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

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

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.

Варианты нанесения маркировки на электрооборудование

Чаще всего символьное или буквенное обозначение наносится на щитки или ПЭУ непосредственно на заводе-изготовителе. Место обозначения имеет выпуклую или вдавленную рельефную поверхность. На новых технологических линиях у щитков значок «заземлено» отливается прямо при изготовлении металлического или пластмассового корпуса.

Вне зависимости от того, есть рельефная маркировка или нет, символ заземления дополнительно окрашивается для визуального выделения на поверхности корпуса.

Для старых электроприборов на производстве обычно просто используют наклейку знака заземления, которая клеится на специальный клейкий состав или при помощи липкой ленты. В результате удается быстро пометить все щитки и значительно сэкономить денежные расходы. Стоит отметить, что применение символа заземления в виде наклейки не противоречит действующему ГОСТу.

Способы маркировки

Есть несколько способов нанесения подобной символики:

1. штамповка,
2. литье в металле,
3. ударный метод,
4. прессовка в пластмассе.

В этом случае маркировка будет выпуклой или вдавленной.

Но не все элементы и приборы возможно промаркировать таким образом. Однако нормативные документы не запрещают наносить специальные символы другими способами, например аппликацией, краской и пр. Поэтому довольно распространенным стало нанесение обозначения с помощью наклейки с нужным символом. При этом основное внимание нужно уделить размеру знака – он должен строго соответствовать нормативам, которые прописаны в ПУЭ и ГОСТ 21130-75.

Следует заметить, что символ, изготовленный методом литья или прессования, по размерам должен отличаться от символов, произведенных ударным способом. Независимо от диаметра окружности знака, линия вокруг него окрашивается в цвет, контрастирующий с цветом прибора, — обычно черный или желтый.

ГОСТ 21130-75
Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ИЗДЕЛИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ. ЗАЖИМЫ ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ И ЗНАКИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ

ГОСТ 21130-75 (СТ СЭВ 2308-80)

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Моска*

УДК 621.316.996(083.74)-f62—777.4:006.354 Группа Е78

государственный стандарт СОЮЗА ССР

ИЗДЕЛИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ. ЗАЖИМЫ ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ И ЗНАКИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Конструкция и размеры

Electrical items Earth terminals and earth signs Design and dimensions

Дата введения 01.07.76

Настоящий стандарт распространяется на заземляющие зажимы и знаки заземления, применяемые в электротехнических изделиях и приборах общего назначения, взрывозащишенных и рудничных изделиях для заземления корпусов, оболочек и брони кабелей и подсоединения заземляющих жил.

Стандарт не распространяется на линейные, заземляющие зажимы, зажимы переносных заземляющих устройств, заземляющие зажимы, применяемые в бытовых изделиях, заземляющие зажимы для изделий и приборов, требования к которым регламентируются специальными правилами их изготовления (изделия и приборы радиотехники, судостроения и др.).

Все требования настоящего стандарта являются обязательными.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3, 5).

1. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ ЗАЖИМЫ

1.1. Заземляющие зажимы должны изготавливаться следующих типов:

а) для заземления корпусов изделий и подсоединения заземляющих проводников:

ЗШ — зажим со шпилькой.

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Издательство стандартов, 1975 Издательство стандартов, 1993

Переиздание с изменениями

С. 2 ГОСТ 21130-75

ЗБ — зажим с болтом;

ЗВ — зажим с винтом,

ЗВП — зажим с винтом, припаянным к подпорке; б) для заземления оболочки и брони кабелей;

ЗШ2П — зажим с двумя шпильками и пластинами,

ЗШ2С — зажим с двумя шпильками и скобой,

ЗБХ — зажим с болтом и хомутом,

ЗБ2 — зажим с двумя болтами.

1.2. Конструкция и размеры зажимов типа ЗШ должны соответствовать указанным на черт. 1 и в табл. 1.

Исполнение 1 Исполнение 2

/—шпилька по ГОСТ 22042-76; 2—гайка по ГОСТ 5915-70 или ГОСТ 5927-70: 3 — шайба пружинная по ГОСТ 6402-70; 4 — шайба по ГОСТ 11371—78; 5 — шайба контактная

Типичные ошибки при заземлении

• Заземление на внутренний трубопровод отопления или другого назначения. Это наиболее простой способ получения контакта с землей. Его недостаток – высокая вероятность несчастного случая, если человек прикоснется к трубе или струе воды.
• Заземление на ноль. Производится сведением заземлителя и нулевой фазы в один провод. Такая схема неплохо работает. Однако она опасна, поскольку существует вероятность смены фазы и ноля. Минимальный ущерб при этом – выход из строя электрооборудования, худший вариант – травмирование или смерть пользователя.
• Подсоединение к существующим системам заземления молниеотвода или газовой линии. При срабатывании молниеотвода все защищаемое электрооборудование сгорит. Второй способ чреват штрафами от газовой службы, вероятностью поражения током на кухне или взрывом газа.

