Почему необходимо разделять PEN-проводник на PE и N

Современные системы энергоснабжения строятся на основе типовых схем, учитывающих способы заземления подключенного к ним оборудования. Делается это с целью защиты конечного потребителя, а также работающего на электроустановках персонала. При организации современных сетей традиционно используются кабели, включающие в свой состав не только фазную жилу, но и рабочий нулевой N, а также защитный PE проводник. В ряде случаев эти два вида шин объединены в одну общую PEN-жилу. Для понимания их функционального назначения сначала придется выяснить, что такое шина PE и как осуществляется цветовая маркировка остальных проводников.

Виды систем заземления

• T означает заземление (от французского «Terre» или земля).
• N – это подсоединение к трансформаторной нейтрали.
• I значит изолированное.
• C – объединение функций рабочего и защитного нулевых проводников («common»).
• S – раздельное применение этих жил («select»).

Согласно ПУЭ, TN-C означает заземленную на нейтраль систему с объединенными защитным и рабочим проводниками.

Обозначение TN-C-S значит, что на каком-то участке силовой цепи два проводника проложены совместно, а затем они разделены по функциональному признаку.

Классификация нулевых шин

По выполняемым функциям входящие в состав системы энергоснабжения нулевые шины делятся на следующие виды:

• N – функциональный или рабочий «нуль», являющийся проводником для токов нагрузки.
• PE – специально прокладываемый защитный «нуль», обеспечивающий возможность организации заземления на приемном конце в удобном месте.
• PEN – проводник, совмещающий функции обеих этих шин.

Каждый из проводников на схемах выделяется определенным цветом (N – синим, PE – желто-зеленым, а PEN – их комбинацией). Они обязательно подбираются по своему сечению, которое не должно быть меньше этого же показателя для фазных шин.

Указанная расшифровка также позволяет понять, зачем нужно разделять PEN проводник, для чего он служит, как можно обустроить заземление на стороне потребителя.

Для чего разделять PEN на две части

• в частном (загородном) доме, когда в распределительном щите делается отвод от PE шины, используемый для организации местного повторного заземления;
• в городском многоквартирном доме, где жильцы подъезда договорились обустроить общий заземляющий контур на улице рядом с подъездом;
• медный спуск ведется от провода PE к самодельному заземляющему контуру.

Для реализации заземления с самодельным контуром потребуется разрешение от соответствующих энергетических служб и согласование с ЖКХ.

Когда в городских домах в подъездном щитке между шинами ставится перемычка, говорить о полноценном заземлении не приходится. В нормативной документации по этому поводу приводится рекомендация без подробного объяснения действия такого «заземления».

Заземление и защитные меры электробезопасности

Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN РУ до I кВ, установлен ТТ? Ответ. Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN- проводнику, по возможности сразу на ТТ. В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали трансформатора или генератора.

Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника однофазного тока? Ответ. Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух.

Каким должно быть сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора, или вывода источника однофазного тока? Ответ. Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственного при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 ρ раз, но не более десятикратного.

В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN- проводника? Ответ. Должны быть выполнены на концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания.

Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое время года? Ответ. Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного 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 ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.

Заземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью

Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая часть) в системе IT? Ответ. Должно соответствовать условию:

R ≤ U пр/I

где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;

U пр– напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; I — полный ток замыкания на землю, А.

Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего устройства? Ответ. Как правило, не требуется принимать значение этого сопротивления менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено условие

R ≤ Uпр/I,

а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Заземлители

Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?

Ответ. Могут быть использованы:

• металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
• металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
• обсадные трубы буровых скважин;
• металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
• рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
• другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
• металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.

Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления? Ответ. Использовать не допускается. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов.

Какое сечение должен иметь заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках до 1 кВ? Ответ. Должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм>2, алюминиевый — 16 мм2, стальной — 75 мм?.

Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины внутри вводного устройства?

Ответ. Следует использовать шину PE.

Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине? Ответ. Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) — проводника питающей линии. Она должна быть, как правило, медной. Допускается применение ее из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.

Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины? Ответ. В местах, доступных только квалифицированному персоналу, например, щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам, например, подъездах и подвалах домов, она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак .

Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание имеет несколько обособленных вводов? Ответ. Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.

Варианты расщепления проводников

• Перемычка между ней и проводником N отсутствует — рабочий нулевой контакт и заземляющая шина не связаны электрически. УЗО в защитной цепи также не ставится.
• Перемычка между этими клеммами есть, а УЗО не установлено.
• PE для заземления и N закорочены и установлено УЗО.
• Перемычки нет, но есть УЗО.

В первом случае «физика» срабатывания защитных цепей выглядит так:

1. Аварийная фаза попадает на корпус прибора.
2. Затем она поступает на шину заземления.
3. Далее по ней идет на контур трансформаторной подстанции.

При рассмотрении проблемы важно учитывать сопротивление заземляющей цепочки, обычно не превышающей 20 Ом с учетом сечения PE проводника в мм. квадратных. В случае аварии тока КЗ будет недостаточно для отключения вводного автомата. Защитная цепь будет функционировать до тех пор, пока поврежденный участок на приемной стороне не сгорит полностью. Человеку эта ситуация ощутимого вреда принести не сможет, а вот оборудование получит серьезные повреждения (худший вариант – его возгорание и пожар).

Перемычка есть, автомат УЗО отсутствует

Перемычка есть и установлено УЗО

Поскольку все защитные и рабочие проводники обладают определенным сопротивлением, в этом случае УЗО должно срабатывать в штатном режиме. При образовании замыкания на корпус ток утечки сначала поступает на само УЗО и лишь после этого уходит на ввод жилого дома. Здесь он, как и в предыдущем случае, разделяется на две части: какая-то доля целого уходит в землю, а часть через перемычку возвращаются в щиток, выключая вводный автомат. Однако до этого дело, как правило, не доходит, поскольку УЗО срабатывает значительно быстрее.

В этой ситуации перемычка не имеет особого значения и является только подстраховкой на всякий случай: если вдруг по странному стечению обстоятельств не сработает УЗО.

Перемычки нет и установлено УЗО

Такая схема будет срабатывать так же, как при наличии перемычки. Единственное отличие от предыдущего случая – отсутствие страховки при выходе из строя УЗО, что маловероятно. Если это все-таки произошло, схема начнет отрабатывать по первому из рассмотренных вариантов. При этом вводный прибор не срабатывает до тех пор, пока КЗ на корпус не трансформируется в фазное короткое замыкание.

Характерные ошибки расщепления фазы связаны с нарушениями порядка коммутаций. Нельзя подключать сначала рабочую жилу и только после нее подсоединять заземление. Другой характерной ошибкой является нежелание устанавливать УЗО. В цепях с искусственным расщеплением PEN проводника наличие устройства защитного отключения обязательно.

Как разделить PEN проводник на PE и N

Сегодня я решил вам рассказать о том, где и как правильно выполнить разделение PEN проводника на PE и N. На эту мысль меня подтолкнули бесконечные споры и дискуссии на тематических форумах.

В данной статье, ссылаясь на пункты действующих нормативных документов (ПУЭ, ПТЭЭП, различные ГОСТы), я постараюсь дать вам окончательный правильный и исчерпывающий ответ на этот вопрос.

Зачем нужно разделять PEN проводник?

Сначала определимся, для чего нам нужно разделять PEN проводник. Для этого обратимся к последнему 7 изданию ПУЭ, п. 7.1.13, где сказано, что:

Это значит, что все электроустановки напряжением 380/220 (В) должны иметь систему заземления ТN-S, ну или в крайнем случае ТN-С-S. А что делать, когда у нас в России ещё до сих пор электропроводка в старом жилищном фонде выполнена по устаревшим нормам с системой заземления TN-C.

Таким образом, при любой реконструкции (изменении) или модернизации электроустановки, а также если вам не безразлична электробезопасность вашей семьи, необходимо переходить от системы заземления TN-C на более современные ТN-S или ТN-С-S, но при этом необходимо выполнить разделение PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ, и причём правильно. Вот здесь-то и начинаются путаницы и постоянные разногласия.

Для информации:

можете почитать выпуски статей о том, как мы проводили капитальный ремонт электропроводки жилого многоквартирного дома, и вы увидите своими глазами текущее состояние электропроводки, и прочих инженерных сетей и коммуникаций большинства жилых домов.

