Как соединять ноль и заземление в электрощите и в каких случаях это нужно
Как правильно соединять ноль и заземление в электрощите частного дома или квартиры. Для чего нужно соединение нулевого провода с заземлением. О чем говорится в ПУЭ.
При проектировании электроснабжения зданий и сооружений, включающих в себя как рабочее, так и защитное заземление, должна быть минимизирована вероятность появления на токопроводящих (металлических) корпусах приборов и оборудования опасного для жизни и здоровья людей напряжения. В этой статье мы поговорим о том, как выполнить соединение нуля и заземления и для чего это нужно. Для тех, кому не интересно предисловие и теория — практическая реализация описана в конце статьи.
Содержание:
- Виды защиты от поражения электрическим током
- Системы заземления
- Отличия зануления от заземления
- Как правильно соединить ноль с землей
Виды защиты от поражения электрическим током
В соответствии с пунктом 1.1 ГОСТ 12.1.030-81 защитное заземление или зануление (соединение нуль-земля) призвано обеспечить защиту людей от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции при прикосновении их к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования.
Заземление – это преднамеренное или случайное электрическое соединение металлических частей электрического оборудования, электроустановок, или точки сети к заземляющему устройству, шине или другому защитному оборудованию (пункт 01-10-09 ГОСТ Р 57190-2016).
Это может быть арматура в земле, строительные конструкции или специальные электроды. Данная мера является обязательной преднамеренной защитой как жилого, так и нежилого фонда.
Зануление – это преднамеренное соединение металлических частей не находящихся под напряжением в нормальном состоянии с нулевым защитным проводником (глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора).
В соответствии с пунктами 1.1.2, 1.1.3, 1.7 ГОСТ 12.1.030-81 зануление необходимо производить электрическим соединением металлических частей электрооборудования с заземленной точкой источника электропитания с помощью нулевого защитного проводника (PE).
Для нулевых защитных и заземляющих проводников можно использовать: специальные проводники, а также металлические конструкции зданий и сооружений.
Защитное заземление и зануление электрооборудования необходимо производить в обязательном порядке при использовании напряжения переменного тока номинальной величиной 220 (1 фаза) и 380В (3 фазы) и выше и напряжения постоянного тока величиной от 440В и выше. К тому же согласно п. 1.7.13 ПУЭ питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.
Системы заземления
В соответствии с пунктом 1.7.3 ПУЭ 7 при применении электрооборудования, рассчитанного на напряжение до 1 кВ, применяются способы заземления:
- TN — ноль источника питания (от подстанции или генератора) глухо соединён с землей;
- TN-С — TN, где защитный (PE) и рабочий (N) нулевые провода совмещены в одном PEN-проводнике;
- TN-S — TN, где PE и N нулевые провода разделены на протяжении всей линии от подстанции;
- TN-C-S — TN, где PE и N разделены на определенном участке цепи, а от подстанции до этого участка они объединены;
- ТТ – ноль от подстанции глухо заземлён, а незащищенные электропроводящие конструкции электрооборудования соединены с заземляющим устройством, не связанным с глухозаземленным нулем от подстанции;
- IT — ноль изолирован от земли или соединен с землей через большое сопротивление, а незащищенные металлические конструкции электрооборудования соединены с землей.
Расшифровка символов, первый из которых обозначает положение нуля блока электроснабжения по отношению к земле:
- Т – заземлённый ноль (нейтраль);
- I – изолированная нейтраль.
Второй символ – положение незащищенных металлических конструкций по расположению к земле:
- Т – соединение с землей открытых токопроводящих частей и металлических конструкций, независимо от того, заземлена ли нейтраль от подстанции;
- N – соединение токопроводящих частей с глухозаземленным нулем блока электроснабжения.
Символы, следующие за N, определяют место соединения рабочего и защитного нулевых проводов с заземлителем у потребителя или разделение нуля еще на подстанции:
- S – рабочий (N) и защитный (РЕ) нули — это разные, разделенные проводники;
- С – соединение в едином проводе (PEN) роли нулевых рабочего и защитного проводников.
При занулении нулевые защитные и фазные провода выбираются так, чтобы при пробое изоляции на корпус или нулевой проводник, возникающий ток короткого замыкания обеспечивал отключение автомата защиты или перегорание предохранителя.
Отличия зануления от заземления
Способы заземления и зануления обладают разным защитным действием. Зануление обеспечивает мгновенное срабатывание автоматических выключателей при замыкании фазы на корпус. При этом происходит обесточивание подключенных потребителей электроэнергии, например, станков, трансформаторов.
Но это не спасает человека от воздействия тока утечки, а также при обрыве нулевого проводника на корпусах электрооборудования появится напряжение. В связи, с чем зануление в чистом виде не используется.
При этом в электрооборудовании с четырехпроводной сетью с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом напряжением до 1000В зануление является основным средством защиты.
Реализация схем зануления и заземления имеет ряд отличий. Одно из основных – для заземления необходимо использовать кабели с отдельной жилой. Сечение PE-проводников может быть меньше сечения фазовых, а их изоляция всегда имеет желто-зеленый цвет.
