1.7.101 — 1.7.103, требования к сопротивлению предъявляются следующие:

Кстати, согласно ПУЭ 1.7.121, в качестве проводников заземления можно использовать не обязательно отдельно прокладываемые медные провода, допускается использовать и проводящую бронированную оболочку кабеля, (прямое назначение которой — защита кабеля от механических повреждений) а также лотки, короба, рельсы, балки, и части конструкции сооружений, за исключением (согласно ПУЭ 1.7.123) металлических частей труб водоснабжения и газопроводов, а также арматуры, входящей в основу железобетонных конструкций.

Цветовая и буквенная маркировка провода заземления

Чтобы провод заземления можно было легко узнать и отличить от других проводов, ему соответствует индивидуальная цветовая и буквенная маркировка, данное положение регламентировано ПУЭ 1.1.29. Буквы РЕ, наносимые на клеммы, концы кабеля и схемы, обозначают землю.

Характерный цвет провода заземления — желто-зеленый, полосы желтого и зеленого цвета наносятся обычно по всей длине изоляции провода, либо в другой конфигурации, но так, чтобы эти два цвета были легко узнаваемы.

В некоторых сетях защитный заземляющий проводник совмещен с нулевым проводником. Но нулевой проводник, согласно ПУЭ 1.1.29, маркируется синим цветом и имеет обозначение N. Однако в случаях когда данные проводники совмещены, цветовая маркировка будет сочетать в себе синюю и желто-зеленую изоляцию.

Буквенное же обозначение будет заменено на РЕN. Данная маркировка не относится непосредственно к шинам питания, так как красный, желтый и зеленый обозначают в этом случае фазы, а нулевой проводник может быть бесцветным. В составе кабеля шина PE окрашивается черный цвет.

Сечение провода заземления

С активным сопротивлением провода заземления напрямую связаны эффективность и скорость срабатывания УЗО, а значит и надежность защиты человека от поражения электрическим током. Следовательно сечение провода заземления обязано соответствовать рабочим параметрам той линии, к которой данное заземление относится.

Практически проводник заземления не призван выдерживать такую значительную нагрузку, какую должны нести фазные проводники и нулевой проводник. По этой причине сечение проводника заземления принимается немного меньшим.

В соответствии с ПУЭ 1.7.126, площадь сечения проводника заземления PE принимается исходя из площади фазных проводников конкретной рассматриваемой линии. Так, если сечение фазного провода меньше 16 кв.мм, то сечение проводника заземляющего должно быть аналогичным.

Если фаза обладает сечением от 16 до 35 кв.мм, то сечение проводника заземления не может быть меньше 16 кв.мм. Если же фазные проводники отличаются сечением превосходящим 35 кв.мм, то сечение проводника заземления не может быть менее половины сечения такого фазного проводника. Кроме того целесообразно воспользоваться формулой для более точного определения сечения проводника заземления, дабы сэкономить материалы:

Здесь в расчет принимается величина тока короткого замыкания I, время срабатывания защитного устройства t, а также коэффициент С, характеризующий материал проводников и его изоляцию.

Подключение провода заземления

Прежде чем осуществить подключение провода заземления, находят и обозначают выводы всех жил кабеля с двух концов. Жилы легко найти по цветовым маркировкам. Фазные проводники имеют разнообразную цветную маркировку.

Синий или голубой — это нулевой проводник. Заземляющий же проводник всегда выделяется желто-зеленым или ярко-зеленым цветом. Если нет уверенности в соблюдении стандарта и порядка монтажа по маркировкам, провода стоит сначала прозвонить.

Когда все проводники надлежащим образом идентифицированы, приступают к подключению проводника заземления. Здесь обязательно применение обжима, опрессовки, пайки, наконечника или затяжки винтом с гайкой. Скрутка недопустима.

При соединении проводников из разных металлов (например медного и алюминиевого) — пользуются обжимной гильзой. После выполнения соединения проводников между собой, провод заземления подключают с одной стороны к контуру заземления, с другой — к корпусу защищаемого оборудования.

Система заземления IT. Как жить без нуля?

Сегодня публикую очередную статью Конкурса. На этот раз тема, достойная внимания профессионалов. И рассматривает её профессионал.

