Защитные проводники и требования предъявляемые к ним

Содержание:

1. Введение
2. Виды защитных проводников
3. Защитные проводники (pe-проводники)
4. Заземляющие проводники
5. Проводники системы уравнивания потенциалов
6. Выбор защитных проводников (пример)

1. Введение

Ключевым вопросом в устройстве любой электроустановки является обеспечение электрической безопасности . Ранее в статье: «Меры защиты от поражения электрическим током» мы, в частности, разбирали существующие способы защиты при косвенном прикосновении, в том числе такие ключевые элементы безопасности, как защитное заземление (зануление) и система уравнивания потенциалов. Данные меры защиты подразумевают наличие в электроустановке специальных проводников, обеспечивающих функционирование вышеуказанных элементов безопасности, такие проводники объединяются общим понятием – защитные проводники, о них мы и поговорим в этой статье.

Справочно: защитный проводник — проводник, предназначенный для целей электробезопасности. (ПУЭ, пункт 1.7.34.)

2. Виды защитных проводников

Рассмотрим виды защитных проводников в электроустановке:

Обозначения:

• ВРУ – вводно-распределительное устройство
• ГЗШ – главная заземляющая шина
• М – открытая проводящая часть
• РЩ — распределительный щит
• С – сторонняя проводящая часть

1 – Защитный проводник PE (от англ. Protective Earthing – защитное заземление) предназначенный для защитного зануления или защитного заземления в зависимости от применяемой системы. Соответственно может быть двух видов:

1.1 – Нулевой защитный проводник (PE) — защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания  (ПУЭ, пункт 1.7.34). Применяется в системах TN

1.2 – Защитный заземляющий проводник (PE) — защитный проводник, предназначенный для выполнения защитного заземления (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.22). Применяется в системах TT и IT.

2 – Заземляющий проводник — защитный проводник, соединяющий заземлитель с главной заземляющей шиной. (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.15)

3 – Защитный проводник уравнивания потенциалов — защитный проводник, предназначенный для выполнения защитного уравнивания потенциалов. (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.24) Этими проводниками могут быть:

3.1 – Проводник основной системы уравнивания потенциалов

3.2 – Проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов

Примечание: О том, что такое основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов читайте статью: «Система уравнивания потенциалов»

Далее рассмотрим в отдельности каждый из типов приведенных выше защитных проводников.

3. Защитные проводники (PE-проводники)

Как уже было написано выше, PE проводники предназначены для зануления (заземления) открытых проводящих частей в электроустановках до 1кВ. Необходимо это для обеспечения защиты от поражения электрическим током, в случае замыкания токоведущей части на открытую проводящую часть. Для примера приведем две простейшие схемы зануления в системе TN и заземления в системе TT.

Требования к PE проводникам приведены в главе 1.7 ПУЭ, далее приводим соответствующие требования:

1.7.121. В качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:

1) специально предусмотренные проводники:

• жилы многожильных кабелей;
• изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;
• стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;

2) открытые проводящие части электроустановок:

• алюминиевые оболочки кабелей;
• стальные трубы электропроводок;
• металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления.

Металлические короба и лотки электропроводок можно использовать в качестве защитных проводников при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование, о чем имеется указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения;

3) некоторые сторонние проводящие части:

• металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т. п.);
• арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований 7.122;
• металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

1.7.122. Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве pe-проводников допускается, если они отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и непрерывности электрической цепи.

Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве РЕ-проводников, если они, 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.

1.7.123. Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников:

• металлические оболочки изоляционных трубок 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.

1.7.124. Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части 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 нужном месте.

1.7.125. Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.

1.7.126. Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.7.5.

Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Справочно: для удобства выбора защитных проводников из других материалов наши специалисты разработали следующую таблицу выбора защитных проводников по эквивалентной проводимости:

Примечание: Для распределительных сетей и стационарного электрооборудования, для которых время отключения при повреждении не превышает 5 секунд, допускается, при необходимости, принимать сечение защитного проводника менее требуемых, если оно рассчитано по специальной формуле (в рамках данной статьи эту формулу рассматривать не будем, подробнее смотри полный текст пункта 1.7.126. ПУЭ)

1.7.127. Во всех случаях сечение медных защитных проводников, не входящих в состав кабеля или проложенных не в общей оболочке (трубе, коробе, на одном лотке) с фазными проводниками, должно быть не менее:

• 2,5 мм² — при наличии механической защиты;
• 4 мм² — при отсутствии механической защиты.

Сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников должно быть не менее 16 мм².

1.7.128. В системе ТN для обеспечения требований 1.7.88 нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными проводниками.

Кроме того в ПУЭ содержатся требования и к обозначению данных проводников, в частности в пункте 1.1.29 сказано: «Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в т.ч. шины, должны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.»

4. Заземляющие проводники

Как уже было написано выше заземляющий проводник – это защитный проводник, соединяющий заземлитель с главной заземляющей шиной (ГЗШ). (ГОСТ 30331.1-2013, пункт 20.15)

Примечание: ВРУ должно содержать как вводное отключающее устройство, так аппараты и приборы отходящих линий, в данном случае схема ВРУ показана условно.

