Провод для заземления

Для полноценного функционирования защитной системы, снижающей при авариях уровень напряжения до безопасного, используется соответствующий провод заземления. Его выбирают по материалу, площади сечения и другим параметрам, которые регламентированы действующими нормами. В этой статье будут рассмотрены вопросы выбора таких изделий для бытовых сетей 220 V, их монтажа и эксплуатации.

Критерии и ограничения

Чтобы не ошибиться при комплектации электротехнического проекта, используют положения «Правил устройства электроустановок» (в дальнейшем «ПУЭ», или «Правила»). В настоящее время действует седьмая версия издания нормативных актов. Она утверждена Министерством энергетики России приказом от 08. 07. 2002 г.

Для исключения сомнений в любой момент можно обратиться к первоисточнику, проверить новейшие изменения в законодательстве. На практике применяют следующие правила для определения, какой кабель системы заземления можно использовать для оснащения дома по площади в разрезе. Для проверки используют сечение фазного проводника имеющейся сети питания (S) в мм²:

• S – при площади проводника меньшей, или равной 16 мм²;
• 16 мм² – если сечение фазного проводника больше 16 мм², но меньше или равно 35 мм²;
• S/2 – при площади, превышающей 35 мм².

Таким образом, если электрическая проводка дома площадью 20 мм², то подойдет кабель системы заземления сечением 16 мм².

Чтобы сделать более точный расчет, используют специальную формулу. Она пригодна для ситуаций, когда время отключения защитного автомата меньше или равно 5 с:

/k, где используются следующие обозначения:

• S – сечение, которое должен иметь кабель системы заземления в мм².
• I – ток, который проходит через заземляющий проводник при коротком замыкании. Его величина должна быть достаточна для срабатывания автоматического устройства отключения питания за время, не превышающее пяти секунд.
• t – это время в секундах, которое нужно автоматическому защитному устройству для прерывания электрической цепи питания.
• k – комплексный коэффициент.

Точное значение последнего параметра берут из таблиц 1.7.6., 1.7.7., 1.7.8. и 1.7.9. ПУЭ. Он рассчитывается с учетом того, какой материал использован для изготовления проводника, в какую оболочку заключен кабель системы заземления. Имеет значение также, какие предполагаются начальные и конечные температуры.

Например, если используется медный заземляющий многожильный кабель, то для разных оболочек надо в формулу добавлять следующие коэффициенты.

Таблица зависимости комплексного коэффициента от температуры и материала кабеля

	Темп. нач., °C	Темп. кон., °C	Комплексный коэффициент k
ПВХ	70	160	115
Резина (бутиловая)	85	220	134
Сшитый полиэтилен	90	250	143

Особенности монтажных операций

В ПУЭ отдельно рассмотрена ситуация, когда заземляющий провод не изолирован, а прокладывается он так, что поблизости будут находиться металлические изделия. Это возможно при использовании монтажных лотков из металла, если рядом расположены проводящие детали каркаса дома. При достаточной близости даже сравнительно небольшое напряжение 220 V способно создать искры. Они, в свою очередь, могут разрушить полимерный слой изоляции фазных проводов.

Чтобы обеспечить высокий уровень безопасности, в подобных случаях применяют изолированный заземляющий защитный кабель. Диэлектрические параметры его изолирующего слоя должны быть не хуже, чем в расположенных рядом фазных проводах.

Также надо проверить дома линию прокладки с учетом предотвращения следующих негативных факторов:

• При отсутствии качественной изоляционной оболочки металлический проводник будет плохо защищен от разрушительных процессов окисления. Коррозия возникает при наличии кислорода и воды, поэтому надо исключить подобные воздействия.
• Если заземляющий защитный проводник устанавливается рядом с трубопроводом, рельсовыми путями, в иных местах, где возрастает риск механического повреждения, его надо защитить дополнительно, либо выбрать иной маршрут.
• При жестком монтаже проверяют совместимость линии прокладки и размещение швов, предназначенных для компенсации изменения размеров при повышении/снижении температуры. При необходимости делают запас длины проводника, применяют иные конструкторские решения для обеспечения целостности электрической цепи.

Иные варианты заземления

Выше описан один из вариантов подключения оборудования к системе заземления дома. В качестве проводников можно использовать не только специализированный медный кабель. Правила допускают применение следующих инженерных решений:

• провод, который находится в единой изоляционной оболочке с фазной линией;
• металлические защитные слои шинопроводов;
• части конструкций зданий, арматуру в железобетонных изделиях;
• лотки, в которых проложены сети питания.

Проводники других типов могут использоваться, если они соответствуют требованиям к целостности цепи, а их электротехнические параметры не хуже, чем в рассмотренных выше примерах. В Правилах приведены уточнения требований. Так, необходимо, чтобы подобные части были хорошо защищены от механических и других внешних воздействий. Должны быть предусмотрены меры, препятствующие демонтажным работам, способным случайно прервать электрический контакт в цепи заземления.

