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.
Групповые нули в щитах, соединяем по-современному.
Приветствую своих подписчиков и просто интересующихся. Я немного разгребся с делами и выкроил время на этот пост, который давно просили. А тема поста – “ненавижу нулевые шинки”.
В современном мире все больше людей уделяет внимание внутриквартирной электрике, что не может не радовать. Дифференциальная защита из категорий “нуегонахер” и “дешевое-говно-главное-шоб-було” переходит в разряд “обязательно к применению” – на чужих объектах все чаще вижу групповые УЗО и дифавтоматы. И это радует. Не радует только вот это –
Реальное порно. А я не раз встречал перепутанные ноль и фазу в лестничном щите. И на этих красивых голых латунных шинах была фаза. Здорово, правда? Про моножилу в НШВИ и прочий идиотизм можно не распространяться, не о том речь.
Итак, поехали в мир современного железа. Вот, что у меня сегодня на операционном столе:
Шинки на дин-рейку изолированные, кросс-модули, клеммы.
Начнем с шинок, любовь к ним воистину парадоксальна. В таком случае стоит применять во-первых изолированные блоки, во-вторых – с ограничением, дабы впихнутый в нее провод не торчал с другой стороны. Эти шинки именно такие, вот так они выглядят на рейке
Это шинки легран 004842 ценой примерно 450 рублей. Перечислю недостатки. Очень геморройно расключать провода, т.к. каждый из них нужно отмерить, фигурно изогнуть и на определенную глубину зачистить. Это, в принципе, легко решается стриппером типа книпексовских автоматов, как у меня на предыдущем фото, или ручным наподобии нежно мной любимого haupa allrounder, его недешевых аналогов от того же книпекса или демократичных, но для меня не столь удобных стрипперов КВТ, но в основном исполнители (принципиально не называю их мастерами, не заслужили, ёп) монтажа не парятся и зачищают жилу строительным ножом. К тому же между шинками нужно оставлять много места – по ширине примерно 2-3 модуля, для гипотетического щита на 4 группы УЗО их нули займут восемь модулей. Не айс. Едем дальше. На очереди кросс-модули. И начну с мелких кроссов, они же распределительные блоки, которые производит ИЕК и TDM.
В отличие от шинок здесь немного, но экономится место – на 4 группы тратится 6 модулей, а не 8. Удобство подключения тоже несомненно, все аккуратно заводится снизу и надежно фиксируется шестигранным ключом. Тот, кто пытался затянуть винты на гребенке меня поймут, в случае этих кроссов не надо давить на рейку, а провод спомощью г-образного ключа фиксируется намертво. Любопытные пальцы тоже не засунешь, можно собрать и стянуть всё даже не откидывая крышку – над каждым винтом есть отверстие. Минус есть, и он существенный – у TDM пластик реально говно, установить блок и не сломать защелку фиксатора на рейке можно лишь чудом. Поэтому я их применяю там, где их можно прикрепить к стенке щита саморезами за проушины, на разделение PEN, например. Стоят такие блоки около 350-400 рублей. У ИЕКа пластик получше, но не сильно. Аналоги от ABB под названием BRU стоят нереальных денег – почти 2000 рублей в ЭТМе, имеет смысл применять их там, где надо дорого-багато. Там, где надо надежно и красиво, то я применяю блок легран 004883
Я беру их по 1800 рублей за штуку. Аналогичный по емкости и току BRU на 160А стоит 3000 рублей. Легран, на мой взгляд, практичнее – он ставится вровень с остальной начинкой щита и на нем есть окошко для бирки, на которой можно обозначить группу, собранную в нем. Так же я нашел им применение в качестве альтернативы комплектным нулевым шинкам мелких щитов, роль которых, как правило, быть нижестоящими под главными щитами больших помещений типа складов. Бесят только винты под крест – если рейка длинная, то пока их все закрутишь, есть шанс эту самую рейку навсегда вогнуть внутрь. Я меняю эти крестовые винты на винт под шестигранник, жить становится проще.
Дальше на очереди классический кросс-модуль 004884 на 4 шины
Его применение универсально – как трехфазный кросс, так и нулевой на 4 группы, или 2 нуля и 2 РЕ, etc. Ширина всего 4 модуля, ввод проводов снизу, закрыт со всех сторон, цена примерно полторы тысячи. Есть недорогие аналоги от ИЕКа, 800-900 рублей, я иногда их использую, хотя качество материалов, конечно, хуже, чем у лягушатников. В моем устоявшемся стиле работы этот кросс на втором месте по частоте использования. А на первом – они, дорогие, но такие удобные клеммы!
Это серия Викинг3 от французов, винтовые, на 10 квадратов, 140-160 рублей за штуку. Немецкие АВВ/Entrelec стоят гораздо дороже. Вот они на картинке со всех сторон. Соединяются они винтовой эквипотенциальной гребенкой.
В случае групповых нулей это выглядит примерно так
Минус у клемм, кроме цены, то, что занимают реально много места. В идеале, под них надо выделять отдельную рейку. И тут есть одна хитрость, в том числе из-за которой я испытываю нежные чувства к щитам Plexo3 – в них эта рейка ставится легко и просто, достаточно отпилить рейку нужной длины и прикрутить к суппортам штатных шинок. Вот как это смотрится в щите, пластрон снят для наглядности.
В основном я делаю ввод в щит целиком на клеммах – выкусываю на гребенке винты через один, получается здорово – нули соединены, фазы на однополюсные автоматы идут раздельно
Так выглядит первая группа, за ней затем я сделал еще три (сразу отвечаю – шина РЕ перекочует на верх щита, долго жду дополнительные суппорты шин для плексо). После четырех групп затем легко влезли еще четыре пары клемм L+N для дифавтоматов (в тот день сильно замотался и сфоткать готовый результат тупо забыл. Если кому надо – выложу через день-два в комменты). В итоге в этот щит на дополнительную рейку влезло 36 клемм.
Я предвижу комментарии в духе “это дорого”. Ну и что? Кому дорого – тот голосует рублем за иек. Я же их использую часто, порой сотни две-три в месяц. Собрать электрошкаф холодильной установки без них вообще никак, но там уже идут узкие пружинные викинги 4-5 мм шириной. А в домашних щитах люди видят надежность, гибкость и удобство, и им нравится. 5-7 тысяч на клеммы это, по сути, цена пары леграновских УЗО или одного дифавтомата ABB DS201. Не так уж и дорого. Есть дешевые клеммы, тот же ИЕК и TDM, но их пластик трескается руках при сборке, а соединительной гребенки днем с огнем не найти. Так что если уж делать щит на клеммах, то только на качественных.
На этом на сегодня всё. Надеюсь, этот пост был интересным.
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.
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.
Обратите внимание! 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.