Защитный проводник (PE): что это такое, обозначение, сечение, требования

Защитный проводник (PE) (protective conductor), согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1], — это проводник, предназначенный для целей электрической безопасности, например, для защиты от поражения электрическим током. Не является токопроводящим проводником и никогда не должен находится под напряжением при нормальных условиях. Имеет в народе жаргонизмы — «провод заземления», «нулевой защитный проводник», что некорректно. В национальной нормативной и правовой документации, распространяющейся на низковольтные электроустановки, иногда вместо термина «защитный проводник» используют его обозначение «PE-проводник».

Харечко Ю.В. в своей книге [2] поясняет, почему следует употреблять термин «защитный проводник», а не термин «нулевой защитный проводник»:

« В подавляющем большинстве случаев при осуществлении мер по защите от поражения электрическим током в электроустановках зданий используются особые проводники, которые в нормативной документации называют защитными проводниками. Защитный проводник, соединенный с заземленной токоведущей частью источника питания, например с заземленной нейтралью трансформатора, в национальной нормативной документации называют нулевым защитным проводником. Однако это наименование следует исключить из употребления, поскольку ни в МЭС, ни в стандартах и других документах МЭК нет такого термина. »

[2]

Применение

О применении защитных проводников, наиболее ёмко, на мой взгляд, написал Харечко Ю.В. в своей книге [2]:

« Защитные проводники применяют в низковольтных электрических системах и переменного, и постоянного тока, а также в электроустановках зданий, которые входят в состав этих систем. »

[2]

Далее приводятся конкретные примеры использования защитных проводников в различных системах.

В системах TN-S переменного и постоянного тока, как, например, показано на рисунках 1А и 1Б соответственно, защитные проводники «начинаются» от заземленных токоведущих частей источников питания.

Рис. 1А. Система TN-S трехфазная четырехпроводная с разделенными нейтральным проводником и защитным проводником во всей системе (на основе рисунка 31А1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Рис. 1Б. Система TN-S постоянного тока трехпроводная (на основе рисунка 31H из ГОСТ 30331.1-2013)

В системах TN-C-S переменного тока, как, например, показано на рисунке 2А защитные проводники «начинаются» от точек разделения РЕN-проводников на защитные и нейтральные проводники. В системах TN-C-S переменного тока защитные проводники могут также «начинаться» от точек разделения РЕL-проводников на защитные и фазные проводники (см. рисунок 2Б.

В системах TN-C-S постоянного тока, как показано на рисунке 2В, защитные проводники «начинаются» от точек разделения РЕL-проводника на защитный и полюсный проводники и РЕM-проводника на защитный и средний проводники.

Рис. 2А. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник PE и нейтральный проводник N где-то в электроустановке (на основе рисунка 31B1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Рис. 2Б. Система TN-C-S однофазная двухпроводная с разделением PEL-проводника на заземленный линейный проводник и защитный проводник для части электроустановки (на основе рисунка 2 из книги [2] Харечко Ю.В.)

Рис. 2В. Система TN-C-S постоянного тока трехпроводная (на основе рисунка 31K из ГОСТ 30331.1-2013)

В системах TT (рисунки 3А и 3Б) и IT переменного и постоянного тока (рисунок 4) защитные проводники «начинаются» от заземляющих устройств низковольтных электроустановок.

Рис. 3А. Система TT трехфазная четырехпроводная с заземленным защитным проводником и нейтральным проводником во всей системе (на основе рисунка 31F1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Рис. 3Б. Система TT постоянного тока трехпроводная (на основе рисунка 31L из ГОСТ 30331.1-2013)

Рис. 4. Система IT постоянного тока трехпроводная (на основе рисунка 31M из ГОСТ 30331.1-2013)

Как правильно выбрать сечение кабеля заземления?

Перед тем как выбирать размер сечения проводки, нужно определиться с типом защитной системы.

Похожее: Периодичность проверки электроинструмента

Согласно ПЭУ, приняты к использованию следующие варианты:

1. нейтральный кабель подключается к заземлителю при использовании переменного тока;
2. объединение нулевого кабеля и «земли» вместе, нейтральная проводка подсоединяется отдельно;
3. подсоединение электрооборудования напрямую к главной заземляющей шине;
4. создание заземления на корпусе электрического устройства с помощью сопротивления или путем изоляции всех кабелей.

