Защитный проводник (PE): что это такое, обозначение, сечение, требования

Защитный проводник (PE) (protective conductor), согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1], — это проводник, предназначенный для целей электрической безопасности, например, для защиты от поражения электрическим током. Не является токопроводящим проводником и никогда не должен находится под напряжением при нормальных условиях. Имеет в народе жаргонизмы — «провод заземления», «нулевой защитный проводник», что некорректно. В национальной нормативной и правовой документации, распространяющейся на низковольтные электроустановки, иногда вместо термина «защитный проводник» используют его обозначение «PE-проводник».

Харечко Ю.В. в своей книге [2] поясняет, почему следует употреблять термин «защитный проводник», а не термин «нулевой защитный проводник»:

« В подавляющем большинстве случаев при осуществлении мер по защите от поражения электрическим током в электроустановках зданий используются особые проводники, которые в нормативной документации называют защитными проводниками. Защитный проводник, соединенный с заземленной токоведущей частью источника питания, например с заземленной нейтралью трансформатора, в национальной нормативной документации называют нулевым защитным проводником. Однако это наименование следует исключить из употребления, поскольку ни в МЭС, ни в стандартах и других документах МЭК нет такого термина. »

[2]

Применение

О применении защитных проводников, наиболее ёмко, на мой взгляд, написал Харечко Ю.В. в своей книге [2]:

« Защитные проводники применяют в низковольтных электрических системах и переменного, и постоянного тока, а также в электроустановках зданий, которые входят в состав этих систем. »

[2]

Далее приводятся конкретные примеры использования защитных проводников в различных системах.

В системах TN-S переменного и постоянного тока, как, например, показано на рисунках 1А и 1Б соответственно, защитные проводники «начинаются» от заземленных токоведущих частей источников питания.

В системах TN-C-S переменного тока, как, например, показано на рисунке 2А защитные проводники «начинаются» от точек разделения РЕN-проводников на защитные и нейтральные проводники. В системах TN-C-S переменного тока защитные проводники могут также «начинаться» от точек разделения РЕL-проводников на защитные и фазные проводники (см. рисунок 2Б.

В системах TN-C-S постоянного тока, как показано на рисунке 2В, защитные проводники «начинаются» от точек разделения РЕL-проводника на защитный и полюсный проводники и РЕM-проводника на защитный и средний проводники.

В системах TT (рисунки 3А и 3Б) и IT переменного и постоянного тока (рисунок 4) защитные проводники «начинаются» от заземляющих устройств низковольтных электроустановок.

Как правильно выбрать сечение кабеля заземления?

Перед тем как выбирать размер сечения проводки, нужно определиться с типом защитной системы.

Похожее: Разводка электрики на кухне: правила монтажа и схема

Согласно ПЭУ, приняты к использованию следующие варианты:

1. нейтральный кабель подключается к заземлителю при использовании переменного тока;
2. объединение нулевого кабеля и «земли» вместе, нейтральная проводка подсоединяется отдельно;
3. подсоединение электрооборудования напрямую к главной заземляющей шине;
4. создание заземления на корпусе электрического устройства с помощью сопротивления или путем изоляции всех кабелей.

При выборе кабеля нужно ориентироваться на маркировку, в которой РЕ обозначает «заземление», а «земля» и «ноль» обозначаются маркировкой PEN при соединении в одном проводе.

При подборе размера сечения проводов необходимо учитывать тип самого заземления, которое может быть переносным или стационарным. В быту обычно используется стационарный тип защитного устройства. При такой схеме приборы к заземляющему проводнику могут подсоединяться многожильными и одножильными кабелями. Выбирая подходящие проводящие жилы при создании защитных систем нужно использовать рекомендованные размеры диаметра используемой проводки.

Примеры защитных проводников и их назначение

Примеры защитных проводников, согласно ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3], включают в себя: защитный проводник уравнивания потенциалов, используемый для выполнения защитного уравнивания потенциалов, защитный заземляющий проводник, который применяют для выполнения защитного заземления. Защитными проводниками также являются РЕN-, РЕM- и РЕL-проводники, которые, во-первых, выполняют функции защитных заземляющих проводников и, во-вторых, нейтральных, средних и линейных проводников.

