Главная заземляющая шина: правила использования, как ГЗШ должна заземлять оборудование и здания

Главная заземляющая шина

Заземление электроустановок в производственных и жилых помещениях является обязательным условием. В совокупности с автоматическими отключающими устройствами оно снижает вероятность пожаров при коротком замыкании и травматизма людей. Расскажем в статье, что такое главная заземляющая шина, где и когда она используется.

Определение заземления и его конструктивные особенности

Конструкция заземления это совокупность металлических элементов, предназначенная для обеспечения надежного контакта корпусов электроустановок с грунтом (землей). Основными элементами заземляющего устройства являются:

  • главная заземляющая шина;
  • отводы от корпуса электроустановок;
  • заземляющий провод в электропроводке;
  • общий контур заземления.

Требования ГОСТов и ПУЭ определяют, что все элементы выполняются из стальных или медных сплавов не зависимо от разновидности конструкции заземляющего контура и типа электроустановок. Большое значение на эффективность работы защитного заземляющего устройства имеет величина его электрического сопротивления.

Классическая схема подключения к ГШЗ:

  1. Молниезащита;
  2. Контур заземления;
  3. Трубы канализации, водопровода и отопления;
  4. Главная шина заземления.

Сопротивление заземляющего контура и факторы, влияющие на его величину.

Общее сопротивление заземления складывается из нескольких составляющих, сопротивления общей шины, отдельных проводов и контура в грунте. Но всеми этими величинами можно пренебречь, металлические элементы при надежном соединении имеют хорошую проводимость и очень малое сопротивление. Читайте также статью: → «Расчет заземляющих устройств».

Основное значение имеет сопротивление грунта, по которому растекаются токи. Чем меньше сопротивление, тем лучше. Пункт 7.1.101 ПУЭ (правил устройства электроустановок) определяет: « В сооружениях с сетями 220 или 380В оно должно составлять менее 30 Ом, для генераторов и трансформаторных подстанций менее 4 Ом. Этого можно добиться различными способами.

Факторы, определяющие величину сопротивления

Величина сопротивления во многом зависит от состава грунта, наиболее подходящим считается:

  • торф;
  • суглинок;
  • глина.
Вид грунтаОм на м 2
Известняк5 050
Гранитные камни2 000
Базальтовый2 000
Песчаники1 000
Гравий однородного распределения800
Песчаник прессованный влажный800
Гравий с глинистой почвой300
Чернозёмные слои200

Особенно высока проводимость грунта в условиях большой влажности, но обязательно надо учитывать:

  • количество и размеры заземляющих электродов;
  • глубину залегания контура;
  • материалы всех элементов заземления;
  • надежность электрического контакта в местах соединений.

Все элементы заземляющей системы крепятся через главную шину. От правильно выбранного материала, установки этого элемента и присоединения к нему заземляющих проводников зависит безаварийная работа электроустановок. Кроме того на главной шине заземления производятся все необходимые подключения для измерений параметров системы заземления.

Совет №1. Для повышения проводимости заземляющего контура налейте в грунт раствор медного купороса.

Методика измерения требует отдельного детального рассмотрения, используются специальные приборы, работы выполняет квалифицированный персонал. При сдаче объекта в эксплуатацию электроснабжающая организация или электротехническая лаборатория делает все измерения. Результаты оформляются протоколом, один экземпляр выдается заказчику, который эксплуатирует электроустановки. Проводить контрольные замеры надо не реже одного раза в год.

Назначение главной заземляющей шины

В системах заземления собранных по схеме TN-S или TN-С требуется выравнивание потенциалов на всех участках электрической цепи, для этой роли используется главная заземляющая шина.

TN-С – схема с 1913 года начала применятся в Германии, на данный момент остается действующей на многих старых сооружениях в Европе странах постсоветского пространства. Особенность схемы заключается в том, что нулевой провод соединяется с ГШВ, используется как заземление. В случае его обрыва на корпусе электроприборов может возникнуть напряжение в 1,7 раза больше чем на фазе. Это повышает вероятность поражения людей работающих на электроустановках.

TN-S – с 1930 года недостатки предыдущей схемы были учтены, от заземления подстанции до контура здания через ГШЗ прокладывался отдельный провод.

В комбинированных конструкциях собранных по схеме TN — С – S на отдельных участках допускается соединение нулевого нейтрального провода N c линией заземления РЕN проводником.

Электрические цепи проводов от всех электроустановок, которые подлежат заземлению, в конечном итоге сводятся на ГШЗ (главная шина заземления), на ней заземляются элементы других коммуникаций:

  • Провод или шина от контура заземления;
  • Металлические трубы водопроводов, отопления и канализации;
  • Молниезащита;
  • Корпуса системы вентиляции и кондиционирования;
  • Другие металлические конструкции, подлежащие заземлению.

ГВШ является элементом заземляющего устройства и устанавливается в распределительных устройствах. Читайте также статью: → «Системы заземлений: TN-С, TN-C-S, TN-S, ТТ, IT».

Требования ПУЭ к главной шине заземления

Правила устройства электроустановок в пункте 1.7.119 определяют основные требования по установке главной заземляющей шины, для сетей до 1 кВт. Она в большинстве случаев размещается в шкафах распределительных устройств, при большом количестве заземляющих проводников используется отдельный шкаф.

Совет №2. В отдельных случаях допускается установка ГШЗ в открытом виде возле РУ, если помещение закрывается. Допуск в такие помещения ограничен, только для квалифицированного обслуживающего персонала.

