Заземление является неотъемлемой частью электрической сети, конечно если данная сеть проложена согласно нормативным документам. Такая система заземления как TN-C сейчас уже не актуальна, но в связи с отсутствием возможности её замены, эксплуатируется как в многоэтажных, так и в частных домах. Основная особенность системы - разделение PEN-проводника на рабочий ноль и защитный.
Прежде чем переходить к PEN-проводнику, стоит более подробно рассмотреть классификацию существующих систем заземления и их краткую характеристику.
Почему многие пользователи разделяют PEN-проводник? Ответ прост, и он прописан в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Согласно ПУЭ, при подаче напряжения 380/220 В, должна монтироваться система заземления ТN-S, в некоторых случаях допускается ТN-С-S. К сожалению, состояние электропроводки в многоэтажных домах оставляет желать лучшего и в качестве заземления практически везде установлена TN-C. Такие устаревшие нормы небезопасны при нагрузках современных бытовых приборов, а защита электрической сети является главным критерием безопасности проживания в квартире или частном доме.
Обязательным условием перехода на более современные ТN-S или ТN-С-S служит разделение PEN-проводника на PE и N. При такой процедуре PEN-проводник разделяют на рабочий и защитный ноль. Многие пользователи стараются выполнить это самостоятельно, чтобы не привлекать людей с соответствующим образованием, что станет причиной лишней траты средств. Последствием становится неправильный монтаж, что приводит к серьёзным проблемам с эксплуатацией электросети.
ПУЭ гласит: место разделения PEN-проводника должно иметь соответствующие распределительные элементы (шины). Не допускается пересечение рабочего и защитного нолей. Основной PEN-проводник подключается к месту, которые впоследствии будет смонтировано как PE проводник.
Такое объяснение достаточно путанное, но ответ достаточно просто: после разделения приходящего PEN-проводник на PE и N проводники, его нельзя соединять заново. Процесс монтажа ещё проще: достаточно смонтировать 2 шины и соединить их между собой перемычкой. Для того, чтобы при эксплуатации не возникали ошибки, шины следует промаркировать. Нулевая рабочая шина помечается стандартным синими цветом, а на шине заземления ставится соответствующее обозначение.
Перемычкой может стать или провод сечением не менее 10 см², или пластина, выполненная из того же материала что и шины. При этом между шиной рабочего ноля и корпуса щитка должен быть установлен изолятор. Шину заземления допускается крепить непосредственно к щитку.
После такого монтажа, согласно ПУЭ, следует произвести повторное заземление защитной шины. Для этого в правилах предлагают использовать естественные заземлители. После проведения работ, следует проверить сопротивление смонтированного заземляющего устройства и подключить к шине.
Сейчас происходит постепенное обновление электротехнического хозяйства в многоэтажных домах. Данный процесс достаточно трудоёмкий и напрямую зависит от наличия средств. При замене старого или установке нового электрического щита, PEN-проводник разделяют на шины PE и N. При этом все действия происходят исключительно на вводе в дом. Многие организации, выполняющую данную разновидность работ, не занимаются щитками, установленными на каждом этаже.
Для того, чтобы понять правильность данной процедуры, необходимо ознакомиться с примером её последовательности. При отсутствии соответствующего образования и допуска до электротехнических работ, выполнять процесс самостоятельно не рекомендуется.
Следует помнить, что лучше не выполнять вышеописанную процедуру, не имея знаний и опыта в области электрики или электротехники.
Выполняя разделение PEN-проводника самостоятельно необходимо неукоснительно соблюдать правильную последовательность данного процесса. Добиваться максимально надёжного контакта всех соединений, использовать качественные электротехнические материалы и иметь под рукой надёжный инструмент, который сэкономит время.
Наиболее частой ошибкой можно назвать подключение входного ноля к шине, которая будет выполнять роль заземления. В ПУЭ имеется соответствующий пункт, указывающий, что входной ноль должен быть подключён к нулевой шине, а не к защитной. Поэтому после работ следует обратить внимание на подключение и ещё раз всё проверить.
