Здравствуйте уважаемые читатели. Хотя о системах заземления снято достаточно видеороликов и написано достаточное количество статей хочу добавить к этим статьям ещё одну. после одного спора с человеком из этой же группы решил ещё раз попробовать себя на авторской стезе, и более углубленно рассмотреть этот вопрос. Вот некоторые из его высказываний (орфография и пунктуация сохранены):
· «не слышал я про отсутствие системы заземления»
· «ну как это нет. У всего здания она есть. Как у здания может быть, а у помешений в нем нет? Ну нет понятия отсутствие заземления? Есть только tn, tt, it.» - (про отсутствие заземления).
· «Все здание это и есть вся система заземления. Трубы все даже в зданиях 60-х годов в подвале обварены и со щитом соединены и газовые и водянные. Просто не обязательно в одной системе заземления чио бы все было выполнено. Лифты к примеру всегда занулены. Хотя в квартирах 2-х проводка.»
· «по мне отсутствие системы заземления бред)» - (имеется в виду, что нет такого понятия, как отсутствие системы заземления).
· И наконец, мой вопрос: «Ок. У меня прямо от автомата электрощита запитана лампа накаливания. То есть установлен двухполюсный автомат, с автомата фаза и ноль подключены к патрону лампочки. Какая система заземления и что именно является защитным нулем? И что именно этот защитный ноль заземляет?»
Ответ: «да блин) ну тут странный вопрос. Зачем считать лампу (один приемник) за свою систему заземления? Система заземления определяется для здания, если приемник в здани. Не скажешь же что стиралка в сз тн-с-s холодильник в тн-с пылесос без системы, а этот что с заземл.контактами он в системе тн-с-s. И все это в одной комнате от разных розеток.» - вот из-за этого высказывания я и решил написать данную статью, показать, что даже в одной комнате от разных розеток может быть разная система заземления или не быть ее вообще.
Со вступлением закончили, переходим к теме.
Для начала давайте определимся с терминами, чтобы потом к этому вопросу не возвращаться.
1.7.28. Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
1.7.29. Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.
1.7.31. Защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ - преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью (…) выполняемое в целях электробезопасности.
1.7.9. Открытая проводящая часть - доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.
Что такое проводящая часть?
1.7.7. Проводящая часть - часть, которая может проводить электрический ток.
Давайте сложим все эти определения и получим такой результат: заземление/зануление (то есть системы ТТ, IT/TN) возникают только тогда, когда у нас часть электроприбора, которая может проводить электрический ток и доступная для прикосновения, но не находящаяся в нормальном режиме под напряжением, преднамеренно соединена с нейтралью трансформатора (система TN) или с заземляющим устройством (системы ТТ и IT).
В переводе с технического языка на нормальный русский язык это обозначает, что когда металлический корпус (будь то двигатель, стиральная или посудомоечная машина, водонагреватель, утюг, светильник, электроплита, металлический лоток, металлорукав, металлическая труба и так далее) преднамеренно соединены с нейтралью трансформатора или отдельным заземляющим контуром – вот тогда у нас и возникает СИСТЕМА.
СИСТЕМА (др.-греч. σύστημα «целое, составленное из частей; соединение») — множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.
Уберите из системы один элемент – и системы не будет, не будет «целого, составленного из частей», раз какой-то части нет.
Например, рассмотрим систему GPS (для более полного понимания): эта система состоит из огромной кучи частей, включая спутник, электронику в этом спутнике, передающую антенну, систему позиционирования (опять же целую отдельную систему), принимающую антенну, GPS-навигатор, человека, в конце концов, который пользуется этим навигатором. Уберите хоть одно звено – и системы не будет. Даже если убрать человека – и то система GPS разваливается, ибо кому тогда она нужна, для кого будет работать?
То же самое и с СИСТЕМОЙ заземления. Уберите контур заземления на подстанции, и системы уже нет, так как нейтраль трансформатора не будет глухозаземлённой. Уберите из розетки заземляющий контакт – и корпус электроприбора (открытая токоведущая часть, если по научному) преднамеренно с нейтралью трансформатора соединена не будет, а так же не будет заземлена (по научному – не будет преднамеренного соединения оборудования с заземляющим устройством, выполненным в целях электробезопасности) и опять системы заземления у нас не получится.
Давайте рассмотрим это на практике. Я у себя дома в одной комнате установил четыре розетки, но подключил их по-разному, а именно как на рисунке:
Давайте разберем данный рисунок:
Розетка 1 – подключены только фаза и рабочий ноль. Проводника РЕ нет.
Розетка 2 – имеет три проводника, N и PE разделены.
Розетка 3 – так же три проводника, но проводник РЕ подключен не к нейтрали трансформатора, а к своему, отдельному, контуру. Ну вот сделал я под окном контур заземления и РЕ-проводник подключил к этому контуру.
