Монтаж повторного заземления нулевого провода

Что такое повторное заземление и как правильно его сделать?

Повторное заземление — неотъемлемая часть общей системы заземления. Его используют для заземления нулевого защитного провода РЕ и РЕN электрических сетей до 1000 Вольт в системе ТN с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

Для устройства повторного заземления используют естественные заземлители. Сопротивление естественных заземлителей ничем не определяется и в любое время его значение может измениться, поэтому применяют искусственное заземление с заранее определенными параметрами.

Монтаж такого устройства нужен для снижения опасности поражения электрическим током людей, находящихся в непосредственной близости от электроустановок. Повторное заземление монтируют на вводе в здание, где находится электроустановка.

При наличии такого устройства в аварийных ситуациях напряжение на корпусах электроустановок и электроприборах уменьшается. Разность потенциалов между землей и корпусом электроустановки снижается, а человек, касающийся корпуса электроприбора, становится защищенным от поражения электрическим током.

Применение системы TN

Для электроснабжения основной части промышленных электроустановок до 1000 Вольт, жилых домов и квартир используется система ТN. Для надежного срабатывания аппаратов защиты и повышения электробезопасности необходимо выполнять заземление нулевого провода.

Система ТN подразделяется на следующие типы:

1. ТN-C, когда нулевой рабочий проводник N объединен с нулевым защитным проводником РЕ.
2. TN-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводник на подстанции разделены.
3. TN-C-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники на подстанции объединены, а при вводе в здание электроустановки разделяются на два проводника.

Применение системы TN-С

Эта система заземления была и остается самой распространенной в стране. При такой системе на подстанции заземляется нейтраль трансформатора. Нулевой проводник присоединяется к заземленной нейтрали на подстанции. В этом случае нулевой проводник выполняет функции рабочего и защитного проводников и называется РЕN-проводником.

Электропитание электроустановок осуществляется двумя жилами при однофазном питании или четырьмя жилами при трехфазном питании. При применении системы TN-С в электророзетках отсутствует заземляющий контакт, а корпуса всех промышленных электроприборов и электроустановок на производстве зануляются.

Недостаток системы в угрозе поражения электрическим током при обрыве нулевого проводника. Достоинство — недорогой электромонтаж. По правилам устройства электроустановок на смену системе TN-C пришли другие, более безопасные системы — TN-S и TN-C-S.

Применение системы TN-C-S

Система TN-C-S — основная для применения в соответствии с ПУЭ. В ней от трансформаторной подстанции до ввода в здание используется объединенный проводник РЕN, который на вводе в здание присоединяется к повторному заземлению и разделяется на рабочий проводник N и на защитный проводник РЕ.

Такое разделение осуществляется, как правило, в главном электрощите промышленного объекта или жилого здания. Далее, после главного электрощита, по зданию проводники N и РЕ разделены. В этом случае электророзетки имеют заземленный контакт, к которому присоединяется РЕ-проводник.

Система TN-C-S наиболее оптимальна с точки зрения цены и электробезопасности. Применяется в проектируемых жилых и промышленных зданиях.

Применение системы TN-S

Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.

Воздушные линии электропередач

На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.

Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.

Спуск с верхнего конца опоры осуществляется проволокой диаметром 6 или 8 мм. Кроме PEN-провода, нужно заземлить все металлические элементы конструкции опоры. Сопротивление этого вида заземления не должно быть больше 30 Ом.

На опорах уличного освещения должно быть организовано заземление корпусов светильников и всех металлических частей опоры. Для этого используются специальные заземлители и заземляющие проводники. В городской черте не всегда имеется возможность установки стандартных вертикальных заземлителей, поэтому часто используются в качестве заземлителей горизонтальные полосы, заглубленные в землю.

После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.

Совместимость с устройствами отключения

Чтобы сделать работу человека максимально безопасной, ПУЭ рекомендует применять УЗО или дифавтоматы. Такие устройства можно применять в системе ТN-C-S, когда PEN-провод разделен на PE и N-проводники. Это разделение происходит в вводном электрощите на главной заземляющей шине. Причем подключение главной заземляющей шины производится к повторному заземлению или к заземленному на вводе в здание PEN-проводнику.

УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.

Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Сопротивление контура этого типа заземления — характеристика растекания тока при аварийных ситуациях в электрооборудовании. В соответствии с правилами устройства электроустановок сопротивление системы заземления должно быть нормированным.

Для опор воздушных линий электропередач и опор уличного освещения сопротивление заземления нулевого провода должно быть не более 30 Ом.

Источник

Повторное заземление PEN-проводника/нулевого провода ВЛ на вводе в дом/здание.

Информация из Правил(ПУЭ 1.7.102.): . 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.

Повторное заземление нулевого провода[pen-проводника] ВЛ на вводе к электроустановке загородного дома/здания:
— Следует отметить, если ВЛ выполнена неизолированными проводами — повторное заземление непосредственно на линии ответвления от ВЛ к дому не выполняется — в таких случаях нулевой провод заземляется только на опоре.

Возникает ВОПРОС, а как же заземление дома?.
ОТВЕТ: Если провода ВЛ неизолированные, то условия электробезопасности, при заземлении нулевого провода электросети дома, не могут быть обеспечены — в таких случаях для защиты при косвенном прикосновении, заземление открытых проводящих частей выполняется при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ) с обязательным применением УЗО (см.ПУЭ 1.7.59 и более подробно в — ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР № 31/2012 «О ВЫПОЛНЕНИИ ПОВТОРНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОМ ОТКЛЮЧЕНИИ ПИТАНИЯ НА ВВОДЕ ОБЪЕКТОВ ИНДИВИДУАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА» .

Теория — это одна тема, а исходя из нашей практики, можем констатировать, что наличие СИП в подмосковных дачных товариществах и даже наличие КЛ в новых, так называемых коттеджных поселках — не повод, чтобы без предварительной оценки технического состояния электросети, бездумно подключать заземляющее устройство электроустановки загородного дома к нулевому проводу источника питания.

Что такое нулевой провод?

Нулевой провод — это проводник, который соединен с заземленной частью трансформатора.

Если однофазные нагрузки (220В) потребителей, распределены неравномерно, то в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали (перекос фаз), которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. Это может привести к тому, что часть потребителей, будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Повторные заземления «нуля», позволяют снизить перекос фаз и выровнять фазные напряжения, отводят часть грозовых и коммутационных перенапряжений, обеспечивают время срабатывания автоматов защиты(которое регламентируется нормативными документами) и т.п.
Помимо выполнения защитных функций, заземление нуля может дополнительно быть функциональным для некоторых видов оборудования загородного дома — например некоторых марок энергозависимых газовых котлов. Электроника отдельных, так называемых фазозависимых моделей, считает ситуацию с появлением потенциала на нулевом проводе относительно земли, как аварийную и отключает оборудование. Эти же фазозависимые газовые котлы не работают от переносных генераторов без нулевого провода — в которых присутствуют две фазы по 110В.
Если рассматривать аварийную ситуацию на ВЛ, например обрыв или прогорание нулевого провода, то отсутсвие или несоответствие (повторных заземлений ВЛ) нормативам, может привести к непредсказуемым последствиям для потребителей.

Определение PEN (совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник) «появилось», когда для повышения уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий, был введен в действие первый из комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.1 (дата введения 01.01.95) на базе нормативов МЭК (Международная электротехническая комиссия).
Комплекс новых стандартов внедрил «Типы систем заземления» для электроустановок напряжением до 1 кВ, где каждая система является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания. В главе 1.7 ПУЭ 7-го издания (2002г.) дана классификация электроустановок в отношении применяемых систем заземления.

В настоящее время электросети частных домов, дач, которые запитаны от ВЛ — относятся (по ряду причин) к системам заземления TN-С, TN-C-S или ТТ .
Систему ТТ рассматривать не будем (другая тема).
Система заземления TN-С ещё осталась во многих загородных домах старой застройки, где не проводилась реконструкция электропроводки.
В связи с тем, что система TN-С запрещена для однофазных потребителей в новом строительстве и при реконструкции электросетей зданий (это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии — 1.7.132) — её тоже рассматривать не будем.