Для схем заземления типа TN-С в распределительных устройствах разрешается использовать шину РЕ как ГШЗ, сечение которой не должно быть меньше проводов заземления которые к ней подсоединяются. Для главной шины заземления применяют медь, в крайнем случае, устанавливают сталь, грубейшей ошибкой является использование алюминиевых полос. Это категорически запрещается по причине разности сопротивления на контактах из различных металлов. Такие контакты греются, проводимость снижается, при больших токовых нагрузках болтовые соединения могут полностью выгореть.

Соединения осуществляются разборные с помощью специальных инструментов, чаще всего это болтовые крепления с шайбами и гайками. Концы проводов опрессовываются медными наконечниками с отверстиями под болты и завинчиваются на шину. На стене возле шины или выделенном для нее отдельном шкафу наносится символический знак.

Пункт 1.7.120 определяет, что для помещений имеющих два и более отдельных ввода, каждый шкаф РУ оборудуется отдельной шиной заземления. На трансформаторных подстанциях устанавливается собственная шина с заземляющим контуром, РЕN проводник от которых уходит на ГШЗ ВРУ (вводное распределительное устройство) помещений с электроустановками. Заземляющие шины на разных РУ для выравнивания потенциалов должны соединятся проводом. Сечение проводника не должно быть меньше ½ большего провода, который приходит на одну из ГШЗ в ВРУ с трансформаторной подстанции.

Для соединения нескольких шин от разных ВРУ допускается использование металлоконструкций различного назначения если они неразборные имеют непрерывный электрический контакт. При этом надо учитывать требования пункта 1.7.123, который запрещает применять в качестве РЕN проводника:

  • трубы газораспределительных систем;
  • трубопроводы с горючими материалами;
  • конструкции систем отопления, водоснабжения и канализации;
  • свинцовые и металлические оболочки бронированных кабелей;
  • трос несущий кабель для электрической проводки.

Обратите внимание на часто допускаемую ошибку, заземлять эти конструкции на главную шину заземления можно и даже нужно, пункт 1.7.20. Но делать прямые соединения шин, на разных шкафах используя перечисленные конструкции, пункт 1.7.123 запрещает. С первого взгляда заземление троса и трубопровода на ГШЗ ВРУ обеспечит их прямое соединение, но при ремонте или демонтаже этих систем цепь будет разорвана.

Поэтому используются только неразборные токопроводящие конструкции, надежнее всего провести многожильный медный провод с желто-зеленой изоляцией, соответствующей обозначению заземляющего РЕN проводника. В этом случае соединение обеспечивающее распределение потенциала растекания, будет автономное не зависящее от других систем.

Конструктивные особенности и последовательность монтажа главной заземляющей шины

Главная заземляющая шина представляет собой медную пластину с отверстиями для крепежных болтов, к которым прикручиваются наконечники проводов. Длина шины и количество отверстий зависит от размеров шкафа и количества элементов с проводами, которые необходимо заземлить. Производители делают шины различной длины, ширины с болтами, отличающимися по диаметру в зависимости от сечения провода и наконечника, который надо прикручивать.

К металлическому корпусу шкафа шина фиксируется болтами на изолированных подставках, при этом обеспечивается электрический контакт корпуса и шины. Располагается конструкция горизонтально, внутри нижней части ВРУ, так удобнее заводить и прикручивать провода для заземления. Благодаря изолирующим опорам на болтах для крепления всей конструкции, образуется расстояние между стенкой шкафа и шиной.

Таблица характеристик производимых шин для заземления:

ТипТок в АмперахГабариты в мм
ГЗШ-10 -1-10340265х310х120
ГЗШ-10 -3-10625265х310х120
ГЗШ-10 -3-20625265х310х120
ГЗШ-10 -4-10860/870265х310х120
ГЗШ-10 -5-101475/1525265х310х120
ГЗШ-10-2-10475265х310х120
ГЗШ-21 -1-20340395х310х120
ГЗШ-21 -2-20475395х310х120
ГЗШ-21 -4-20860/870395х310х120
ГЗШ-21 -5-201475/1525395х310х120

Это позволяет зафиксировать и удерживать гаечным ключом головку болта с обратной стороны шины, чтобы надежно затянуть наконечники проводов. Обратите внимание, частая ошибка по невнимательности, перед опрессовкой наконечников все провода маркируются, потом не получится, придется обрезать наконечники и делать все заново.

Если затягивать гайки на болтах неудобно, по причине малого расстояния между планкой и стенкой, болты крепления и диэлектрические опоры можно заменить на более длинные. Это увеличит пространство между шиной и задней стенкой, но надо учитывать, чтобы оставалось расстояние для закрытия дверцы шкафа.

Подключаются провода с желто-зеленой изоляцией по всей длине или одевается кембрик, термотрубка аналогичной расцветки в местах соединения к шине. На дверцах шкафа с внутренней стороны наклеивают схему, на которой указывается, откуда и на какую клему ГЗШ приходят линии заземления.

  • В первую очередь крепится провод от контура заземления здания, потом от подстанции идущий с линии ЛЭП или подземным кабелем, в большинстве случаев сечением не менее 10 мм 2 . Читайте также статью: → «Контур заземления: монтаж».
  • В последнюю очередь заземляются остальные конструкции, корпуса отдельного оборудования, трубопроводы, вентиляционные системы.
  • Не надо путать шину главного заземления с РЕN шиной, на которую заводят провода заземления различных групп электропроводки, розеточной, освещения, отдельных помещений и другие. В конечном итоге через корпус шкафа они имеют электрический контакт и соединяются отдельным проводом между собой.
  • Но равномерное распределение проводов способствует оптимальному распределению потенциала, от которого зависит правильное срабатывание автоматов защиты.