Обратимся к книге [2], автор которой Ю.В. Харечко более подробно описывает назначение различных защитных проводников:

« Посредством защитных проводников, РЕN-, РЕM- и РЕL-проводников в системах TN-C, TN-S и TN-C-S осуществляют соединение открытых проводящих частей электрооборудования класса I, применяемого в электроустановках зданий, с заземленными токоведущими частями источников питания. Поскольку любой из указанных проводников должен быть заземлен на вводе в электроустановку здания, с помощью защитных проводников, РЕN-, РЕM- и PEL-проводников открытые проводящие части электрооборудования класса I присоединяют к заземляющим устройствам электроустановок зданий. Посредством защитных проводников в электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TT и IT, открытые проводящие части электрооборудования класса I соединяют с заземляющими устройствами электроустановок зданий. »

[2]

« Посредством защитных проводников уравнивания потенциалов в зданиях осуществляют электрическое соединение между собой сторонних проводящих частей и их присоединение к заземляющим устройствам электроустановок зданий. При выполнении дополнительного уравнивания потенциалов защитными проводниками уравнивания потенциалов соединяют открытые проводящие части электрооборудования класса I со сторонними проводящими частями в помещениях здания, которые характеризуются повышенной опасностью, например, имеют проводящие полы. »

[2]

На рисунке 5 представлена схематическая иллюстрация видов защитных проводников, применяемых в электроустановке здания, и основные виды проводящих частей, к которым присоединяют защитные проводники.

На рисунке 5 следующие обозначения:

• 1 – защитный проводник;
• 2 – главный проводник уравнивания потенциалов;
• 3 – заземляющий проводник;
• 4 – проводник дополнительного уравнивания потенциалов;
• B – главный заземляющий зажим;
• M – открытая проводящая часть;
• C – сторонняя проводящая часть;
• P – металлическая труба водопровода;
• T – заземлитель.

На рисунке 6 устройство защитных проводников показано более подробно (эта схема взята из ГОСТ Р 50571.5.54-2013).

На рисунке 6 следующие обозначения:

• C – сторонняя проводящая часть;
• C1 – водопроводная труба, металлическая снаружи;
• C2 – канализационная труба, металлическая снаружи;
• C3 – газопроводная труба с изолирующей вставкой, металлическая снаружи;
• C4 – кондиционирование воздуха;
• C5 – система отопления;
• C6 – металлическая водопроводная труба (например, в ванной комнате);
• C7 – металлическая канализационная труба (например, в ванной комнате);
• D – изолирующая вставка;
• НРУ – низковольтное распределительное устройство;
• ГЗЗ – главный заземляющий зажим;
• SEBT – зажим дополнительного уравнивания потенциалов;
• T1 – заземляющий электрод фундамента, заделанный в бетон или грунт;
• T2 – заземляющий электрод для системы молниезащиты, если необходимо;
• LPS – система молниезащиты, при ее наличии;
• PE – защитный зажим (зажимы) в низковольтном распределительном устройстве;
• PE/PEN – защитный или PEN зажим (зажимы) в главном низковольтном распределительном устройстве;
• M – открытая проводящая часть;
• 1 – защитный заземляющий проводник (PE);
• 1а – защитный проводник или PEN-проводник от питающей сети, при его наличии;
• 2 – защитный проводник уравнивания потенциалов для присоединения к главному заземляющему зажиму;
• 3 – защитный проводник дополнительного уравнивания потенциалов;
• 4 – проводник токоотвода системы молниезащиты (LPS), при его наличии;
• 5 – заземляющий проводник.

Разделение PEN проводника

Зачем разделять PEN проводник? Согласно ПУЭ-7

7.1.13. Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-С-S. При реконструкции жилых и общественных зданий, имеющих напряжение сети 220/127 В или 3 х 220 В, следует предусматривать перевод сети на напряжение 380/220 В с системой заземления ТN-S или ТN-С-S.

Мы уже знаем, что во многих домах электропроводка выполнена по устаревшим нормам с системой заземления TN-C и чтобы осуществить перевод сети на ТN-S или ТN-С-S необходимо выполнить разделение PEN на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Правила разделения PEN проводника

1. Разделение PEN проводника осуществляется в вводном распределительном устройстве.

Расщепление PEN провода в этажном щите является грубым нарушением существующего проекта электроснабжения дома. Нельзя вмешиваться в существующую схему!

2. С места разделения PEN на N и РЕ проводники – запрещено их дальнейшее соединение.

3. После разделения шины считаются разными и маркируются соответствующим образом:

• N — синим цветом.
• PE — желто-зеленым.

4. Между шинами PE и N должна быть перемычка сечением не меньше чем сами шины.

Важно! Заземление всегда ставится первым и уже от него идет перемычка к рабочему нулю.

5. Шина проводника PE должна быть заземлена и контактировать с корпусом трансформатора.