При выборе кабеля нужно ориентироваться на маркировку, в которой РЕ обозначает «заземление», а «земля» и «ноль» обозначаются маркировкой PEN при соединении в одном проводе.

При подборе размера сечения проводов необходимо учитывать тип самого заземления, которое может быть переносным или стационарным. В быту обычно используется стационарный тип защитного устройства. При такой схеме приборы к заземляющему проводнику могут подсоединяться многожильными и одножильными кабелями. Выбирая подходящие проводящие жилы при создании защитных систем нужно использовать рекомендованные размеры диаметра используемой проводки.

Примеры защитных проводников и их назначение

Примеры защитных проводников, согласно ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3], включают в себя: защитный проводник уравнивания потенциалов, используемый для выполнения защитного уравнивания потенциалов, защитный заземляющий проводник, который применяют для выполнения защитного заземления. Защитными проводниками также являются РЕN-, РЕM- и РЕL-проводники, которые, во-первых, выполняют функции защитных заземляющих проводников и, во-вторых, нейтральных, средних и линейных проводников.

Обратимся к книге [2], автор которой Ю.В. Харечко более подробно описывает назначение различных защитных проводников:

« Посредством защитных проводников, РЕN-, РЕM- и РЕL-проводников в системах TN-C, TN-S и TN-C-S осуществляют соединение открытых проводящих частей электрооборудования класса I, применяемого в электроустановках зданий, с заземленными токоведущими частями источников питания. Поскольку любой из указанных проводников должен быть заземлен на вводе в электроустановку здания, с помощью защитных проводников, РЕN-, РЕM- и PEL-проводников открытые проводящие части электрооборудования класса I присоединяют к заземляющим устройствам электроустановок зданий. Посредством защитных проводников в электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TT и IT, открытые проводящие части электрооборудования класса I соединяют с заземляющими устройствами электроустановок зданий. »

[2]

« Посредством защитных проводников уравнивания потенциалов в зданиях осуществляют электрическое соединение между собой сторонних проводящих частей и их присоединение к заземляющим устройствам электроустановок зданий. При выполнении дополнительного уравнивания потенциалов защитными проводниками уравнивания потенциалов соединяют открытые проводящие части электрооборудования класса I со сторонними проводящими частями в помещениях здания, которые характеризуются повышенной опасностью, например, имеют проводящие полы. »

[2]

На рисунке 5 представлена схематическая иллюстрация видов защитных проводников, применяемых в электроустановке здания, и основные виды проводящих частей, к которым присоединяют защитные проводники.

Рис. 5. Заземляющие и защитные проводники (на основе рисунка 8 из книги [2] Харечко Ю.В.)

На рисунке 5 следующие обозначения:

• 1 – защитный проводник;
• 2 – главный проводник уравнивания потенциалов;
• 3 – заземляющий проводник;
• 4 – проводник дополнительного уравнивания потенциалов;
• B – главный заземляющий зажим;
• M – открытая проводящая часть;
• C – сторонняя проводящая часть;
• P – металлическая труба водопровода;
• T – заземлитель.

На рисунке 6 устройство защитных проводников показано более подробно (эта схема взята из ГОСТ Р 50571.5.54-2013).

Рис. 6. Примеры заземляющего устройства, заземляющих электродов фундамента, защитных проводников и защитных проводников уравнивания потенциалов (на основе рисунка В.54.1 из [4])

На рисунке 6 следующие обозначения:

• C – сторонняя проводящая часть;
• C1 – водопроводная труба, металлическая снаружи;
• C2 – канализационная труба, металлическая снаружи;
• C3 – газопроводная труба с изолирующей вставкой, металлическая снаружи;
• C4 – кондиционирование воздуха;
• C5 – система отопления;
• C6 – металлическая водопроводная труба (например, в ванной комнате);
• C7 – металлическая канализационная труба (например, в ванной комнате);
• D – изолирующая вставка;
• НРУ – низковольтное распределительное устройство;
• ГЗЗ – главный заземляющий зажим;
• SEBT – зажим дополнительного уравнивания потенциалов;
• T1 – заземляющий электрод фундамента, заделанный в бетон или грунт;
• T2 – заземляющий электрод для системы молниезащиты, если необходимо;
• LPS – система молниезащиты, при ее наличии;
• PE – защитный зажим (зажимы) в низковольтном распределительном устройстве;
• PE/PEN – защитный или PEN зажим (зажимы) в главном низковольтном распределительном устройстве;
• M – открытая проводящая часть;
• 1 – защитный заземляющий проводник (PE);
• 1а – защитный проводник или PEN-проводник от питающей сети, при его наличии;
• 2 – защитный проводник уравнивания потенциалов для присоединения к главному заземляющему зажиму;
• 3 – защитный проводник дополнительного уравнивания потенциалов;
• 4 – проводник токоотвода системы молниезащиты (LPS), при его наличии;
• 5 – заземляющий проводник.