В качестве перемычки очень часто используют любой попавший под руку материал, не обращая внимания на его качество. Такая ошибка в скором времени приведёт к возгоранию и необходимости монтажа нового электрического щитка. Не следует экономить на таких важных вопросах как электричество в доме или квартире.
Использование некачественной изолирующей ленты также может быть опасно. При кратковременных нагрузках выше номинальных значений, такая изолента может оплавиться и контакт останется открытым. Что уже является нарушением техники электробезопасности и увеличивает шансы возникновения короткого замыкания. При любых электротехнических работах лучше всего использовать термоусадочную трубку.
При работах с квартирными щитками часто встречается большое количество скруток. Такой способ соединения уже устарел, он даёт некачественный контакт, который, как и использование алюминия с медью, может привести к пожару. Сейчас существуют специальные гидравлические прессы, позволяющие соединить провода с помощью гильз. Стоимость таких изделий высокая, но достигается максимальное качество соединения. При отсутствии подобного инструмента лучше всего применять болтовые соединения с несколькими шайбами.
Не имеет смысла самостоятельно переделывать систему TN-C всего дома, для этого существуют специальные службы. Другой вопрос, когда дойдёт очередь до капительного ремонта всего дома.
Варианты переделки электрической системы многоэтажного дома:
Если не один из перечисленных выше вариантов не устраивает, тогда можно самостоятельно разделить PEN-проводник в электрическом щите на лестничной клетке. Траты при этом будут гораздо меньшими чем при монтаже вводного шкафа целого дома. Если проводить работы самостоятельно, но необходимо только закупить расходные материалы, цены на которые сейчас умеренные.
Современные системы энергоснабжения строятся на основе типовых схем, учитывающих способы заземления подключенного к ним оборудования. Делается это с целью защиты конечного потребителя, а также работающего на электроустановках персонала. При организации современных сетей традиционно используются кабели, включающие в свой состав не только фазную жилу, но и рабочий нулевой N, а также защитный PE проводник. В ряде случаев эти два вида шин объединены в одну общую PEN-жилу. Для понимания их функционального назначения сначала придется выяснить, что такое шина PE и как осуществляется цветовая маркировка остальных проводников.
Известные системы защиты электрооборудования различаются по ряду признаков, согласно которым они делятся на следующие виды: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT, а также IT. Входящие в эти обозначения значки расшифровываются следующим образом:
Согласно ПУЭ, TN-C означает заземленную на нейтраль систему с объединенными защитным и рабочим проводниками.
Обозначение TN-C-S значит, что на каком-то участке силовой цепи два проводника проложены совместно, а затем они разделены по функциональному признаку.
По выполняемым функциям входящие в состав системы энергоснабжения нулевые шины делятся на следующие виды:
N
PE
PEN
Каждый из проводников на схемах выделяется определенным цветом (N – синим, PE – желто-зеленым, а PEN – их комбинацией). Они обязательно подбираются по своему сечению, которое не должно быть меньше этого же показателя для фазных шин.
Указанная расшифровка также позволяет понять, зачем нужно разделять PEN проводник, для чего он служит, как можно обустроить заземление на стороне потребителя.
Правильное разделение
Разделять ПЕН провод на жилы PE и N имеет смысл лишь в том случае, когда каждую из них предполагается использовать по своему прямому назначению. Это удается сделать в следующих случаях:
Для реализации заземления с самодельным контуром потребуется разрешение от соответствующих энергетических служб и согласование с ЖКХ.
Когда в городских домах в подъездном щитке между шинами ставится перемычка, говорить о полноценном заземлении не приходится. В нормативной документации по этому поводу приводится рекомендация без подробного объяснения действия такого «заземления».