6. Шина N устанавливается на изоляторах – не должна контактировать с корпусом.

Зачем нужна перемычка между PE и N шинами?

Перемычка необходима, чтобы сработал вводный защитный автомат. При отсутствии перемычки и попадании фазы на корпус оборудования ток уйдет в землю, а не к трансформатору.

Если взять среднее значение сопротивления заземляющей цепочки в 20 Ом – тока утечки будет недостаточно для отключения автоматического выключателя. Цепь будет продолжать функционировать пока не перегорит поврежденный участок или не произойдет полноценное короткое замыкание. Ситуация может привести к удару током, порче оборудования и пожару.

В таком случае поможет УЗО – устройство защитного отключения, но полагаться только на него не стоит, потребуется двухфакторная защита – без нее подключение не примет энергонадзор. УЗО рекомендуется устанавливать в любом случае.

Требования

Поскольку защитные проводники применяют в составе мер защиты от поражения электрическим током, к их характеристикам, исполнению и техническому состоянию нормативные и правовые документы предъявляют специальные требования.

Об основных требованиях, которые предъявляются к защитным проводникам пишет Харечко Ю.В. в своей книге [2]:

« Одним из основных требований, предъявляемых к защитным проводникам, является обеспечение непрерывности их электрических цепей. ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (п. 543.3.3) запретил включение коммутационных устройств в электрические цепи защитных проводников. Исключение – штепсельные розетки и вилки, посредством которых осуществляют присоединение переносного, передвижного и другого электрооборудования класса I с разъемным подключением к стационарным электропроводкам. Электрические цепи защитных проводников в разъемных соединениях разрывают вместе с электрическими цепями фазных проводников и нейтрального проводника, полюсных проводников и среднего проводника. »

[2]

Однако требования ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3] допускают наличие в цепях защитных проводников разъемных соединений, которые могут быть разобраны при помощи инструмента для проведения необходимых испытаний. Соединения защитных проводников должны быть доступны для осмотра и испытания, за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных.

« Защитные проводники должны быть надлежащим образом защищены от механических, химических и электрохимических повреждений, а также от электродинамических усилий, которые появляются при протекании сверхтоков в электрических цепях. »

[2]

Особое внимание следует уделять правильному соединению шлейфом штепсельных розеток, поскольку при этом возможно последовательное включение их защитных контактов в электрическую цепь защитного проводника.

Харечко Ю.В. в своем словаре [2] разъясняет этот «случай» более детально:

« Современные двухполюсные штепсельные розетки, применяемые в однофазных электрических цепях, обычно имеют по два пружинных зажима, предназначенных для подключения фазного, нейтрального и защитного проводников. При подключении защитного проводника электропроводки к первому зажиму защитного контакта первой штепсельной розетки, соединении проводником первого зажима защитного контакта второй штепсельной розетки со вторым зажимом защитного контакта первой, первого зажима защитного контакта третьей штепсельной розетки со вторым зажимом защитного контакта второй и т. д. будет иметь место последовательное включение защитных контактов штепсельных розеток в защитный проводник. В случае соединения штепсельных розеток шлейфом подключение их защитных контактов необходимо производить к ответвлениям от защитного проводника стационарной электропроводки, которые обычно выполняют в установочных коробках. »

[2]

Важные факты [2,3]:

• В электрических установках запрещено использовать защитный проводник для передачи сигналов (ГОСТ Р 58698—2019).
• Не требуется непосредственно подключать каждый отдельный защитный проводник к главному заземляющему зажиму (шине), если они электрически связаны с ним через другие защитные проводники.
• Открытые проводящие части электрооборудования должны быть присоединены к зажиму, предназначенному для защитного проводника.
• Если для защиты от поражения электрическим током в составе автоматического отключения питания используют устройства защиты от сверхтока, защитные проводники, выполненные одножильными проводами, следует прокладывать в общей оболочке с линейными проводниками или в непосредственной близости от них.

В качестве защитных проводников можно использовать следующие проводящие части [2]:

• жилы многожильных проводов и кабелей;
• изолированные или неизолированные одножильные провода;
• металлические оболочки кабелей;
• металлические трубы, оболочки и электротехнические короба, в которых размещены проводники некоторых электропроводок, если они имеют достаточную проводимость и обеспечена непрерывность их электрических цепей;
• некоторые сторонние проводящие части, если они имеют достаточную проводимость, обеспечена непрерывность их электрических цепей и защита от демонтажа;
• оболочки и рамы низковольтных распределительных устройств класса I и шинопроводов, если они имеют достаточную проводимость, обеспечена непрерывность их электрических цепей, а также возможность подключения других защитных проводников в любом предусмотренном для этого месте.