Одно из основных преимуществ при реализации зануления – применение более дешевого кабеля. Преимущества заземления — оно работает всегда, не требует частого контроля качества соединения, достаточно раза в год.
Соединение нуля с «землёй» (зануление) в частном доме или квартире не только не обязательно, но и может быть небезопасным. Если нулевой провод отгорит или оборвется в этажном щите, то на бытовые устройства, работающие от 220 В, поступит напряжение гораздо большой величины, что приведет к выходу их из строя, к тому же на их корпусах появится опасное напряжение.
Под «землёй» здесь имеется в виду проводник, подключенный к корпусам электроприборов и заземляющим контактам розеток.
Для обеспечения наибольшей безопасности, можно рекомендовать устройство зануления и заземления одновременно. Для этого реализуется система TN-C-S — заземление и разделение нуля на вводе в дом, во вводном общедомовом электрощите ВРУ.
Как правильно соединить ноль с землей
Неправильное соединение нуля с землей может явиться причиной трагедии, вместо защиты. В общедомовом вводном устройстве (ВРУ) должно быть произведено разделение совмещенного нуля на рабочий и защитный проводники. Потом защитный ноль должен быть разведен к щитам на этажах, а затем в квартиры.
Получается пятипроводная сеть:
К третьему контакту розеток надо подключать PE. В старых домах встречается четырехпроводная сеть:
Если проводник РЕ изготовлен в виде алюминиевой шины, то сечение ее должно быть не менее 16 мм ² , если медная шина (латунная) – не менее 10 мм 2 . Это правило справедливо для ВРУ, в остальном следует руководствоваться нижеприведенной таблицей.
Сечение фазных проводников, мм 2
Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S≤ 16
S
16
16
S>35
S/2
На защитный проводник РЕ нельзя устанавливать автоматы, другие устройства разъединения, он должен быть неотключаемым. Разделять совмещенный ноль PEN необходимо до автоматов и УЗО, после них нигде соединяться они не должны!
- защитный и нулевой контакты соединять в розетке перемычкой, т.к. при обрыве нуля на корпусах бытовых приборов появится опасное фазное напряжение;
- нулевой и защитный проводники соединять одним винтом (болтом) на шине в щитке;
- PE и N необходимо подключать к разным шинам, при этом, каждый провод из каждой квартиры должен быть прикручен своим винтом (болтом). Необходимо предусмотреть меры против ослабления крепления болтов и защиту их от коррозии и механических повреждений (пункт 1.7.139 ПУЭ 7).
Такое соединение применяют при современном электроснабжении жилых помещений или частных домов. Что соответствует требованиям ПЭУ- 7 (пункт 7.1.13) для сетей постоянного и переменного тока напряжением 220/380 вольт. После разделения объединять их категорически запрещается.
В частном доме зачастую мы получаем два или четыре провода от ВЛЭП. Чаще всего встречается 2 ситуации:
Ситуация №1 — хороший случай. Ваш электрощит стоит на опоре, под ней вбито повторное заземление. В электрощите две шины PE и N. К шине PE идёт ноль с опоры и провод от заземлителя. Между шиной PE и N перемычка, от шины N идёт рабочий ноль в дом, от шины PE – идёт защитный ноль в дом. Шины PE и N могут быть установлены в доме в распределительном щите, тогда ноль с землёй соединяется на одной шине в щите учета как на фото ниже.
Такие щиты сейчас часто собирают при подключении новых частных домов к электросети. При этом вводной автомат установлен на фазе, ноль с ВЛЭП идёт напрямую в счетчик, а разделение нуля (соединение с заземлителем) производится после него. Реже это делают и до счетчика, но зачастую энергосбыт против такого решения. Почему? Никто не знает, аргументируют возможностью хищения электроэнергии (вопрос, как?).
Если ВЛЭП старая – не нужно соединять ноль и землю (Глава 1.7. ПУЭ п. 1.7.59). Делайте систему ТТ (без соединения PE с N). В этом случае обязательно использовать УЗО!
В обоих ситуациях каждый провод на шинах должен быть затянут своим болтом — не суйте несколько PE или N-проводников под один болт (или винт).
Особенности применения нулевых шин
Как известно, система электропитания конечного потребителя строится по схемам, рекомендованным Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). На объект подводится силовой кабель, дальнейшая разводка происходит в распределительном щитке. Для удобства монтажа и упорядочения линий электропитания, вводы с разными значениями объединяются в контактные группы. Шина с фазой, нулевая шина — это контактная колодка, в которой присутствует возможность надежного подключения нескольких проводников для питания электроустановок.
Требования, предъявляемые к нулевой шине
- Для групповой сети, шина должна быть единым проводником, без возможности коммутации между ее частями.
- Сопротивление должно быть одинаковым по всей длине.
- В пределах одной групповой линии, допускается объединение проводников PE (защитное заземление) и N (рабочий нуль).
При этом после разделения ввода PEN на шины PE и N, конечные потребители подключаются на разные шины.