Разделение PEN проводника

Зачем разделять PEN проводник? Согласно ПУЭ-7

7.1.13. Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-С-S. При реконструкции жилых и общественных зданий, имеющих напряжение сети 220/127 В или 3 х 220 В, следует предусматривать перевод сети на напряжение 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-С-S.

Мы уже знаем, что во многих домах электропроводка выполнена по устаревшим нормам с системой заземления TN-C и чтобы осуществить перевод сети на ТN-S или ТN-С-S необходимо выполнить разделение PEN на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Правила разделения PEN проводника

1. Разделение PEN проводника осуществляется в вводном распределительном устройстве.

Расщепление PEN провода в этажном щите является грубым нарушением существующего проекта электроснабжения дома. Нельзя вмешиваться в существующую схему!

2. С места разделения PEN на N и РЕ проводники – запрещено их дальнейшее соединение.

3. После разделения шины считаются разными и маркируются соответствующим образом:

• N — синим цветом.
• PE — желто-зеленым.

4. Между шинами PE и N должна быть перемычка сечением не меньше чем сами шины.

Важно! Заземление всегда ставится первым и уже от него идет перемычка к рабочему нулю.

5. Шина проводника PE должна быть заземлена и контактировать с корпусом трансформатора.

6. Шина N устанавливается на изоляторах – не должна контактировать с корпусом.

Зачем нужна перемычка между PE и N шинами?

Перемычка необходима, чтобы сработал вводный защитный автомат. При отсутствии перемычки и попадании фазы на корпус оборудования ток уйдет в землю, а не к трансформатору.

Если взять среднее значение сопротивления заземляющей цепочки в 20 Ом – тока утечки будет недостаточно для отключения автоматического выключателя. Цепь будет продолжать функционировать пока не перегорит поврежденный участок или не произойдет полноценное короткое замыкание. Ситуация может привести к удару током, порче оборудования и пожару.

В таком случае поможет УЗО – устройство защитного отключения, но полагаться только на него не стоит, потребуется двухфакторная защита – без нее подключение не примет энергонадзор. УЗО рекомендуется устанавливать в любом случае.

Требования

Поскольку защитные проводники применяют в составе мер защиты от поражения электрическим током, к их характеристикам, исполнению и техническому состоянию нормативные и правовые документы предъявляют специальные требования.

Об основных требованиях, которые предъявляются к защитным проводникам пишет Харечко Ю.В. в своей книге [2]:

« Одним из основных требований, предъявляемых к защитным проводникам, является обеспечение непрерывности их электрических цепей. ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (п. 543.3.3) запретил включение коммутационных устройств в электрические цепи защитных проводников. Исключение – штепсельные розетки и вилки, посредством которых осуществляют присоединение переносного, передвижного и другого электрооборудования класса I с разъемным подключением к стационарным электропроводкам. Электрические цепи защитных проводников в разъемных соединениях разрывают вместе с электрическими цепями фазных проводников и нейтрального проводника, полюсных проводников и среднего проводника. »

[2]

Однако требования ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3] допускают наличие в цепях защитных проводников разъемных соединений, которые могут быть разобраны при помощи инструмента для проведения необходимых испытаний. Соединения защитных проводников должны быть доступны для осмотра и испытания, за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных.

« Защитные проводники должны быть надлежащим образом защищены от механических, химических и электрохимических повреждений, а также от электродинамических усилий, которые появляются при протекании сверхтоков в электрических цепях. »

[2]

Особое внимание следует уделять правильному соединению шлейфом штепсельных розеток, поскольку при этом возможно последовательное включение их защитных контактов в электрическую цепь защитного проводника.

