Как обозначаются нулевые рабочие нейтральные проводники

Содержание

Нейтральный проводник (N): что это такое, цвет, назначение, требования

Как обозначаются нулевые рабочие нейтральные проводники

Нейтральный проводник (neutral conductor) согласно ГОСТ 30331.1-2013 — это проводник, электрически присоединенный к нейтрали и используемый для передачи электрической энергии.

Другими словами это проводник, который присоединен к общей части многофазной системы переменного тока, соединённой звездой, находящейся под напряжением, или средней части однофазной системы переменного тока, находящейся под напряжением.

Данный термин имеет жаргонизм — «ноль», «нуль», «нулевой проводник», «N-проводник», «нулевой рабочий проводник» среди некоторых людей.

В книге [2] под авторством Харечко Ю.В. еще более предметно детализируются назначение нейтрального проводника и его особенности:

Нейтральные проводники совместно с фазными проводниками используют в электрических цепях переменного тока низковольтных электроустановок для обеспечения электрической энергией применяемого в них электрооборудования.

Нейтральный проводник имеет электрическое соединение с общей токоведущей частью многофазного источника питания переменного тока, обмотки которого соединены звездой, или со средней токоведущей частью однофазного источника питания переменного тока.

Не относится к линейным проводникам.

[2]

Нейтральный проводник относят к токоведущим частям. Однако в нормальных условиях он, в отличие от фазных проводников, обычно находится под незначительным напряжением относительно земли. Нейтральный проводник является токопроводящим проводником, который учитывают в общем числе проводников, применяемых в электрической цепи, сети или системе.

[2]

Нейтральные проводники, прежде всего, применяют в трехфазных четырехпроводных электрических системах переменного тока, которые имеют источники питания с нейтралями. На рисунке 1 показан пример системы TN‑S, на рисунке 2 и 3 системы – TN‑C‑S, на рисунке 4 – системы TT, в которых имеются нейтральные проводники.

Рис. 1. Система TN-S трехфазная четырехпроводная с разделенными нейтральным проводником и защитным проводником по всей системе (на основе рисунка 31А1 из ГОСТ 30331.1-2013) В некоторых случаях и при определенных условиях функции нейтрального проводника и защитного проводника могут быть объединены в одном PEN-проводнике.

Приведу пример системы распределения электроэнергии, имеющей тип заземления системы TN-C-S и которая рекомендована для широкого применения:

Рис 2. Система распределения электроэнергии (тип заземления системы TN-C-S). Здесь 1 — заземляющее устройство источника питания; 2 — заземляющее устройство электроустановки здания; ПС — трансформаторная подстанция; ВЛ — воздушная линия электропередачи; КЛ — кабельная линия электропередачи

Из этой системы мы видим, что PEN-проводник на вводе электроустановки повторно заземляется и делится на защитный проводник PE и нейтральный проводник N. Этот рисунок демонстрирует один из примеров, показывающий откуда берется нейтральный проводник N в электроустановках зданий.

Рис. 3. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник PE и нейтральный проводник N где-то в электроустановке (на основе рисунка 31B1 из ГОСТ 30331.1-2013) Рис. 4. Система TT трехфазная четырехпроводная с заземленным защитным проводником и нейтральным проводником во всей системе (на основе рисунка 31F1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Нейтральные проводники могут также применяться в однофазных электрических системах переменного тока, которые имеют источники питания со средними точками (нейтралями). На рисунке 5 показан один из вариантов выполнения системы TN-C‑S.

Рис. 5. Система TN-C-S однофазная двухпроводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник PE и нейтральный проводник N на вводе электроустановки (на основе рисунка 31B1 из ГОСТ 30331.1-2013)

Важно: в электроустановках, в которых нагрузки включены между фазами, может отсутствовать необходимость в нейтральном проводнике.

Требования по сечению

В ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 [3] изложены требования к нейтральным проводникам. В национальном стандарте указано, что сечение нейтрального проводника должно быть равным сечению фазных проводников:

  • в однофазных двухпроводных электрических цепях для всех сечений;
  • в многофазных и однофазных трехпроводных электрических цепях, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию включительно.

В многофазных электрических цепях, имеющих фазные проводники сечением большим чем 16 мм2 по меди или 25 мм2 по алюминию, сечение нейтрального проводника может быть меньше сечения фазных проводников (обычно не ниже 50%), при одновременном выполнении следующих условий:

  • ожидаемый максимальный ток, включая гармоники, который может протекать в нейтральном проводнике при нормальном оперировании электроустановки здания, не превышает его допустимый длительный ток;
  • нейтральный проводник защищен от сверхтока;
  • нейтральный проводник имеет сечение не менее 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию.