Вводное распределительное устройство
В распределительном щите, где производится разделение PEN проводника, заземление организуется методом расщепления, но между N и PE обязательно устанавливается перемычка. При этом важно, что земляная шина подключается первой, а только после этого оформляется присоединение рабочей жилы. В этой ситуации возможны четыре варианта включения PE провода:
В первом случае «физика» срабатывания защитных цепей выглядит так:
При рассмотрении проблемы важно учитывать сопротивление заземляющей цепочки, обычно не превышающей 20 Ом с учетом сечения PE проводника в мм. квадратных. В случае аварии тока КЗ будет недостаточно для отключения вводного автомата. Защитная цепь будет функционировать до тех пор, пока поврежденный участок на приемной стороне не сгорит полностью. Человеку эта ситуация ощутимого вреда принести не сможет, а вот оборудование получит серьезные повреждения (худший вариант – его возгорание и пожар).
Схема разделения PEN проводника для однофазной сети
В этом случае важную роль играет длина питающей линии (удаление места ее повреждения от вводно-распределительного электрощита), определяющая сопротивление провода для стекания заряда. При аварийном замыкании фазы на корпус поврежденного оборудования ток утечки сначала попадает на заземляющую шину. Далее у него имеется только два пути: часть аварийного электричества уходит в грунт, а другая по нулевой шине вызовет срабатывание автомата на вводе. В рассмотренной ситуации перемычка используется на случай, если по какой-то причине не сработал АВ. Но поскольку последнее практически невозможно, нет разницы, есть ли она или отсутствует.
Поскольку все защитные и рабочие проводники обладают определенным сопротивлением, в этом случае УЗО должно срабатывать в штатном режиме. При образовании замыкания на корпус ток утечки сначала поступает на само УЗО и лишь после этого уходит на ввод жилого дома. Здесь он, как и в предыдущем случае, разделяется на две части: какая-то доля целого уходит в землю, а часть через перемычку возвращаются в щиток, выключая вводный автомат. Однако до этого дело, как правило, не доходит, поскольку УЗО срабатывает значительно быстрее.
В этой ситуации перемычка не имеет особого значения и является только подстраховкой на всякий случай: если вдруг по странному стечению обстоятельств не сработает УЗО.
Такая схема будет срабатывать так же, как при наличии перемычки. Единственное отличие от предыдущего случая – отсутствие страховки при выходе из строя УЗО, что маловероятно. Если это все-таки произошло, схема начнет отрабатывать по первому из рассмотренных вариантов. При этом вводный прибор не срабатывает до тех пор, пока КЗ на корпус не трансформируется в фазное короткое замыкание.
Характерные ошибки расщепления фазы связаны с нарушениями порядка коммутаций. Нельзя подключать сначала рабочую жилу и только после нее подсоединять заземление. Другой характерной ошибкой является нежелание устанавливать УЗО. В цепях с искусственным расщеплением PEN проводника наличие устройства защитного отключения обязательно.
В частных домах и в городских квартирах в целях исключения воровства электроэнергии представители контролирующей организации вправе требовать, чтобы провод PEN был протянут до счетчика. И лишь после учетного прибора они разрешают разделять его на защитную шину PE и рабочую N. Такое подключение не противоречит требования ПУЭ, но гораздо естественней смотрится разделение, выполненное до счетчика.
Схема для однофазного питания одноквартирных и сельских жилых домов
На форумах можно встретить различные мнения, споры и дискуссии о том, как правильно разделить PEN-провод на PE и N. В связи с этим я решил немного осветить эту тему.
Наиболее распространенный вид заземления – это TN или глухозаземленная нейтраль. Особенность этой системы заключается в том, что по всей длине ноль совмещен с землей. Иногда нейтральный элемент может быть соединен с устройством заземления PE.
Существует несколько основных типов системы TN:
Первый вид заземления является устаревшим и опасным: в случае обрыва нулевого провода возникает риск пожара и удара током. Система TN-C-S также имеет этот существенный недостаток.
Наиболее надежным типом защиты считается TN-S. Единственный его минус – это достаточно высокая стоимость.