Харечко Ю.В. в своем словаре [2] разъясняет этот «случай» более детально:

« Современные двухполюсные штепсельные розетки, применяемые в однофазных электрических цепях, обычно имеют по два пружинных зажима, предназначенных для подключения фазного, нейтрального и защитного проводников. При подключении защитного проводника электропроводки к первому зажиму защитного контакта первой штепсельной розетки, соединении проводником первого зажима защитного контакта второй штепсельной розетки со вторым зажимом защитного контакта первой, первого зажима защитного контакта третьей штепсельной розетки со вторым зажимом защитного контакта второй и т. д. будет иметь место последовательное включение защитных контактов штепсельных розеток в защитный проводник. В случае соединения штепсельных розеток шлейфом подключение их защитных контактов необходимо производить к ответвлениям от защитного проводника стационарной электропроводки, которые обычно выполняют в установочных коробках. »

[2]

Важные факты [2,3]:

• В электрических установках запрещено использовать защитный проводник для передачи сигналов (ГОСТ Р 58698—2019).
• Не требуется непосредственно подключать каждый отдельный защитный проводник к главному заземляющему зажиму (шине), если они электрически связаны с ним через другие защитные проводники.
• Открытые проводящие части электрооборудования должны быть присоединены к зажиму, предназначенному для защитного проводника.
• Если для защиты от поражения электрическим током в составе автоматического отключения питания используют устройства защиты от сверхтока, защитные проводники, выполненные одножильными проводами, следует прокладывать в общей оболочке с линейными проводниками или в непосредственной близости от них.

В качестве защитных проводников можно использовать следующие проводящие части [2]:

• жилы многожильных проводов и кабелей;
• изолированные или неизолированные одножильные провода;
• металлические оболочки кабелей;
• металлические трубы, оболочки и электротехнические короба, в которых размещены проводники некоторых электропроводок, если они имеют достаточную проводимость и обеспечена непрерывность их электрических цепей;
• некоторые сторонние проводящие части, если они имеют достаточную проводимость, обеспечена непрерывность их электрических цепей и защита от демонтажа;
• оболочки и рамы низковольтных распределительных устройств класса I и шинопроводов, если они имеют достаточную проводимость, обеспечена непрерывность их электрических цепей, а также возможность подключения других защитных проводников в любом предусмотренном для этого месте.

В п. 543.2.3 действующего стандарта ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3] перечислены проводящие части, которые запрещено использовать в качестве защитных проводников и защитных проводников уравнивания потенциалов:

– металлические водопроводные трубы; – металлические трубы, содержащие потенциально огнеопасные вещества такие, как газы, жидкости, пыль; – конструкции, подверженные механическим нагрузкам при нормальной эксплуатации; – гибкие или мягкие металлические трубы, за исключением специально предназначенных для этих целей; – гибкие металлические части; – поддерживающие конструкции проводов, горизонтальные и вертикальные кабельные лотки.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] дополняет:

« Как установлено ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3], открытые проводящие части одного электрооборудования, за исключением распределительных устройств и шинопроводов, не допускается использовать в качестве защитных проводников для другого электрооборудования. Запрещено последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей электрооборудования класса I. Подключение каждой открытой проводящей части электрооборудования класса I следует выполнять отдельным защитным проводником, который формируется, например, как ответвление от защитного проводника стационарной электропроводки в протяжной, ответвительной или установочной коробках. »

[2]

Цветовая и буквенная идентификация

Защитные проводники должны быть идентифицированы посредством двухцветной желто-зеленой комбинации, согласно ГОСТ 33542-2015 [5]. Буквенно-цифровая идентификация защитного проводника должна быть «PE». Эту идентификацию применяют также для защитного заземляющего проводника.

Комбинация желтого и зеленого цветов предназначена только для идентификации защитного проводника.

Рис. 7. Буквенно-цифровое обозначение проводников для трехфазных электроустановок зданий

Согласно п. 6.3.2 ГОСТ 33542-2015:

« Желто-зеленая цветовая комбинация должна быть такой, чтобы на любых 15 мм длины проводника, где применяют цветовое обозначение, один из этих цветов покрывал не менее 30% и не более 70% поверхности проводника, а другой цвет покрывал остаток этой поверхности.