В п. 543.2.3 действующего стандарта ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3] перечислены проводящие части, которые запрещено использовать в качестве защитных проводников и защитных проводников уравнивания потенциалов:

– металлические водопроводные трубы; – металлические трубы, содержащие потенциально огнеопасные вещества такие, как газы, жидкости, пыль; – конструкции, подверженные механическим нагрузкам при нормальной эксплуатации; – гибкие или мягкие металлические трубы, за исключением специально предназначенных для этих целей; – гибкие металлические части; – поддерживающие конструкции проводов, горизонтальные и вертикальные кабельные лотки.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] дополняет:

« Как установлено ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3], открытые проводящие части одного электрооборудования, за исключением распределительных устройств и шинопроводов, не допускается использовать в качестве защитных проводников для другого электрооборудования. Запрещено последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей электрооборудования класса I. Подключение каждой открытой проводящей части электрооборудования класса I следует выполнять отдельным защитным проводником, который формируется, например, как ответвление от защитного проводника стационарной электропроводки в протяжной, ответвительной или установочной коробках. »

[2]

ПУЭ в вопросах и ответах. Заземление и защитные меры электробезопасности

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

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:

o 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; o металлические трубы водопровода, проложенные в земле; o обсадные трубы буровых скважин; o металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.; o рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами; o другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения; o 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.

Заземляющие проводники

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?.

Главная заземляющая шина

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.

Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание имеет несколько обособленных вводов?

Ответ. Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.

Защитные проводники (PE-проводники)

Какие проводники могут использоваться в качестве PE-проводников в электроустановках до 1 кВ?

Ответ. Могут использоваться: — специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники; — ОПЧ электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы электропроводов, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления; — некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований, приведенных в ответе на вопрос 300, металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

Могут ли быть использованы в качестве PE-проводников сторонние проводящие части?

Ответ. Они могут быть использованы, если отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям: непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений; их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.

Что не допускается использовать в качестве PE-проводников?

Ответ. Не допускается использовать: металлические оболочки изоляционных труб и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники в качестве защитных проводников?

Ответ. Не допускается использовать в качестве защитных проводников нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать ОПЧ электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в другом месте.

Какими должны быть наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников?

Ответ. Должны соответствовать данным таблице 1

Таблица 1

Допускается, при необходимости, принимать сечение защитных проводников менее требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения ≤ 5 с): : S ≥ I √ t/k где S — площадь поперечного сечения защитного проводника, мм 2; I — ток КЗ, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом или за время не более 5 с, А; t — время срабатывания защитного аппарата, с; k — коэффициент, значение которого зависит от материала проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значения k для защитных проводников в различных условиях приведены в табл. 1.7.6-1.7.9 главы 1.7 Правил устройства электроустановок (седьмое издание).

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)

В каких цепях могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник) функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников?

Ответ. Могут быть совмещены в многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм2 по меди или 16 мм2 по алюминию.

В каких цепях не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников?

Ответ. Не допускается в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

Допускается ли использование сторонних проводящих частей в качестве единственного PEN-проводника?

Ответ. Такое использование не допускается. Это требование не исключает использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного PEN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.

Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, допускается ли объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии

Ответ. Такое объединение не допускается.

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы управления и выравнивания потенциалов

Как должны быть выполнены присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к ОПЧ?

Ответ. Должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.

Как должно быть выполнено присоединение каждой ОПЧ электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику?

Ответ. Должно быть выполнено с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник ОПЧ не допускается.

Можно ли включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN- проводников?

Ответ. Такое включение не допускается за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных розеток.

Какие требования предъявляются к розеткам и вилкам штепсельного соединения, если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединения?

Ответ. Они должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов. Переносные электроприемники

Какие меры могут быть применены для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники?

Ответ. В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током могут быть применены автоматическое отключение питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение, двойная изоляция.

Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных электроприемников при применении автоматического отключение питания?

Ответ. Для этого должен быть предусмотрен специальный защитный (PE) проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила кабеля или провода — для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая или пятая жила — для электроприемников трехфазного тока), присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки штепсельного соединения. Использование для этих целей нулевого рабочего (N) проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками, не допускается.

Как должны быть дополнительно защищены штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью?

