Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной
нейтралью

Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если
в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора либо генератора с шиной PEN
РУ до I кВ, установлен ТТ?

Ответ . Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора либо
генератора конкретно, а к PEN- проводнику, по возможности сходу на ТТ.
В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S
должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует располагать как можно поближе к выводу
нейтрали трансформатора либо генератора.

Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому
присоединены нейтрали генератора либо трансформатора, либо выводы источника
однофазового тока?

Ответ . Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно
при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока либо 380, 220 и 127 В источника
однофазового тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом
использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных
заземлений PEN- либо PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий
не менее 2-ух.

Каким должно быть сопротивление заземлителя, размещенного
в непосредственной близости от нейтрали генератора либо трансформатора, либо
вывода источника однофазового тока?

Ответ. Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответствующего при линейных

и 127 В источника однофазового тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м
допускается наращивать обозначенные нормы в 0,01 ρ раз, но не более
десятикратного.

В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN-
проводника?

Ответ . Должны быть выполнены 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 использовано автоматическое отключение
питания.

Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том
числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое
время года?

Ответ . Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных
напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока либо 380, 220
и 127 В источника однофазового тока. При всем 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 ρ > 100 Ом×м
допускается наращивать обозначенные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.

Заземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ
с изолированной нейтралью

Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего
устройства, применяемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая
часть) в системе IT?

Ответ . Должно соответствовать условию:

где R - сопротивление заземляющего устройства, Ом;

U пр — напряжение прикосновения, значение которого принимается равным
50 В; I - полный ток замыкания на землю, А.

Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего
устройства?

Ответ . Обычно, не требуется принимать значение этого сопротивления
наименее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если
соблюдено условие

R ≤ U пр /I,

а мощность генераторов либо трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе
суммарная мощность генераторов либо трансформаторов, работающих параллельно.

Заземлители

Что может быть применено в качестве естественных заземлителей?

Ответ . Могут быть применены:

o железные и железобетонные конструкции построек и сооружений, находящиеся
в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты построек
и сооружений, имеющие защитные водоизоляционные покрытия в неагрессивных,
слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;

o железные трубы водопровода, проложенные в земле;

o обсадные трубы буровых скважин;

o железные шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части
затворов и т.п.;

o рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных стальных дорог и подъездные
пути при наличии намеренного устройства перемычек меж рельсами;

o другие находящиеся в земле железные конструкции и сооружения;

o железные оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Дюралевые
оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.

Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих
жидкостей, горючих либо взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации
и центрального отопления?

Ответ . Использовать не допускается. Обозначенные ограничения не исключают
необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству
с целью уравнивания потенциалов.

Заземляющие проводники

Какое сечение обязан иметь заземляющий проводник, присоединяющий
заземлитель рабочего (многофункционального) заземления к главной заземляющей шине

Ответ . Обязан иметь сечение не менее: медный - 10 мм> 2 ,
алюминиевый - 16 мм 2 , стальной - 75 мм?.

Основная заземляющая шина

Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины снутри
вводного устройства? Ответ . Следует использовать шину PE.

Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине?

Ответ . Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) - проводника
питающей полосы. Она должна быть, обычно, медной. Допускается применение
ее из стали. Применение дюралевых шин не допускается.

Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины?

Ответ . В местах, доступных только квалифицированному персоналу, к примеру,
щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах,
доступных сторонним лицам, к примеру, подъездах и подвалах домов, она должна
иметь защитную оболочку - шкаф либо ящик с запирающейся на ключ дверью.
На дверце либо на стене над шиной должен быть нанесен символ.

Как должна быть выполнена основная заземляющая жила в случае, если здание
имеет несколько обособленных вводов?

Ответ . Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.

Защитные проводники (PE-проводники)

Какие проводники могут употребляться в качестве PE-проводников
в электроустановках до 1 кВ?

Ответ . Могут употребляться:

—
специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные
либо неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно
проложенные изолированные либо неизолированные проводники;

—
ОПЧ электроустановок: дюралевые оболочки кабелей, железные трубы
электропроводов, железные оболочки и опорные конструкции шинопроводов
и комплектных устройств промышленного производства;

—
некие посторонние проводящие части: железные строй конструкции
построек и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных
строй конструкций построек при условии выполнения требований, приведенных
в ответе на вопрос 300, железные конструкции производственного предназначения
(подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов,
обрамления каналов и т.п.).