Категорически не разрешено использовать для решения таких задач:

1. Металлические трубы водоснабжения, если в соответствующей системе имеются прокладки из диэлектрических материалов.
2. Трубопроводы систем отопления, канализации, газоснабжения. Иные элементы, использующиеся для транспортировки взрывоопасных соединений и химических веществ.
3. Оболочки из свинца кабельной продукции, металлические гофры, тросы, использующиеся для крепления проводов.

Если используется медный проводник, который не является составным элементом кабеля цепи питания, или он находится не в общей изоляционной защитной оболочке с фазными проводами, то минимальное сечение в мм² ограничено следующими правилами:

• проводник защищен от механических воздействий – 2,5;
• защитные конструкции отсутствуют – 4.

При использовании алюминиевого проводника, изготовленного из менее прочного, по сравнению с предыдущим примером, металла, в случае отдельной прокладки сечение должно быть равно или более 16 мм².

Кабельная продукция и ее выбор

Выше были рассмотрены критерии выбора подходящей продукции, нюансы, которые надо учитывать при создании прокладки линии заземления дома. Для ускорения идентификации при проверках, облегчения монтажа коммутационных шкафов и другого стационарного оборудования применяется специальная система стандартов. Кабель заземления соответствующий вводным данным этой статьи, обозначается на схемах буквами PE. Желто-зеленый цвет (чередующиеся полоски) должна иметь его изоляция.

Определенные правильные выводы можно сделать даже при визуальном изучении ассортимента магазина. Если это желто-зеленый кабель, значит, он подойдет для создания системы защитного заземления дома.

При таком выборе возрастает вероятность ошибок в процессе монтажа. Повреждение дорогостоящего оборудования после включения питания, нивелирует подобное чрезмерно «рациональное» использование денежных средств.

В следующем списке приведены параметры подходящих видов кабельной продукции:

• NYM – здесь есть желто-зеленый кабель, поэтому ошибки при монтаже исключены. Дополнительный толстый слой внешней изоляции позволяет использовать изделие даже во взрывоопасных помещениях. Дома такие изделия можно использовать при прокладке линий в подвале, гараже, в комнате отдыха сауны, в других местах, где не исключены перепады влажности и температуры.
• Желто-зеленый кабель установлен центральной жилой в марке ВВГ. «Плоская» конструкция облегчает выполнение монтажных операций дома. Если необходимо, то приобретают изделие со слоем бронирования. Оно устойчиво к механическим воздействиям.
• Когда в названии есть буквы «НГ», это значит, что использован негорючий полимер. Оболочка «LS» выделяет минимум дыма при горении. «FRLS» – сохраняет стойкость даже при воздействии открытым пламенем. Такая продукция дороже, но ее использование повышает общий уровень безопасности дома.

• Желто-зеленый слой изоляции покрывает проводник скрученных медных жил. Это – кабель серии ПВ-3. Его используют для отдельной прокладки.

Источник: elquanta.ru

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.

Источник: electric-220.ru

Для чего используется заземление и как работает?

Любой электрик, даже первокурсник, расскажет Вам, что заземлением называют специально созданное соединение рабочего электрического оборудования (точки или узла сети) с некоторым заземляющим устройством.

Последним могут выступать как специально смонтированные конструкции и приборы, так и грунт. И то, и другое одинаково эффективно, но используется в различных случаях.

Заземляющее устройство и рабочие кабели выбираются в зависимости от назначения заземления. Основных видов всего пара:

• рабочее (или функциональное),
• защитное.

Функциональным называют процесс в том случае, когда он необходим непосредственно для правильной и исправной работы оборудования.

Защитным, в свою очередь, является заземление, приводящее к безопасной для человека работе приборов. Непосредственно используется этот вид не постоянно (в отличии от предыдущего), а только в ситуациях поломок, выхода из строя или при попадании в прибор молнии.

В квартирах и домах проводится именно защитное заземление. Для бытовых целей обычно используется недорогой заземляющий проводник — одножильный кабель или часть многожильного. Основной составляющей провода всегда остается медь, а вот сечение варьируется. Основной вопрос, который волнует домашних мастеров и неопытных электриков — провод для заземления какого сечения должен быть? Попробуем ответить.

Подбираем кабель для заземления.

Прежде, чем выбирать провод заземления, необходимо определиться с несколькими другими основополагающими вопросами.

Проводить заземление самостоятельно приходится владельцам частных домов или загородных коттеджей, а также старых квартир, постройки ранее 1998 года. Современные дома уже обладают готовой системой заземления, в отличии от всех старых. Для правильного подбора сечения, необходимо выяснить, какая система существует в доме.

Основных, согласно Правилам Устройства Электроустановок (далее ПУЭ), всего четыре:

1. TN-S — осуществлено заземление с помощью отдельного провода и нейтрали, в системе переменного тока;
2. TN-C — кабели «ноль» и «земля» объединяются в один провод, нейтраль отдельно, наиболее распространено в домах прошлого века;
3. TT — прямое защитное заземление, установленное на электрооборудование;
4. IT — работа с корпусом устройства через сопротивление или полной изоляцией всех токопроводящих кабелей.

Непосредственно на схеме заземления Вы должны обнаружить одну из маркировок:

• PE — «заземление»,
• PEN — «ноль» и «земля» в одном кабеле.

Следующим немаловажным фактором выбора, который поможет определиться с правильным сечением проводника, является тип заземления. Стационарное или переносное — в зависимости от предназначения. Для обычного бытового заземления достаточного и стационарного типа, который в свою очередь, допускает как многопролочные, так и однопроволочные многожильные кабели.

Когда определились с типом, материалом кабеля и видом системы, переходим к основному шагу — подбору сечения кабеля.

Как правильно выбрать сечение кабеля заземления?

Для заземления могут использоваться как естественные заземлители, так и искусственные. Правила подбора сечения для них существенно отличаются.

Искусственные строго обязательны для сетей свыше 1 кВт, в остальных случаях разрешается использование естественных.

Искусственный элемент должен быть произведен из меди, стали или оцинкованных изделий. Сечение подбирается согласно таблице все в том же ПУЭ.

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
Черная сталь	Круглый для вертикальныхдля горизонтальныхПрямоугольныйУгловойТрубный	16 10 — — 32	— — 100 100 —	— — 4 4 3,5
Оцинкованная сталь	Круглый для вертикальных для горизонтальных Прямоугольный Трубный	12 10 — 25	— — 75 —	— — 3 2
Медь	Круглый Прямоугольный Трубный Канат многопроволочный	12 — 20 1,8	— 50 — 35	— 2 2 —

Для сечения проводников заземления есть простое правило и своя таблица. Проводник должен иметь сечение, равное сечению фазного провода, если проводник менее 16 кв. мм. Для остальных случаев сечение определяется таблицей.

Сечение фазных проводников, кв. мм	Наименьшее сечение защищенных проводников, кв. мм
S≤16	S
16<S≤35	16
S>35	S/2

Отметим еще один немаловажный факт. Для систем TN-C и TN-C-S минимальным принимается сечение в 10 кв. мм, если проводник медный, и не менее 16 кв. мм, если алюминиевый.

Наличие системы типа TN-C-S легко определить по пятижильному кабелю в щитке — это три «фазовых» провода, «ноль» и «земля». Подходит только для распределительных устройств.

В обычной квартире, оснащенной всем необходимым оборудованием, достаточно использовать заземление одножильным проводом ПуГВ с желто-зеленой изоляцией.

Теперь, когда Вы научились выбирать сечение провода для заземления, самое время поговорить о наиболее популярных кабелях и их характеристиках.

Основные марки проводов для заземления.

Кабель NYM

Жилы, а точнее их оболочка, окрашены в соответствии со стандартами ПУЭ, внутри медные жилы. Имеет дополнительную промежуточную оболочку, что повышает уровень безопасности даже при длительном использовании кабеля. Прост в обращении и установке, подходит для напряжения до 660 Вольт с частотой в 50 герц.

Кабель ВВг

Жилы с медной проволокой первого и второго класса скрутки имеют характерную окраску, при этом «ноль» — голубой, а «земля» — желто-зеленая. Изоляция и внешняя оболочка выполняются из поливинилхлорида, благодаря чему сам кабель препятствует горению.

Провод ПВ-6

Медный, многопроволочный в оболочке из прозрачного ПВХ. Токопроводящая жила отлично видна под такой оболочкой, благодаря чему следить за целостностью всей длины провода не составляет труда. Очень гибкий, без проблем может быть подвержен температурам в диапазоне от -40 до +55 градусов Цельсия.

Провод ESUY

Стандартное применение — при защите от короткого замыкания системы. Выдерживает огромные нагрузки, встречается в работе на железных дорогах, в распредблоках. Стойкий к температурам и сгибаниям, имеет защиту от физического и химического воздействия.

Провод ПВ-3

Множество тонких мягких нитей медной проволоки сплетены под единственным слоем поливиниллхлорида. Выпуск возможен в одиннадцати цветовых решениях, но для заземления традиционно используется желто-зеленый вариант.

Особенность оболочки — повышенная ломкость в условиях неправильного производства или хранения. Обратите внимание на свежий срез: не должно присутствовать никаких разрывов. В противном случае кабель использовать не рекомендуется.

Как все это использовать? Для заземления обычной среднестатистической квартиры одинаково подойдёт как многожильный ВВГ, так и однопроволочный NYM. Иногда, в целях экономии используется провод ППВ, без характерной окраски. Это чревато проблемами при ремонте или замене проводки в квартире. Нередко для квартир используются немецкие ESUY, гибкие одножильные провода.

Как видите, понять, какой провод нужен для заземления — задача достаточно сложная, но выполнимая. Достаточно внимательно разобраться в вопросе и ознакомиться с несколькими положениями из правил устройства электроустановок.

Источник: ElectroManual.ru