В ГОСТ Р 50571.5.52-2011 (на основании таблицы 52.2) установлены минимальные сечения нейтрального проводника [3]:

  • в кабелях и изолированных проводах стационарных электропроводок – 1,5 мм2 по меди и 10 мм2 по алюминию;
  • в неизолированных проводах стационарных электропроводок – 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию;
  • в соединительных гибких кабелях – 0,75 мм2 по меди.

Харечко Ю.В. в книге [2] дополняет:

В действующем стандарте ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 вышеуказанные требования дополнены требованиями, которые предписывают увеличивать площадь нейтральных проводников при протекании в электрических цепях токов третьей гармоники и кратных ей гармоник.

Приложение E «Учет влияния токов высших гармоник для симметричных трехфазных систем» содержит требования к использованию поправочных коэффициентов, учитывающих протекание токов гармоник в четырех- и пятижильных кабелях с четырьмя токопроводящими жилами, а также примеры применения этих коэффициентов.

[2]

Требования по защите от сверхтока

ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (п. 431.2) [4] содержит требования по защите нейтральных проводников от сверхтока.

В электроустановках зданий, соответствующих типам заземления систем TN и TT, не требуется предусматривать обнаружение сверхтоков в нейтральных проводниках и выполнять их отключение, если сечения нейтральных проводников равны сечениям фазных проводников. Если в какой-то электрической цепи сечение нейтрального проводника меньше сечения фазных проводников, то следует предусмотреть обнаружение в нем сверхтока с последующим отключением фазных проводников.

Нейтральный проводник при этом можно не отключать. Однако не требуется обнаружение сверхтока в нейтральном проводнике при выполнении двух условий:

  • нейтральный проводник защищен от короткого замыкания посредством защитного устройства фазных проводников той же самой электрической цепи;
  • максимальный ожидаемый ток, который может протекать в нейтральном проводнике при нормальном оперировании электроустановки здания, меньше значения допустимого длительного тока этого проводника.

В электроустановках зданий, соответствующих типу заземления системы IT и имеющих нейтральные проводники, требуется обнаружение сверхтока в нейтральном проводнике каждой электрической цепи. При его выявлении следует отключить все проводники, находящиеся под напряжением, включая нейтральный проводник. Однако не требуется выполнять указанные меры защиты от сверхтока, если:

  • нейтральный проводник надежно защищен от сверхтока посредством защитного устройства, установленного со стороны источника питания, например – на вводе в электроустановку здания;
  • рассматриваемая электрическая цепь защищена посредством защитного устройства дифференциального тока, имеющего номинальный отключающий дифференциальный ток не более 0,15 максимально допустимого тока нейтрального проводника. Это защитное устройство должно отключать все находящиеся под напряжением проводники электрической цепи, включая нейтральный проводник.

Важно! При необходимости коммутации нейтрального проводника его следует отключать после отключения фазных проводников, а включать одновременно с фазными проводниками или ранее их.

Далее обратимся к книге [2] автора Харечко Ю.В. который дополняет вышеуказанные требования следующим образом:

В действующем стандарте ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (пункт 431.2.

3) вышеуказанные требования дополнены требованиями, которые предписывают осуществлять обнаружение перегрузки в нейтральном проводнике многофазной электрической цепи, в которой гармоническая составляющая токов фазных проводников такова, что электрический ток, протекающий в нейтральном проводнике, может превысить его допустимый длительный ток. При обнаружении перегрузки следует отключать фазные проводники. Нейтральный проводник при этом можно не отключать.

[2]

В системе TN-S не требуется разъединять или отключать нейтральные проводники. В цепи нейтральных проводников запрещено включать однополюсные коммутационные устройства.

Коммутационные устройства, посредством которых выполняют переключение с одного источника питания на другой, должны воздействовать на все проводники, находящиеся под напряжением.

Поскольку нейтральные проводники наряду с фазными проводниками являются токоведущими проводниками, их следует коммутировать при переключении источников питания.

[2]

Требования п. 444.4.7 стандарта ГОСТ Р 50571.4.