Могут ли быть применены в качестве PE-проводников посторонние
проводящие части?

Ответ . Они могут быть применены, если отвечают требованиям истинной
главы к проводимости и, не считая того, сразу отвечают последующим требованиям:
непрерывность электронной цепи обеспечивается или их конструкцией, или
надлежащими соединениями, защищенными от механических, хим и других
повреждений; их демонтаж неосуществим, если не предусмотрены меры по сохранению
непрерывности цепи и ее проводимости.

Что не допускается использовать в качестве PE-проводников?

Ответ . Не допускается использовать: железные оболочки изоляционных
труб и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой проводке,
металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы
газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей,
трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии
в них изолирующих вставок.

В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники
в качестве защитных проводников?

Ответ . Не допускается использовать в качестве защитных проводников
нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также
использовать ОПЧ электрического оборудования в качестве нулевых защитных проводников для
другого электрического оборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций
шинопроводов и комплектных устройств промышленного производства, обеспечивающих
возможность подключения к ним защитных проводников в другом месте.

Какими должны быть меньшие площади поперечного сечения защитных проводников?

Ответ . Должны соответствовать данным таблице 1

Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм 2	Меньшее сечение защитных проводников, мм
S≤16	S
16	16
S>35	S/2

Допускается, по мере надобности, принимать сечение защитных проводников наименее
требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения ≤ 5 с): :

S ≥ I √ t/k

где S - площадь поперечного сечения защитного проводника, мм 2 ;

I - ток КЗ, обеспечивающий время отключения покоробленной цепи защитным аппаратом
либо за время не более 5 с, А;

t - время срабатывания защитного аппарата, с;

k - коэффициент, значение которого зависит от материала проводника, его
изоляции, исходной и конечной температур. Значения k для защитных проводников
в различных критериях приведены в табл. 1.7.6-1.7.9 главы 1.7 Правил устройства
электроустановок (седьмое издание).

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники
(PEN-проводники)

В каких цепях могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник)
функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников?

Ответ . Могут быть совмещены в многофазных цепях в системе TN для
стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения
не менее 10 мм 2 по меди либо 16 мм 2 по алюминию.

В каких цепях не допускается совмещение функций нулевого защитного
и нулевого рабочего проводников?

Ответ . Не допускается в цепях однофазового и постоянного тока. В качестве
нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный
3-ий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ до 1
кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

Допускается ли внедрение посторониих проводящих частей в качестве
единственного PEN-проводника?

Ответ . Такое внедрение не допускается. Это требование не исключает
использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного
PEN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.

Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разбиты, начиная
с какой-либо точки электроустановки, допускается ли соединять воединыжды их за этой точкой
по ходу рассредотачивания энергии?

Ответ . Такое объединение не допускается.

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников
системы управления и выравнивания потенциалов

Как должны быть выполнены присоединения заземляющих и нулевых защитных
проводников и проводников уравнивания потенциалов к ОПЧ?

Ответ . Должны быть выполнены с помощью болтовых соединений либо сварки.

Как должно быть выполнено присоединение каждой ОПЧ электроустановки
к нулевому защитному либо защитному заземляющему проводнику?

Ответ . Должно быть выполнено с помощью отдельного ответвления.
Последовательное включение в защитный проводник ОПЧ не допускается.

Можно ли включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN- проводников?

Ответ. Такое включение не допускается за исключением случаев питания электроприемников с помощью бытовых розеток.

Какие требования предъявляются к розеткам и вилкам штепсельного
соединения, если защитные проводники и/либо проводники уравнивания потенциалов
могут быть разъединены с помощью того же штепсельного соединения?

Ответ . Они обязаны иметь особые защитные контакты для присоединения
к ним защитных проводников либо проводников уравнивания потенциалов. Переносные
электроприемники

Какие меры могут быть использованы для защиты при косвенном прикосновении
в цепях, питающих переносные электроприемники?

Ответ . В зависимости от категории помещения по уровню угрозы поражения
людей электронным током могут быть использованы автоматическое отключение
питания, защитное электронное разделение цепей, сверхнизкое напряжение,
двойная изоляция.

Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе
TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных
электроприемников при применении автоматического отключение питания?

