Заземление и защитные меры электробезопасности в ПУЭ

1.7.74

При применении СНН в сочетании с электрическим
разделением цепей открытые проводящие части не должны быть преднамеренно
присоединены к заземлителю, защитным проводникам или открытым проводящим частям
других цепей и к сторонним проводящим частям, кроме случая, когда соединение
сторонних проводящих частей с электрооборудованием необходимо, а напряжение на
этих частях не может превысить значение СНН.

СНН в сочетании с электрическим разделением цепей следует
применять, когда при помощи СНН необходимо обеспечить защиту от поражения
электрическим током при повреждении изоляции не только в цепи СНН, но и при
повреждении изоляции в других цепях, например, в цепи, питающей источник.

При применении СНН в сочетании с автоматическим отключением
питания один из выводов источника СНН и его корпус должны быть присоединены к
защитному проводнику цепи, питающей источник.

Полоса заземления размеры по ПУЭ — Пожарная безопасность

Организация защитного заземления на стороне потребителя относится к обязательным процедурам, регламентируемым действующими нормативными актами и государственными стандартами (ГОСТ).

Основные документы, определяющие порядок производимых при этом работ и содержащие основные требования к заземлению – это Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ПТЭЭП.

Соответствующими положениями этих правил также оговариваются условия организации и проведения ТО заземляющих систем (включая их электрические испытания).

Заземление электроустановок по требованиям ПУЭ

> Электробезопасность > Заземление электроустановок по требованиям ПУЭ

При эксплуатации жилых и административных зданий устройство заземления имеет большое значение. В совокупности с защитными автоматическими системами отключения, они предотвращают пожары в случаях короткого замыкания в сетях.

Молниезащита зданий заводится на общий контур заземления. Исключаются поражения электрическим током обслуживающего персонала, обеспечивается стабильная, безаварийная работа электроустановок.

Требования по их монтажу и используемым материалам регулируют Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

Правила устройства электроустановок (ПУЭ)

Понятие заземления

Это система из металлоконструкций, обеспечивающая электрический контакт корпуса электроустановок с землей.

https://youtube.com/watch?v=OWmyC8hspOs

Основным элементом является заземлитель, который может быть цельный или из соединяющихся между собой отдельных токопроводящих частей, на конечном этапе уходящих в грунт.

Правила требуют, чтобы монтаж металлоконструкций выполнялся из стали или меди. На каждый вариант существует свой ГОСТ и требования ПУЭ.

На эффективность работы заземляющего устройства существенно влияет электрическое сопротивление.

Требования ПУЭ в пункте 7.1.101 гласят: на жилых объектах с сетью 220В и 380В заземляющий контур должен иметь сопротивление не более 30 Ом, на трансформаторных подстанциях и генераторах не более 4 Ом.

Чтобы выполнить эти правила, величину сопротивления системы заземления можно регулировать. Для повышения проводимости заземляющего устройства используют несколько способов:

увеличивают площадь соприкосновения металлоконструкций с грунтом, вбивая дополнительные колья;
повышают проводимость самого грунта на участке, где размещен контур заземления, поливая его соляными растворами;
меняют провод от щита к контуру на медный, который имеет более высокую проводимость.

Проводимость системы заземления зависит от многих факторов:

состава грунта;
влажности грунта;
количества и глубины залегания электродов;
материала металлоконструкций.

Практика показывает, что идеальные условия для эффективной работы защитного заземления создают следующие грунты:

Особенно если этот грунт имеет высокую влажность.

Правила определяют, что провода и шины защитного заземления для электроустановок до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью обозначают маркировкой (РЕ), добавляя штрихованный знак с чередованием желтых и зеленых полос на концах проводов.

Проводники рабочего нуля имеют голубой цвет изоляции и маркируются буквой (N).

В схемах электроустановок, где рабочие нулевые провода используются как элемент защитного заземления, подключены на заземляющий контур, они имеют голубую окраску, маркировку (РЕN) с желтыми и зелеными штрихами на концах.

Этот порядок цветов и маркировки определяет ГОСТ Р 50462. При монтаже конструкций используют правила для разных видов подключения защитного заземления электроустановок.