У электроустановок с типом системы заземления TN-C-S нейтраль питающей линии (PEN) раделяется на нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный (PE), а линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники).
В системе TN-C-S все открытые проводящие части эктроустановки имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции.
В соответствии с п.1.7.102 на вводах ВЛ к таким электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления — сопротивления которых нормируются.

Для обеспечения электробезопасности, должен быть выполнен комплекс требований, как к заземлению, так и к электропроводке дома, указанных в главах ПУЭ (гл.1.7 и гл.7.1)..
Эти требования взаимосвязаны и их частичное выполнение может привести неблагоприятным последствиям.

Сопротивление повторного заземления на вводе ВЛ к электроустановке загородного дома.

Какое должно быть сопротивление заземляющего устройства при повторном заземлении?
Электросеть загородного дома относится к электроустановкам напряжением до 1кВ(1000 Вольт) с глухозаземленной нейтралью.
Максимально допустимое сопротивление растекани ю тока НЕ ЗАВИСИТ от количества фаз, от выделенной мощности.
Сопротивление заземления зависит от ЛИНЕЙНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ.
Стандартное линейное напряжение питающих линий жилого сектора — 380 вольт.
Линейное напряжение — это напряжение между фазными проводами — его значение 380В.
Фазное напряжение — это напряжение между фазным и нулевым проводами — его значение 220В.

Сопротивление заземляющего устройства электроустановки загородного дома, до присоединения к нулевому проводу, при однофазном или трёхфазном вводе не должно превышать 30 Ом.

Нормы приёмо-сдаточных испытаний. Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств ПУЭ.

Подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ:

Где производить подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ?
Ответ на этот вопрос может дать только квалифицированный специалист. Невозможно везде произвести подключение по одному шаблону.
ВЛ для электоснабжения зданий индивидуального строительства, как и сами дома, строились в разное время, соответсвенно расположение вводных щитков — неодинаково. Вводной щит может находиться на опоре вне загородного участка, на самом участке, на стене дома, внутри дома и т.п.
Исходя из оценки ситуации на месте и руководствуясь нормативными документами, электрик должен определить возможно ли вообще выполнить условия электробезопасности при подключении к нулевому проводу — если да, то определяется оптимальное место.
Когда вводной щит находится внутри загородного дома, то при подключении следует учитывать возможные аварийные ситуации на ВЛ (например: обрыв нуля, протекание импульсных и коммутационных перенапряжений и т.п.), в таком случае — целесообразнее подсоединять заземляющий проводник, при повторном заземлении, к нулевому проводу[pen] снаружи, а не в щитке внутри дома, чтобы не создавать неконтролируемый проводник (ноль(pen) — земля) внутри строения, через который будут проходить непредсказуемые аварийные нагрузки ВЛ. Тоже самое касается и темы перехода с системы заземления ТТ на систему TN-C-S — следует хорошо подумать, прежде чем «тупо» ставить перемычку между шинами N и РЕ в вводном устройстве, находящимся внутри дома, запитанного от ВЛ.

ПУЭ (7.1.21.) — рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого на вводе в здание, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве РЕN проводника, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.

Как уже отмечалось выше: применение системы заземления TN-C-S в загородном доме — зависит от состояния ВЛ.

Не допускается нулевой рабочий — N и нулевой защитный — PE проводники подключать под один контактный зажим, в целях сохранения соединения защитного проводника с заземлением в случае выгорания(разрушения) контактов зажима.
Запрещается объединять нулевой защитный и нулевой рабочий проводники после разделения PEN-проводника на вводе в здание.

Заземлители и проводники, проложенные в земле, должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.(ПУЭ)

Площадь поперечного сечения, мм

Толщина
стенки, мм

для вертикальных заземлителей;

для горизонтальных заземлителей

для вертикальных заземлителей;

для горизонтальных заземлителей

__________
* Диаметр каждой проволоки.

Дополнения к ПУЭ по материалам и сечениям проводников:
— АССОЦИАЦИЯ «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР № 11/2006 «О заземляющих электродах и заземляющих проводниках»
— ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.»
Следует учитывать, что в ГОСТ Р 50571.5.54-2013, введенном с 2013 года в приложении D.3 (Заземляющие электроды заглубленные в грунт. Номенклатура) — сталь без антикоррозионного покрытия отсутствует.