44-2019 (МЭК 60364-4-44:2007) также предписывают выполнять в системах TN переключение с одного источника питания на другой посредством коммутационного устройства, переключающего одновременно линейные проводники и нейтральный проводник, если он имеется в низковольтной электроустановке. Такое переключение, показанное на рисунке 6, предотвращает возникновение электромагнитных полей, создаваемых блуждающими токами в главной системе питания низковольтной электроустановки. Поскольку сумма токов в одном кабеле должна быть равна нулю, переключение гарантирует протекание нейтральных токов только в нейтральном проводнике той цепи, которая подключена. Токи третьей гармоники (150 Гц) линейных проводников добавляются к току нейтрального проводника с тем же самым фазовым углом.

[2] Рис. 6. Подключение к альтернативному трехфазному источнику питания посредством четырехполюсного выключателя (на основе рисунка 44.R9A из ГОСТ Р 50571.4.44-2019)

ВНИМАНИЕ! На рисунке 6 PEN-проводники обоих источников питания присоединены к нейтральному проводнику. Однако согласно требованиям стандарта ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011 PEN-проводник следует подключать к шине или зажиму, который используют для присоединения защитных проводников.

Цветовая идентификация и буквенно-цифровая маркировка

Нейтральный проводник, согласно ГОСТ 33542-2015 [6], обозначается буквой N и идентифицируется синим цветом как в однофазных, так и в трехфазных цепях.

Если применяют идентификацию посредством цвета, неизолированные проводники, используемые в качестве нейтрального проводника, должны быть или окрашены посредством синей полосы шириной от 15 до 100 мм в каждом блоке или оболочке и в каждом доступном месте, или окрашены синим цветом по всей их длине.

[6]

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 50571.5.52-2011
  4. ГОСТ Р 50571.4.43-2012
  5. ГОСТ Р 50571.4.44-2019
  6. ГОСТ 33542-2015

Нулевой защитный проводник: обозначение на схемах и правила монтажа

Как обозначаются нулевые рабочие нейтральные проводники

Проводники бывают нулевыми защитными и нулевыми рабочими, каждый из них имеет свое назначение, способ подключения и допустимые функциональные нагрузки в электрической цепи. Перед тем как приступать к выполнению работ по созданию защитного контура, важно получить минимальные, но необходимые знания.

Назначение проводников

Применение нулевых проводников в электрощитке

Нулевой рабочий проводник имеет еще одно название – проводник сети. По нему протекает нагрузочный ток. На схеме он обозначается латинской буквой «N».

Основная задача нулевого защитного проводника — обеспечивать безопасность. В системах с нулевым выводом глухозаземленного трансформатора он коммутирует токопроводящие части электрических приемников и нулевую точку питающего трансформатора. В аварийных или нештатных ситуациях они оказываются под ударом.

Защите от косвенного прикосновения подлежат следующие электрические элементы (согласно ПУЭ 1.7.76):

  • корпуса, изготовленные из металла, портативных и передвижных устройств; Система c проводом PEN и двумя нулями
  • металлические конструкции трансформаторов, электрических машин и осветительных приборов;
  • металлические корпуса различных конструкций с электрооборудованием, муфт кабелей, лотков и различных распределительных приборов;
  • стальные корпуса этажных, квартирных щитков, распределительных щитков.

В качестве защиты используется коммутация этих устройств с глухозаземленной нейтралью в системах ТN или ТТ, IТ. Последние две с заземлением.

Схематически нулевой защитный проводник обозначается «РЕ». Когда электрическая цепь функционирует в штатном режиме, по РЕ ток не протекает.

На схемах комбинация «РЕ» означает нулевой защитный проводник, а также все защитные сегменты цепи, например, проложенные шины и проводники, заземляющие проводники, отдельные жилы в кабелях, а также провод в системе уравнивания потенциалов.

Разница между нулевым защитным и рабочим проводниками

Прежде чем приступать к выполнению работ, важно ознакомиться с особенностями и характеристиками проводников, провести сравнительный анализ.

НаименованиеОписание
N – нулевой рабочий проводВместе с фазным проводом принимает участие в непрерывном и беспрепятственном обеспечении электропитанием бытовой техники и прочих электрических приборов. По нему постоянно протекает рабочий ток.
РЕ – нулевой защитный проводНе принимает участия в обеспечении электрических приборов и бытовой техники электричеством. Основная задача – защита от косвенного взаимодействия в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Обозначение нулевого защитного проводника

Цвет нулевого защитного и нулевого рабочего проводников

Чаще всего маркировка нулевых защитных жил имеет желто-зеленый окрас. В ПУЭ устанавливаются основные правила выбора сечения токоведущего провода.