Особенности подключения ГЗШ в схемах TN-С и TN-С-S

В схемах собранных по этим стандартам заземляющий провод отсутствует или совмещается на отдельных участках проводки с нулевым N-нейтральным, допускается в качестве ГЗШ использовать РЕN шину. В распределительном щите на эту шину заводятся все провода от контура заземления, ЛЭП и заземление от различных групп проводки здания. При этом шина заземления соединяется отдельным проводом с шиной для линий с изолированной нейтралью N.

Таким образом, можно использовать стальной корпус шкафа в качестве главной шины заземления

Подключение ГШЗ в ВРУ расположенных на столбах ЛЭП

Особенность этого варианта подключения заключается в том, что шкафы ВРУ на столбах, имеют собственный заземлитель и очень часто подключаются к дому через кабель на троссовой подвеске.

В этих случаях на ГЗШ заводится провод от заземления столба, заземляющая линия ЛЭП, отвод от металлического троса. Кроме того главные шины ВРУ столба и ВРУ дома соединяются отдельной линией. Трос заземляется с обеих сторон, на шину возле ЛЭП и на шину в ВРУ для дома.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Что дает соединение на отдельных электроустановках нулевого провода с проводом заземления. Получится глухозаземленная нейтраль, но при обрыве напряжение в любом случае пропадет, защиты не будет?

Если фаза будет целая, на участке до обрыва напряжение не пропадет, при замыкании фазы на корпус на этом интервале электроустановки будут под защитой. Сработают автоматические выключатели.

Вопрос №2. Зачем трос подключать с обеих сторон, одной точки заземления не достаточно?

При обрыве троса и падении кабеля может быть замыкание фазы на трос с любой стороны. Заземление с обеих сторон обеспечит срабатывание защитных автоматов в любом случае.

Читайте также:  Электрический конденсатор: как работает и зачем нужен в цепи переменного и постоянного тока

Вопрос №3. Как поступить если приходящий кабель старый с алюминиевыми жилами и на ВРУ шина тоже алюминиевая?

Оставьте как было, для медных проводов установите медную шину, шины соедините медным и алюминиевым проводом опресованным комбинированной гильзой. (это цилиндр половина медная другая алюминиевая соединяются специальной сваркой).

Вопрос №4. Что делать если места для установки медной шины в шкафу не хватает?

Подключайте провода на алюминиевую шину через комбинированные гильзы.

Вопрос №5. Можно использовать для заземления трубы канализации и водопровода подключенные к центральным системам, ведь они уже находятся в земле?

Нет, на центральной магистрали в любое время могут, проводить реконструкцию, ремонт заземлитель будет нарушен. Трубы на основной магистрали бывают пластиковыми, они не могут выполнять роль заземлителя.

ПУЭ в вопросах и ответах. Заземление и защитные меры электробезопасности

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN РУ до I кВ, установлен ТТ?
Ответ . Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN- проводнику, по возможности сразу на ТТ. В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали трансформатора или генератора.
Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника однофазного тока?
Ответ . Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух.
Каким должно быть сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора, или вывода источника однофазного тока?
Ответ. Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственного при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 ρ раз, но не более десятикратного.
В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN- проводника?
Ответ . Должны быть выполнены на концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания.
Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое время года?
Ответ . Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.
З аземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью
Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая часть) в системе IT?
Ответ . Должно соответствовать условию:
R ≤ U пр/I
где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;
U пр– напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; I — полный ток замыкания на землю, А.
Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего устройства?
Ответ . Как правило, не требуется принимать значение этого сопротивления менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено условие
R ≤ Uпр/I,
а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
Заземлители
Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?
Ответ . Могут быть использованы:
o металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
o металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
o обсадные трубы буровых скважин;
o металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
o рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
o другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
o металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления?
Ответ . Использовать не допускается. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов.
Заземляющие проводники

Какое сечение должен иметь заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках до 1 кВ?
Ответ . Должен иметь сечение не менее: медный — 10 мм> 2 , алюминиевый — 16 мм 2 , стальной — 75 мм?.
Главная заземляющая шина

Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины внутри вводного устройства? Ответ . Следует использовать шину PE.
Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине?
Ответ . Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) — проводника питающей линии. Она должна быть, как правило, медной. Допускается применение ее из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины?
Ответ . В местах, доступных только квалифицированному персоналу, например, щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам, например, подъездах и подвалах домов, она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак .
Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание имеет несколько обособленных вводов?
Ответ . Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.

Защитные проводники (PE-проводники)

Какие проводники могут использоваться в качестве PE-проводников в электроустановках до 1 кВ?
Ответ . Могут использоваться:
– специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
– ОПЧ электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы электропроводов, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления;
– некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований, приведенных в ответе на вопрос 300, металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).
Могут ли быть использованы в качестве PE-проводников сторонние проводящие части?
Ответ . Они могут быть использованы, если отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и, 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.
Что не допускается использовать в качестве PE-проводников?
Ответ . Не допускается использовать: металлические оболочки изоляционных труб 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.
В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники в качестве защитных проводников?
Ответ . Не допускается использовать в качестве защитных проводников нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать ОПЧ 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 другом месте.
Какими должны быть наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников?
Ответ . Должны соответствовать данным таблице 1
Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм 2Наименьшее сечение защитных проводников, мм
S≤16S
1616
S>35S/2

Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных электроприемников при применении автоматического отключение питания?