С необходимостью разделения проводов электрики сталкиваются при реконструкции старых построек. Обычно в них установлена устаревшая система TN-C, которую, в согласии с последними требованиями ПУЭ, необходимо заменить на TN-C-S.
Чаще всего заземление заменяется во время реконструкции проводки. Но многие люди, которых волнует вопрос безопасности своих домашних, предпочитают осуществить замену раньше, не дожидаясь реконструкции.
Чтобы перейти на более современный тип заземления, необходимо выполнить разделение PEN проводника на N и РЕ. При этом сделать это нужно правильно.
Разделение проводника в частном доме и в квартире должно осуществляться по разным схемам. Владельцам частных домов повезло больше, так как замена защитной установки не требует каких-либо дополнительных затрат и усилий.
В квартире же дела обстоят иначе: в случае каких-либо неполадок, система заземления перестанет работать и станет опасной.
В новостройках с системой заземления TN-C-S разделять провод необходимо по схеме, изображенной на рисунке.
Как видно разделение осуществляется в ГРЩ, от которого идут два отдельных провода: один – на этажный щит, а второй – в квартиры.
Многоэтажные дома старой постройки имеют определенную особенность: PEN-проводник в таких зданиях подключается поочередно – с этажа на этаж. Если в этажном щитке перегорит ноль, в квартире возникнет эффект второй фазы и многие элетроприборы окажутся под напряжением. Таким образом, помещение может стать крайне опасным местом.
В своем доме можно самостоятельно реконструировать систему заземления. Для этого не требуется каких-либо профессиональных навыков и денежных затрат.
Правила разделения проводника описываются в главе 1.7 и 7.1 ПУЭ. Следует выделить несколько основных моментов:
Зная эти правила, можно с легкостью и без последствий осуществить расщепление и модернизировать систему защиты частного дома. На приведенной ниже схеме изображен пример правильного подключения.
Многие люди допускают одни и те же ошибки при разделении проводов. Среди них особенно часто встречаются следующие:
Допуская такие ошибки, человек подвергает опасности себя и свою семью. При неправильном подключении системы могут возникнуть сбои в работе устройства защитного отключения или электроприборов, поражение током.
Во многих старых постройках установлена небезопасная система заземления, нарушающая современные стандарты. В связи с этим может возникнуть необходимость реконструкции проводки и расщепления нулевого и защитного проводников. Перед тем как осуществлять разделение, необходимо внимательно ознакомиться с основными правилами, прописанными в ПУЭ.
Система заземления TN-C, несмотря на то, что она пока еще используется в большинстве многоквартирных домов, является устаревшей и ее активно заменяют на более совершенные в плане защиты TN-S или TN-C-S. Как итог, в схемах электроцепей используется N, как рабочий ноль, и PE проводник – это защитный ноль, который появляется в цепи после разделения провода PEN, или взятый непосредственно из контура заземления.
Все, что необходимо знать для грамотного выполнения таких работ, прописано в положениях ПУЭ. В частности про необходимость осуществления такого подключения говорится в пункте 7.1.13
Как подключение должно выглядеть на схеме, описано в пункте 1.7.135 – когда в каком-либо месте РЕН проводник разделен на нулевой и заземляющий провода в последующем их объединения не допускается.
После разделения шины считаются разными и должны быть соответствующим образом промаркированы – нулевая синим цветом, а PE помечается желто-зеленым.
Перемычка между заземляющей шиной и нулевой, делается из материала сечение не меньше чем сами шины от которых дальше идут провода PE и N. При этом шина защитного проводника PE может контактировать с корпусом трансформатора, а шина n отдельно устанавливается на изоляторах. PE шина должно быть заземлена – в идеальном варианте для неё должен быть отдельный контур (ПУЭ – 1.7.61).
При использовании устройств УЗО, ноль, использующийся для подключения электрооборудования, никак не должен контактировать с нолем, который приходит на вводной автомат и счётчик. По такому принципу подключаются все эти устройства.
