Что такое защитное зануление и где оно применяется

Вводно-распределительное устройство (ВРУ)

htmlimage-15-257x500.jpg
Внешний вид вводно-распределительного устройства

Вводно-распредилительное устройство жилого дома – это вводный щит, который обеспечивает питание всего здания. В нем сосредоточены аппараты защиты (предохранители, УЗО, автоматические выключатели), приборы учета электроэнергии, разъединительное оборудование (рубильники, пакетные выключатели), шины питания и заземления. Читайте также статью: → «Устройство и принцип работы автоматов защиты в электрической цепи (УЗО)».

Именно в ВРУ предусматривается разделение PEN проводника на PE и N. Для этого в нем предусматриваются раздельные шины PE и N, которые соединяются между собой перемычкой. Шины PE и N выполняются из меди, в крайнем случае, из алюминия.

Важно! Крепить медные провода непосредственно к алюминиевой шине нельзя во избежание появления электрохимической пары. Нужно воспользоваться стальными шайбами, которые прокладываются между шиной и медной жилой. Также выполняется крапление алюминиевых проводов к медной шине.

Соединяться шины должны с обоих краев или посередине перемычками сечением, не меньшим, чем шины. Соединение только болтовое. К основанию шина РЕ крепится непосредственно, а шина N через диэлектрические (изоляционные) прокладки.

htmlimage-16-500x291.jpg
Шины PE и N с перемычкой между ними.

При монтаже проводки в вводном щите следует соблюдать рекомендуемую окраску проводов. Это позволит в дальнейшем избежать путаницы и предотвратить несчастные случаи. Принята следующая окраска проводов:

  • Фаза А (L1) – желтый;
  • Фаза В (L2) – зеленый;
  • Фаза С (L3) – красный;
  • Нулевой провод (N) — голубой;
  • Защитных провод (PE) – желто-зеленый.

Ошибки при разделении PEN проводника на PE и N

Самой распространенной ошибкой при раздельной прокладке проводников PE и N является их объединение за точкой разделения. В нормальном состоянии аппаратуры по проводнику РЕ не должен протекать ток, а в результате объединения он начинает работать как рабочий ноль (нейтральный проводник). Как результат – неправильная работа устройств защитного отключения (УЗО). Распространенный вариант ошибки – установка перемычек между нулем и заземляющим контактом (РЕ) розетки. Наиболее тяжелые последствия такого объединения возникают в случае обрыва нулевого проводника до места подключения в розетке.

Вторая ошибка – выполнение раздельных контуров заземления для различных устройств в одном здании. В таком случае на различных концах проводника РЕ возникает разность потенциалов, что приведет к протеканию тока в РЕ проводнике. При обрыве РЕ между устройствами, возможно поражение электрическим током. Еще такое подключение может вызвать сбои в работе цифрового оборудования.

Третья ошибка – использование в качестве заземлителя РЕ проводника арматуры здания или водопроводных труб. Арматура дома не гарантирует надежного контакта с землей, а водопровод может иметь места, поврежденные коррозией или непроводящие пластиковые вставки. Если заземление РЕ выполнено на водопровод в нескольких квартирах, то может возникнуть ситуация как во второй ошибке.

Совет #2. Согласно п. 1, 7, 61. ПУЭ для заземления проводника РЕ на вводе в здание рекомендуется использование именно естественные заземлители.

Организация системы TN-C-S согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ)

Пункт 1,7,135 ПУЭ точно указывает, как следует выполнять правильное разделение PEN проводника на отдельные и независимые PE и N. Для этого в точке разделения (расщепления) PEN проводника предусматриваются отдельные шины или клеммные колодки для подключения РЕ и N проводников. Разделенные шины перемычкой соединяются между собой. Вводный PEN проводник линии электроснабжения подключается к шине РЕ проводника.

Важно! Не допускается повторное объединение проводников РЕ и N за точкой разделения. Правилами устройства электроустановок (п. 1, 7, 145) запрещается установка любых коммутирующих аппаратов и устройств  в цепях РЕ и PEN проводников. Изоляция PEN, РЕ и N проводников должна быть такой же, как и фазных проводов, а их сечение должно определяться по таблице:

Площадь поперечного сечения фазных проводников Наименьшая площадь поперечного сечения защитных проводников
S ≤ 16 мм2 S
16 мм2 < S ≤ 35 мм2 16 мм2
S ≥ 35 мм2 S/2

Схема работы

Как было сказано выше, зануление основано на провоцировании короткого замыкания после попадания фазы на металлический корпус электроустановки, соединенной с нулем. Так как сила тока возрастает, подключается защитный механизм, отключающий электропитание.

По нормативам Правил установки электроустановок в случае нарушения целостности линии она должна отключаться автоматически. Регламентируется время на отключение — 0,4 секунды (для сетей 380/220В). Для отключения используются специальные проводники. Например, в случае однофазной проводки задействуется третья жила кабеля.

Для правильного зануления важно, чтобы петля фазы-нуля характеризовалась невысоким сопротивлением. Так обеспечивается срабатывание защиты за нужный промежуток времени.

Организация зануления требует высокой квалификации, поэтому такие работы должны выполнять только квалифицированные электрики.

На схеме ниже показан принцип работы системы:

Проверка эффективности зануления

Чтобы проверить, насколько действенно зануление, нужно сделать замер сопротивления петли фаза-ноль в наиболее отдаленной от источника электропитания точке. Это даст возможность проверить защищенность в случае воздействия тока на корпус.

Сопротивление измеряется с использованием специализированной аппаратуры. Измерительные приборы оснащены двумя щупами. Один щуп направляют на фазу, второй — на зануленную электроустановку.

По результатам измерений устанавливают уровень сопротивления на петле фазы и нуля. С полученным результатом рассчитывают ток однофазного замыкания, применяя закон Ома. Расчетное значение тока однофазного замыкания должно быть равно или превышать ток срабатывания защитного оборудования.

Предположим, что для предохранения электроцепи от перегрузок и коротких замыканий подключен автомат-выключатель. Ток срабатывания составляет 100 Ампер. По результатам измерений сопротивление петли фазы и нуля равно 2 Ом, а фазовое напряжение в сети — 220 Вольт. Делаем расчет тока однофазного замыкания на основе закона Ома:

I = U/R = 220 Вольт/2 Ом = 110 Ампер.

Поскольку расчетный ток короткого замыкания превышает ток мгновенного срабатывания автомата-выключателя, делаем вывод об эффективности защитного зануления. В противном случае понадобилась бы замена автомата-выключателя на прибор с меньшим током срабатывания. Другой вариант решения проблемы — сокращение сопротивления петли фаза-ноль.

Нередко при проведении расчетов ток срабатывания автомата умножают на коэффициент надежности (Кн) или коэффициент запаса. Причина в том, что отсечка не всегда равна указанному показателю, то есть возможна определенная погрешность. Поэтому использование коэффициента позволяет получить более надежный результат. Для старого оборудования Кн составляет от 1,25 до 1,4. Для новой техники применяется коэффициент 1,1, так как такие автоматы работают с большей точностью.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий