Повторное заземление

Повторное заземление PEN-проводника/нулевого провода ВЛ на вводе в дом/здание.

Информация из Правил(ПУЭ 1.7.102.): .......а также на вводах ВЛ к электроустановкам [в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания] должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника.

Повторное заземление нулевого провода[pen-проводника] ВЛ на вводе к электроустановке загородного дома/здания:
- Следует отметить, если ВЛ выполнена неизолированными проводами - повторное заземление непосредственно на линии ответвления от ВЛ к дому не выполняется - в таких случаях нулевой провод заземляется только на опоре.

Возникает ВОПРОС, а как же заземление дома?.
ОТВЕТ: Если провода ВЛ неизолированные, то условия электробезопасности, при заземлении нулевого провода электросети дома, не могут быть обеспечены - в таких случаях для защиты при косвенном прикосновении, заземление открытых проводящих частей выполняется при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ) с обязательным применением УЗО (см.ПУЭ 1.7.59 и более подробно в - ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР № 31/2012 «О ВЫПОЛНЕНИИ ПОВТОРНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОМ ОТКЛЮЧЕНИИ ПИТАНИЯ НА ВВОДЕ ОБЪЕКТОВ ИНДИВИДУАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА» .

Теория - это одна тема, а исходя из нашей практики, можем констатировать, что наличие СИП в подмосковных дачных товариществах и даже наличие КЛ в новых, так называемых коттеджных поселках - не повод, чтобы без предварительной оценки технического состояния электросети, бездумно подключать заземляющее устройство электроустановки загородного дома к нулевому проводу источника питания.

Что такое нулевой провод?

Нулевой провод - это проводник, который соединен с заземленной частью трансформатора.



Если однофазные нагрузки (220В) потребителей, распределены неравномерно, то в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали (перекос фаз), которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. Это может привести к тому, что часть потребителей, будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Повторные заземления "нуля", позволяют снизить перекос фаз и выровнять фазные напряжения, отводят часть грозовых и коммутационных перенапряжений, обеспечивают время срабатывания автоматов защиты(которое регламентируется нормативными документами) и т.п.
Помимо выполнения защитных функций, заземление нуля может дополнительно быть функциональным для некоторых видов оборудования загородного дома - например некоторых марок энергозависимых газовых котлов. Электроника отдельных, так называемых фазозависимых моделей, считает ситуацию с появлением потенциала на нулевом проводе относительно земли, как аварийную и отключает оборудование. Эти же фазозависимые газовые котлы не работают от переносных генераторов без нулевого провода - в которых присутствуют две фазы по 110В.
Если рассматривать аварийную ситуацию на ВЛ, например обрыв или прогорание нулевого провода, то отсутсвие или несоответствие (повторных заземлений ВЛ) нормативам, может привести к непредсказуемым последствиям для потребителей.

Определение PEN (совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник) "появилось", когда для повышения уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий, был введен в действие первый из комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.1 (дата введения 01.01.95) на базе нормативов МЭК (Международная электротехническая комиссия).
Комплекс новых стандартов внедрил "Типы систем заземления" для электроустановок напряжением до 1 кВ,  где каждая система является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания. В главе 1.7 ПУЭ 7-го издания (2002г.) дана классификация электроустановок в отношении применяемых систем заземления.

В настоящее время электросети частных домов, дач, которые запитаны от ВЛ - относятся (по ряду причин) к системам заземления TN-С, TN-C-S или ТТ.
Систему ТТ рассматривать не будем (другая тема).
Система заземления TN-С ещё осталась во многих загородных домах старой застройки, где не проводилась реконструкция электропроводки.
В связи с тем, что система TN-С запрещена для однофазных потребителей в новом строительстве и при реконструкции электросетей зданий (это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии - 1.7.132) - её тоже рассматривать не будем.

 У электроустановок с типом системы заземления TN-C-S нейтраль питающей линии (PEN) раделяется на нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный (PE), а линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный - L, нулевой рабочий - N и нулевой защитный - РЕ проводники).
В системе TN-C-S все открытые проводящие части эктроустановки имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции.
В соответствии с п.1.7.102 на вводах ВЛ к таким электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления - сопротивления которых нормируются.

Для обеспечения электробезопасности, должен быть выполнен комплекс требований, как к заземлению, так и к электропроводке частного дома, указанных в главах ПУЭ (гл.1.7 и гл.7.1)..
Эти требования взаимосвязаны и их частичное выполнение может привести неблагоприятным последствиям.

Сопротивление повторного заземления на вводе ВЛ к электроустановке загородного дома.

Какое должно быть сопротивление заземляющего устройства при повторном заземлении?
Электросеть загородного дома относится к электроустановкам напряжением до 1кВ (1000 Вольт) с глухозаземленной нейтралью.
Максимально допустимое сопротивление растеканию тока НЕ ЗАВИСИТ от количества фаз, от выделенной мощности.
Сопротивление заземления зависит от ЛИНЕЙНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ.
Стандартное линейное напряжение питающих линий жилого сектора - 380 вольт.
Линейное напряжение - это напряжение между фазными проводами - его значение 380В.
Фазное напряжение - это напряжение между фазным и нулевым проводами - его значение 220В.

Сопротивление заземляющего устройства электроустановки загородного дома, до присоединения к нулевому проводу, при однофазном или трёхфазном вводе не должно превышать 30 Ом.

Нормы приёмо-сдаточных испытаний. Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств ПУЭ.

Подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ:

Где производить подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ?
Ответ на этот вопрос может дать только квалифицированный специалист. Невозможно везде произвести подключение по одному шаблону.
ВЛ для электоснабжения зданий индивидуального строительства, как и сами дома, строились в разное время, соответсвенно расположение вводных щитков - неодинаково. Вводной щит может находиться на опоре вне загородного участка, на самом участке, на стене дома, внутри дома и т.п.
Исходя из оценки ситуации на месте и руководствуясь нормативными документами, электрик должен определить возможно ли вообще выполнить условия электробезопасности при подключении к нулевому проводу - если да, то определяется оптимальное место.
Когда вводной щит находится внутри загородного дома, то при подключении следует учитывать возможные аварийные ситуации на ВЛ (например: обрыв нуля, протекание импульсных и коммутационных перенапряжений и т.п.), в таком случае - целесообразнее подсоединять заземляющий проводник, при повторном заземлении, к нулевому проводу[pen] снаружи, а не в щитке внутри дома, чтобы не создавать неконтролируемый проводник (ноль(pen) - земля) внутри строения, через который будут проходить непредсказуемые аварийные нагрузки ВЛ. Тоже самое касается и темы перехода с системы заземления ТТ на систему TN-C-S - следует хорошо подумать, прежде чем "тупо" ставить перемычку между шинами N и РЕ в вводном устройстве, находящимся внутри дома, запитанного от ВЛ.

ПУЭ (7.1.21.) - рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого на вводе в здание, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве РЕN проводника, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.

Как уже отмечалось выше: применение системы заземления TN-C-S в загородном доме - зависит от состояния ВЛ.

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.

Заземлители и проводники, проложенные в земле, должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.(ПУЭ)

__________
* Диаметр каждой проволоки.

Дополнения к ПУЭ по материалам и сечениям проводников:
- АССОЦИАЦИЯ «РОСЭЛЕКТРОМОНТАЖ» ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР № 11/2006 "О заземляющих электродах и заземляющих проводниках"
- ГОСТ Р 50571.5.54-2013 "Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов."
Следует учитывать, что в ГОСТ Р 50571.5.54-2013, введенном с 2013 года в приложении D.3 (Заземляющие электроды заглубленные в грунт. Номенклатура) - сталь без антикоррозионного покрытия отсутствует.

Почему при монтаже следует измерять сопротивление заземления?