Если неизолированные защитные проводники поставляют с окраской, они должны быть окрашены в желто-зеленый цвет или по всей длине каждого проводника, или в каждом отсеке или блоке, или в каждом доступном месте. Если для цветовой идентификации используют липкую ленту, следует применять только двухцветную желто-зеленую ленту. »

[5]

« Если защитный проводник может быть легко идентифицирован посредством его формы, конструкции или положения, например концентрическая жила, допускается не выполнять цветовое обозначение по всей его длине, однако концы и доступные места следует идентифицировать графическим обозначением (смотрите рисунок или желто-зеленой двухцветной комбинацией, или буквенно-цифровым обозначением «РЕ». »
[5]

« Если сторонние проводящие части используют в качестве защитного проводника, допускается не выполнять их идентификацию посредством цветов. »

[5]

Рис. 8. Идентификация защитного проводника
Важно знать! Согласно п. 6.1 ГОСТ 33542-2015, идентификация посредством цветов или меток не требуется для:

• металлических оболочек или брони кабелей в случае, когда их используют в качестве защитного проводника;
• сторонних проводящих частей, используемых в качестве защитного проводника; открытых проводящих частей, используемых в качестве защитного проводника.

Подключение

Перед подключением необходимо обозначить основные выводы пяти или трехжильных проводов. Если вы только выполняете монтажные работы, то сможете самостоятельно определить какой провод куда подключить, в противном случае вам придется разбираться в уже существующей проводке. На практике, чтобы определить в схеме подключения расположение всех видов проводов воспользуетесь их цветовым обозначением:

• Фазные проводники – имеют самый разнообразный спектр (коричневые, красные, серые, фиолетовые и т.д.);
• Заземляющие проводники – выполняются желто-зеленым цветом, некоторые изготовители применяют только ярко-зеленый окрас;
• Нулевой проводник – синий или голубой.

Однако заметьте, что не все монтажники соблюдают стандартный порядок маркировки или сам провод может не соответствовать схеме питания, поэтому перед использованием заземляющего или фазного провода стоит предварительно их прозвонить.

Само подключение производится таким образом, чтобы обеспечить максимально надежный контакт с нулевым или близким к тому переходным сопротивлением. Поэтому наиболее приемлемыми является пайка, обжим или затяжка под гайку или наконечник.

Категорически запрещено выполнять электрическое соединение провода заземления скрутками и другими нетиповыми способами. Если происходит соединение медного и алюминиевого проводника, между ними обязательно устанавливается латунная прокладка или они обжимаются в гильзу. Далее провод заземления подключается от контура к корпусу оборудования, металлическим элементам для выравнивания потенциала или на соответствующий контакт розетки.

Сечение

Сечение защитного проводника выбирают по таблице 54.2 из ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3]:
Минимальная площадь поперечного сечения защитных проводников (когда не рассчитывают в соответствии с 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011)

Либо рассчитывают в соответствии с пунктом 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013. Сечение защитных проводников должно быть не менее чем [3,4]:

• сечения, выбранного в соответствии с указаниями МЭК 60949;
• или сечения, рассчитанного по нижеследующей формуле, применяют только при времени отключения сверхтока не более 5 с.

Где

• S — сечение, мм2 ;
• I — действующее значение ожидаемого тока замыкания на землю для повреждения с пренебрежимо малым полным сопротивлением, который может протекать через защитное устройство (см. МЭК 60909-0), А;
• t — время отключения защитным устройством тока замыкания на землю (тока повреждения), с;
• k — коэффициент, зависящий от материала защитного проводника, изоляции, прилегающих частей, начальной и конечной температуры.

Коэффициент k в данном случае должно выбираться по таблицам A.54.2-A.54.6 [3], либо рассчитываться по следующей формуле:

• Qc — объемная теплоемкость материала проводника при 20 °С, Дж/°С·мм3;
• β — величина, обратная температурному коэффициенту удельного сопротивления проводника при 0 °C, °C;
• ρ20 — удельное электрическое сопротивление материала проводника при 20 °C, Ом·мм;
• θf — конечная температура проводника, °C;
• θi — начальная температура проводника, °C.

Значения параметров для различных материалов (из таблицы A.54.1 ГОСТ Р 50571.5.54-2013)
Если в результате расчетов получено нестандартное сечение, следует использовать защитный проводник с ближайшим большим стандартным сечением.

Примечания к этому пункту:

1) Следует учитывать токоограничение за счет импеданса цепи и ограничение I2t аппаратом защиты.

2) Указания по ограничению температуры во взрывоопасных средах приведены в МЭК 60079-0.

