Как правильно выбрать сечение для провода заземления

Для чего нужен заземляющий провод, принцип работы

Присоединение заземляющего провода к шине
Основная задача заземления – предотвратить поражение человека или животного электрическим током. Исправный электрический прибор имеет целостный корпус с надежно изолированными деталями, которые находятся под напряжением. Если бытовая техника выходит из строя, токоведущие части могут коснуться корпуса и это приведет к тому, что он тоже будет под напряжением. Прикоснувшись к такому устройству, человека неизбежно ударит током.

В данном случае эксплуатация автоматического выключателя нецелесообразна, поскольку силы тока, протекающей по телу человека, будет недостаточно для отключения подачи электроэнергии. Но этой силы, к сожалению, бывает достаточно, чтобы лишить человека здоровья или даже жизни.

Чтобы исключить вероятность развития подобных событий, нужно заземлить все электрические приборы через проводники. Заземление бытовой техники в домашних условиях возможно лишь в том случае, если дом оснащен контуром заземления. К сожалению, дома старых построек подобными новшествами не оснащены. Обусловлено это тем, что еще десятилетия назад люди в домах практически не имели бытовых приборов, следовательно, нагрузка на сеть была минимальной.

Теперь к двухфазной проводке добавляют еще одну жилу – заземляющий провод. В результате проводка уже трехфазная – два провода – это ноль и фаза, а третий – защитное заземление. Таким образом, подключая вилку бытовой техники в розетку, металлический корпус прибора автоматически соединяется с защитным заземлением.

Кратко о терминах

Чтобы статья была понятной даже для тех, кто далёк от электротехники, мы привели пояснение к терминам, которые в ней будут использоваться.
Заземлителем называют основа системы заземления. Обычно оно представляет собой металлические штыри, вогнанные в землю на равном расстоянии друг от друга, формируя фигуру наподобие треугольника.

Заземляющей шиной или ГЗШ называют металлическую полосу, проложенную по периметру помещения или около защищаемых приборов, которая соединяет все заземляющие проводники электроприборов с заземлителем.

Заземляющим проводом или жилой называют тот проводник, который обеспечивает соединение заземлителя с ГЗШ.

Металлосвязь – это понятие, которое характеризует контакт между металлическими частями корпусов электрооборудования, в том числе двери электрических щитов или шкафов с их корпусами.

Критерии выбора кабеля для заземления

Схемы заземления
Прежде чем выбирать заземляющий проводник, нужно разобраться с несколькими важными моментами.

Владельцы частных домов и загородных построек 1998 года и ранее вынуждены самостоятельно проводить заземление. Современные сооружения еще в процессе строительства оснащаются готовой системой.

Чтобы правильно выбрать провод заземления и его сечение, нужно выяснить, какая система установлена в доме. Согласно Правилам Устройства Электроустановок их может быть использовано 4 вида:

• TN-S – в системе переменного тока дополнительно произведено заземление с использованием нейтрали и отдельного провода.
• TN-C характеризуется объединением проводов ноль и земля, нейтраль выводится отдельно. Самый распространенный способ защиты, который применялся в Европе несколько десятилетий назад.
• TT – оснащение электрооборудования прямым защитным заземлением.
• IT – работа непосредственно с корпусами бытовой техники через полную изоляцию всех токопроводящих кабелей и сам корпус.

На используемой схеме заземления всегда должна быть указана маркировка. В России их можно встретить две:

• PE – заземление;
• PEN – в одном кабеле объединены ноль и земля.

Следующий важный критерий выбора – используемый тип заземления. В зависимости от предназначения они делятся на два вида – переносное и стационарное. В бытовых условиях достаточно стационарного вида, который допускает эксплуатацию как одножильных, так и трехжильных кабелей.

У многих малоосведомленных в этих опросах людей возникают сложности в том, какого цвета провод заземления. Согласно требованиям ПУЭ, провод должен быть изготовлен в желто-зеленом цвете изоляции.

После определения типа кабеля и материала системы можно приступать к следующему основному шагу – подбор подходящего сечения.

Предъявляемые требования

Требования к заземляющему проводу предъявляются в соответствии с местными условиями, в которых эксплуатируются электроустановки. Также они могут отличаться в соответствии с поставленными задачами или режимом работы. Все требования можно разделить по таким параметрам проводов заземления:

• Одножильный или многожильный – применяются в зависимости от конкретного оборудования. Так многожильные провода должны устанавливаться в тех местах, где требуется определенный уровень гибкости и заземление должно легко перемещаться (дверцы ячеек, испытательное оборудование и т.д.). Одножильные провода обеспечивают жесткую фиксацию и крепятся к корпусам стационарного оборудования.
• Наличие или отсутствие изоляции – изоляционный слой требуется при открытой прокладке или по корпусам оборудования.
• Отдельно проложенный или находящийся в составе цельного кабеля – при объединенной конструкции в однофазных системах должен выполняться трехжильным кабелем, а в трехфазных пятижильным. Если система уже смонтирована, то должен выполняется отдельным заземляющим проводником.
• Материал токопроводящего элемента (медь, алюминий, сталь) – определяет удельное сопротивление самого проводника и его химическую устойчивость к различным воздействиям окружающей среды. Медные жилы являются наиболее устойчивыми к коррозии и обладают наименьшим удельным сопротивлением, за ними идут алюминиевые и стальные.