Почему при монтаже следует измерять сопротивление заземления?

Главный показатель качества заземления — сопротивление растеканию тока заземлителя, которое зависит от удельного сопротивления грунта — чем больше удельное сопротивление грунта, тем сложнее получить требуемый результат.
Работы по монтажу заземлителя следует производить с измерениями сопротивления во время монтажа. Если комплект для заземления купить с маленькой общей протяжённостью электродов — глубины заземлителя может не хватить для достижения требуемого сопротивления.

На видео пример промежуточного замера сопротивления заземлителя для нулевого провода [на вводе к электроустановке загородного дома] во время монтажа:
глубина заземлителя 6 метров, сопротивление растеканию 273 Ома.
Это ответ на вопрос: следует ли продолжить монтаж?

Правила не прописывают конкретное значение сопротивления ЗУ для повторного заземления, а устанавливают максимально допустимое значение сопротивления растеканиЮ тока(30 Ом) — с корректировкой, в зависимости от удельного сопротивления грунта и сезонности и чем меньше зто значение -тем лучше. Заземляющее устройство, выполненное с максимально допустимым значением сопротивления — по ряду причин может не выполнить свою функцию в электроустановке дома при возникновении аварийных ситуаций на питающей линии. Оптимальный вариант (если есть возможность) — выполнить повторное заземление pen(нулевого провода) электроустановки загородного дома/ здания с значением сопротивления заземляющего устройства близким к сопротивлению глухозаземлённой нейтрали источника питания, которое в несколько раз меньше максимально допустимого значения для повторного заземления указанного в ПУЭ. Монтаж такого заземления будет более трудоёмким.

Где осуществляется повторное заземление?
5.18. На воздушной линии зануление должно быть осуществлено PEN-проводником, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода.
На концах ВЛ /или ответвлений от них/ длиной более 200 м, а также на вводах от ВЛ к электроустановкам, которые подлежат занулению, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника.
Что рекомендуется использовать в качестве заземлителей?
8.1. В качестве естественных заземлителей и заземляющих устройств рекомендуется использовать:
1-подземные или подводные части стальных и железобетонных конструкций и сооружений всех назначений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных и слабоагрессивных средах;
2- железобетонные фундаменты производственных зданий и сооружений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных, слабо- и среднеагрессивных средах, при условии приварки анкерных болтов стальных колонн (арматурных стержней железобетонных колонн) к арматурным стержням железобетонных фундаментов;
3-технологические, кабельные и совмещенные (стальные и железобетонные) эстакады промышленных предприятий;
4- проложенные в земле металлические трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
5- открыто проложенные металлические стационарные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
6-обсадные трубы буровых скважин;
7- рельсы электрифицированных железных дорог на станциях и перегонах, а также рельсы подъездных путей тяговых подстанций временного тока;
8- рельсы магистральных неэлектрифицированных железных дорог, а также рельсы подъездных путей, при наличии устройства преднамеренного электрического контакта между рельсами каждой рельсовой нити;
9- рельсы кранового пути при установке крана на открытом воздухе, при наличии преднамеренного электрического соединения между рельсами каждой рельсовой нити;
10-заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ (если трос не изолирован от опор ВЛ);
11- повторные заземлители ВЛ напряжением до 1 кВ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки PEN-проводником, при числе ВЛ не менее двух;
12- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, при числе кабельных линий не менее двух.
Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть осуществлены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие устройства на ВЛ постоянного тока, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений, рекомендуется использовать для повторного заземления PEN-проводника.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны быть выбраны из условия длительного прохождения тока не менее 25 А.
5.19. Общее сопротивление растеканию заземлителей /в том числе естественных/ всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трёхфазного 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 p более 100 Ом·м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 p раз, но не более чем в десять раз.
5.20. Крюки и штыри фазных проводов, установленных на железобетонных опорах, а также арматура этих опор, должны быть присоединены к PEN-проводнику. Стальные оцинкованные однопроводные заземляющие проводники должны иметь диаметр не менее 8 мм. Крюки и штыри фазных проводов, установленные на деревянных опорах, где выполнено повторное заземление PEN-проводника, подлежат заземлению.

Источник