Встречайте – Василий Васильевич, инженер-разработчик оборудования для морских нефтяных платформ из Москвы. Прочитав мою статью про системы заземления, он решил, что её необходимо дополнить. В результате – эта статья.

Ну а я, как обычно, буду пользоваться служебным положением, и периодически вставлять свои 25 копеек)))

Система заземления IT или система заземления с изолированной нейтралью.

Обычно эта система описывается примерно так:

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

На этом всё описание системы IT обычно и ограничивается и совершенно не понятно как этим всем практически пользоваться? Как подключать потребителей, как подключать системы автоматизации?

Прежде всего, не понятно – если линейное напряжение 380 В, а фазное – 220, то как будет работать однофазная нагрузка? Ведь нуля нет, то есть фактически он оборван. А что произойдёт при обрыве нуля? Правильно, всё пойдёт в разнос – либо сгорит, либо просто не захочет работать. Как выходят из этого диссонанса в системе IT? Слушаем Василия дальше.

На эти вопросы я и постараюсь ответить.

Она широко используется на судах и всём, что считается судами, на морских нефтяных и газовых платформах, например. Не важно, что платформа стоит на дне моря, с точки зрения морского регистра она – судно

Чем система IT принципиально отличается от всех других систем?

Отличается она тем, что в ней нет ноля. Совсем нет. Никак нет. Вообще нет.

Что это значит практически?

Значит это то, что если у вас есть сеть 3 фазы 0,4 кВ, то вы НЕ СМОЖЕТЕ получить однофазное 230 В, как все привыкли, взяв один провод из фазы, а второй из нейтрали или из заземления. Нейтрали нет, а к проводу заземления подключаться НЕЛЬЗЯ, ЗАПРЕЩЕНО! Иначе у вас будет система не IT, а TT.

Как же подключить однофазную нагрузку в системе с изолированной нейтралью?

Здесь варианта два:

1) На нефтяных судах часто есть две параллельные трехфазные линии, линия 0,4 кВ 3 фазы и 230 В 3 фазы. Чтобы подключить прибор, предназначенный для использования в сети 230В, нужно включить его в сеть 230 В МЕЖДУ ДВУМЯ ФАЗАМИ, т.е. в линейное напряжение.

То есть, использовать не схему “звезда”, как это делается обычно для получения 220В, а схему “треугольник”, подключив нагрузку 220 В (которую язык почему-то не поворачивается уже назвать “однофазной”) к одной из сторон “треугольника”.

2) Использовать трансформатор, например понижающий 3Ф 400В / 3Ф 230 В. С трансформатором тоже два варианта, после него так же может быть система IT, либо трансформатор может обеспечить искусственную нейтраль на вторичной обмотке.

Обычно используют трансформатор 380 / 220 В, первичная обмотка которого подключена к любым двум фазам. Если нужно заземление, то один из выводов вторичной обмотки “глухо” заземляют, и получают систему TN-S (или, скорее TN-C-S). При правильном выборе защитного автомата и УЗО система обеспечит отличную защиту от КЗ и прямого прикосновения.

Однако, более безопасной будет система, в которой ни один из выводов трансформатора не подключается на корпус. Трансформатор может быть любым, главное, чтобы на его выходе было напряжение 220 В – не важно, линейное или фазное.

С подключением электродвигателей, клапанов и тому подобного, проблем обычно не возникает, а вот с автоматикой могут быть проблемы. Они связаны с тем, что не все приборы корректно работают при включении их питания в линейное напряжение 230 В (между фазами). Если столкнулись с этой проблемой, тут можно выйти из положения, либо заменой прибора, либо используя маломощный трансформатор с искусственным нолём после вторичной обмотки.

Теоретически да, прибору всё равно, откуда берётся напряжение 220В. А на практике, например, вместо измерения сигнала 4-20 мА какую-то ересь начинают показывать, при том, что датчики заведомо рабочие. Включаешь в обыкновенное фазное напряжение – всё работает. Видимо, что-то с архитектурой конкретных приборов не то. Не часто бывает, но мне пару раз попадалось.

Пример схемы IT

Как пример практической схемы смотрите фрагмент схемы подключения шкафа выпрямителей постоянного тока. Обратите внимание, что питание осуществляется из сети 3 фазы 230 В, каждый из трех выпрямителей включён между фазами, в линейное напряжение.