Главный показатель качества заземления - сопротивление растеканию тока заземлителя, которое зависит от удельного сопротивления грунта - чем больше удельное сопротивление грунта, тем сложнее получить требуемый результат.
Работы по монтажу заземлителя следует производить с измерениями сопротивления во время монтажа. Если комплект для заземления купить с маленькой общей протяжённостью электродов - глубины заземлителя может не хватить для достижения требуемого сопротивления.

На видео пример промежуточного замера сопротивления заземлителя для нулевого провода [на вводе к электроустановке загородного дома] во время монтажа:
глубина заземлителя 6 метров, сопротивление растеканию 273 Ома.
Это ответ на вопрос: следует ли продолжить монтаж?

Правила не прописывают конкретное значение сопротивления ЗУ для повторного заземления, а устанавливают максимально допустимое значение сопротивления растеканиЮ тока(30 Ом) - с корректировкой, в зависимости от удельного сопротивления грунта и сезонности и чем меньше зто значение -тем лучше. Заземляющее устройство, выполненное с максимально допустимым значением сопротивления - по ряду причин может не выполнить свою функцию в электроустановке дома при возникновении аварийных ситуаций на питающей линии. Оптимальный вариант (если есть возможность) - выполнить повторное заземление pen(нулевого провода) электроустановки загородного дома/ здания с значением сопротивления заземляющего устройства близким к сопротивлению глухозаземлённой нейтрали источника питания, которое в несколько раз меньше максимально допустимого значения для повторного заземления указанного в ПУЭ. Монтаж такого заземления будет более трудоёмким.

Где осуществляется повторное заземление?
5.18. На воздушной линии зануление должно быть осуществлено PEN-проводником, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода.
На концах ВЛ /или ответвлений от них/ длиной более 200 м, а также на вводах от ВЛ к электроустановкам, которые подлежат занулению, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника.
Что рекомендуется использовать в качестве заземлителей?
8.1. В качестве естественных заземлителей и заземляющих устройств рекомендуется использовать:
1-подземные или подводные части стальных и железобетонных конструкций и сооружений всех назначений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных и слабоагрессивных средах;
2- железобетонные фундаменты производственных зданий и сооружений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных, слабо- и среднеагрессивных средах, при условии приварки анкерных болтов стальных колонн (арматурных стержней железобетонных колонн) к арматурным стержням железобетонных фундаментов;
3-технологические, кабельные и совмещенные (стальные и железобетонные) эстакады промышленных предприятий;
4- проложенные в земле металлические трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
5- открыто проложенные металлические стационарные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
6-обсадные трубы буровых скважин;
7- рельсы электрифицированных железных дорог на станциях и перегонах, а также рельсы подъездных путей тяговых подстанций временного тока;
8- рельсы магистральных неэлектрифицированных железных дорог, а также рельсы подъездных путей, при наличии устройства преднамеренного электрического контакта между рельсами каждой рельсовой нити;
9- рельсы кранового пути при установке крана на открытом воздухе, при наличии преднамеренного электрического соединения между рельсами каждой рельсовой нити;
10-заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ (если трос не изолирован от опор ВЛ);
11- повторные заземлители ВЛ напряжением до 1 кВ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки PEN-проводником, при числе ВЛ не менее двух;
12- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, при числе кабельных линий не менее двух.
Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть осуществлены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие устройства на ВЛ постоянного тока, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений, рекомендуется использовать для повторного заземления PEN-проводника.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны быть выбраны из условия длительного прохождения тока не менее 25 А.
5.19. Общее сопротивление растеканию заземлителей /в том числе естественных/ всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трёхфазного 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 p более 100 Ом·м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 p раз, но не более чем в десять раз.
5.20. Крюки и штыри фазных проводов, установленных на железобетонных опорах, а также арматура этих опор, должны быть присоединены к PEN-проводнику. Стальные оцинкованные однопроводные заземляющие проводники должны иметь диаметр не менее 8 мм. Крюки и штыри фазных проводов, установленные на деревянных опорах, где выполнено повторное заземление PEN-проводника, подлежат заземлению.