РЕ обладает собственным контуром заземления, либо его основные задачи могут быть возложены и объединены с нулевым проводом, в данном случае все зависит от установленной системы заземления в строительном сооружении. Объединение двух проводников получило название — PEN, площадь его сечения должна быть не менее параметров сечения рабочего провода N.

Правила прокладки

Прежде чем приступать к монтажу, требуется ознакомиться с правилами, которые предъявляются к прокладке РЕ:

  • В линии должны отсутствовать устройства, которые могут стать причиной разъединения, нарушения целостности цепи, например, удаляемые вставки, выключатели, автоматы защиты и предохранители.
  • Все оборудование и токоведущие части коммутируются с защитным заземлением напрямую.
  • Запрещено соединение нескольких электрических приборов по принципу шлейфа.
  • На распределительной шине РЕ выделяется отдельная клемма (зажим). Запрещается к одной клемме одновременно подсоединять нулевой защитный и рабочий провод.
  • Если оборудование защитного отключения УЗО установлено в распределительном щите, N и защитный провод не должны иметь контактов на одной линии. Если пренебречь этим правилом, у УЗО будет множество ложных срабатываний.
  • У рабочих проводов площадь сечения должна быть больше, чем сечение защитного заземления.
  • Нулевая защитная жила должна быть проложена около рабочих проводов.
  • Для заземления нельзя использовать предметы и коммуникации, не предназначенные для этого. Чаще всего в данном случае не по назначению используется арматура в стенах, трубопровод и батареи отопления.
  • Запрещается подключать РЕ к независимым шинам заземления, если такие в электрической цепи предусмотрены.

Сопротивление изоляционного слоя РЕ не должно быть меньше указанного в нормативно-правовом документе.

Виды заземления

Повторное заземление

В зависимости от функций РЕ заземление делится на несколько  видов.

Старые системы заземления характеризуются объединением по всей сети нулевого и защитного рабочего провода, поэтому отдельным РЕ они не оснащены. Согласно постановлению ПУЭ с 2017 года запрещается эксплуатировать такие системы. При строительстве новых сооружений прибегают к более безопасным и усовершенствованным системам заземления.

Характерная особенность новых видов – выполнение отдельных контуров для защитного и рабочего заземления. Он предусматривает подвод также к частным сетям, выполняется с учетом всех требований независимости N и РЕ. Если речь идет о системе ТN-C-S, в частных сетях допускается объединение данных проводников.

Электрический ток несет в себе потенциальную угрозу здоровью и жизни человека. Если нет соответствующих знаний и опыта, рекомендуется обратиться к профессиональному электрику.

Найти подходящую кандидатуру можно в ЖЭКе, управляющей компании города или любой строительной организации.

Если принято решение все работы выполнять самостоятельно, прежде чем оголять провода, нужно отключить подачу электроэнергии в квартиру дом, и на выходе проверить напряжение с помощью специальной отвертки, оснащенной индикатором.

Вам также может понравиться

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT

Как обозначаются нулевые рабочие нейтральные проводники

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление.

Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия.

Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается.

В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель.

Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство.

Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.

7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» – комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя.

Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S.

Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора.

При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.

2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией.

Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется.

На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников.

Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом.

Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода.

При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют.

Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века.

При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость.

Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C.

Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали.

Который при входе в здание разветвляется на «PE» – ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN.

Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N».

На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений.

В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг.

При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

2. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков.

Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT.

Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т».

Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю.

Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование.

При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное – жизнь человека.

Смотрите также:

  • Вебинары с ведущими экспертами отрасли
  • Все для расчетов заземления и молниезащиты
  • Полезные материалы: статьи, рекомендации, примеры

Цветовое и буквенное обозначение проводников и шин

Как обозначаются нулевые рабочие нейтральные проводники

Цифровая и буквенная маркировка проводов – Цифровая и буквенная маркировка проводовДля цветового и цифрового обозначения отдельных изолированных или неизолированных проводников должны быть использованы цвета и цифры в соответствии с ГОСТ Р 50462-2009 (МЭК 60446:2007) “Базовые принципы и принципы безопасности для интерфейса “человек-машина”, выполнение и идентификация. Идентификация проводников посредством цветов и буквенно-цифровых обозначений” наглядно показана на рисунке (источник):

  1. РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов должны иметь:
    • проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также
    • нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в т.ч. шины.
  2. N и голубым цветом обозначаются нулевые рабочие (нейтральные) проводники.
  3. PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах должны иметь совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники.

Буквенно-цифровые и цветовые обозначения одноименных шин в каждой электроустановке должны быть одинаковыми.