Ответ . Для этого должен быть предусмотрен особый защитный (PE)
проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (3-я жила
кабеля либо провода - для электроприемников однофазового и постоянного тока,
4-ая либо 5-ая жила - для электроприемников трехфазного тока),
присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки
штепсельного соединения. Внедрение для этих целей нулевого рабочего (N)
проводника, в том числе размещенного в общей оболочке с фазными проводниками,
не допускается.

Как должны быть дополнительно защищены бытовые розетки с номинальным
током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки,
но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, применяемые вне
построек или в помещениях с повышенной угрозой?

Ответ . Должны быть защищены УЗО с номинальным отключающим
дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного
электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.

Передвижные электроустановки

Что должно быть использовано для автоматического отключения питания?

Ответ. Должно быть использовано: устройство защиты от сверхтоков в сочетании
с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, либо устройством непрерывного
контроля изоляции, действующим на отключение, либо УЗО, реагирующим на потенциал
корпуса относительно земли.

Заземление и защитные меры электробезопасности, в вопросах и ответах.

Заземление - это преднамеренное соединение нетоковедущих элементов оборудования, которые в результате пробоя изоляции могут оказаться под напряжением, с землёй. Заземление состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы. Качество заземления определяется значением электрического сопротивления цепи заземления, которое можно снизить, увеличивая площадь контакта или проводимость среды - используя множество стержней, повышая содержание солей в земле и т.д. Как правило, электрическое сопротивление заземления нормируется.