Место разделения PEN проводника на PE и N провод, по ряду причин, осуществляется в ВРУ, который стоит на входе в многоквартирный или частный дом.
Провод PEN, который будет разделяться на рабочий ноль и заземление, должен иметь сечение не меньше 10 мм² если это медь, и 16 квадратов если это алюминий. В противном случае, делать разделение запрещено.
Такой вариант нельзя применять по целому ряду причин:
Разумеется, если таковая организация и будет планировать какие-либо работы по разделению Pen проводника, то нет смысла возиться с каждым этажном щитком в отдельности. Самым оптимальным вариантом будет разделения его на вводном автомате, что и будет делаться.
Дополнительный довод в пользу разделения Pen проводника на одном автомате жилого дома является требование ПУЭ (п. 7.1.87) монтировать в этом месте система уравнивания потенциалов.
В любом другом месте ее делать запрещено, а это означает, что разделение PEN проводника в этажном щите в любом случае будет сделано без соблюдения всех необходимых правил и мер предосторожности.
Как итог единственный правильный метод сделать в доме заземление это коллективное обращение к организации обслуживающей дом или район.
Прямого ответа на этот вопрос в ПУЭ и ГОСТах не дается – есть только рекомендации «как это сделать», а «почему» – не рассматривается, скорее всего, исходя из того предположения что и так должно быть ясно. Поэтому все последующие объяснения надо воспринимать как мнение автора, подкрепленное принципами подключения электропроводки и требованиями ПУЭ.
Главные моменты здесь следующие:
Чтобы понять саму «физику процесса» надо рассмотреть как ведут себя различные схемы подключения при возникновении нештатной ситуации.
Фаза попадает на корпус прибора от него уходит на шину заземления из него уходит в землю по которой идет на трансформаторная подстанцию.
Если взять среднее значение сопротивления заземляющего устройства в 20 Ом, ток короткого замыкания не будет достаточно большим для отключения вводного автомата. Соответственно, электрическая цепь будет работать до тех пор, пока не перегорит повреждённый участок (в любом случае в этом месте будет повышенная температура и провод рано или поздно испортится), или же повреждение не разовьется в полноценное короткое замыкание между фазой и нулем.
В лучшем случае здесь человека может ощутимо «пощекотать» током или устройство может испортиться. В худшем, прибор может воспламениться и спровоцировать пожар.
В таком случае схема работает примерно так же как если бы просто в дом завести PEN проводник, с той лишь разницей, что человек будет более защищен благодаря заземлению. Это будет происходить как раз из-за длины провода – так как в любом случае ВРУ находится на некотором удалении от квартиры или дома, во внимание надо принимать сопротивление провода.
При замыкании фазы на корпус прибора, ток утечки пойдет на шину заземления, где у него будет только два выхода: часть его уйдет в землю, а другая вернется по нулевому проводу, спровоцировав отключение вводного квартирного автомата.
То есть, в данном случае перемычка нужна для того чтобы сработал защитный автоматический выключатель.
Так как у нулевого и заземляющего провода есть определенное сопротивление электрическому току, понятно, что в этом случае УЗО будет срабатывать в штатном режиме. Если появляется замыкание на корпус прибора, ток утечки, в первую очередь, идет по проводу к самому УЗО, а дальше уже уходит на ВРУ жилого дома. Здесь он опять же частично уходит в землю и частично через перемычку возвращаются назад провоцируя выключения вводного автомата, но до этого, скорее всего, дело не дойдет, так как УЗО сработает раньше.
Понятно, что в этом случае перемычка не играет особой роли и является больше лишней перестраховкой на тот почти невероятный случай, если не сработает защитный автомат УЗО.