3) Для кабелей с минеральной изоляцией (МЭК 60702-1) в случае, когда стойкость к току короткого замыкания металлической оболочки кабеля больше, чем у линейных проводников, не требуется рассчитывать сечение металлической оболочки, используемой в качестве защитного проводника.

Важно! В соответствии с пунктом 543.1.3 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 сечение любого защитного проводника, который не является жилой кабеля или не проложен в общей оболочке с линейными проводниками, должно быть не менее:

• 2.5 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий) , если есть механическая защита;
• 4 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий), если механическая защита отсутствует.

То есть, другими словами:

« Во всех случаях, когда защитные проводники не входят в состав многожильного кабеля, их минимальное сечение по меди должно быть 2,5 мм2 при наличии механической защиты и 4,0 мм2 при ее отсутствии. Сечение отдельно проложенных защитных проводников, выполненных из алюминия, должно быть не менее 16 мм2. »

[2,3]

При этом, защитный проводник, не являющийся частью кабеля, считается механически защищенным, если он проложен в трубе, коробе или другим подобным способом.

Если защитный проводник является общим для двух или более цепей, то его сечение выбирают следующим образом [3]:

• рассчитывают в соответствии с 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, исходя из максимально ожидаемого тока замыкания на землю и времени отключения в этих цепях;
• или выбирают по таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 для наибольшего сечения линейного проводника, входящего в состав этих цепей.

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

1.7.100. В электроустановках с глухозаземленной нейтралью нейтраль генератора или трансформатора трехфазного переменного тока, средняя точка источника постоянного тока, один из выводов источника однофазного тока должны быть присоединены к заземлителю при помощи заземляющего проводника.

Искусственный заземлитель, предназначенный для заземления нейтрали, как правило, должен быть расположен вблизи генератора или трансформатора. Для внутрицеховых подстанций допускается располагать заземлитель около стены здания.

Если фундамент здания, в котором размещается подстанция, используется в качестве естественных заземлителей, нейтраль трансформатора следует заземлять путем присоединения не менее чем к двум металлическим колоннам или к закладным деталям, приваренным к арматуре не менее двух железобетонных фундаментов.

При расположении встроенных подстанций на разных этажах многоэтажного здания заземление нейтрали трансформаторов таких подстанций должно быть выполнено при помощи специально проложенного заземляющего проводника. В этом случае заземляющий проводник должен быть дополнительно присоединен к колонне здания, ближайшей к трансформатору, а его сопротивление учтено при определении сопротивления растеканию заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль трансформатора.

Во всех случаях должны быть приняты меры по обеспечению непрерывности цепи заземления и защите заземляющего проводника от механических повреждений.

Если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN распределительного устройства напряжением до 1 кВ, установлен трансформатор тока, то заземляющий проводник должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN—проводнику, по возможности сразу за трансформатором тока. В таком случае разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники в системе TN—S должно быть выполнено также за трансформатором тока. Трансформатор тока следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали генератора или трансформатора.

1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора 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 PEN— или РЕ-проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. 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.

При удельном сопротивлении земли r >100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.

1.7.102. На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл. 2.4).

Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.

Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN—проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.

Таблица 1.7.4

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

* Диаметр каждой проволоки.

1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой BЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

При удельном сопротивлении земли r >100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 r раз, но не более десятикратного.

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

1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:

R ≤ Uпр/I,

где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;

Uпр — напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В (см. также 1.7.53);

I — полный ток замыкания на землю, А.

Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ×А, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Заземляющие устройства в районах с большим удельным сопротивлением земли

1.7.105. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в районах с большим удельным сопротивлением земли, в том числе в районах многолетней мерзлоты, рекомендуется выполнять с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения (см. 1.7.91).

В скальных структурах допускается прокладывать горизонтальные заземлители на меньшей глубине, чем этого требуют 1.7.91-1.7.93, но не менее чем 0,15 м. Кроме того, допускается не выполнять требуемые 1.7.90 вертикальные заземлители у входов и у въездов.

1.7.106. При сооружении искусственных заземлителей в районах с большим удельным сопротивлением земли рекомендуются следующие мероприятия:

1) устройство вертикальных заземлителей увеличенной длины, если с глубиной удельное сопротивление земли снижается, а естественные углубленные заземлители (например, скважины с металлическими обсадными трубами) отсутствуют;

2) устройство выносных заземлителей, если вблизи (до 2 км) от электроустановки есть места с меньшим удельным сопротивлением земли;

3) укладка в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей в скальных структурах влажного глинистого грунта с последующей трамбовкой и засыпкой щебнем до верха траншеи;

4) применение искусственной обработки грунта с целью снижения его удельного сопротивления, если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта.

