Электромонтаж системы и подсистемы заземления

Проектные нормативы на электромонтажные работы в жилых строениях (квартиры, дома, дачи, коттеджи и т.п.) предполагают возможность использования различных схем электроснабжения. Одним из отличительных признаков этих схем является система заземления источника электроэнергии (как правило, это понижающий трансформатор, установленный на КТП) и потребителей электроэнергии (бытовая техника, электроинструмент и т. п.)

Технические стандарты дают проектировщикам возможность использования трех базовых систем заземления, имеющих обозначение ТТ, IT, TN, и различных подсистем на их основе. Рассмотрим классификацию базовых систем заземления. В обозначении первая буква определяет тип заземления источника электроэнергии:

• Т- обозначает, что нулевой проводник источника электроэнергии непосредственно соединен с землей;
• I - обозначает, что нулевой проводник источника электроэнергии соединен с землей через сопротивление;
• Вторая буква обозначает тип состояния заземления:

На базе системы заземления TN могут быть созданы подсистемы. Рассмотрим некоторые из них:

• Т- источник єлектроєнергии и потребители имеют раздельное заземление;
• N- потребители электроэнергии заземлены исключительно через PEN-проводник;

1. Подсистема TN-C. Работа этой системы основана на соединении рабочей нейтрали электрооборудования и нейтрального заземляющего РЕ- проводника и, следовательно, образование совмещенного PEN-проводника , заземляющего потребителя электроэнергии.

2. Подсистема TN- 5. Эта система использует для защиты обособленный РЕ- проводник, который соединен с N-проводником в месте заземления источника электроэнергии.

3. Подсистема TN-C-S. Допускает применение схем заземления потребителей электроэнергии с использованием как PEN- проводников, так и РЕ- проводников. Это одна из наиболее простых и, значит, наиболее распространенных (наряду с TN-S) схем заземления, рекомендованных к применению ПУЭ. Принципиально эта схема основана на том, что для заземления необходимо всего лишь соединить контакт заземления потребителя с PEN-проводником. PEN-проводник, изолированный от земли в точке подключения электроприбора, является отличительной особенностью данной подсистемы и одновременно ее недостатком. Ведь если PEN-проводник выйдет из строя из-за нарушения целостности изоляции или произойдет его обрыв, то корпус потребителя окажется под напряжением, а это может привести к риску поражения электрическим током. Но в случае аварийного режима, если фазный проводник замкнется с землей, уменьшается пожароопасность, так как электрический ток в этой ситуации не пойдет через проводник заземления источника электроснабжения. Проекты по расширению и модернизации существующих сетей должны предусматривать наличие отдельного РЕ- проводника, подключенного к PEN-проводнику распределительного щита.

Для TN-систем характерно использование PEN-проводника, в качестве элемента одновременно выполняющего функции как нейтрального, так и заземляющего проводника. При монтаже таких систем необходимо использовать провод, имеющий сечение не менее 10 кв. мм. изготовленный из меди или алюминия. При проектировании и монтаже необходимо полностью исключить вероятность обрыва или размыкания PEN-проводника. Для этого при подключении используются клеммные колодки специального назначения. В случае применения резьбовых соединений, надежность и долговечность контакта должна быть гарантирована. Но только неразъемное соединение (пайка) обеспечит необходимое качество контакта. Кроме того, надежность изоляции PEN-проводник должна исключить возможные утечки тока.

Каждая независимая цепь электропитания (розетки, освещение и т.п.) должна иметь свой отдельно подключенный проводник PEN или PE+N, подключение нескольких цепей к одному заземляющему проводу не допустимо. Подключение производится в щитке электропитания с использованием распределительной шины. При этом необходимо применять шины с площадью сечения проводника не меньше, чем сумма площадей сечения всех присоединенных к ней проводников.

4. Подсистема TN-S. Она применяется в том случае, если выполняются электромонтажные работы по расширению или изменению существующих схем соединения потребителей и имеется PEN-проводник, который был проложен ранее. Тогда не рекомендуется его использовать, а необходимо монтировать новый дополнительный PEN-проводник. Характерной особенностью этой системы является наличие отдельного N- проводника и отдельного РЕ- проводника, сечение которых подбирают опираясь на расчетные значения проходящих через них токов. При этом PEN-проводник должен иметь минимальную площадь сечения 4 кв. мм. Проект должен предусматривать раздельное закрепление в зажимах шины PEN распределительного щита N- проводника и РЕ- проводника. Изоляция РЕ- проводника должна иметь желто- зеленый цвет.

Защита представленных электрических цепей может осуществляться с помощью плавких предохранителей, автоматических выключателей (АВ), устройств защитного отключения (УЗО), дифференциальных автоматических выключателей. Но учитывайте, только подсистемы TN-S или TN-C-S могут обеспечить нормальную работу УЗО.

Система заземления электрооборудования ТТ обеспечивает защиту потребителя отдельно от системы заземления источника электроэнергии потому, что точки их заземления пространственно разобщены.

Все потребители электроэнергии должны быть защищены общим УЗО и присоединены к заземлению. Суммарное сопротивление заземляющего проводника и корпуса электрооборудования должно быть таким, чтобы устройство защиты автоматически сработало на таком токе короткого замыкания, который не допустит повышения напряжения на корпусе выше предельно допустимого значения 50 В.

В таких цепях ток короткого замыкания будет для УЗО дифференциальным током, при котором произойдет срабатывание УЗО. Для обеспечения возможности избирательного отключения потребителей в такой системе заземления необходимо использовать УЗО имеющие различное время задержки .При этом для распределительных цепей рекомендуется выбрать время отключения не более 1 с. Для фазных проводников время максимального отключения УЗО может составить 5с, если в цепи предусмотрено применение предохранительных устройств. В ситуации когда утечка тока на корпус оборудования может привести к превышению максимально допустимого напряжения в 50 В необходимо подсоединить к УЗО нейтральный проводник.

Система заземления IT используется в электрических сетях с напряжением 380/220 В, к предъявляются высокие требования по обеспечению безопасности и надежности ( аварийное электроснабжение медицинских учреждений и т.п.). Такая система обеспечивает необходимые условия работы оборудования за счет того, что ее нулевая точка имеет высокое сопротивление относительно земли или изолирована от нее, поэтому токи утечек на корпус или землю будут низкими.

На сегодня согласно действующим положениям (постановления Главгосэнергонадзора РФ, ПУЭ) в зданиях жилого фонда выполненные из металлов корпуса электрического оборудования (приборы кл. защиты I) должны быть соединены с защитными проводниками, а все штепсельные розетки быть трёхпроводными. Иными словами, в жилых домах необходимо применять подсистемы заземления TN-S и TN-C-S.