Знаки заземления на электрических схемах

Изображение ЗЗ на электрических схемах регламентируется Государственным стандартом 2.721-74 и Единой Системой Конструкторской Документации (ЕСКД). В основном руководствуются 4-мя типами изображений:

1. В первом случае рисунок состоит из одной вертикальной и трёх горизонтальных черт. Это самый употребляемый знак в электронных схемах. Ранее изображение в таком виде было обязательным. Оно касалось обозначения установки защитного соединения проводников с «землёй»;
2. Второй вид знака повторяет предыдущий, но символ заключён в окружность с обрезанным снизу сегментом. Его используют для отдельно стоящего оборудования, не включённого в общую систему защиты соседних установок. То есть для данного оборудования требуется отдельное соединение с заземляющим контуром;
3. Третий символ – это такой же знак, но в целом круге. В основном он обозначает заземление токоведущих элементов, находящихся в нормальном состоянии без напряжения;
4. Четвёртое изображение напоминает в какой-то мере грабли. Это надо понимать, как соединение токоведущих частей установки с контуром «земли» через корпус оборудования. Такой тип заземления не является полноценной защитой.

Обратите внимание! Размеры знаков заземления должны соответствовать требованиям ЕСКД и не превышать величины остальных элементов схемы.

Руководствуясь ГОСТом 21130-75, определяют точки крепления защитных шин на корпусах электрооборудования и производят своевременное обновление маркировки. Это гарантирует безопасную эксплуатацию силовых установок. Знание разновидностей ЗЗ позволяет понять и начертить правильную электрическую схему.

Основная система уравнивания потенциалов.

Построение основной системы уравнивания потенциалов – создание эквипотенциальной зоны в пределах электроустановки с целью обеспечения безопасности персонала и самой электроустановки при срабатывании системы молниезащиты, заносе потенциала и коротких замыканиях.

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1 ) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей линии в системе TN;

2 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;

3 ) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4)металлические трубы коммуникаций , входящих в здание…

5 ) металлические части каркаса здания;

6 ) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования….

7 ) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

8 ) заземляющий проводник функционального ( рабочего ) заземления, если таковое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9 ) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов. (ПУЭ п. 1.7.82)

Несоединенный с ГЗШ элемент конструкции, инженерной системы, независимой системы рабочего заземления ( FE ) и тд. – грубейшее нарушение целостности основной системы уравнивания потенциалов. Появление разности потенциалов ( возможность искры ) – угроза жизни персонала и безопасности объекта.

Примечание: разрядник, указанный на рисунке – специализированный искровой разрядник с малым напряжением срабатывания для систем уравнивания потенциалов. Например: серии «KFSU», «EXFS..» компании DEHN.

Система дополнительного уравнивания потенциалов

— должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток (ПУЭ п. 1.7.83).

Система дополнительного уравнивания потенциалов значительно улучшает уровень электробезопасности в помещении. Короткие проводники защитного заземления и уравнивания потенциалов, сведенные на шину, формируют эквипотенциальную зону по принципу аналогично основной системы уравнивания потенциалов.

Как видно из рисунков, схема электропитания претерпевает существенные изменения. Чрезвычайно важно обеспечить соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов. При этом, даже если не будет выполнено соединение корпусов приборов с шиной ( безалаберная эксплуатация, особенно переносных приборов ) система сохранит свою эффективность по безопасности. Ситуация, когда земли розеток и приборов не подключены к шине, а сторонние проводящие части гарантированно соединены с шиной уравнивания потенциалов, в разы ухудшает электробезопасность в помещении даже по сравнению с классической схемой питания.

Сторонняя проводящая часть — проводящая часть, не являющаяся частью электроустановки.

Если формально подходить к определению, то и металлическая дверная ручка и петли на деревянной двери в деревянном доме являются сторонними проводящими частями.