Приведу пример подъездного щитка одного из жилых домов, где мы проводили ремонт электропроводки — ужас:

В данной статье я не буду акцентировать внимание на системах заземления, т. к. про каждую писал отдельно, указывая их достоинства и недостатки.

Итак, перейдём к вопросу разделения PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ.

Как разделить PEN проводник на PE и N?

Чтобы нагляднее представить написанное ниже, я буду приводить примеры из своей практики с реальными фотографиями. В качестве примера рассмотрим питание многоквартирного жилого дома, типа «хрущевки».

ПУЭ, п. 1.7.135:

С места разделения PEN проводника на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ, дальнейшее их соединение (объединение) запрещено.

В месте разделения, в нашем примере это ВРУ-0,4 (кВ), устанавливаются две шины (или зажимы), которые должны быть соединены между собой и промаркированы:

— шина РЕ или ее еще называют ГЗШ (о ней я писал более подробно в статье о требованиях к шине ГЗШ);

— шина N.

В качестве перемычки может служить любой провод или шинка такого же сечения и материала. Некоторые мои коллеги-электрики устанавливают две перемычки по краям этих шин, что в принципе не противоречит требованиям ПУЭ.

Акцентирую внимание на том, что шины или зажимы должны иметь отдельные точки подключения для соответствующих проводников РЕ и N, а не подключаться в одном месте под один болт или зажим.

Шина N устанавливается на специальных изоляторах, а шина РЕ (ГЗШ) — закреплена прямо на корпус ВРУ-0,4 (кВ).

Читаем ПУЭ, п. 1.7.61:

А сейчас нам нужно выполнить повторное заземление шины РЕ (ГЗШ), к которой подключен PEN проводник вводного кабеля. В приведённом выше пункте сказано, что в качестве повторного заземления можно использовать естественные заземлители. Я же рекомендую вам выполнить монтаж заземляющего устройства, сокращенно — З. У. О том, как это можно сделать самостоятельно, вы можете прочитать в моей статье про монтаж заземляющего устройства.

После монтажа заземляющего устройства (З. У.) необходимо проверить его сопротивление. В этом вам поможет электротехническая лаборатория по месту жительства.

Если сопротивление смонтированного заземляющего устройства удовлетворяет требованиям ПТЭЭП и ПУЭ, то соединяем шину РЕ (ГЗШ) с нашим заземляющим устройством с помощью заземляющего проводника. Ну вот и всё, с этой точки электроустановки вводной PEN проводник разделён на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ проводники.

Схемы разделения PEN проводника

Приведу пример схемы трёхфазного ввода с счётчиком непосредственного (прямого) включения в сеть:

Компоновка вышеприведенной схемы может немного отличаться. Например, вместо вводного автомата может быть установлен трёхполюсный рубильник, а после счётчика установлены вводные предохранители и УЗО. Аналогично и по автоматам групповых нагрузок — вместо них могут быть установлены предохранители.

Перейдём к наглядному примеру: жилой многоквартирный 4-этажный дом питается от трансформаторной подстанции (ТП), расположенной во дворе, кабелем АВБбШв (4х70).

В таком случае фазные жилы (А, В, С) вводного кабеля мы подключаем на коммутационный аппарат — трёхполюсный рубильник, а совмещённый PEN проводник вводного кабеля — на шину РЕ (ГЗШ). Смотрим схему:

А вот фотографии этого самого ВРУ:

Вот ещё один наглядный пример — это схема трёхфазного ввода с счетчиком, подключённого через трансформатор тока:

Вводной кабель марки АВБбШв 2 (3х70) проложен до ВРУ двумя нитками.

Три жилы кабеля — это фазные проводники (А, В, С) подключены на вводной трёхполюсный рубильник. В качестве PEN проводника используется металлическая оболочка вводного кабеля, которая подключается непосредственно на шину РЕ (ГЗШ).

После вводного рубильника установлены вводные предохранители ППН-35 с номиналом 250 (А) и трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 200/5. Для защиты от коротких замыканий и перегрузок групповых нагрузок, в нашем примере это магистральная электропроводка (стояки) подъездов, применяются предохранители ППН-33 с номиналом 50 (А).