Главная заземляющая шина (ГЗШ)

1. Что такое главная заземляющая шина (ГЗШ) и для чего она нужна?

Согласно ПУЭ (п.1.7.37.): Главная Заземляющая Шина (ГЗШ) — это шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.

Как следует из определения ГЗШ должна быть заземлена путем ее присоединения к заземляющему устройству, а к ГЗШ, в свою очередь, присоединяются заземляющие проводники, а так же проводники системы уравнивания потенциалов.

2. Требования к главной заземляющей шине (ГЗШ) (п. 1.7.119. ПУЭ):

1) Материал и сечение ГЗШ :

  • Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
  • Сечение главной заземляющей шины должно быть не менее сечения РЕ (pen)-проводника питающей линии.

2) Конструкция ГЗШ:

  • Конструкция шины должна обеспечивать возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. При этом отсоединение должно быть возможно только с использованием инструмента.

3) Место установки ГЗШ

  • Главная заземляющая шина может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением или отдельно от него.
  • Внутри вводного устройства в качестве главной заземляющей шины следует использовать шину PE. (Пример ГЗШ внутри вводного устройства жилого дома смотрите здесь).
  • При отдельной установке главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном, удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства.
  • В местах, доступных только квалифицированному персоналу (например, щитовых помещениях жилых домов), главную заземляющую шину следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам (например, подъездах или подвалах домов), она должна иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак:

Пример открыто установленной ГЗШ:

Пример ГЗШ установленной в отдельном ящике (щите):

Примечание: Если здание имеет несколько обособленных вводов, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного устройства. Эти шины должны соединяться проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (pen)-проводника той линии среди отходящих от щитов низкого напряжения подстанций, которая имеет наибольшее сечение. Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям п.1.7.122 ПУЭ. (п.1.7.120. ПУЭ)

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

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Конструкция и монтаж заземляющей шины

Важнейшим условием безопасности эксплуатации любых электрических цепей является наличие надёжной системы заземления, включающей в себя ряд специальных элементов. Одной из таких составляющих и является главная заземляющая шина (ГЗШ), монтируемая на планке вводного устройства подключаемого к линии объекта.

Читайте также:  Установка водяных счётчиков: как правильно осуществить монтаж устройства в квартире своими руками

Назначение

Помимо ГЗШ в состав заземляющей системы входит комплект медных соединительных жил, а также специальная конструкция из металлических профилей или арматуры, называемая контуром заземления. Последний вкапывается в землю неподалёку от строения на глубину, обеспечивающую надёжный контакт металла с грунтом.

Основное назначение шины заземления – создать на вводе в сооружение особую зону, имеющую нулевой потенциал по отношению к земле. Кроме того, ГЗШ предназначается для подключения частей электрооборудования, эксплуатируемого в границах данного объекта и нуждающихся в заземлении.

В большинстве случаев заземляющая шина собирает на себе проводники, идущие от следующих конструктивных элементов:

  • основной заземляющий контур;
  • металлический корпус (корпуса) различного оборудования и трубопроводов;
  • система защиты от удара молнии (молниеотвод).

Помимо этого, к главной шине заземления подключается и так называемый «PEN проводник», входящий в состав кабельной подводки питающего напряжения и совмещающий в себе «рабочий ноль» и защитный провод.

На планке ГЗШ заземляющая шина искусственно разделяется на так называемую «нулевую рабочую» (N) и «нулевую защитную» (PE), каждая из которых имеет собственное крепление и используется по своему прямому назначению.

Благодаря такому разделению на стороне потребителя удаётся организовать «повторное» заземление, исключающее опасность поражения током при случайном обрыве PEN проводника.

Отметим также, что обустройство заземления по такой схеме возможно лишь для трансформаторных питающих линий с глухозаземлённой нейтралью.

Конструкция

Нулевая шина с заземлением может размещаться как внутри вводного устройства (ВРУ), так и отдельно от него. В первом случае в качестве ГЗШ допускается использовать искусственно организованную шину РЕ, имеющую непосредственный электрический контакт с корпусом распределительного шкафа.

При размещении вне границ вводного устройства эта сборно-распределяющая конструкция должна находиться неподалёку от него (в удобном для обслуживания и доступном для специалистов месте).

Для ограничения доступа посторонних лиц открытые шины заземления могут укрываться в запирающемся на замок ящике, дверца которого помечается специальным знаком.

Согласно действующим нормативам (ПУЭ, в частности) ГЗШ должна изготавливаться в виде медной или стальной полосы, имеющей определённые размеры. При размещении вне шкафа и в нём они выбираются с учётом того, чтобы на шине уместилось требуемое количество контактных отверстий под болтовые соединения.

Для выпускаемых промышленностью типовых изделий ГЗШ ХХ-УХЛ4 ТВС, например, эти размеры строго нормируются и выбираются из следующего ряда: 3х30, 3х40, 4х40 миллиметров. При этом подходящую рейку выбирают исходя из нормированного количества отверстий под крепление проводников (10, 15 или 20).