Ответ. Должны быть защищены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.

Передвижные электроустановки
Что должно быть применено для автоматического отключения питания?
Ответ. Должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, или устройством непрерывного контроля изоляции, действующим на отключение, или УЗО, реагирующим на потенциал корпуса относительно земли.

Цветовая и буквенная идентификация

Защитные проводники должны быть идентифицированы посредством двухцветной желто-зеленой комбинации, согласно ГОСТ 33542-2015 [5]. Буквенно-цифровая идентификация защитного проводника должна быть «PE». Эту идентификацию применяют также для защитного заземляющего проводника.

Комбинация желтого и зеленого цветов предназначена только для идентификации защитного проводника.

Согласно п. 6.3.2 ГОСТ 33542-2015:

« Желто-зеленая цветовая комбинация должна быть такой, чтобы на любых 15 мм длины проводника, где применяют цветовое обозначение, один из этих цветов покрывал не менее 30% и не более 70% поверхности проводника, а другой цвет покрывал остаток этой поверхности.

Если неизолированные защитные проводники поставляют с окраской, они должны быть окрашены в желто-зеленый цвет или по всей длине каждого проводника, или в каждом отсеке или блоке, или в каждом доступном месте. Если для цветовой идентификации используют липкую ленту, следует применять только двухцветную желто-зеленую ленту. »

[5]

« Если защитный проводник может быть легко идентифицирован посредством его формы, конструкции или положения, например концентрическая жила, допускается не выполнять цветовое обозначение по всей его длине, однако концы и доступные места следует идентифицировать графическим обозначением (смотрите рисунок или желто-зеленой двухцветной комбинацией, или буквенно-цифровым обозначением «РЕ». »
[5]

« Если сторонние проводящие части используют в качестве защитного проводника, допускается не выполнять их идентификацию посредством цветов. »

[5]

• металлических оболочек или брони кабелей в случае, когда их используют в качестве защитного проводника;
• сторонних проводящих частей, используемых в качестве защитного проводника; открытых проводящих частей, используемых в качестве защитного проводника.

Главная заземляющая шина

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.

Сечение

Сечение защитного проводника выбирают по таблице 54.2 из ГОСТ Р 50571.5.54-2013 [3]:
Минимальная площадь поперечного сечения защитных проводников (когда не рассчитывают в соответствии с 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011)

Либо рассчитывают в соответствии с пунктом 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013. Сечение защитных проводников должно быть не менее чем [3,4]:

• сечения, выбранного в соответствии с указаниями МЭК 60949;
• или сечения, рассчитанного по нижеследующей формуле, применяют только при времени отключения сверхтока не более 5 с.

Где

• S — сечение, мм2 ;
• I — действующее значение ожидаемого тока замыкания на землю для повреждения с пренебрежимо малым полным сопротивлением, который может протекать через защитное устройство (см. МЭК 60909-0), А;
• t — время отключения защитным устройством тока замыкания на землю (тока повреждения), с;
• k — коэффициент, зависящий от материала защитного проводника, изоляции, прилегающих частей, начальной и конечной температуры.

Коэффициент k в данном случае должно выбираться по таблицам A.54.2-A.54.6 [3], либо рассчитываться по следующей формуле:

• Qc — объемная теплоемкость материала проводника при 20 °С, Дж/°С·мм3;
• β — величина, обратная температурному коэффициенту удельного сопротивления проводника при 0 °C, °C;
• ρ20 — удельное электрическое сопротивление материала проводника при 20 °C, Ом·мм;
• θf — конечная температура проводника, °C;
• θi — начальная температура проводника, °C.

Значения параметров для различных материалов (из таблицы A.54.1 ГОСТ Р 50571.5.54-2013)
Если в результате расчетов получено нестандартное сечение, следует использовать защитный проводник с ближайшим большим стандартным сечением.

Примечания к этому пункту:

1) Следует учитывать токоограничение за счет импеданса цепи и ограничение I2t аппаратом защиты.

2) Указания по ограничению температуры во взрывоопасных средах приведены в МЭК 60079-0.

3) Для кабелей с минеральной изоляцией (МЭК 60702-1) в случае, когда стойкость к току короткого замыкания металлической оболочки кабеля больше, чем у линейных проводников, не требуется рассчитывать сечение металлической оболочки, используемой в качестве защитного проводника.

Важно! В соответствии с пунктом 543.1.3 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 сечение любого защитного проводника, который не является жилой кабеля или не проложен в общей оболочке с линейными проводниками, должно быть не менее:

• 2.5 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий) , если есть механическая защита;
• 4 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий), если механическая защита отсутствует.