Виды и правила заземления электроустановок

Для чего нужно заземление

ТN—C – такая конструкция заземления электроустановок была принята в Германии с 1913 года, эти правила остаются действующими на многих старых сооружениях. В этой схеме рабочий нулевой провод сети одновременно используется как РЕ-проводник.

Недостатком этой системы оказалось высокое напряжение на корпусах электроустановок в случае обрыва РЕ-провода. Оно в 1,7 раза превышало фазное, что увеличивало угрозу поражения электрическим током обслуживающего персонала.

Подобные схемы защитного заземления электроустановок часто встречаются в старых зданиях Европы и государств постсоветского пространства.

TN—S– новое устройство защиты электроустановок. Эти правила монтажа электропроводки были приняты в 1930 году. Они учитывали недостатки старой системы ТN-C.

4.2.135

Защита ОРУ 35 кВ и выше от прямых ударов молнии
должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях
стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитное действие
высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные
мачты, радиомачты и т.п.).

На конструкциях ОРУ 110 кВ и выше стержневые молниеотводы
могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой
сезон: до 1000 Ом·м — независимо от площади заземляющего устройства ПС; более
1000 до 2000 Ом·м — при площади заземляющего устройства ПС 10000 м и более.

Установка молниеотводов на конструкциях ОРУ 35 кВ
допускается при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон: до
500 Ом·м — независимо от площади заземляющего контура ПС, более 500 Ом·м — при
площади заземляющего контура ПС 10000 м и более.

От стоек конструкций ОРУ 35 кВ и выше с молниеотводами
должно быть обеспечено растекание тока молнии по магистралям заземления не
менее чем в двух направлениях с углом не менее 90° между соседними. Кроме того,
должно быть установлено не менее одного вертикального электрода длиной 3-5 м на
каждом направлении, на расстоянии не менее длины электрода от места
присоединения к магистрали заземления стойки с молниеотводом.

Если зоны защиты стержневых молниеотводов не закрывают всю
территорию ОРУ, дополнительно используют тросовые молниеотводы, расположенные
над ошиновкой.

Гирлянды подвесной изоляции на порталах ОРУ 20 и 35 кВ с
тросовыми или стержневыми молниеотводами, а также на концевых опорах ВЛ должны
иметь следующее количество изоляторов:

1) на порталах ОРУ с молниеотводами:

не менее шести изоляторов при расположении вентильных
разрядников или соответствующих им по уровню остающихся напряжений ОПН не далее
15 м по магистралям заземляющего устройства от места присоединения к нему;

не менее семи изоляторов в остальных случаях;

2) на концевых опорах:

не менее семи изоляторов при подсоединении к порталам троса
ПС;

не менее восьми изоляторов, если трос не заходит на
конструкции ПС и при установке на концевой опоре стержневого молниеотвода.

Число изоляторов на ОРУ 20 и 35 кВ и концевых опорах должно
быть увеличено, если это требуется по условиям гл.1.9.

При установке молниеотводов на концевых опорах ВЛ 110 кВ и
выше специальных требований к выполнению гирлянд изоляторов не предъявляется.
Установка молниеотводов на концевых опорах ВЛ 3-20 кВ не допускается.

Расстояние по воздуху от конструкций ОРУ, на которых
установлены молниеотводы, до токоведущих частей должно быть не менее длины
гирлянды.

Место присоединения конструкции со стержневым или тросовым
молниеотводом к заземляющему устройству ПС должно быть расположено на
расстоянии не менее 15 м по магистралям заземления от места присоединения к
нему трансформаторов (реакторов) и конструкций КРУН 6-10 кВ.

Расстояние в земле между точкой заземления молниеотвода и
точкой заземления нейтрали или бака трансформатора должно быть не менее 3 м.

Правила заземления электродвигателя

Согласно действующим нормативам электродвигатели также подлежат обязательному защитному заземлению.

Во всех остальных случаях его обязательно нужно будет соединить специальной медной жилой с заземляющим контуром (фото ниже).

Схема заземления электродвигателя

В ПУЭ особо отмечается, что такое соединение должен иметь каждый электродвигатель, независимо от их количества в данном электрохозяйстве.