Перечисленные выше размеры у разных производителей могут отличаться по своей величине, однако все они должны рассматриваться в качестве параметров ГЗШ, дополняющих уже приведённые ранее характеристики.

Обращаем особое внимание на тот факт, что применение алюминия для изготовления распределительных полос не допускается. Кроме того, при выборе изделия с заданными параметрами всегда следует иметь в виду, что габариты ГЗШ не могут быть менее чем сечение РЕ-шины, организуемой в границах ВРУ.

К этому нужно добавить, что конструкцией реек должна предусматриваться возможность подключения к ним дополнительных проводников с помощью подходящего инструмента (ключа под болтовое соединение, например).

При наличии в здании нескольких вводов линии питания, шина заземления обустраивается на каждом из них. Образующееся при этом соединение шин должно быть подключено к уравнителям потенциала.

И, наконец, при организации системы заземления не следует путать ГЗШ с РЕ-шиной, организуемой с целью получения повторного заземления на приёмной стороне. Хотя они и имеют электрический контакт, но назначение у них разное.

Можно ознакомиться с рисунком, на котором приводится внешний вид и обозначение ГЗШ.

В следующих разделах на конкретных примерах будут рассмотрены возможные места монтажа шины заземления с учётом удобства организации заземления и обслуживания всей системы в целом.

Выбор места для монтажа ГЗШ

На столбе воздушной линии

Если на участке подводки питающей линии к основному ВРУ, расположенному на обслуживаемом объекте, имеется дополнительное вводное устройство (на столбе, например), то ГЗШ может монтироваться непосредственно на нём.

Требования действующих нормативов (того же ПУЭ, например), обязывают соединять смонтированную на столбе заземляющую шину с основной распределительной планкой, располагаемой во внутреннем вводном устройстве.

Также не следует забывать об организации повторного заземления PEN проводника на столбе посредством выделения из него отдельной шины заземления PE. Последнее означает, что указанный конструктивный элемент должен электрически соединяться с ещё одним заземляющим контуром, обустраиваемым непосредственно под опорой.

В шкафу ВРУ

Шкаф со смонтированной в нём главной шиной может размещаться непосредственно на фасаде дома в заранее предусмотренном для этого месте. На объектах производственного назначения и в зданиях различных организаций установка ВРУ, как правило, предполагает использование для этих целей специальной щитовой комнаты.

При наружном (уличном) расположении распределительного устройства корпус шкафа должен иметь индекс IP, соответствующий условиям его эксплуатации.

Монтаж элементов конструкции, реализующих шину функционального (рабочего) заземления, предполагает целый набор специальных операций, при проведении которых необходимо учитывать следующие моменты:

  • для удобства монтажа главная шина фиксируется болтами на стальном корпусе шкафа;
  • при монтаже шина заземления должна соединяться с «нулевой» рейкой посредством стальной (медной) перемычки;
  • её размеры должны быть сравнимы с сечением защитного и нулевого рабочих проводников;
  • их размещение относительно друг друга никак не оговаривается действующими нормативами.

Сечение заземляющей пластины РЕ должно быть не менее 10 мм2 (в том случае, когда она изготовлена из меди). Для стального проводника это значение не может быть менее75 мм2.

Установка вне шкафа

Вне шкафа планка главной шины заземления должна устанавливаться в местах, защищённых от постороннего доступа и вмешательства.

Она фиксируется в границах твёрдой плоской поверхности на изоляторах из достаточно прочного материала. В качестве примера открытого размещения ГЗШ рассмотрим монтаж типовой пластины на19 дюймов торговой марки «TLK».

Широко распространенные в электротехнике заземляющие шины TLK-ERH-CU – это сертифицированный продукт от «TLK», соответствующий всем оговоренным ранее требованиям. При их изготовлении на медную рейку с типоразмером 19 дюймов (19”) размещают от 14-ти до 18-ти крепёжных болтов для подключения подводящих проводников.

Согласно требованиям, предъявляемым к конструкциям этого класса, такую 19 дюймовую рейку с 14 (18) разъемами положено устанавливать в специальных шкафах, выпускаемых той же торговой фирмой. И лишь после этого готовая конструкция подключается к системе заземления посредством медного провод ПВЗ соответствующего сечения.

Дополнительная информация. Используемый для размещения 19-дюймовой рейки шкаф имеет соответствующее обозначение – «№19».

Ещё одним вариантом обустройства шины заземления является использование для этих целей специальных DIN реек, относящихся в категории типовых электротехнических изделий, объединяемых в одном шкафу.

Согласно действующим стандартам (ГОСТ, в частности) комплект из таких DIN реек может предназначаться и для других целей (они могут использоваться в качестве планок для подключения фазных и нулевых проводников).

Итоги

В заключении отметим, что довольно распространённым способом сопряжения отдельных элементов шины заземления является сварка.

Она полностью удовлетворяет требованиям ГОСТ на обустройство надежных контактов. Одновременно с этим применение сварочного устройства для целей сборки обеспечивает прочность соединения с гарантией высокой проводимости.

Отметим также, что качество болтовых сопряжений обеспечивается надёжной опрессовкой кабельных наконечников подводящих проводов. Подобным же образом (посредством болтового крепления) шина в наконечнике соединяется с корпусом шкафа.

Как выбрать главную заземляющую шину — сечение, медь или сталь, подключение.

Как мы все знаем, напряжение – это разность потенциалов. Если потенциалы равны, то и напряжения между этими точками нет, а значит и током вас здесь не ударит.

