Одним из основных защитных мероприятий, обеспечивающих безопасность людей, электрических устройств и оборудования, является заземление. Данная система выполняется в виде преднамеренного контакта выбранной точки электрической сети или прибора с контуром заземления. Она состоит из нескольких элементов, каждый из которых нужен для выполнения определенной функции. В их число входит провод заземления, соединенный с металлической пластиной контура и защищаемым объектом. Он окрашивается в желто-зеленый цвет.
Требования к заземляющим проводникам
Каждая электроустановка подключается к контуру с помощью используемого для этих целей заземляющего провода. Он является неотъемлемой частью всей системы, защищающей от поражения током при случайном касании токоведущих частей, находящихся под напряжением. В обычных условиях оборудование работает нормально и не имеет на корпусе электрического потенциала. Однако, довольно часто изоляция оказывается нарушенной и напряжение идет на металлические детали, выступающие в роли проводников.
Основная функция защитной системы, в которой задействован и заземляющий провод, заключается в снижении потенциала, имеющегося на оборудовании, до показателя, близкого к нулевому значению и отведении его в землю. Заземляющий провод должен обеспечивать свободное прохождение такого же тока, какой образуется в случае короткого замыкания.
В связи с этим, ко всем видам заземляющих проводников предъявляются определенные требования:
- Провод заземления должен иметь сечение не более чем у фазного проводника. Фаза постоянно пропускает через себя электрический ток, поскольку непосредственная работа защиты происходит в течение очень короткого времени буквально 2-3 секунды.
- Вся кабельная продукция, предназначенная для заземления, маркируется в соответствии с ГОСТом, определяющим, какого цвета должен быть тот или иной провод.
- Жилы, расположенные в трёхжильном проводе, могут предварительно рассчитываться по специальной формуле, включающей в себя такие параметры, как тип кабеля, способ его укладки, значение токов короткого замыкания и другие. Таким образом, можно заранее предположить, каким будет выбранный элемент.
- Для обозначения заземляющего кабеля используется желто-зеленый цвет, а для нулевого голубой. Это позволит избежать путаницы при подключениях во время электромонтажных работ и быстро разобраться, какой провод выбрать под заземление.
- Основным параметром при расчетах заземляющей системы является сопротивление. Нормативное значение составляет 4 Ом, которое зависит в том числе и от внутреннего сопротивления проводника. Его общая длина не должна превышать стандартных нормативных значений. Для повышения качества защиты, все контактные точки рекомендуется соединять винтовыми зажимами и чаще использовать в работе.
- Если защита проводника от повреждений отсутствует, он должен быть с сечением не менее 4 мм2, а с защитой 2,5 мм2.
Заземляющий проводник в схемах подключения
Функции заземляющего проводника и заземлителя могут выполняться различными способами, в зависимости от той или иной схемы подключения. Прежде чем их рассматривать, следует выяснить, что такое нейтраль оборудования. По своей сути она является общей точкой, где обмотки электроустановок подключаются по схеме звезда. В этом случае их начальные выводы соединяются с соответствующими фазными проводниками, а концы объединяются в нейтраль. Получается 4 жилы три фазы и ноль, длина проводов не играет существенной роли.
Если создать идеальные условия, то в данной точке значение потенциала будет нулевым. Это хорошо видно на схеме в разрезе. Точно таким же потенциалом обладает земля. В связи с этим, нейтральный проводник или трос может быть заземлен шиной или проводом. Для такого подключения стационарный заземлитель оборудуется отдельным местом, в котором присутствуют все необходимые контакты и соединения.
Данная схема представляет собой всем известную систему с глухо заземляемой нейтралью или TN. Для того чтобы выяснить, как она работает, необходимо определить отличия нулевого (N) и защитного проводника (РЕ). Первый из них считается нейтральным, поскольку соединяется с нейтралью, а второй представляет собой кабель заземления, соединенный с корпусом оборудования и землей. За счет этого на корпусе потенциал отсутствует, то есть, он имеет нулевое значение.
Подобные технические условия сделали возможным подключение TN в трех вариантах:
- Схема TN-S. В этом случае к нейтрали подключаются два проводника нулевой и провод заземления. Они идут раздельно и нигде не соединяются между собой по всей линии.
- Схема TN-С. Подключение обоих проводников заземляющего и нулевого осуществляется в общую точку нейтрали и по всей сети проходят как единый проводник, получивший название PEN.
- Схема TN-C-S. Совмещает в себе две системы, приведенные выше. В ней изначально используется единый заземлительный проводник трос, соединенный с нейтралью. Постепенно на определенном участке они разделяются на отдельные проводники и в дальнейшем не пересекаются между собой. В результате, удается выполнить сразу две функции снизить потенциал корпуса и обеспечить зануление для нормальной работы оборудования.
Каждый из трех вариантов идёт для электрических сетей до 1000 вольт. Для напряжения свыше 1000В используют системы IT и ТТ, в первом случае с изолированной нейтралью, во втором с эффективно заземленной нейтралью.
Маркировка и сечение
Большое значение придается правильной маркировке проводов, в том числе и заземляющего проводника. Довольно часто возникает вопрос, какого цвета тот или иной проводник. Нанесенные обозначения существенно облегчают выполнение электромонтажных работ. Для электрических схем и монтажа по месту существуют установленные правила маркировки, определенные в нормативных документах. Это очень важно, особенно когда защитный элемент находится в трехжильном проводе.
В соответствии с ПУЭ, заземляющий проводник трос, обеспечивающий электробезопасность, маркируется полосами желтого и зеленого цвета. На поверхность наносится буквенное обозначение в виде стандартного символа РЕ. Для нулевого провода предусмотрен голубой цвет, захватывающий всю его длину. Если краска наносится самостоятельно, она должна соответствовать температурному режиму и сохранять свой цвет в течение всего срока эксплуатации. Цветовое обозначение дублируется буквенной маркировкой, где используется буква N.
Особую цветовую гамму применяют для защитного проводника, совмещенного с нулевым. Обычно этот провод используется в системах TN-C и TN-C-S, окрашивается в голубой цвет по всей длине, а концы отмечаются желтой и зеленой краской. Буквенное обозначение выглядит как PEN.
При устройстве защиты важно правильно выбрать сечение провода для заземления и нулевого проводника, а также других конструкций, входящих в состав системы. Для совмещенного проводника в схемах TN-C и TN-C-S минимальное значение медного провода составляет 10 мм2, алюминиевого 16 мм2. Если сечения меньше установленных значений, совмещение защитного и нулевого проводников запрещается, они уже не идут для этих целей.