Заземление (зануление).
Говоря в общем, можно заметить, что великая и ужасная сила электричества давно описана, подсчитана, занесена в толстые таблицы. Нормативная база, определяющая пути синусоидальных электрических сигналах частоты 50 Гц способна ввергнуть любого неофита в ужас своим объемом. И, несмотря на это, любому завсегдатаю технических форумов давно известно - нет более скандального вопроса, чем заземление.
Масса противоречивых мнений на деле мало способствует установлению истины. Тем более, вопрос этот на самом деле серьезный, и требует более пристального рассмотрения.
Основные понятия заземления
Если не принимать во внимание вступление "библии электрика" (ПУЭ), то для понимания технологии заземления нужно обратиться (для начала) к Главе 1.7, которая так и называется "Заземление и защитные меры электробезопастности".
В п. 1.7.2. сказано:
Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:
электроустановки выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю), ;
электроустановки выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);
электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;
электроустановки до 1 кВ с изолированной нейтралью.
В подавляющем большинстве жилых и офисных домов используется глухозаземленная нейтраль. Пункт 1.7.4. гласит:
Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).
Термин не совсем понятный на первый взгляд - нейтраль и заземляющее устройство на каждом шагу в научно-популярной прессе не встречаются. Поэтому, ниже все непонятные места будут постепенно объяснены.
При описании остальных вариантов устройств электроустановок проще всего поступить как в одном из вариантов инструкции на Роллс-Ройс - "если автомобиль сломался, Ваш водитель наверняка знает, что нужно делать". По крайней мере схемы, отличные от глухозаземленной нейтрали, встречаются при строительстве домашних сетей немногим чаще, чем Роллс-Ройсы на улицах.
Введем немного терминов - так можно будет по крайней мере говорить на одном языке. Возможно, пункты будут казаться "вытащенными из контекста". Но ПУЭ не художественная литература, и такое раздельное использование должно быть вполне обоснованно - как применение отдельных статей УК. Впрочем, оригинал ПУЭ вполне доступен как в книжных магазинах, так и «во всемирной паутине мля»- всегда можно обратиться к первоисточнику.
1.7.6. Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.
1.7.7. Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.
1.7.8. Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.
1.7.9. Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.
1.7.12. Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.
1.7.16. Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.
1.7.17. Защитным проводником (РЕ) в электроустановках называется проводник, применяемый для защиты от поражения людей и животных электрическим током. В электроустановках до 1 кВ защитный проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, называется нулевым защитным проводником.
1.7.18. Нулевым рабочим проводником (N) в электроустановках до 1 кВ называется проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока. Совмещенным нулевым защитным и нулевым рабочим проводником (РЕN) в электроустановках до 1 кВ называется проводник, сочетающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевого защитного проводника.
=
Рис. Отличие защитного заземления и защитного (нуля)
Итак, прямо из терминов ПУЭ следует простой вывод. Различия между "землей" и "нулем" очень небольшие... На первый взгляд (сколько копий сломано на этом месте). По крайней мере, они обязательно должны быть соединены (или даже могут быть выполнены "в одном флаконе"). Вопрос только, где и как это сделано.
Попутно отметим п. 1.7.33.
Заземление или зануление электроустановок следует выполнять:
при напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока - во всех электроустановках (см. также 1.7.44 и 1.7.48);
при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока - только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.
Иначе говоря, заземлять или занулять устройство, подключенное к напряжению 220 вольт переменного тока совсем не обязательно. И в этом нет ничего особо удивительного - третьего провода в обычных советских розетках реально не наблюдается. Можно сказать, что вступающий на практике в свои права Евростандарт (или близкая к нему новая редакция ПУЭ) лучше, надежнее, и безопаснее. Но по старому ПУЭ у нас в стране жили десятки лет... И что особенно важно, дома строили целыми городами.
Однако, когда речь идет о заземлении, дело не только в напряжении питания. Хорошая иллюстрация этого - ВСН 59-88 (Госкомархитектуры) "Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проектирования" Выдержка из главы 15. Заземление (зануление) и защитные меры безопасности:
15.4. Для заземления (зануления) металлических корпусов бытовых кондиционеров воздуха, стационарных и переносных бытовых приборов класса I (не имеющих двойной или усиленной изоляции), бытовых электроприборов мощностью св. 1,3 кВт, корпусов трехфазных и однофазных электроплит, варочных котлов и другого теплового оборудования, а также металлических нетоковедущих частей технологического оборудования помещений с мокрыми процессами следует применять отдельный проводник сечением, равным фазному, прокладываемый от щита или щитка, к которому подключен данный электроприемник, а в линиях питающих медицинскую аппаратуру, - от ВРУ или ГРЩ здания. Этот проводник присоединяется к нулевому проводнику питающей сети. Использование для этой цели рабочего нулевого проводника запрещается.
Получается нормативный парадокс. Одним из видимых на бытовом уровне результатов стало комплектование стиральных машин "Вятка-автомат" моточком одножильного алюминиевого провода с требованием выполнить заземление (руками сертифицированного специалиста).
И еще один интересный момент:. 1.7.39. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается.
Практически это означает - хочешь "заземлить" - сначала "занули". Кстати, это имеет прямое отношение к знаменитому вопросу "забатареивания" - которое по совршенно непонятной причине ошибочно считается лучше зануления (заземления).
Параметры заземления
Следующий аспект, которые необходимо рассмотреть - числовые параметры заземления. Так как физически это не более чем проводник (или множество проводников), то главной его характеристикой будет сопротивление.
1.7.62. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. При этом сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более: 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