Пример построения схемы с системой заземления IT

Фактически, провод защитного заземления есть, он приходит со стороны питающего генератора, но он служит только для заземления корпусов блоков питания.

В данном случае выходное напряжение – постоянное 12 В, но может быть любым! А “минус” всех блоков питания заземлён. Выходы каждого БП через защитные автоматы (не показаны) поступают на нагрузки.

Надеюсь, стало понятней как практически устроено подключение потребителей к системе IT. Спасибо за внимание.

Голосование за эту и другие статьи будет открыто примерно через месяц, следите за новостями в группе ВК СамЭлектрик.ру! Если кто не подписан – рекомендую, нас ждёт ещё много интересного!

Как подключить заземление в щитке

Уют и комфорт в частном доме или квартире трудно представить без налаженной системы электроснабжения. Потребление электроэнергии постоянно увеличивается, поэтому защита людей и домашних животных от поражения электрическим током осложняется. Устранить риски, минимизировать последствия травм можно с помощью заземляющей системы, соединяющей точки электрической сети или энергетического потребителя с заземляющей конструкцией.

Конструкция и назначение заземляющих устройств

1. Рабочее используется для организации безопасности функционирования агрегатов промышленного назначения. Также распространено в частных хозяйствах.
2. Система защитного заземления обязательна для электросетей в жилом секторе.

Установка заземляющего устройства (ЗУ) требуется в соответствии с Правилами устройства электроустановок и Правилами эксплуатации электроустановок потребителей.

Прикосновение людей к токоведущим частям, открытым в результате неправильной эксплуатации электрооборудования, дефектов конструкции, прихода в негодность изоляции и других причин, встречается часто. Некачественная конструкция ЗУ и ее монтаж может повлечь тяжелые последствия для людей: электрический шок, ожоги, нарушение работы сердца и иных органов человека поражение током часто приводит к ампутации конечностей, инвалидности и даже летальным исходам.

Система заземления состоит из наружной и внутренней частей, которые стыкуются в электрическом щитке. Наружное заземляющее устройство состоит из комплекса металлических электродов и проводников, отводящих аварийный ток от электрооборудования в землю в безопасных для людей местах. Электроды называются заземлителями. Электрические жилы – это заземляющие проводники, представляют собой штыри длиной 1,5 м, диаметром 1 мм.

Изготавливаются промышленностью из меди или стали, покрытой медью. Их основное достоинство — повышенная проводимость тока. Вбиваются в землю молотами или кувалдами на глубину 50 см, контакт с землей должен быть максимально прочным, иначе ухудшится способность конструкции отводить ток.

Простая конструкция изготавливается из одного электрода. Применяется в молниеотводах или для защиты удаленных объектов и оборудования. В индивидуальных хозяйствах предпочтение отдается многоэлектродным устройствам. Размещаются в один ряд и называются линейными профилями ЗУ. Стандартная длина цепи — 6 метров. Между собой соединяются латунными муфтами, крепление резьбовое, сварка не рекомендуется. Заземляющие проводники устанавливаются через клеммы. Скручивания, пайки жил исключаются.

По-прежнему распространено такое устройство, как контур заземления (замкнутый вариант). Сооружается на расстоянии не ближе 1 метра и не далее 10 метров от дома. Размещается в траншее в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 3 м, глубина – 50 см, ширина – 40 см. По углам вбиваются заземлители. Эта же операция проделывается с другими вертикальными электродами (не свыше пяти единиц). Заземлители в нижней опорной части свариваются с горизонтальными изделиями.

Изготавливаются из меди, покрытого медью или цинком стального уголка (полка 5 мм, полоса 40 мм), Часто применяется стандартный уголок из нержавеющей стали любого профиля. Изделия не окрашиваются, так как в этом случае ухудшатся электротехнические свойства из-за ослабления контакта с землей.

Конструкция контура несложная, ее можно сделать собственными руками. Но работа упрощается при использовании готовых заземляющих устройств, представленных на рынке, в комплекте с которыми есть провода заземления. Финансовые потери окупятся за счет применения качественных материалов, стойких к коррозии и с большим сроком эксплуатации.