Розетка 4 – тоже три проводника, но N и PE подключены к PEN-проводнику (например на корпус электрощита).
А сейчас давайте возьмем два электроаппарата, пусть это будет два утюга, с разными вилками: один утюг будет современный, с евровилкой, а второй утюг старый, советский, с вилкой без заземляющего контакта
Возьмем сначала утюг №2 и поочередно включим его в каждую розетку. Какая у нас будет система заземления? Да никакая! Подошва этого утюга, являясь открытой токопроводящей частью, с заземляющим контактом в розетке не соединена. То есть если эта подошва утюга по какой-то причине окажется под напряжением (отвалился фазный провод и задевает подошву утюга, рассыпалась нагревающая спираль и касается подошвы утюга), а сама подошва не соединена с нейтралью трансформатора или с контуром заземления – то и этот утюг в системе заземления не участвует, так как системы как таковой нет.
Теперь берем утюг №1 и так же по очереди включаем его в каждую из розеток.
В розетке №1 системы заземления так же не будет, по причине, описанной выше, нет преднамеренного соединения открытой проводящей части с нейтралью или контуром заземления.
В розетке №2 мы получаем систему TN-C-S, так как N и РЕ проводники у нас разделены.
В розетке №3 – получаем систему ТТ, РЕ-проводник присутствует, но не связан с нейтралью трансформатора, а имеет свой, независимый, контур заземления.
Ну и в розетке №4 мы получаем систему TN-C, так как у нас всё же присутствует РЕ-проводник, но он подключен к неразделенному PEN-проводнику. Система TN-C запрещена в жилых помещениях и должна быть переделана в TN-C-S или в TN-S при реконструкции. Кстати, в очень многих квартирах используются старые тройники, так как розеток обычно не хватает. Этот тройник имеет обычно такой вот вид:
Обратите внимание, на отсутствие заземляющих контактов. То есть пользуясь таким вот тройником человек сам себя лишает защиты, преднамеренно изолирует открытую токоведущую часть электроприбора от нейтрали трансформатора или заземления.
Давайте сравним мои рисунки подключения розеток с рисунками, данными в ПУЭ-7, так как кто-то может сказать, что PEN-проводник – это проводник в котором функции рабочего и защитного нуля объединены на всём его протяжении, а я на розетке №4 проводники разделил.
Рисунок 1.7.1, система TN-C. Правую часть рисунка не смотрим, это для постоянного тока, она нас не интересует. А вот в левой части нарисованы два подключения, первое подключение для нагрузки с рабочим нулем (например электроплита), второе – для нагрузки без рабочего нуля (например электродвигатель, соединенный в треугольник). Обратите внимание, что на первом рисунке от PEN-проводника так же отходят ДВА провода, нулевой и защитный, только они не разделены.
Ну и остается рассмотреть еще четыре хитрых момента.
Момент 1. Я купил светильник в пластиковом корпусе. Розетка у меня с системой TN-C-S, вилка с заземляющим контактом. Включил светильник в розетку. Какую я получил систему заземления?
А опять же никакую, так как у этого светильника НЕТ открытых токопроводящих частей, к которым я могу прикоснуться. Пластиковый корпус является диэлектриком и пока я этот корпус не разломаю и не обнажу металлические внутренности, которые будут токопроводящими и к которым я могу случайно прикоснуться – то и системы заземления у данного светильника не будет.
Момент 2. Электрощиты. Старый жилой фонд, этажный щит металлический, PEN-проводник подключен к корпусу этого щита, в квартиру идет двухжильный кабель. Какая тут система заземления?
Для этажного электрощита система заземления будет TN-C, так как открытые токопроводящие части этого щита через PEN-проводник соединены с нейтралью трансформатора. А вот в квартире системы заземления не будет, так как кабель двухжильный и, соответственно, открытые проводящие части электроприборов не будут соединены с нейтралью трансформатора.
Момент 3, наболевший – установка УЗО в системе TN-C. Обратимся опять к нормативной документации, а именно к пункту 1.7.80 ПУЭ-7:
Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN-C, защитный РЕ-проводник электроприемника должен быть подключен к PEN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата.
Давайте разберем этот пункт. В четырехпроводных ТРЕХФАЗНЫХ цепях установка УЗО/АВДТ запрещена. От слова совсем. Так как этот коммутационный аппарат будет разрывать цепь PEN-проводника, что ЗАПРЕЩЕНО. Другими словами нельзя в том же этажном щите взять и поставить четырехполюсное УЗО/АВДТ.
А вот при получении ПИТАНИЯ от системы TN-C (как в моменте два) установка УЗО разрешена, но с тремя условиями:
И, кстати, точно таким же образом НЕ запрещено устанавливать то же самое четырехполюсное (трехфазное) УЗО, но на тех же условиях, то есть: 1) при необходимости, 2) на отдельный электроприемник, 3) подключив РЕ-проводник согласно приведенной схеме, так как в этом случае УЗО/АВДТ будет разрывать уже не PEN-проводник, а только N-проводник, РЕ-проводник идет отдельно, мимо коммутационного аппарата и запрет разрыва защитного проводника не нарушается.