Для меньшего напряжения допустимо большее сопротивление. Это вполне понятно - первая цель заземления - обеспечить безопасность человека в классическом случае попадания "фазы" на корпус электроустановки. Чем меньше сопротивление, тем меньшая часть потенциала может оказаться "на корпусе" в случае аварии. Следовательно, в первую очередь нужно снижать опасность для более высокого напряжения.
Дополнительно нужно учитывать, что заземление служит и для нормальной работы предохранителей. Для этого необходимо, что бы линия при пробое "на корпус" существенно изменяла свойства (прежде всего сопротивление), иначе срабатывания не произойдет. Чем больше мощность электроустановки (и потребляемое напряжение), тем ниже ее рабочее сопротивление, и соответственно должно быть ниже сопротивление заземления (иначе при аварии предохранители не сработают от незначительного изменения суммарного сопротивления цепи).
Следующий нормируемый параметр - сечение проводников.
1.7.76. Заземляющие и нулевые защитные проводники в электроустановках до 1 кВ должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.1 (см. также 1.7.96 и 1.7.104) .
Приводить всю таблицу не целесообразно, достаточно выдержки:
Для неизолированных медных минимальное сечение составляет 4 кв. мм, для алюминиевых - 6 кв. мм. Для изолированных, соответственно, 1,5 кв. мм и 2,5 кв. мм. Если заземляющие проводники идут в одном кабеле с силовой проводкой, их сечение может составлять 1 кв. мм для меди, и 2,5 кв. мм для алюминия.
Заземление в жилом доме
В обычной "бытовой" ситуации пользователи электросети (т.е. жильцы) имеют дело только с Групповой сетью (7.1.12 ПУЭ. Групповая сеть - сеть от щитков и распределительных пунктов до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников). Хотя в старых домах, где щитки установлены прямо в квартирах, им приходится сталкиваться с частью Распределительной сети (7.1.11 ПУЭ. Распределительная сеть - сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов и щитков). Это желательно хорошо понимать, ведь часто "ноль" и "земля" отличаются только местом соединения с основными коммуникациями.
Из этого в ПУЭ сформулировано первое правило заземления:
7.1.36. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный - L, нулевой рабочий - N и нулевой защитный - РЕ проводники). Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать на щитках под общий контактный зажим.
Т.е. от этажного, квартирного или группового щитка нужно прокладывать 3 (три) провода, один из которых защитный нуль (совсем не земля). Что, впрочем, вовсе не мешает использовать ее для заземления компьютера, экрана кабеля, или "хвостика" грозозащиты. Вроде бы все просто, и не совсем понятно, зачем углубляться в такие сложности.
Можно посмотреть на свою домашнюю розетку... И с вероятностью около 80% не увидеть там третьего контакта. Чем отличается нулевой рабочий и нулевой защитный проводники? В щитке они соединяются на одной шине (пусть не в одной точке). Что будет, если использовать в данной ситуации рабочий ноль в качестве защитного?
Предполагать, что нерадивый электрик перепутает в щитке фазу и ноль, сложно. Хоть этим постоянно пугают пользователей, но ошибиться невозможно в любом состоянии (хотя бывают уникальные случаи). Однако "рабочий ноль" идет по многочисленным штробам, вероятно проходит через несколько распределительных коробочек (обычно небольшие, круглые, смонтированы в стене недалеко от потолка).
Перепутать фазу с нулем там уже намного проще (сам это делал не раз). А в результате на корпусе неправильно "заземленого" устройства окажется 220 вольт. Или еще проще - отгорит где-то в цепи контакт - и почти те же 220 пройдут на корпус через нагрузку электропотребителя (если это электроплита на 2-3 кВт, то мало не покажется).
Для функции защиты человека - прямо скажем, никуда не годная ситуация. Но для подключения заземления грозозащиты типа APC не фатальная, так как там установлена высоковольтная развязка. Впрочем, рекомендовать такой способ было бы однозначно неправильно с точки зрения безопасности. Хотя надо признать, что нарушается эта норма очень часто (и как правило без каких-либо неблагоприятных последствий).
Надо отметить, что грозозащитные возможности рабочего и защитного нуля примерно равны. Сопротивление (до соединительной шины) отличается незначительно, а это, пожалуй, главный фактор, влияющий на стекание атмосферных наводок.
Из дальнейшего текста ПУЭ можно заметить, что к нулевому защитному проводнику нужно присоединять буквально все, что есть в доме:
7.1.68. Во всех помещениях необходимо присоединять открытые проводящие части светильников общего освещения и стационарных электроприемников (электрических плит, кипятильников, бытовых кондиционеров, электрополотенец и т.п.) к нулевому защитному проводнику.
Буквально все, что есть в доме, должно быть заземлено на специальную шину. Поэтому может возникнуть вопрос - ведь жили без этого десятки лет, и все живы-здоровы (и слава Богу)? Зачем все так серьезно менять? Ответ простой - потребителей электричества становится больше, и они все мощнее. Соответственно, риски поражения вырастают.
Но зависимость безопасности и стоимости величина статистическая, и экономию никто не отменял. Поэтому слепо класть по периметру квартиры медную полосу приличного сечения (вместо плинтуса), заводя на нее все, вплоть до металлических ножек стула, не стоит. Как не стоит ходить в шубе летом, и постоянно носить мотоциклетный шлем. Это уже вопрос адекватности.
Так же в область ненаучного подхода стоит отнести самостоятельное рытье траншей под защитный контур (в городском доме кроме проблем это заведомо ничего не принесет). А для желающих все же испытать все прелести жизни - в первой главе ПУЭ есть нормативы на изготовление этого фундаментального сооружения (в совершено прямом смысле этого слова).
Подводя итоги вышесказанному, можно сделать следующие практические выводы:
Если Групповая сеть выполнена тремя проводами, для заземления зануления можно использовать защитный ноль. Он, собственно, для того и придуман.
Если Групповая сеть выполнена двумя проводами, желательно завести защитный нулевой провод от ближайшего щитка. Сечение провода должно быть более, чем фазного (точнее можно справиться в ПУЭ).
При двухпроводной сети нельзя заземлять корпус устройства на рабочий ноль. В крайнем случае, и соблюдая осторожность, можно так заземлить выводы грозозащиты с высоковольтной развязкой.
=
На этом можно было бы закончить изложение, если бы сеть располагалась в пределах одного здания (вернее, одной комнаты с единой шиной). Реально домашние сети имеют большие воздушные пролеты (и что самое неприятное, выполнены на приличной высоте). Поэтому нужно отдельно и подробно рассмотреть вопрос молниезащиты. понятно?