Такая схема будет отрабатывать точно так же, как если бы перемычка между заземлением и рабочим нулем присутствовала. Единственное исключение в ней это отсутствие страховки на тот случай, если вдруг УЗО выйдет из строя. Тогда схема будет отрабатывать по первому варианту – вводной автомат может не сработать до тех пор, пока замыкания на корпус прибора не превратится в короткое замыкание между фазой и нулем.
На самом деле, такой вариант событий практически невозможен, потому что по факту такое подключение это уже схема заземления TN-S или даже TT, в которых предусмотрена двухфакторная защита – без нее такое подключение не примет энергонадзор.
Для предотвращения воровства электроэнергии, представитель энергонадзора может потребовать, чтобы провод PEN был подключен непосредственно к счетчику и уже после него разделяться на линии проводника PE и рабочего N. В целом, такое подключение имеет право на жизнь, но правильнее всё-таки будет разделение выполнить до счётчика и опломбировать вводной автомат. В таком случае подключение будет надежнее, выполняются требования ПУЭ, а инспектора получают линию, защищенную от несанкционированного доступа.
Подробнее о PE и PEN проводниках в частном доме смотрите в этом видео:
Как итог, выполняя разделение PEN проводника достаточно знать и применять требования ПУЭ, которые дают исчерпывающие рекомендации по этому вопросу, независимо от места и способов подключения.
PEN проводник это совмещенный нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.
Не допускается нулевой рабочий - N и нулевой защитный - PE проводники подключать под один контактный зажим, в целях сохранения соединения защитного проводника с заземлением в случае выгорания(разрушения) контактов зажима.
Запрещается объединять нулевой защитный и нулевой рабочий проводники после разделения PEN-проводника на вводе в здание.
Сечение PEN-проводника должно быть не менее 10 мм 2 по меди или 16 мм 2 по алюминию.
Запрещается устанавливать коммутирующие контактные и бесконтактные элементы в цепях РЕ и РЕN проводников. Допускаются только специально предназначенные для этих целей соединители и соединения, которые могут разбираться при помощи инструмента.
PEN-проводник.
/5.3./ В стационарных электроустановках трехфазного тока функцию защитного и нулевого рабочего провода можно совместить в одном проводнике (PEN-проводнике) при условии выполнения следующих требований:
- если его сечение не менее 10 мм 2 по меди или 16 мм 2 по алюминию и рассматриваемая часть электроустановки не защищена устройствами защитного отключения, реагирующими на дифференциальные токи;
- если, начиная с какой-либо точки установки, нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, запрещается объединять их за этой точкой. В точке разделения необходимо предусмотреть раздельные зажимы или шины нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.
PEN-проводник, совмещающий функции рабочего и защитного, должен подключаться к зажиму, предназначенному для защитного проводника.
/5.4./ Сторонние проводящие части не могут быть использованы в качестве единственного PEN-проводника.
/5.5./ В цепи PEN-проводника допускается устанавливать выключатели, которые одновременно с отключением PEN-проводника отключают все находящиеся под напряжением проводники.
/5.6./ Допускается использование PEN-проводников осветительных линий для зануления электрооборудования, питающегося по другим линиям, если все указанные линии питаются от одного трансформатора, их проводимость удовлетворяет требованиям настоящей главы и исключена возможность отсоединения PEN-проводников во время работы других линий. В таких случаях не должны применяться выключатели, отключающие PEN-проводники вместе с фазными.
/5.7./ В местах, где неизолированные РЕ- и PEN-проводники могут образовывать электрические пары или возможно повреждение изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированными РЕ- или PEN-проводником и открытыми проводящими частями (ОПЧ) или сторонними проводящими частями (СПЧ), например, при прокладке проводов в трубах, коробах, лотках, РЕ- и PEN-проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.
/5.8./ Не допускается использование PEN-проводников в цепях питания электроприёмников однофазного тока. Для питания таких электроприёмников в качестве нулевого рабочего проводника (N-проводника) должен быть использован отдельный третий проводник, присоединённый к PEN-проводнику в ответвительной коробке, низковольтном комплектном устройстве.