При формировании дополнительной системы уравнивания потенциалов возникает вопрос, что подключать, а что не подключать на шину дополнительного уравнивания потенциалов, чтобы добиться необходимого уровня электробезопасности и не делать систему слишком громоздкой. Здесь, с точки зрения здравой логики, можно руководствоваться двумя принципами:

1. Фактическая ( потенциальная ) возможность связи с «землей».
2. Возможность появления потенциала на сторонней проводящей части при аварии электрооборудования в процессе эксплуатации.

Примеры сторонних проводящих частей подключаемых / не подключаемых к шине дополнительного уравнивания потенциалов:

Сторонняя проводящая часть

Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.

Металлическая полка, закрепленная на стене из железобетона.

(потенциальная связь с «землей» за счет крепежа к стене)

Металлическая полка, закрепленная на стене из непроводящего материала.

На полке расположен электроприбор.

(возможность появления потенциала при аварии прибора с классом изоляции I)

Металлическая тумбочка с резиновыми (пластиковыми) колесиками на бетонном полу.

Металлическая тумбочка с резиновыми колесиками на бетонном полу.

В помещении грязь и пыль в сочетании с повышенной влажностью.

(потенциальная связь с «землей» за счет загрязнения и повышенной влажности)

Некоторое количество вопросов с уравниванием потенциалов возникает по ванным и душевым помещениям. Современные требования и рекомендации по устройству системы дополнительного уравнивания потенциалов изложены в циркуляре № 23/2009.

Широкое применение пластиковых труб породило закономерный вопрос: является ли водопроводная вода сторонней проводящей частью и возможен ли занос потенциала через воду….

Ответ, содержащийся в циркуляре, несколько настораживает: « … Водопроводная вода нормального качества …не рассматривается как сторонняя проводящая часть . »

К сожалению, вода нормального качества из наших кранов течет не всегда и лучше перестраховаться, используя токопроводящие вставки на отводах от стояков водопровода подключив их к шине дополнительного уравнивания потенциалов, чтобы не подключать отдельно каждый кран. Этот метод в качестве рекомендуемого описан в этом же циркуляре.

Практика выполнения дополнительной системы уравнивания потенциалов.

Фактически наиболее распространены пять вариантов выполнения шин системы дополнительного уравнивания потенциалов:

Вариант 1. С использованием стандартных коробок уравнивания потенциалов ( КУП ).

Вариант 2. Стальная шина 4х40 ( 4х50 ) с приварными болтами опоясывающая помещение.

Вариант 3. Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.

Вариант 4. Использование шины заземления в РЩ ( для небольших помещений ).

Вариант 5. С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ЩЗ

( встроенный щиток с шиной 100 мм 2 ( Cu ) со степенью защиты IP54 ).

Главные требования нормативов по устройству шины дополнительного уравнивания потенциалов содержат два требования:

— возможность осмотра соединения

— возможность индивидуального отключения

1. Длина проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов, соединяющих контакты штепсельных розеток, сторонние проводящие части и корпуса электрооборудования не должна превышать 2,5 м.( ? ). Сечение 4 мм 2 Сu ( ПВ-1, ПВ-3 ). См. ПУЭ 1.7.82 рис. 1.7.7.
2. Для электроустановки здания, где применяются негорючие ( ВВГ нг –FRLS…) кабеля, следует с осторожностью использовать кабеля марки ПВ-1, ПВ-3 ( проводники уравнивания потенциалов от дополнительной системы уравнивания потенциалов до ГЗШ или щитовой шины заземления ). Данный тип кабеля, будучи уложенным вместе с негорючими кабелями, формально превращает всю систему в распространяющую горение. В большинстве случаев контролирующие органы относятся к этому спокойно, но в некоторых случаях стоит применить негорючие одножильные кабеля той же марки с нанесением соответствующей маркировки.
3. Для зданий детских дошкольных учреждений, больниц, специальных домах престарелых и тд. применяемые пластиковые короба должны иметь сертификат о не выделении токсичных веществ при горении. Тоже касается линолеума. Поставляемые в Россию короба Legrand, ABB … таких сертификатов не имеют. Как вариант — короба фирмы DKC в которых в качестве отбеливающего вещества используется мел и есть все необходимые сертификаты.

МЕД. ГОСТ Р 50571.28 п. 710.413.1.6.3 « Шина уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должны быть расположена шина системы дополнительного уравнивания потенциалов, к которой должны быть подключены проводники…»

Для учреждений здравоохранения в помещениях гр.1 и особенно в помещениях гр.2 (чистые помещения) удобно воспользоваться вариантом № 5, схема которого представлена на рисунке.