С этой целью в зданиях и делают систему уравнивания потенциалов (СУП). Она может быть основной (ОСУП) и дополнительной (ДСУП).

Прежде чем предпринимать подобное, необходимо уточнить в управляющей компании, охвачен ли весь дом ОСУП или нет. Вот наглядная картина того, что может происходить с трубами в многоэтажках, при отсутствии общего заземления и уравнивания потенциалов.

Как правило, в новостройках проблем со всем этим нет, и ДСУП является обязательной. А вот в старом жилом фонде ОСУП отсутствует. Поэтому в таких случаях никакой самодеятельности!

Иначе поубиваете соседей при первой утечке тока или повреждении изоляции.

Основная система уравнивания потенциалов соединяет между собой главные инженерные коммуникации на вводе в здание и другие проводящие части оборудования.

Система должна отвечать требованиям двух нормативных документов:

    ПУЭ Глава 1.7 “Заземление и защитные меры безопасности”
    Технический циркуляр №6/2004 “О выполнении основной системы уравнивания потенциалов на вводе в здание” – скачать

Циркуляр был выпущен для разъяснения некоторых положений и рекомендаций ПУЭ, дабы согласовать эти рекомендации с требованием ГОСТ Р51321.1-2000 и ГОСТ Р51732-2001.
Разъяснений некоторые рекомендации ПУЭ действительно требуют, поскольку большинство их почему-то трактуют по разному.

Основой ОСУП является главная заземляющая шина – ГЗШ. Какой она должна быть и из какого материала выполнена?

В ПУЭ 1.7.119 говорится о том, что функцию ГЗШ может выполнять РЕ шина внутри распределительного устройства. Зачастую так и делается.

А если ГЗШ вынесена наружу щитовой, отдельно от ВРУ и смонтирована на стене, каких правил при выборе и расчетах здесь придерживаться?

Сначала определимся по материалу изготовления. Пункт 8 циркуляра говорит о том, что отдельно установленную ГЗШ рекомендуется делать из стали.

При этом ПУЭ утверждает обратное, что ГЗШ в первую очередь должна быть медной.

Алюминий при этом категорический запрещен!

Кому же в этой ситуации верить и что в конечном итоге выбрать, сталь или медь?

Выбор всегда остается за вами, но опытные профессиональные электромонтеры все же предпочитают медь. Объясняется это тем, что инспекторы энергонадзора при проверках, охотнее подписывают все бумаги при наличии именно медной ГЗШ.

Лишних вопросов и жарких споров не возникает.

Главная заземляющая шина должна соединять между собой такие элементы как:

    нулевой защитный проводник питающей линии
    проводник, присоединенный к заземляющему устройству повторного заземления

Металлический уголок или полосу, которые закапывают в землю на улице или в подвале дома.

    стальные трубы всех коммуникаций на вводе в здание (водопровод, канализация)


    металлические элементы каркаса здания
    трубы, кожуха, воздуховоды систем вентиляции и кондиционирования
    проводник рабочего заземления

А теперь главный вопрос – какого же сечения должна быть заземляющая шина? От чего это зависит, где ее установить и как подключить?

Опять обратимся к документам. ПУЭ говорит, что шина установленная в щитовой, то есть там, где есть доступ только для специально обученного персонала может быть:

    открытой – без каких-либо шкафов
    должна предусматривать возможность индивидуального присоединения всех проводников

То есть, под один болт разрешается сажать не более одного проводника или наконечника.

В то же самое время циркуляр говорит немного иначе. Согласно ему, сечение ГЗШ выбирается по следующей таблице:

Как видите, здесь выбор делается не исходя из сечения PEN питающего кабеля, а в расчете на фазную жилу!

Все мы знаем, что Pen проводник может быть как равен фазному, так и иметь меньший размер. Например, если у вас кабель от 35мм2 и более, то вы имеете полное право для PEN взять сечение в половину меньше фазного.

Читайте также:  Тройная розетка: преимущества перед одинарной, особенности подключения варианта "внутренняя"

Хотя чаще всего питающий кабель от подстанции приходит с одинаковыми жилами (4*120мм2, 4*150мм2).

Получается, что если у вас кабель слишком толстый, то по вышеприведенной таблице вовсе не обязательно подбирать такую же большую медную шину ГЗШ. Главное, чтобы она была сечением в половину от фазной жилы.

Но на практике следует учитывать обе ситуации. То есть, делайте так, чтобы ваша ГЗШ отвечала обоим условиям:

    не менее сечения фазного проводника
    и одновременно соответствовала PEN

В этом случае к вам никаких претензий относительно системы заземления и уравнивания потенциалов не будет.

Не всегда ясно, кто будет принимать готовый объект. Насколько он окажется компетентен в своей сфере. Если же делаете, что называется для себя, то выбирайте наиболее оптимальный и экономный вариант, не оглядываясь на возможных инспекторов.

При расчете сечения не забывайте про разницу материалов и марку кабеля.

Питающие вводные кабеля, как правило, выполнены из алюминия. А шину мы решили делать из меди!

Соответственно полезную площадь сечения алюминия, вам придется пересчитать на медь. Помогут в этом деле таблицы ПУЭ для допустимых длительных токов медных и алюминиевых проводов.

Смотрите пропускную способность алюминиевого кабеля и уже по этому току в аналогичной таблице подбираете сечение медной шины.