То есть, другими словами:

« Во всех случаях, когда защитные проводники не входят в состав многожильного кабеля, их минимальное сечение по меди должно быть 2,5 мм2 при наличии механической защиты и 4,0 мм2 при ее отсутствии. Сечение отдельно проложенных защитных проводников, выполненных из алюминия, должно быть не менее 16 мм2. »

[2,3]

При этом, защитный проводник, не являющийся частью кабеля, считается механически защищенным, если он проложен в трубе, коробе или другим подобным способом.

Если защитный проводник является общим для двух или более цепей, то его сечение выбирают следующим образом [3]:

• рассчитывают в соответствии с 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, исходя из максимально ожидаемого тока замыкания на землю и времени отключения в этих цепях;
• или выбирают по таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 для наибольшего сечения линейного проводника, входящего в состав этих цепей.

Часто задаваемые типовые вопросы от читателей

1. На старом советском водном насосе отрезана электрическая вилка. Все провода одинакового цвета. Как определить, где защитный проводник?
   В принципе, ничего сложного здесь нет, для определения защитного проводника вам понадобиться сам насос и мультиметр (тестер), если нет ни мультиметра, ни тестера, но есть мегаомметр, то можно воспользоваться и ним.

   Для проверки выполните такую последовательность действий:

   — Зачистите конца трех жил, которые выходят с насоса таким образом, чтобы вы могли четко касаться к ним щупом по очереди, исключая контакт щупа с соседними жилами.

   — Затем установите тестер в режим прозвонки цепи, щупы подключите к соответствующим выводам мультиметра.

   — Зафиксируйте один щуп на корпусе насоса. Важно, чтобы место установки давало хороший контакт, поэтому при наличии краски, толстого слоя грязи и прочих препятствий на пути протекания электрического тока в корпус, их нужно зачистить или подобрать другое место.

   — Вторым щупом, как показано на рисунке ниже, поочередно прикасайтесь к каждой из жил шнура питания насоса.

   — Та жила, которая покажет цепь с корпусом и есть защитный проводник. Соответственно две другие – фазный проводник и нейтральный проводник.

   Такой метод актуален для проверки исправного насоса, если у электрической машины изоляция обмоток имеет пробой на корпус, то звониться с землей будет не только PE проводник.

Почему нельзя разделять PEN проводник в этажном щите

Такой вариант нельзя применять по целому ряду причин:

1. Если принимать во внимание исключительно положения ПУЭ, то в них говорится что разделение проводов должно происходить на вводном автомате многоквартирного или частного отдельного дома.
2. Даже если квартирный щиток считать водным автоматом (что сделать довольно-таки проблематично), такое подключение будет неправильным согласно другому требованию, а именно – PE проводник должен быть повторно заземлен, чего в этажном щитке добиться невозможно.
3. Даже если исхитриться и подвести заземление к этажному щитку, то есть еще одно препятствие, грозящее большими штрафами. Дело в том что электрическая схема при строительстве дома утверждается в нескольких инстанциях и ее самовольное изменение это грубейшее нарушение всех существующих правил – по сути это изменение проекта по которому дом был подключен к сети. Такими делами должна заниматься исключительно организация обслуживающая этот дом или район.

Разумеется, если таковая организация и будет планировать какие-либо работы по разделению Pen проводника, то нет смысла возиться с каждым этажном щитком в отдельности. Самым оптимальным вариантом будет разделения его на вводном автомате, что и будет делаться.

Дополнительный довод в пользу разделения Pen проводника на одном автомате жилого дома является требование ПУЭ (п. 7.1.87) монтировать в этом месте система уравнивания потенциалов.

В любом другом месте ее делать запрещено, а это означает, что разделение PEN проводника в этажном щите в любом случае будет сделано без соблюдения всех необходимых правил и мер предосторожности.

Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район.

Использованная литература

1. ГОСТ 30331.1-2013
2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 1// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2011. – № 3. – 160 c.
3. ГОСТ Р 50571.5.54-2013
4. В силу того, что ГОСТ Р 50571.5.54-2013 содержит множество серьезных ошибок, статья была приведена в соответствие с работой Ю.В. Харечко журнале «Энергоэффективность, энергобезопасность, энергонадзор», 2015, № 2 — «Анализ ошибок нового ГОСТ Р 50571.5.54-2013, распространяющегося на заземляющие устройства и защитные проводники».
5. ГОСТ 33542-2015