Вот пример схемы однофазного ввода для частного дома или коттеджа, получающего питание от двухпроводной воздушной линии СИП с дальнейшем разделением PEN проводника в вводном щитке:

Здесь хочу добавить то, что вводной автомат должен быть установлен в пластиковом боксе для возможности его опломбировки, иначе могут возникнуть проблемы с энергоснабжающей организацией при вводе электроустановки и прибора учёта в эксплуатацию. И ещё прошу заметить, что нулевые шины N1 и N2 НЕ соединены между собой.

Я всё-таки больше склоняюсь именно к такой схеме однофазного питания дома с разделением PEN проводника в вводном щитке и всегда рекомендую и советую её.

Но многие специалисты, в том числе мои коллеги «по цеху», частенько ссылаются на ещё существующий в настоящее время ГОСТ Р 51628-2000, который, кстати, редактировался последний раз аж в марте 2004 года. А там рекомендуется применять вот такую схему для однофазного питания одноквартирных и сельских жилых домов:

Моё мнение по этому поводу следующее: обе схемы правильные, но лучше всё-таки ссылаться на более новые выпуски НТД (я имею ввиду ПУЭ) и придерживаться их норм и требований, о которых я рассказывал в начале этой статьи.

Забыл сказать: не забывайте защищать своё «жилище» от перенапряжений, возникающих от грозовых разрядов или коммутаций различного электрооборудования, с помощью УЗИП или ОПН. В следующих статьях я расскажу об этом более подробнее.

После рассмотренных вариантов схем хотелось бы напомнить ПУЭ, п. 1.7.145:

После того, как вы произвели модернизацию своего вводного щитка, установили там шины PE (ГЗШ) и N, выполнили монтаж З. У. (контура заземления), то следует обратить внимание на следующий п. 7.1.87 и п. 7.1.88 7-ого издания ПУЭ, в котором говорится следующее:

Как видно из пункта 7.1.87, систему уравнивания потенциала необходимо выполнять на вводе в здание, т. е. это ещё один аргумент в пользу разделения PEN на нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ на вводе в здание, т. е. в ВРУ. Об этом читайте чуть ниже.

Надеюсь, что тему разделения PEN проводника я раскрыл полностью, но я решил в конце статьи ответить на самые распространенные вопросы, которые все таки могут возникнуть в процессе прочтения.

Место разделения PEN проводника на PE и N

Самый распространенный (наверное) вопрос, который постоянно заставляет активно общаться на тематических форумах — это место разделения PEN проводника. Есть два варианта ответа — один правильный, а другой — не совсем.

Начнём с правильного:

1. Вводное распределительное устройство (ВРУ)

Самым правильным местом для разделения PEN проводника на PE и N является вводное распределительное устройство ВРУ-0,4 (кВ) или ВРУ-0,23 (кВ) отдельно стоящего здания. Отдельно стоящее здание в нашем понимании — это жилой многоквартирный дом, коттедж, садовый или дачный деревянный домик и т. п.

Существует одно условие, про которое я не могу не сказать: питание отдельного стоящего здания должно осуществляться кабелем сечение которого должно быть не меньше, чем 10 кв. мм по меди или 16 кв. мм по алюминию. Об этом отчётливо говорится в ПУЭ, п. 1.7.131:

Как это понять: если у ваш коттедж, дом или другое отдельное строение питается кабелем сечение которого меньше, чем указано в п. 1.7.131, то его питание должно осуществляться уже по системе TN-C-S, т. е. с отдельными проводниками РЕ и N. Бывают случаи, когда отдельное строение (например, баня) питается по системе TN-C кабелем меньшим сечением, чем допускает п. 1.7.131 — в таком случае PEN проводник необходимо разделить в другом месте — ближе к источнику питания, например, в распределительном щите, откуда это строение (баня) питается.

Вот еще один весомый аргумент в пользу норм и требований ПУЭ по разделению PEN проводника — это ГОСТ Р 50571.1-2009. В п. 312.2.1 отчётливо сказано, где и как именно должен разделяться PEN проводник. Цитирую:

Вводом электроустановки для жилого многоквартирного дома или частного дома является вводное распределительное устройство (ВРУ).