Важнейшим требованием к заземляющему контуру и подключаемым к нему проводнику является общее омическое сопротивление. Которое определяется и сечением провода заземления, и переходным сопротивлением между ножами контура и грунтом, и местами болтовых (клеммных) или сварных соединений в общей цепи. Общая величина сопротивления контура определяется п.1.7.101 – 1.7.103 ПУЭ в зависимости от линейного или фазного напряжения электроустановки и ее типа, данные параметры приведены в таблице ниже:

Таблица: величина сопротивления заземления

Помимо медных проводов в соответствии с п.1.7.121 ПУЭ для заземления допускается использовать металлическую бронированную оболочку, применяемую для защиты от механических повреждений при прокладке кабеля, короба и лотки, если их размещение исключает возможность их повреждения, рельсы и балки в конструкции зданий и сооружений.

Но, согласно требований п.1.7.123 ПУЭ в качестве заземляющих проводников запрещено использовать металлические части газопроводов или труб водоснабжения, нагруженную арматуру железобетонных конструкций.

Как правильно выбрать сечение заземляющего проводника

Пример кабеля с меньшим сечением PEN жилы
Для подключения системы защиты могут использоваться не только естественные заземлители, но и искусственные. Правила подбора в каждом случае отличаются друг от друга и имеют свои технические особенности.

Искусственными оснащаются сети мощностью свыше 1 кВт, в остальных случаях допустима эксплуатация естественных.

Искусственный сегмент изготавливают из оцинкованных сплавов, стали и меди. Сечение подбирается согласно Правилам Установки Электрооборудования в специальных таблицах.

Одно простое, но важное правило – проводник должен иметь сечение, которое равно сечению фазового провода при условии, что проводник не менее 16 мм.кв. В других случаях сечение вычисляется с помощью таблицы, приведенной в ПУЭ.

В обычной квартире, которая оснащена всем необходимым оборудованием, достаточно устанавливать систему защиты с одножильным проводом с желто-зеленой изоляцией.

Маркировка проводов

Провода заземления имеют еще одну характеристическую особенность – маркировку.

Цвет заземления

Заземление, согласно правилам ПУЭ, должно быть окрашено в желто-зеленый цвет. Однако редко встречаются светло-зеленые или полностью желтые провода. Также кабель может быть оснащен оплеткой синего окраса в местах фиксации, что свидетельствует о заземлении вместе с нулем.

В распределительном щитке его соединяют с шиной, корпусом и дверцей щита, изготовленной из металла. В коробке подключение стремится к проводам земли. Заземлительный проводник нельзя соединять с устройством защитного отключения.

Условные обозначения на электросхемах: для постоянного тока, стандартное заземление, к корпусу электрооборудования, чистое и защитное.

Цвет нейтрали

Пример внешнего вида нейтрального провода
Нулевой проводник имеет строго синий окрас. В распределительном щитке его необходимо подключать к шине нейтрали, которая обозначается буквой N. К ней же подсоединяют все оставшиеся проводники синего окраса. Через электрический счетчик или напрямую без установки автомата шина стыкуется к вводу. В распределительной коробке все провода, за исключением синего цвета, не должны быть задействованы в коммутации. Нулевые проводники в розетках подключают к контакту, обозначающемуся N – находится на тыльной ее стороне.

Цвет фазы

В сравнении с заземлением и нейтралью фаза имеет более обширный спектр цветов. Для обозначения провода могут быть использованы любые цвета кроме синего, желтого и зеленого. Самые распространенные – черный, красный и коричневый.

В распределительной коробке фазу, которая отходит от потребителя, подсоединяют к контакту автоматического переключателя, расположенного в самом низу, или оборудования защитного отключения. В выключателях проводят коммутацию фазы.

Самостоятельное обозначение проводов

Периодически встречаются проводники с несвойственными для них окрасами. Такие решения не соответствуют стандартам, изложенным в ПУЭ. Для облегчения поставленной задачи рекомендуется самостоятельно промаркировать провода необходимыми цветами. Используется для этого цветная изолента, а также термоусадочная трубка.

Еще одна задача мастера – записать отдельно на листочке значения цветов.

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.

Основные марки кабеля заземления

Варианты цветовой маркировки провода заземления
Выбирая марку кабеля, необходимо изучать его тип: мобильное или стационарное использование. Стационарная предназначена для защиты оборудования, распределительных щитков и сооружений. Оптимальный вариант – многожильные многопроволочные кабели (ВВГ, ПВГ) и однопроволочные модификации (NYM). Если кабель заземления бесцветный, на жилу направлена земля.

• Кабель NYM – оболочка окрашена в соответствии со всеми правилами и предписаниями, внутри оснащен медными жилами. Также имеет промежуточную дополнительную оболочку, которая повышает эксплуатационный срок кабеля даже при продолжительном его использовании. Не вызывает сложностей при установке.
• ВВг – оснащен жилами, изготовленными из меди первого и второго класса скрутки. Имеет необычную окраску, на которую стоит обратить внимание. Земля – желто-зеленая, а ноль – голубая. Внешняя оболочка и изоляция изготовлена из поливинилхлорида, благодаря этому кабель даже в случае пожара гореть не будет.
• ПВ-6 – медный провод, оболочка изготовлена из прозрачного ПВХ. Есть возможность созерцать работу токопроводящей жилы. Рабочий температурный диапазон -40 – +50 градусов Цельсия, очень гибкий материал.
• ESUY имеет одно стандартное применение – защита от короткого замыкания системы. Способен выдерживать огромные нагрузки, часто используются в распределительных коробках и на железных дорогах.
• ПВ-3 может выпускаться в 11 цветовых гаммах, состоит из большого количества медных нитей, которые помещены в поливинилхлоридную оболочку. Особенность внешней оболочки – хрупкость при неправильном хранении или использовании.

Вопрос выбора кабеля заземления чрезвычайно важен, поскольку неправильно подобранная жила будет неспособна выполнять все технические задачи, поставленные перед ней. Если возникают трудности при самостоятельном выборе, лучше проконсультироваться со специалистом.