Размещено 30.11.2011 (актуально до 30.11.2012)

а) Электроустановки напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю . Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства в этих электроустановках не должно превышать 0,5 Ом. Однако одно лишь ограничение сопротивления заземляющего устройства не обеспечивает приемлемых напряжений прикосновения и шага при токах замыкания на землю в несколько килоампер.

Рис.8-11. Выравнивание потенциалов с помощью дополнительных выравнивающих проводников при контурном заземлителе

Например, при токе короткого замыкания 6 кА на заземляющем устройстве будет напряжение 3 кВ. Поэтому дополнительно к ограничению сопротивления заземляющего устройства предусматривается также выполнение следующих мероприятий:

1) быстродействующее отключение при замыканиях на землю;

2) выравнивание потенциалов в пределах территории, на которой находится электроустановка, и на ее границах.

Для выравнивания потенциалов на территории электроустановки на глубине 0,5-0,8 м должна закладываться сетка из выравнивающих проводников (рис. 8-11). Продольные проводники закладываются параллельно осям оборудования на расстоянии 0,8 - 1 м от фундаментов или оснований оборудования и соединяются между собой на всей площади поперечными проводниками с шагом не более 6 м. Для улучшения выравнивания на границе контура крайние проводники сетки, с которых происходит большее стекание тока в землю, укладываются на глубине около 1 м.

Выравнивание потенциалов должно быть также осуществлено у входов и въездов на территорию электроустановки путем укладки двух дополнительных полос с постепенным заглублением; на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно.

При размещении электроустановки на достаточной площади расстояние от границ заземлителя до ограды электроустановки должно быть не менее 3 м, и ограда в этом случае не заземляется. В местах, часто посещаемых персоналом, и в местах входов и съездов целесообразно устраивать дорожки с покрытием асфальтом или гравием, имеющим малую проводимость.

В целях исключения выноса потенциала за пределы территории электроустановки с большим током замыкания на землю запрещается питание приемников, находящихся вне территории электроустановки, производить от трансформаторов с заземленной нейтралью при напряжениях 380/220 или 220/127 В, находящихся в пределах территории электроустановки. При необходимости питание таких приемников осуществляется от трансформаторов с изолированной нейтралью.

Для исключения выноса потенциала рельсовые пути, заходящие на территорию электроустановки, к заземляющему контуру электроустановки не присоединяются, а на выходе за пределы электроустановки рельсы заземляются в нескольких точках. Так как рельсы при этом имеют нулевой потенциал, должна быть исключена возможность попадания человека под значительное шаговое напряжение в пределах электроустановки, когда он одной ногой касается грунта, а другой - рельса. Возможность эта исключается при насыпи железнодорожного полотна из крупного щебня, гальки, ракушечника, имеющих малую проводимость.

Если заземлитель не размещается внутри ограждаемой территории, он может быть расширен за пределы электроустановок с обязательным выравниванием потенциалов на границе контура путем постепенного заглубления крайних проводников сетки. При этом металлические части забора и арматура стоек железобетонного забора должны быть присоединены к заземлителю.

При расположении электроустановок с большим током замыкания на землю у цехов промышленных предприятий необходимо выполнять следующие мероприятия:

1) все прилегающие здания должны быть включены в общий контур заземления;

2) должны приниматься меры к выравниванию потенциалов внутри цехов;

3) вокруг зданий на расстоянии 1 м от стен на глубине 1 м должен быть проложен проводник, соединенный с заземляющими проводниками внутри здания, а у входов и въездов в здания должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем прокладки дополнительных полос с постепенным заглублением;

4) вокруг зданий следует устраивать асфальтированные отмостки шириной 1-1,5 м.