Подключение наружной части ЗУ к щитку

Для определения точного порядка подключения заземления к щитку требуется знание способа применения нейтрали. Она бывает изолированной и заземленной. Изолированная жила используется в сетях с повышенными значениями напряжения 3-35 кВ. При электроснабжении 380 В и 220 В эффективно работают оба варианта. Однако новые правила ПУЭ требуют заземлять нейтраль. Контуры должны возводиться под напряжение до 1000 В.

Популярны системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-S. Двухфазная TN-C устарела, но по-прежнему применяется в строениях, имеющих длительный срок эксплуатации. Их замена связана с трудностями технического и финансового характера. В этой схеме в качестве защитного заземляющего провода используется нулевая жила. С практической точки зрения, для жильцов квартир и домов кабельная и проводниковая продукция с 4 жилами выгодна: ее стоимость ниже, монтажные работы проще.

Интерес представляет вопрос, как подключить заземление в многоэтажном доме. Проводники подключаются к общей шине ЗУ. Затем шина выводится на корпус электрического щитка на этаже. Аналогичен процесс перевода TN-C на TN-C-S в домашнем щитке. Суть заключается в подключении нулевых защитных проводников на единую шину ЗУ с последующим креплением перемычкой с нулевой шиной.

Главный недостаток связан с опасностью повреждения нулевого провода. Тогда заземляющая конструкция придет в негодность. Регламентирующими документами введен запрет на использование TN-C в новостройках. Но для полной замены системы потребуются десятилетия.

Принцип работы TN-S основан на том, что нулевые рабочая и защитная линии подводятся к потребителю отдельными жилами от трансформаторной подстанции. В РФ и странах СНГ распространен промежуточный вариант TN-C-S, при котором разделение проводников производится непосредственно при вводе в дом. В обоих вариантах функции безопасности выполняет устройство защитного отключения (УЗО).

Однако для полноценного предупреждения и локализации последствий электрических ударов комплект защитных средств должен включать также автоматические выключатели в щитках, шину заземления РЕ для подсоединения нулевых проводников и контура заземления.

Последний обеспечивает условия для бесперебойной работы электрической техники. Кроме того, он снижает уровень излучения электрических агрегатов, кабелей и проводов, локализует шумовые явления в электросети.

Заземление в щитке проводится в следующем порядке (система TN-C-S). Два питающих провода, состоящих из фазного и совмещенного рабочего нулевого и защитного (REN), разделяются на три отдельные жилы. Для подключения фазной и рабочей жил используют изолированную от щита шину заземления. Каждая шина (N и Re) должна иметь собственную маркировку и цвет: ноль – синего, земля – желтого цвета. Жила N закрепляется на электрическом щитке с использованием изоляторов. Заземляющий контакт RE устанавливается на корпус. Между собой соединяются перемычкой из токопроводящего материала.

В дальнейшем эти провода заземления должны быть изолированы друг от друга во избежание короткого замыкания.

Многие пользователи отдают предпочтение варианту, когда кабели REN сохраняют свою целостность и подключаются к шине N, играя роль нулевых защитных проводников. Достоинство этой схемы заключается в том, что на свободную шину RE замыкаются провода заземления бытовых потребителей электрической энергии. При перегорании линии REN, все токоприемники будут продолжать сохранять заземляющие контакты.

Ошибки при установке ЗУ

1. Использование в качестве контура металлических заборов или мачт. Не учитывается сопротивление току и создается опасность тяжелого поражения током людей в случае аварии в системе.
2. Подключение контура непосредственно к корпусу электроприборов, минуя заземляющие шины в щите.
3. Установка отдельных выключателей в нулевом проводнике. При выходе устройства из строя электроприборы могут оказаться под напряжением. Иногда контакт нулевого провода не прочен. Последствия те же.
4. Использование для заземлителей изделий меньшего сечения или толщины. Подобные электроды под воздействием коррозии быстро выходят из строя.
5. Использование как заземлителя рабочего «ноля». Повышается вероятность того, что система окажется под напряжением.
6. Расположение горизонтальных заземлителей на поверхности земли. При аварии зона поражения увеличится.
7. Подключение заземления к трубе отопления. Нельзя сказать, какое направление возьмут блуждающие токи, поскольку неизвестна ситуация в соседней квартире. Возрастает вероятность поражения током посторонних людей.