Естественно соединение может быть не обязательно через такую шину, как на рисунке. Это может быть и подключение через «орех», и подключение через другое болтовое соединение, если PEN-проводник прикручен прямо к корпусу щита, или любым другим удобным способом.
А сейчас интересный момент: получается, что мы разделили PEN-проводник на PE и N и у нас вроде бы что-то похожее на TN-C-S. Но это только кажется. Хоть данная схема действительно похожа на TN-C-S, но ей не является по следующим причинам:
2. Нет перемычки между N и PE (смотрите первую статью, ссылка в начале этого документа).
3. К РЕ-проводнику есть особые требования, которые я расписывать не буду, так как просто лень, но одно из них – это условие сечения проводника: 10кв.мм. по меди и 16кв.мм. по алюминию. А Вы часто видите такое сечение магистральных проводов в межэтажных щитах? Как правило там не более 6кв.мм. алюминия.
Ну и момент 4. А можно ли просто установить УЗО в двухпроводной системе, без РЕ-проводника? Как ни странно, да, тоже можно. Об этом говорит СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа (с Изменением N 1)» в Приложении А пункте 1.7:
Применение УДТ для объектов действующего жилого фонда с двухпроводными сетями, в которых у электроприемников нет защитного заземления - эффективное средство в части повышения электробезопасности. Срабатывание УДТ при замыкании на корпус в таких сетях происходит только при появлении дифференциального тока, то есть при непосредственном прикосновении к корпусу (соединении с "землей"). В соответствии с этим установка УДТ может быть рекомендована как временная мера повышения безопасности до проведения полной реконструкции. Решение об установке УДТ должно приниматься в каждом конкретном случае после получения объективных данных о состоянии электропроводок и приведения оборудования в исправное состояние.
Тут нужно обратить особое внимание на последнее предложение, что решение об установке УЗО/АВДТ должно приниматься в каждом конкретном случае, после обследования электропроводки и оборудования. И предупреждать заказчика, что данное УЗО не является панацеей, что оно установлено только как временная мера повышения безопасности и что при утечке на корпус УЗО/АВДТ сработает только при прикосновении человека к корпусу, который находится под напряжением, то есть человек будет выступать в роли РЕ-проводника. Ну и естественно, такое УЗО лучше всего устанавливать электромеханическое, тип А.
Ну и давайте еще раз рассмотрим всю «цепочку» разных систем заземлений: от ТП до ВРУ моего дома проложен четырехжильный кабель.
Во ВРУ дома сделано по всем правилам разделение PEN-проводника на PE и N, и далее пятью проводами или пятижильным кабелем идёт магистраль по этажным щитам. Но я живу на первом этаже и не доверяю «всяким доморощенным электрикам» и потому сам себе под окном сделал контур заземления (ну вот такой я чудак) и свой защитный ноль подключил к этому контуру. И мало того, у себя в квартире я в розетку включил старый советский утюг из примера выше (с вилкой без заземляющих контактов).
Что я получаю? А получается:
2. от ВРУ до этажного щита – TN-C-S, так как во ВРУ у нас сделано разделение на PE и N и от ВРУ эти два проводника проложены отдельно;
3. от этажного щита по моей квартире – систему ТТ, так как мой защитный ноль подключен не к нейтрали трансформатора (то есть нет системы TN), а к отдельному, независимому контуру заземления;
4. а утюг, воткнутый в розетку, к никакой системе заземления не относится, так как его подошва не заземлена, то есть нету преднамеренного соединения открытой токоведущей части к нейтрали трансформатора или к контуру заземления.
Другой вариант: расщедрилась моя управляющая компания и поменяла кабель от ТП до ВРУ на пятижильный, разделив PE и N сразу на подстанции. А вот электрики УК во ВРУ ещё раз сделали разделение одного из проводников, или просто по старой привычке провели магистраль по этажам четырьмя проводами. Ну а сам я, не доверяя электрикам и боясь, что мне могут перепутать фазу и ноль оставил в квартире двухпроводную систему. И получается, что от ТП до ВРУ система TN-S, от ВРУ до этажных щитов система TN-C-S (разделили снова один проводник) или TN-C (проложили четыре жилы), а в квартире у меня никакой системы нет. Включил я в розетку стиральную машину – эта машина стала участвовать в системе заземления, так как ее корпус оказался преднамеренно соединен с нейтралью трансформатора или с заземляющим контуром (в зависимости от системы). Достал я вилку стиральной машины из розетки – всё, стиральная машина в системе заземления не участвует, её корпус не соединен преднамеренно с заземлением/занулением, а вот розетка в системе осталась, так как у розетки есть открытые токопроводящие части (заземляющие контакты) к которым я могу прикоснуться.