Болт заземления на корпусе электродвигателя

Болт заземления в клеммной коробке электродвигателя

Для грамотного обустройства ЗУ в подводящем силовом кабеле 380 Вольт должна быть предусмотрена отдельная (дополнительная) шина. Один ее конец подключается к «земляной» клемме распредкоробки электродвигателя, а второй – непосредственно к корпусу силового шкафа.

Сечение проводников, используемых при обустройстве заземления для электродвигателей должно соответствовать нормам, приведенным в ПУЭ (смотрите таблицу).

Таблица выбора сечения заземляющих проводников

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

Тип заземляемой электроустановки	Величина линейного напряжения Uл, В	Величина фазного напряжения Uф, В	Сопротивление заземлителя R, Ом не более
Места присоединения нейтралей генераторов, трансформаторов и других источников тока	660	380	2
380	220	4
220	127	8
Точки подключения, расположенные вблизи мест присоединения присоединения нейтралей генераторов, трансформаторов и других источников тока	660	380	15
380	220	30
220	127	60
Места повторных заземления ВЛ и питающих линий	660	380	15
380	220	30
220	127	60

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.

1.7.85

Защитное электрическое разделение цепей следует
применять, как правило, для одной цепи.

Наибольшее рабочее напряжение отделяемой цепи не должно
превышать 500 В.

Питание отделяемой цепи должно быть выполнено от
разделительного трансформатора, соответствующего ГОСТ 30030 “Трансформаторы разделительные и безопасные
разделительные трансформаторы”, или от
другого источника, обеспечивающего равноценную степень безопасности.

Токоведущие части цепи, питающейся от разделительного тpaнсформатора,
не должны иметь соединений с заземленными частями и защитными проводниками
других цепей.

Проводники цепей, питающихся от разделительного
трансфоматора, рекомендуется прокладывать отдельно от других цепей. Если это
невозможно, то для таких цепей необходимо использовать кабели без металлической
оболочки, брони, экрана или изолированные провода, проложенные в изоляционных
трубах, коробах и каналах при условии, что номинальное напряжение этих кабелей
и проводов соответствует наибольшему напряжению совместно проложенных цепей, а
каждая цепь защищена от сверхтоков.

Если от разделительного трансформатора питается только один
электроприемник, то его открытые проводящие части не должны быть присоединены
ни к защитному проводнику, ни к открытым проводящим частям других цепей.

Допускается питание нескольких электроприемников от одного
разделительного трансформатора при одновременном выполнении следующих условий:

1) открытые проводящие части отделяемой цепи не должны
иметь электрической связи с металлическим корпусом источника питания;

2) открытые проводящие части отделяемой цепи должны быть
соединены между собой изолированными незаземленными проводниками местной
системы уравнивания потенциалов, не имеющей соединений с защитными проводниками
и открытыми проводящими частями других цепей;

3) все штепсельные розетки должны иметь защитный контакт,
присоединенный к местной незаземленной системе уравнивания потенциалов;

4) все гибкие кабели, за исключением питающих оборудование
класса II, должны иметь защитный проводник, применяемый в качестве проводника
уравнивания потенциалов;

5) время отключения устройством защиты при двухфазном
замыкании на открытые проводящие части не должно превышать время, указанное в
табл.1.7.2.

1.7.61

При применении системы рекомендуется выполнять повторное
заземление PE– и PEN-проводников на вводе в
электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного
заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители.
Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию
выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного
проводника к главной заземляющей шине.

Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ,
получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с
1.7.102-1.7.103.

1.7.73

Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) в
электроустановках напряжением до 1 кВ может быть применено для защиты от
поражения электрическим током при прямом и/или косвенном прикосновениях в
сочетании с защитным электрическим разделением цепей или в сочетании с
автоматическим отключением питания.

В качестве источника питания цепей СНН в обоих случаях
следует применять безопасный разделительный трансформатор в соответствии с ГОСТ
“Трансформаторы
разделительные и безопасные разделительные трансформаторы” или другой источник СНН, обеспечивающий
равноценную степень безопасности.