Важно! Использование одной шины для подключения рабочего нуля и заземления, запрещено! Это принципиальный вопрос, необходимо понимать разницу между разделением и объединением PE и N.
С момента разделения, линии заземления и нуля могут быть проложены в одном силовом кабеле, но проводники должны быть изолированы.
Для удобства рассмотрим однофазную схему, которая применяется в большинстве квартир многоэтажных домов. Две основные линии: фаза и нуль, присутствуют всегда. Они заводятся в прибор учета (счетчик электроэнергии), а на выходе становятся доступными для дальнейшей разводки. В зависимости от применяемой системы, может быть установлена либо только нулевая шина, либо нулевая и заземляющая.
Почему применяются разные системы заземления
- Схема, не противоречащая современным Правилам устройства электроустановок (ПУЭ): TN-S. К вам в распределительный щиток заходят три проводника (напомним, речь идет об однофазной схеме).
На установке, производящей электроэнергию (в нашем случае — трансформаторная подстанция), шина нулевая с заземлением представляют собой глухо заземленную нейтраль. Соединение с защитной землей происходит лишь в этой точке. Затем по изолированным проводникам, в щиток заводятся две шины. Эта система является самой безопасной с точки зренияНулевая и заземляющая шины разделены на уровне вводного устройства в объект. На уровне конечного распределительного щитка (группы потребителей) шины снова объединять запрещено. В случае повреждении нулевой шины на пути от генерирующего оборудования до потребителя, заземление остается в целости и сохранности.
- Устаревшая, но широко применяемая в зданиях старой постройки схема TN-C. Заземление не выведено отдельным проводником, в щитке присутствует лишь нулевая шина.
Соединять с нулем проводник заземления, запрещено Правилами устройства электроустановок. Поэтому в данной схеме подключения «земли» в привычном понимании просто нет.
Для чего нужна нулевая шина
Силовой и нулевой провода, необходимо распределить от щитка до каждого индивидуального потребителя (или группы потребителей). Типовая схема квартирного щитка выглядит так:
Все силовые провода коммутируются защитными автоматами. А рабочий нуль соединяется с каждым потребителем напрямую. Для того чтобы выполнить групповое соединение без проблем на единственном контакте, разработана нулевая шина.
- Обеспечивается оперативное подключение нескольких равнозначных линий.
- Все контакты находятся под визуальным контролем.
- Появляется возможность эффективного использования автоматов: нулевой проводник размыкать автоматом не обязательно. Значит, коммутационное оборудование может состоять из одной линии.
- Гарантируется неразрывная цепь нуля от силового кабеля на входе, до каждой электроустановки.
- Грамотное разделение электропроводки в рамках одной системы.
- Технически правильное подключение устройств защитного отключения (УЗО), возможно лишь в случае организации нулевой шины в соответствии с ПУЭ.
Какими бывают нулевые шины
По сути, это усиленный проводник открытого типа (в контактной зоне), на который можно с помощью винтовых или иных соединителей завести нулевые проводники. Типичная конструкция — прямоугольный брусок из прочного металла с хорошей проводимостью: чаще всего латунь, или иные сплавы на основе меди.
Размещается эта контактная колодка внутри распределительных устройств. Вне зависимости от конструкции, после монтажа не должно быть доступа к токоведущим частям. В генерирующей установке, нуль является глухо заземленным. А в точке подключения, любое прикосновение к открытым проводникам может быть опасным. Поэтому в щитках, где после открытия крышки открывается доступ ко всем элементам, применяются относительно защищенные конструкции.
Если щиток после монтажа всегда закрыт для доступа, за исключением выключателей защитных автоматов, можно использовать полностью открытые нулевые рейки.
Такие колодки непосредственно монтируются на корпус (внутри) щитка из пластмассы, или через диэлектрические проставки, на металлическую коробку.
Поскольку большинство распределительных щитов выполнены с применением DIN реек, разумно устанавливать любое клеммное оборудования подобной конструкции.
Установив такую рейку в одном ряду с дифференциальными автоматами, несложно аккуратно подключить каждый абонентский кабель внутри щитка.
Существуют клеммы быстрого монтажа: по типу WAGO. Есть соблазн не «мудрить» с винтовыми зажимами, а выполнить соединение «по-быстрому».
Но такие зажимы не являются на 100% надежными. К тому же, качество контактов невозможно проверить визуально. Еще одна проблема — в разъемах WAGO нет возможности извлечь один проводник, не разрушив всю линейку.
Какого производителя выбрать
На самом деле, предпочтения тому или иному логотипу не связаны с качеством. Фурнитуру для монтажа электропроводки выпускают все известные электротехнические предприятия. И если у вас вся розеточная сеть, защитные автоматы и проводка, произведены фирмой IEK, ABB, Legrand или Schneider Elerctric — есть смысл нулевые рейки и шины защитной земли покупать с таким же логотипом.
Экстремально дешевые изделия «noname», могут просто треснуть при эксплуатации, обеспечив гарантированные проблемы для дорогостоящего электрооборудования.
Видео по теме
Источник