К примеру, если у вас вводной кабель АВБбШв 4*120мм2, то его PEN проводник имеет сечение 120мм2 и ток I=295А.

По меди это соответствует сечению жилы чуть более 70мм2.

Сообразно этому вам и следует подбирать медную шину ГЗШ. Стандартного размера 4*30мм будет более чем достаточно.

При этом конечно нужно учитывать толщину крепежного болта. Иначе высверлив под него отверстие, у вас может не остаться полезной площади для плотного прилегания наконечника.

В этом случае выбирайте шинку потоньше, но несколько большую по ширине.

Дополнительные размеры медных шин:

При желании сэкономить и выборе в качестве материала ГЗШ не меди, а стали, берите данные по токам из другой таблицы, относящейся к стальной полосе.

Здесь как понимаете, размеры уже будут существенно отличаться.

А вот уже готовая таблица для выбора сечения главной заземляющей шины для тех, кто не хочет ничего считать и желает сразу получить готовый результат.

После расчета сечения и выбора габаритных размеров, необходимо проделать отверстия под болты. Для качественного результат эти отверстия в шине выдавливаются специальным прессом (при его наличии).

Если у вас его нет, ничего страшного. Сначала высверливаете их обычным сверлом, а затем при необходимости расширяете ступенчатым.


Сам шина крепится на поверхность стены или корпуса шкафа при помощи опорных изоляторов.

Длину шины рассчитывайте исходя из количества присоединяемых проводников. Самый главный из них – PE или PEN проводник питающей линии.

После изготовления не забудьте нанести соответствующие надписи, которые в зашифрованном виде будут нести всю полезную информацию по ГЗШ. Вот к примеру маркировка заводской шины:

Как правильно ее расключить в щитовой? Чаще всего с подстанции приходит 4-х жильный кабель с совмещенным нулевым рабочим и защитным проводником. Этот PEN проводник изначально должен сажаться на нулевую защитную шину.

И только уже с нее, делается перемычка на нулевую рабочую шину.

Далее вводная PE шина, соединяется с главной заземляющей шиной отдельным PE проводом.

Запомните, что допускать к монтажу систем заземления и уравнивания потенциалов следует действительно квалифицированных людей, до мелочей знающих и понимающих все нюансы и специфику работы.

Нередко грамотный электрик подобен врачу. От его компетенции напрямую зависят жизни посторонних людей.

Собрать шкаф ГЗШ это весьма непростое занятие и порой на его монтаж и комплектацию уходит времени не меньше, чем на сборку трехфазных распределительных щитов.

Вот весьма неплохое и подробное видео на эту тему.


Шина заземления

Одним из мероприятий, обеспечивающих безопасную эксплуатацию электрических цепей, считается заземление электроустановок и оборудования в жилых и производственных зданиях. При совместном использовании заземляющих устройств и автоматики защитного отключения значительно уменьшается вероятность травматизма и возгораний из-за коротких замыканий. Данная система включает в себя различные элементы, в состав которой входит шина заземления или главная заземляющая шина – ГЗШ. Она устанавливается внутри вводного устройства на специальной планке и обеспечивает защиту объекта подключенного к этой линии.

Для чего нужна заземляющая шина

Стандартная система заземления состоит из определенного набора металлических деталей и элементов, обеспечивающих надежный контакт с землей корпусов подключенных электроустановок. Она включает в себя следующие составные части:

  • Шина заземления – ГЗШ.
  • Отводы от корпусов установок, находящихся под напряжением.
  • Провод заземления в проводке локальной сети.
  • Металлический контур заземления.

Важнейшей функцией рейки заземления – ГЗШ считается создание на входе в объект особенной зоны, с потенциалом, равным нулю относительно земли. К ней же подключается и электрооборудование, требующее заземления, работающее в пределах объекта.

Как правило, на ГЗШ собираются проводники, подключенные к определенным конструктивным элементам:

  • Основной контур заземления.
  • Трубопроводы и металлические корпуса электрооборудования.
  • Система молниезащиты – молниеотвод.

К этой же шине выполняется подключение всем известного PEN-проводника, являющегося составной частью кабеля, подающего электропитание. В этом кабеле совмещаются рабочие нулевой и защитный проводники. Для обоих кабелей на рейке ГЗШ имеются соответствующие места подключения каждого из них, оборудованные собственным креплением.

Подобное разделение со стороны потребителя дает возможность выполнить так называемое повторное заземление, предотвращающее поражение током при обрыве PEN-проводника. Данная схема подключения предусматривается исключительно для электросетей, питающихся от трансформаторов с глухозаземленной нейтралью.

Конструктивные особенности рейки

Структура главной заземляющей шины напрямую зависит от ее последующего размещения. Если для установки используется вводное устройство, то в этом случае лучше всего воспользоваться шиной РЕ, созданной специально для этой цели. Она будет иметь непосредственный контакт с корпусом шкафа ВРУ, сделанным из металла.

В другом случае главная заземляющая шина монтируется за пределами вводного устройства, вблизи него, в наиболее доступном, открытом месте, удобном для обслуживания и ремонта специалистами. Проникновение нежелательных субъектов к рейкам, размещенным открытым способом, ограничивается путем размещения всей конструкции в специальном ящике, надежно запирающемся на замок. На его дверцу наносится предупреждающий знак.