Так как токи короткого замыкания на землю в рассматриваемых установках имеют большие значения, должна быть обеспечена термическая стойкость заземляющих проводников. Сечения заземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним расчетных токов однофазных замыканий на землю температура их за время до срабатывания основной защиты не превысила допустимой (400° С). В соответствии с этим минимальные сечения проводников по допустимому нагреву током однофазного замыкания на землю определяются по формуле:

где I зм - установившийся ток к. з., А; t п - приведенное время прохождения тока на землю, с; с - постоянная: для стали 74, для толстых медных проводников 195, для кабелей напряжением до 10 кВ с медными жилами 182, для голых алюминиевых проводников и кабелей с алюминиевыми жилами напряжением до 10 кВ 112.

В качестве установившегося тока к. з. при расчетах принимается наибольший ток, проходящий через проводник при замыкании на рассматриваемом устройстве или при однофазных замыканиях на землю вне его, для возможной в эксплуатации схемы сети с учетом распределения тока к. з. на землю между заземленными нейтралями сети.

б) Электроустановки напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю . В соответствии с требованиями ПУЭ в электроустановках без компенсации емкостных токов сопротивление заземляющего устройства при протекании через него расчетного тока в любое время года должно удовлетворять условию, Ом

где I расч - расчетный ток через заземляющее устройство, А; U расч - расчетное напряжение на заземляющем устройстве по отношению к земле, В.

Расчетным током является полный тон замыкания на землю при полностью включенных присоединениях электрически связанной сети.

Расчетный ток замыкания на землю может быть найден из выражения, А

где U - междуфазное напряжение сети, кВ; l к, l в - общая длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий, км.

Если заземляющее устройство используется только для электроустановок напряжением выше 1000 В, I расч принимается равным 250 В; если заземляющее устройство одновременно используется и для электроустановок напряжением до 1000 В, I расч = 125 В.

Сопротивление заземляющего устройства для сетей напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю должно быть не более 10 Ом.

В сетях с компенсацией емкостных токов сопротивление заземляющего устройства рассчитывается по формуле (8-12). При этом в качестве расчетного тока следует принимать:

1) для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов;

2) для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, наибольший остаточный ток замыкания на землю, который может иметь место в сети при отключении наиболее мощного из компенсирующий аппаратов, но не менее 30 А.

С целью облегчения устройства заземлений ПУЭ допускают во всех электроустановках с малыми токами замыкания на землю рассчитывать заземляющие устройства по формуле (8-12), принимая в качестве расчетного ток срабатывания релейной защиты или ток плавления предохранителей, если эта защита обеспечивает отключение замыканий на землю. При этом наименьший в условиях эксплуатации ток замыкания на землю должен быть не менее полуторакратного тока срабатывания релейной защиты или трехкратного номинального тока предохранителей.

в) Электроустановки напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали . Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства в установках напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали должно быть не более 4 Ом. Исключение составляют электроустановки, в которых суммарная мощность установленных генераторов и трансформаторов не превышает 100 кВА. В этих случаях заземляющие устройства могут иметь сопротивления не более 10 Ом.

Части электроустановок, подлежащие заземлению, должны иметь надежную металлическую связь с нейтралью источника питания, выполняемую с помощью заземляющих проводников или нулевого провода. При воздушных линиях металлическая связь с нейтралью источника питания осуществляется при помощи специального нулевого провода, прокладываемого на опорах так же, как и фазные провода. При этом через каждые 250 м, а также на концах линий и ответвлений длиной более 200 м должны устраиваться повторные заземления нулевого провода. Сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 10 Ом. В сетях с суммарной мощностью питающих генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, для которых допущено cопротивление основного заземляющего устройства 10 Ом, сопротивление заземляющих устройств каждого из повторных заземлений должно быть не более 30 Ом при числе их не менее трех.

С целью обеспечения автоматического отключения участка с однофазным замыканием заземляющие проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой провод возникал ток короткого замыкания, превышающий:

1) в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя;

2) в 3 раза номинальный ток замедленного расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель, заземляющие проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы в петле фаза - нуль был обеспечен ток короткого замыкания, равный току уставки электромагнитного расцепителя, умноженному на коэффициент, учитывающий разброс, и на коэффициент запаса, равный 1,1. При отсутствии заводских данных по разбросу кратность тока короткого замыкания относительно тока уставки электромагнитного расцепителя следует принимать равной: для автоматов с номинальным током до 100 А 1,4; для прочих автоматов 1,25.