Токоведущие части цепей СНН должны быть электрически
отделены от других цепей так, чтобы обеспечивалось электрическое разделение,
равноценное разделению между первичной и вторичной обмотками разделительного
трансформатора.

Проводники цепей СНН, как правило, должны быть проложены
отдельно от проводников более высоких напряжений и защитных проводников, либо
отделены от них заземленным металлическим экраном (оболочкой), либо заключены в
неметаллическую оболочку дополнительно к основной изоляции.

Вилки и розетки штепсельных соединителей в цепях СНН не
должны допускать подключение к розеткам и вилкам других напряжений.

Штепсельные розетки должны быть без защитного контакта.

При значениях СНН выше 25 В переменного или 60 В
постоянного тока должна быть также выполнена защита от прямого прикосновения
при помощи ограждений или оболочек или изоляции, соответствующей испытательному
напряжению 500 В переменного тока в течение 1 мин.

Защитные меры электробезопасности

Поскольку металлосвязь в любой момент может стать проводником тока высокого напряжения, вся система нуждается в защите от нежелательного контакта.

Следует соблюдать следующие меры электробезопасности:

ограждать изделия от случайного прикосновения;
выставлять заборы и ограды;
прокладывать пластины и открытые кабели в пластиковом коробе или гофрированной трубке;
место соединения жилы и контура закрывать герметичной коробкой;
устанавливать в цепь устройства защитного отключения с порогом срабатывания 30 мА;
предусматривать автоматическое отключение электричества;
внедрять устройства уравнивания и выравнивания потенциалов.

Выбираем сечение кабеля

Кабель обычно состоит из 2-4 жил. Сечение (точнее, площадь поперечного сечения) жилы определяется ее диаметром.

Исходя из практических соображений, при малых значениях силы тока сечение медной жилы берут не менее 1 мм2, а алюминиевой — 2 мм2. При достаточно больших токах сечение провода выбирают по подключаемой мощности. Обычно исходят из расчета, что нагрузка величиной 1 кВт требует 1,57 мм2 сечения жилы. Отсюда следуют приближенные значения сечений провода, которых следует придерживаться при выборе его диаметра. Для алюминиевых — это 5А на 1 мм2, для медных — 8А на 1 мм2. Проще говоря, если у вас стоит проточный водонагреватель на 5 кВт, то подключать его надо проводом, рассчитанным не менее чем на 25А, и для медного сечение должно быть не менее 3,2 мм2.

Pixabay

Силовой кабель АВВГ: алюминиевые жилы (1-4), сечение от2,5 до 50 мм2, поливинилхлоридная изоляция, поливинилхлоридная оболочка. Предназначен для прокладки как в сухих, так и во влажных помещениях.

Силовой кабель ВВГ: медные жилы (1-4), сечение от 1 до 50 мм2, поливинилхлоридная изоляция, поливинилхлоридная оболочка. Используется для прокладки в сухих и влажных помещениях.

Учтите, из ряда предпочтительных величин сечений (0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 мм2 и т.д.) для алюминиевых проводов сечение выбирают на ступень выше, чем для медных, так как их проводимость составляет примерно 62% от проводимости медных. Например, если по расчетам для меди нужна величина сечения 2,5 мм2, то для алюминия следует брать 4 мм2, если же для меди нужно 4 мм2, то для алюминия — 6 мм2 и т.д.

Pixabay

Провода для внутренних силовых и осветительных сетей часто укладывают в защитные гофрированные пластиковые шланги.

Кабель ВБбШв: медный поливинил-хлорид по жиле, поливинилхлоридная оболочка, броня из оцинкованных стальных полос, герметичный внешний шланг. Может применяться везде, где существует опасность механических повреждений проводки в процессе эксплуатации.

А вообще, кабель для дома лучше выбирать большего поперечного сечения, чем требуется, — вдруг вы захотите подключить еще что-нибудь? Кроме того, необходимо проверить, согласуется ли сечение проводов с максимальной фактической нагрузкой, а также с током защитных предохранителей или автоматического выключателя, которые обычно находятся рядом со счетчиком.

Итак, вы, наконец, определились с материалом и сечением. Следующим шагом будет выбор марки кабеля или провода.