В соответствии с нормативными документами, для производства ГЗШ должен использоваться материал из стали или меди с установленными размерами. В случае наружной установки, размеры выбираются так, чтобы в конструкции могло разместиться нужное число отверстий под контакты для болтовых соединений. К примеру, типовое изделие заводского изготовления ГЗШ ХХ-УХЛ4 ТВС имеет строго нормированные размеры толщины и ширины рейки: 3х30, 3х40, 4х40 мм. Длина рассчитывается исходя из установленной численности отверстий для крепления проводников: 10, 15 или 20 штук.

Следует помнить, что алюминиевые полосы для реек не изготавливаются, а сделанные вручную не допускаются к эксплуатации. Помимо этого, главная заземляющая шина с определенными параметрами должна обладать габаритами не ниже сечения РЕ-шины, используемой в пределах электрического щита.

Конструктивно рейки выполняются с таким расчетом, чтобы к ним было возможно в любое время подключить дополнительные провода с использованием обычного инструмента. Если на объекте приходится пользоваться сразу несколькими вводами, то главная шина заземления монтируется в каждом таком месте. Одновременно с этим образуется реечное соединение, подключаемое к уравнителям потенциала.

Где установить главную шину

Исходя из конкретных условий, главная заземляющая шина монтируется в наиболее удобных участках. Нередко для этого применяются столбы (рис. 1), от которых линия электрической сети подводится к ведущему вводно-распределительному устройству. На этих столбах иногда монтируется дополнительное ВРУ, позволяющее подключить заземляющую рейку. В таких случаях она должна иметь контакт с главной планкой, установленной в основном щитке.

При использовании столба требуется выполнить действия по повторному заземлению PEN-провода. С этой целью из него выделяется индивидуальная планка РЕ. Она должна иметь электрическое соединение с дополнительным контуром заземления, монтируемым возле вблизи столба.

Наиболее оптимальным вариантом считается шкаф ВРУ, размещаемый на фасаде здания в отведенном месте (рис. 2). На объектах промышленного производства такие шкафы устанавливаются в специально оборудованных щитовых помещениях.

Внутри щитка шина заземления закрепляется на своем месте с помощью болтов. Для обеспечения контакта с нулевой планкой используется перемычка из меди или стали. Показатели габаритов шины должны соответствовать размерам сечения проводников нуля и заземления. На самой планке эти проводники могут располагаться где угодно, независимо друг от друга.

Необходимо помнить, что медная шина заземления должна иметь сечение не ниже 10 мм 2 . Этот же показатель для стальной пластины составляет уже 75 мм 2 .

При отсутствии шкафа, установка заземляющего приспособления осуществляется в местах, исключающих какое-либо вмешательство и посторонний доступ. В основном это плоские твердые поверхности, где рейка непосредственно размещается и закрепляется на изоляторах. Подключение всей конструкции к системе заземления выполняется с помощью медного провода, сечение которого рассчитывается заранее.

При необходимости отдельные детали шины соединяются методом сварки. В итоге получается не только высокая проводимость, но и надежные прочные соединения всех элементов.

Как правильно устанавливать заземляющие шины

Стандартная рейка делается в виде медной пластины. В ней просверлены отверстия под болтовые соединения для последующего закрепления наконечников проводников. Размеры планки могут быть разными и подбираются в соответствии с размерами шкафа. Кроме того, учитывается количество элементов, которые нужно заземлить. Провода от каждого из них соединяются с шиной. Сам болтовой крепеж имеет различный диаметр, что позволяет работать с любыми размерами кабелей и наконечников.

Чтобы зафиксировать планку на металлическом корпусе, используются болты с изолированными подставками, не нарушающими электрического контакта между щитом и планкой. Полученная конструкция размещается в горизонтальном положении, в нижней части вводно-распределительного устройства.

Такое расположение делает очень удобным последующую заводку и прикручивание заземляющих проводников. Изоляционные детали болтов создают зазор между рейкой и противоположной стенкой шкафа. За счет этого болты с другой стороны могут фиксироваться и удерживаться с помощью гаечного ключа, а провода с наконечниками надежно затягиваются.

Еще до монтажа все жилы отмечаются маркировкой, а затем их наконечники опрессовываются. Далее составляется схема соединения проводов и наклеивается на внутренней стороне дверцы. В дальнейшем будет сразу понятно, с какого оборудования и на какую клемму подведена та или иная заземляющая линия.

Сначала выполняется крепление провода, подключенного к основному контуру здания. После этого в порядке очередности подключается заземление кожухов механизмов и оборудования, различных конструкций, систем вентиляции, труб и т.д. Такое равномерное размещение позволяет наиболее оптимально распределить потенциал, влияющий на правильное срабатывание автоматических защитных устройств.

Иногда главную заземляющую рейку неправильно сравнивают с PEN-шиной, предназначенной для подключения линий, заземляющих розеточную, осветительную и другие группы электропроводки. Несмотря на различие функций, обе конструкции все равно контактируют между собой, соединенные общим проводом.

При подключении следует учитывать специфику схем TN-C и TN-C-S. В этих схемах заземляющий провод иногда вообще отсутствует, или на некоторых отрезках его функции выполняет нулевой проводник. При таких условиях допускается использование PEN-рейки в виде главной заземляющей шины, куда заводятся не только контурный проводник, но и заземления других групп проводок, имеющихся внутри здания. В результате, шина и нейтраль соединяются между собой.

Для чего нужна молниезащита и заземление

Что такое заземление

Как проверить контур заземления

Для чего нужно переносное заземление

Провод заземления: сечение, маркировка и расцветка

Добавить комментарий