Шины в электроустановках должны быть обозначены (не путайте с обозначением проводников!):

  1. при переменном трехфазном токе:
    • фазы А – желтым,
    • фазы В – зеленым,
    • фазы С – красным;
  2. при переменном однофазном токе:
    • шина В, присоединенная к концу обмотки источника питания, – красным цветом,
    • шина А, присоединенная к началу обмотки источника питания, – желтым цветом.
    • Шины однофазного тока, если они являются ответвлением от шин трехфазной системы, обозначаются как соответствующие шины трехфазного тока;
  3. при постоянном токе:
    • положительная шина (+) – красным,
    • отрицательная (-) – синим и
    • нулевая рабочая М – голубым цветом.

Цветовое обозначение должно быть выполнено по всей длине шин, если оно предусмотрено также для более интенсивного охлаждения или антикоррозионной защиты.

  1. Допускается выполнять цветовое обозначение не по всей длине шин, только цветовое или только буквенно-цифровое обозначение либо цветовое в сочетании с буквенно-цифровым в местах присоединения шин. Если неизолированные шины недоступны для осмотра в период, когда они находятся под напряжением, то допускается их не обозначать. При этом не должен снижаться уровень безопасности и наглядности при обслуживании электроустановки.
  2. Согласно п. 5.2.1 ГОСТ Р 50462-2009 для идентификации проводников не должны быть использованы по отдельности желтый и зеленый цвета. Желтый и зеленый цвета следует применять только в комбинации желто-зеленого цвета.

Расположение шин в электроустановках напряжением до 1 кВ

В пяти- и четырехпроводных цепях трехфазного переменного тока в электроустановках напряжением до 1 кВ расположение шин должно быть следующим:

  1. при горизонтальном расположении:
    • одна под другой: сверху вниз A-B-C-N-PE (PEN);
    • одна за другой: наиболее удаленная шина А, затем фазы B-C-N, ближайшая к коридору обслуживания – РЕ (PEN);
  2. при вертикальном расположении:
    • слева направо A-B-C-N-PE (PEN) или
    • наиболее удаленная шина А, затем фазы B-C-N, ближайшая к коридору обслуживания – РЕ (PEN);
  3. ответвления от сборных шин, если смотреть на шины из коридора обслуживания:
    • при горизонтальном расположении: слева направо A-B-C-N-PE (PEN);
    • при вертикальном расположении: A-B-C-N-PE (PEN) сверху вниз.

Расположение шин постоянного тока в электроустановках 

При постоянном токе шины должны располагаться:

  1. сборные шины при вертикальном расположении: верхняя М, средняя (-), нижняя (+);
  2. сборные шины при горизонтальном расположении: наиболее удаленная М, средняя (-) и ближайшая (+), если смотреть на шины из коридора обслуживания;
  3. ответвления от сборных шин: левая шина М, средняя (-), правая (+), если смотреть на шины из коридора обслуживания.

Расположение шин в распределительных устройствах напряжением 6-220 кВ

В распределительных устройствах напряжением 6-220 кВ при переменном трехфазном токе сборные и обходные шины, а также все виды секционных шин должны располагаться:

  1. при горизонтальном расположении:
    • одна под другой: сверху вниз А-В-С;
    • одна за другой, наклонно или треугольником: наиболее удаленная шина А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С;
  2. при вертикальном расположении (в одной плоскости или треугольником):
    • слева направо А-В-С или наиболее удаленная шина А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С;
  3. ответвления от сборных шин, если смотреть на шины из коридора обслуживания (при наличии трех коридоров – из центрального):
    • при горизонтальном расположении: слева направо А-В-С;
    • при вертикальном расположении (в одной плоскости или треугольником): сверху вниз А-В-С.

Обозначения в системах заземления

В обозначениях систем используются латинские буквы:

  • T (земля);
  • N (нейтраль или функциональный ноль);
  • I (изолированный);
  • C (соединение защитного и функционального «ноля»);
  • S (раздельное применение во всей сети защитного и функционального «ноля»).

В обозначениях систем первая буква определяет тип заземления источника питания, вторая буква указывает тип заземления открытых компонентов электроприемника.

Правильно спроектированное и реализованное заземление является одним из базовых условий обеспечения электробезопасности объектов, на которых эксплуатируется бытовое или промышленное электрическое оборудование. При выполнении заземления необходимо руководствоваться требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Две категории систем заземления

В соответствии с ПУЭ все виды заземления разделяются на две категории. В первую входят системы, в которых нейтраль изолирована (пример – IT). Во вторую – системы, в которых нейтраль является глухозаземленной (пример – TN и ее подсистемы: TN-S, TN-C, TN-C-S).