В ПУЭ содержатся следующие требования к заземляющим проводникам:

1.7.113. Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должны соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.

Наименьшие сечения заземляющих проводников, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в табл. 1.7.4.

Примечание: следует отметить, что требования пункта 1.7.117. ПУЭ в котором указано, что заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм², алюминиевый — 16 мм², стальной — 75 мм² не распространяется на заземляющий проводник присоединяющий заземлитель повторного заземления к главной заземляющей шине.

Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

1.7.114. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сечения заземляющих проводников должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной нейтралью или тока двухфазного КЗ в электроустановках с изолированной нейтралью температура заземляющих проводников не превысила 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий полному времени действия защиты и отключения выключателя).

1.7.115. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью проводимость заземляющих проводников сечением до 25 мм² по меди или равноценное ему из других материалов должна составлять не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Как правило, не требуется применение медных проводников сечением более 25 мм², алюминиевых — 35 мм², стальных — 120 мм².

1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.

1.7.118. У мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен опознавательный знак:

Примечание: Так как по определению, заземляющий проводник является защитным проводником, к нему так же применимы все требования приведенные все требования приведенные в разделе 3 данной статьи для защитных проводников (PE).

5. Проводники системы уравнивания потенциалов

Данные проводники обеспечивают присоединение проводящих частей к основной и дополнительной системам уравнивания потенциалов (подробнее читайте статью: «Система уравнивания потенциалов»)

Согласно ПУЭ к таким проводникам предъявляются следующие требования:

1.7.136. В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, указанные в 1.7.121, или специально проложенные проводники, или их сочетание.

1.7.137. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм² по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм², алюминиевых — 16 мм², стальных — 50 мм².

1.7.138. Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

• при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;
• при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

Сечения проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны соответствовать требованиям 1.7.127.

6. Выбор защитных проводников (пример)

Для примера расчета защитных проводников приведем следующую однолинейную схему распределения электрической энергии (тип заземления TN-C-S).

1) Произведем выбор нулевого защитного проводника соединяющего главную заземляющую шину с металлическим корпусом ВРУ-0,4кВ

Сечение данного проводника выбирается исходя из сечения фазного проводника. В нашем случае наибольше сечение фазного проводника входящего в щит 95 мм² по алюминию, согласно таблице 1.7.5.

ПУЭ при сечении фазного проводника свыше 35 мм² сечение защитного проводника должно быть не менее половины от сечения фазного, т.е. 95/2=47,5 – принимаем ближайшее стандартное сечение алюминиевого защитного проводника – 50 мм². По таблице эквивалентных проводимостей выбираем варианты сечения данного проводника из других материалов: Медь – 35 мм², Сталь – 268 мм² (выбор от питающего кабеля с алюминиевыми жилами).

2) Выбор заземляющего проводника в соответствии с пунктом 1.7.113. ПУЭ производится аналогичным образом (как и для нулевого защитного проводника выше), т.е. в нашем случае сечение заземляющего проводника так же составит: по алюминию – 50 мм², по меди – 35 мм², по стали – 268 мм².

3) Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов, согласно пункту 1.7.137 ПУЭ, должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки – в нашем случае таким проводником является заземляющий проводник или нулевой защитный проводник который мы выбрали выше, например был выбран алюминиевый проводник сечением 50 мм2, в этом случае необходимее сечение проводника основной системы уравнивания потенциалов: по алюминию – 25 мм², по меди – 16 мм², по стали – 141 мм².

4) Произведем выбор проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов в соответствии с пунктом 1.7.138 ПУЭ.

4.1) Сечение проводника соединяющего две открытые проводящие части должно быть не менее сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям, в нашем случае наименьшее сечение защитного проводника – 16 мм² по алюминию (PE проводник в составе кабеля АВВГ 5х16), т.е. сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов соединяющего 2 проводящих корпуса электрооборудования в данном случае должно быть не менее: по алюминию – 16 мм², по меди – 10 мм², по стали – 88 мм².

4.2) Сечение проводника соединяющего открытую проводящую часть и стороннюю проводящую часть должно быть не менее половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части, в нашем случае это проводник – 25 мм² по меди (PE проводник в составе кабеля ВВГ 5х25), тогда сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов соединяющего проводящий корпус электрооборудования со сторонней проводящей частью, в данном случае, должно быть не менее: по алюминию – 25 мм², по меди – 16 мм², по стали – 141 мм².

В итоге схема будет иметь следующий вид:

Примечание: Для упрощения расчетов, выбор сечений защитных проводников, в данном примере, производился исключительно по таблице эквивалентных проводимостей, при этом следует отметить, что возможен более точный расчет, например выберем сечение заземляющего проводника при питающем кабеле с сечением фазной жилы 95 мм², в соответствии с пунктом 1.7.113. ПУЭ его сечение должно быть не менее половины сечения фазного проводника, т.е. 95/2=47,5 мм² по алюминию, далее по таблице отношений проводимостей, определяем сечение медного проводника: 47,5/1,64=28,96 мм², или сечение стального проводника: 47,5*4,88=231,8 мм².

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопрос? Задайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.

↑ Наверх