1.7.107. В районах многолетней мерзлоты, кроме рекомендаций, приведенных в 1.7.106, следует:

1) помещать заземлители в непромерзающие водоемы и талые зоны;

2) использовать обсадные трубы скважин;

3) в дополнение к углубленным заземлителям применять протяженные заземлители на глубине около 0,5 м, предназначенные для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;

4) создавать искусственные талые зоны.

1.7.108. В электроустановках напряжением выше 1 кВ, а также до 1 кВ с изолированной нейтралью для земли с удельным сопротивлением более 500 Ом×м, если мероприятия, предусмотренные 1.7.105-1.7.107, не позволяют получить приемлемые по экономическим соображениям заземлители, допускается повысить требуемые настоящей главой значения сопротивлений заземляющих устройств в 0,002r раз, где r — эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом×м. При этом увеличение требуемых настоящей главой сопротивлений заземляющих устройств должно быть не более десятикратного.

Заземлители

1.7.109. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;

2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;

3) обсадные трубы буровых скважин;

4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;

5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;

6) другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;

7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.

1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.

Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ.

Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность использования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.

1.7.111. Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

1.7.112. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по условию термической стойкости при допустимой температуре нагрева 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий времени действия защиты и отключения выключателя).

В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует выполнить одно из следующих мероприятий:

увеличить сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы;

применить заземлители и заземляющие проводники с гальваническим покрытием или медные.

При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств, обусловленное коррозией.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п.

Заземляющие проводники

1.7.113. Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.

Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.

1.7.117. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм2.

1.7.118. У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак

1.7.126. Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.7.5.

Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Таблица 1.7.5

Наименьшие сечения защитных проводников

Часто задаваемые типовые вопросы от читателей

1. На старом советском водном насосе отрезана электрическая вилка. Все провода одинакового цвета. Как определить, где защитный проводник?
   В принципе, ничего сложного здесь нет, для определения защитного проводника вам понадобиться сам насос и мультиметр (тестер), если нет ни мультиметра, ни тестера, но есть мегаомметр, то можно воспользоваться и ним.

   Для проверки выполните такую последовательность действий:

   — Зачистите конца трех жил, которые выходят с насоса таким образом, чтобы вы могли четко касаться к ним щупом по очереди, исключая контакт щупа с соседними жилами.

   — Затем установите тестер в режим прозвонки цепи, щупы подключите к соответствующим выводам мультиметра.

   — Зафиксируйте один щуп на корпусе насоса. Важно, чтобы место установки давало хороший контакт, поэтому при наличии краски, толстого слоя грязи и прочих препятствий на пути протекания электрического тока в корпус, их нужно зачистить или подобрать другое место.

   — Вторым щупом, как показано на рисунке ниже, поочередно прикасайтесь к каждой из жил шнура питания насоса.

   — Та жила, которая покажет цепь с корпусом и есть защитный проводник. Соответственно две другие – фазный проводник и нейтральный проводник.

   Такой метод актуален для проверки исправного насоса, если у электрической машины изоляция обмоток имеет пробой на корпус, то звониться с землей будет не только PE проводник.

Почему нельзя разделять PEN проводник в этажном щите

Такой вариант нельзя применять по целому ряду причин:

1. Если принимать во внимание исключительно положения ПУЭ, то в них говорится что разделение проводов должно происходить на вводном автомате многоквартирного или частного отдельного дома.
2. 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.
3. 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.

Использованная литература

1. ГОСТ 30331.1-2013
2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 1// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2011. – № 3. – 160 c.
3. ГОСТ Р 50571.5.54-2013
4. В силу того, что ГОСТ Р 50571.5.54-2013 содержит множество серьезных ошибок, статья была приведена в соответствие с работой Ю.В. Харечко журнале «Энергоэффективность, энергобезопасность, энергонадзор», 2015, № 2 — «Анализ ошибок нового ГОСТ Р 50571.5.54-2013, распространяющегося на заземляющие устройства и защитные проводники».
5. ГОСТ 33542-2015