TN: система заземления с глухо заземленной нейтралью

 В данной системе защита производится путём соединения глухо заземленной нейтрали с неизолированными компонентами электроустановки. В системе заземления TN проводником является РЕ, то есть «нулевой» проводник. То есть при её обустройстве корпусные экраны и детали электропотребителей, проводящие ток, должны быть подключены к общему «нулю» – проводнику, который соединен с нейтралью.

Функциональный «ноль» в данном случае обозначается буквой «N», а совмещение «нулевого» функционального и защитного проводника – «PEN». У данной системы заземления есть три подвида TN-C-S, TN-C и TN-S. Отличия между ними заключаются в разных способах подключения проводников «PE» и «N».

В этой системе не применяется метод заземления нейтрали при помощи дугогасящего реактора, который в других типах систем используется в качестве компенсаторного устройства.

TN-C: система с рабочим и защитным «нулём» в одном проводнике

Стандартная TN-C система заземления – это  4-проводная схема подачи тока с «нулевым» и тремя фазными проводами. Данная система подразумевает совмещение нулевых рабочих и защитных проводника в одно на всём протяжении. Другими словами, в TN-C PEN-проводник общий, он применяется и для подключения приёмников тока и для «зануления» их корпусов (открытых токопроводящих компонентов).

«Зануление» корпуса нужно на случай повреждения изоляции либо обрыва фазного провода, при которых может произойти его замыкание на корпус. При такой схеме это приведет к срабатыванию автоматики, которая отключит напряжение.  

У TN-C есть недостатки. Наиболее критичным минусом этой системы заземления является отсутствие схем защиты при отгорании или механическом повреждении (обрыве) «нуля».

В такой ситуации на корпусах оборудования и устройств создаётся напряжение, которое представляет угрозу для жизни.

Еще один недостаток заключается в том, что в ней не используется заземляющий проводник PE – то есть розетки, которые к ней подключены, не заземлены, что приводит к необходимости занулять любое подключаемое электрооборудование.

Важно! Тем, кто проживает в доме, в котором используется система заземления TN-C, нужно знать –  при вынужденном присоединении к нулю бытовых приборов в ванных комнатах нельзя применять дополнительные линии уравнивания потенциалов.

На текущий момент TN-C морально устарела. Она до сих пор используется в частных домах и зданиях, построенных в начале и середине XX века. Также она может использоваться там, где степень риска незначительна – к примеру, в уличном освещении.

TN-S: эффективно, но дорого

TN-S, в сравнении с системой заземления TN-C представляет собой более современную, эффективную и безопасную систему, в которой глухозаземленная нейтраль трансформатора (либо генератора) применяется для подключения проводников с «нулём» на стороне источника тока. При её использовании исключен риск возникновения высокого напряжения на корпусах электрического оборудования – даже в том случае, если линия питания будет повреждена.  

Между тем есть две причины, из-за которого TN-S не получила широкого распространения в России. Первая – российская энергетика в основном ориентирована на 4-проводные схемы 3-фазного электроснабжения. Вторая причина заключается в дороговизне использования системы заземления TN-S.

При монтаже в ходе подключения трех фаз нужно будет использовать 5 проводов для присоединения оборудования к источнику питания. При однофазном подключении потребуется 3 провода.

Из-за распространенности в России 4-проводных схем для трех фаз применение TN-S будет нецелесообразно, так как в этом случае нужно будет протягивать от трансформаторной подстанции отдельную линию, состоящую из 5 проводов.

В новой редакции ПУЭ, а также в ГОСТ Р50571 есть указание о монтаже системы TN-S на объектах, требующих высокой степени электробезопасности. Также в данных регламентирующих документах предписывается ее обустройство при строительстве и капитальном ремонте зданий.

TN-C-S: соединение комбинированного «PEN» с глухозаземленной нейтралью

TN-C-S представляет собой распространенную систему заземления, которая обеспечивает более высокий уровень электробезопасности, чем TN-C и при этом менее затратна, чем TN-S.

Принцип этого типа подключения – в подаче питания с применением комбинированного «PEN», который соединяется с глухозаземленной нейтралью.

При входе в здание он разделяется на защитный ноль («PE») и проводник, который на стороне электропотребителя выполняет функцию «N», то есть рабочего ноля. 

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.