А сейчас — не очень правильный вариант.

2. Этажный щит

Очень часто посетители моего сайта, а также различных форумов, настойчиво интересуются вопросом про разделение PEN проводника в этажном (подъездном) щитке.

Отвечаю: см. пункт 1.

Если не убедил, то знайте, что разделение PEN проводника на этажном щитке является грубым нарушением существующего проекта электропроводки жилого дома. Поэтому у вас нет никакого права вмешиваться в существующую схему со своим монтажом. Не дай Бог, если что-то случится после вмешательств, то в первую очередь вы понесёте за это полную ответственность: штраф, административную или уголовную ответственность.

Поэтому настоятельно рекомендую разделение PEN проводника на PE и N выполнять только на вводе в здание и точка.

Ладно, с этим определились, но что же делать и как перейти с системы TN-C на систему TN-C-S?

Пути решения для перехода с системы TN-C на систему TN-C-S

Что я могу вам здесь посоветовать?

1.

Ждать возможности включения вашего жилого многоквартирного дома в список на проведение капитального ремонта, согласно действующей федеральной программы. В таком случае вам обойдётся всё бесплатно. Вопрос остаётся в том, а внесут ли вообще ваш дом в эту программу. Узнать это можно в офисе вашей управляющей компании.

2.

Оплатить услуги специалистов, которые составят проект, согласуют его во всех инстанциях и выполнят капитальный ремонт электропроводки всего жилого дома, ну или в крайнем случае, переведут ваш дом на систему TN-C-S, установят новое ВРУ, проложат новые провода магистралей (стояков) и заведут вам в квартиру полноценную «трёхпроводку»: фазу, ноль и «землю».

Данный вариант по финансам получится достаточно затратный, поэтому читаем третий вариант, который тоже имеет право на жизнь.

3.

Обратиться всеми жильцами дома (хотя бы большинством) в управляющую компанию (УК) с предложением плодотворного и плотного сотрудничества. Например, вы можете выполнить монтаж заземляющего устройства (контура заземления), про это я подробно рассказывал, или посодействовать в помощи при прокладке магистралей (стояков) электропроводки по этажам. Так сказать действовать «сообща»… Ну а проект на все изменения, естественно, ляжет на плечи УК.

Возможно, такой вариант больше подойдёт для участников ТСЖ, но тем не менее попробовать можно. В итоге, совместными усилиями ваш дом возможно переведут на систему TN-C-S, по этажам или шахтам проложат пятипроводную магистраль (стояк), а вам лишь останется при удобном случае завести к себе в квартиру трёхпроводный ввод.

Что делать, когда проводка в квартире выполнена по современным требованиям ПУЭ, а питающая линия ещё двухпроводная?

Отвечаю: в таком случае всё очень просто. В квартирном щитке все защитные проводники РЕ подключаете на свою шину РЕ, но саму шину РЕ никуда не подключаете и оставляете «в воздухе», до тех пор, пока ваш дом не переведут на систему TN-C-S.

Особенности разделения PEN проводника

В частных домах и в городских квартирах в целях исключения воровства электроэнергии представители контролирующей организации вправе требовать, чтобы провод PEN был протянут до счетчика. И лишь после учетного прибора они разрешают разделять его на защитную шину PE и рабочую N. Такое подключение не противоречит требования ПУЭ, но гораздо естественней смотрится разделение, выполненное до счетчика.

Если сначала сделать разделение, а потом опломбировать вводной автомат, никаких возражений со стороны представителей «Энергосбыта» и инспекторов быть не может.

Особенности выполнения разделения

Само разделение комбинированного защитного проводника PEN на нулевой N и защитный PE осуществляется на вводе электрической установки. В этом случае защитный проводник PE иногда называется главной заземляющей шиной.

Применительно к индивидуальным жилым домам в качестве места разделения естественным образом выбирают вводный щиток, для домовладений многоквартирных домов эту процедуру целесообразно осуществить на ВРУ.

Разделение может быть выполнено как в однофазной, так и в трехфазной сети. Принципиального отличия между ними не имеется за исключением количества фазных проводов.

Для исключения лишних потерь электроэнергии разделение целесообразно выполнить до счетчика.