Полная проводимость заземляющих проводников во всех случаях должна составлять не менее 50% проводимости фазного проводника.

Условия в отношении тока замыкания на землю должны проверяться испытаниями или измерениями до ввода электроустановки в эксплуатацию, а также периодически в процессе ее эксплуатации. В целях удовлетворения указанных требований в отношении тока замыкания заземляющие проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными.

Не допускается использование свинцовых оболочек кабелей в качестве заземляющих проводников.

В условиях проектирования для проверки обеспечения отключения замыканий между фазным и нулевым проводами ток однофазного замыкания определяется по приближенной формуле:

(8-13)

где Uф - фазное напряжение сети; Zт.о - полное сопротивление нулевой последовательности трансформатора; Z - полное сопротивление петли фаза - нуль.

При совместной подвеске нулевого и фазных проводов линии удельное реактивное сопротивление проводов петли из цветных металлов принимается равным 0,6 Ом/км; при стальных проводах внешнее удельное реактивное сопротивление проводов петли принимается также равным 0,6 Ом/км, а внутренние реактивное и активное сопротивления определяются для тока, фактически проходящего по проводам в условиях однофазного замыкания. В качестве первого приближения их можно определять для тока замыкания, превышающего ток срабатывания защиты в указанное число раз.

Отмеченная приближенность формулы (8-13) заключается в замене геометрического сложения полных сопротивлений трансформатора и цепи фаза - нуль арифметическим, так как векторы этих сопротивлений почти параллельны и погрешность от такой замены не превышает 5% в сторону увеличения расчетного сопротивления.

В установках постоянного тока заземление выполняется так же, как и в установках переменного тока.

Особенностью прохождения постоянного тока в земле является электролитическая коррозия подземных сооружений (водопровод и другие трубопроводы, оболочки кабелей, конструкции зданий).

Опасность коррозии существует в установках с длительным протеканием рабочего тока через заземлитель (рабочее заземление одного полюса) или при наличии токов утечки (электролизные установки, рельсовый электрический транспорт). Поэтому при устройстве заземлений в установках постоянного тока не следует использовать в качестве заземляющих устройств подземные сооружения, коррозия которых приводит к большим убыткам. Заземлители установок постоянного тока не должны объединяться с заземлителями других систем. Элементы заземлителей должны быть достаточной толщины для предотвращения быстрого разрушения. Если электроустановки постоянного тока связаны с электроустановками переменного тока (преобразователи), то могут быть применены общие заземляющие устройства.

В сетях постоянного тока повторные заземления нулевого провода должны осуществляться при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами, оболочками кабелей и т.п.

г) Электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью . Сопротивление заземляющего устройства согласно ПУЭ не должно превышать 4 Ом, а в электроустановках с суммарной мощностью параллельно работающих генераторов и трансформаторов 100 кВА и ниже не должно быть выше 10 Ом.

В месте установки трансформаторов при совместном использовании заземляющего устройства для сетей напряжением до 1000 В и выше сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять формуле (8-12) при расчетном напряжении на заземляющем устройстве Uрасч - 125 В. Это требование предусматривает снижение опасных последствии при повреждении трансформатора с замыканием между обмотками высшего и низшего напряжений. При этом, если при повреждении не произойдет отключения от действия защиты высшей стороны, через пробивной предохранитель и заземляющее устройство будет протекать ток замыкания на землю сети высшего напряжения.

При однофазных замыканиях в сетях до 1000 В в месте замыкания протекает ток, обусловленный проводимостями (активной и емкостной) фаз на землю.

Напряжение на заземлителе относительно точки нулевого потенциала равно:

Uзм = Iзм Rзм

где где I зм - ток замыкания, А; R зм - сопротивление заземляющего устройства, не превышающее 4 Ом (или 10).

Наибольшее значение напряжения прикосновения при этом составляет несколько десятков вольт. Поэтому в коротких сетях с малой проводимостью на землю неоспоримы преимущества сетей с изолированной нейтралью с точки зрения элекробезопасности.

Выдержка из Справочника по электроснабжению промышленных предприятий

под общей редакцией А. А. Федорова и Г. В. Сербиновского

Обсудить на форуме