Заземляющая шина в щитке как выглядит

Что такое главная шина заземления и где ее используют

При организации работы электрооборудования и электрической сети основным вопросом является безопасность системы. В основе такой системы находится главная заземляющая шина. В этой статье мы расскажем о технических особенностях заземления и о практических аспектах его установки.

Применение

Заземляющая шина применяется как составной элемент защитного контура при отводе линий электропередачи к многоквартирным домам и промышленным зданиям. Заземление выполняет функцию защиты человека и других живых организмов от воздействия тока при работающих электробытовых приборах. Шины используются в системах мощностью до 1000 В.

Шина призвана выступать соединительным элементом для множества проводников одновременно, а также обеспечивает работы всей заземлительной системы сооружения. На главную заземляющую шину (ГЗШ) возлагается функция выравнивания показателей потенциалов в электросети. Благодаря этому элементу, происходит разделение проводника и соединение контактов. Контакты же передают электрические разряды, что требуется для нормального функционирования отдельных систем в здании.

Конструкция

Система изготавливается из металла. В качестве конструкционных элементов могут выступать водопроводы, газопроводы и любые другие металлические трубы, а также канализационный колодец, стальные элементы здания. Нередко в целях заземления используются вентиляция и система кондиционирования воздуха.

Согласно Правилам устройства электроустановок (сокращенно — ПУЭ), заземлительные устройства могут быть не только стальными, но и медными. Причем медь — лучший вариант, поскольку этот металл отличается прекрасной электропроводимостью, слабо окисляется под воздействием напряжения, не подвержен ржавлению. Необходимо заметить, что сталь для изготовления шин заземления используется гораздо чаще, но связано это с ее более низкой ценой. Не рекомендуется изготовление заземляющих реек из алюминия, так как этот металл быстро коррозирует и характеризуется недостаточным сопротивлением.

Обратите внимание! Главная заземляющая шина характеризуется меньшей площадью сечения в сравнении с защитным проводом или нулем рабочего провода силовой линии.

Для шины PE в электрических установках до 1000 В сечение проводников должно быть разным в зависимости от металла. В случае с медным проводником сечение должно быть более 10 квадратных миллиметров, для алюминия этот показатель составляет 16 квадратных миллиметров, а для стали — 75 квадратных миллиметров.

Девятнадцатидюймовая шина заземления медная должна предусматривать участки для единовременного подключения 14 или 18 направляющих. Таким образом, на одной полосе будет от 14 до 18 крепежных болтов. Полоса чаще всего оснащается парой изоляторов и размещается в специальном шкафу (так называемом шкафу №19) и подключается к заземлительному контуру через ПВЗ провод. Девятнадцатидюймовая шина используется для стыковки контактов, сечение которых составляет 2,5 квадратных миллиметра.

Согласно требованиям ГОСТа, главная заземляющая шина должна иметь не менее пяти одновременных соединений.

Заземлительное устройство можно изготовить из стали с омеднением. Толщина листа — 14,2 миллиметра. Такой комплект будет стоить недешево, зато обретет все свойства, характерные для медных проводников.

Обратите внимание! Четырнадцати разъемов обычно достаточно для десяти и более квартир при условии равномерного распределения нагрузки.

Заземляющие шины выпускаются двух типов — REC-ET2-M и REC-ET. Первая модель закрепляется на специальных профилях в монтажных шкафах. А вот держатель шин заземления, гальванопокрытие которого защищает изделие от коррозии, не будет работать без специального органайзера, при наличии которого можно подключить до девяти потребителей.

Местоположение

По месту своего нахождения заземляющая шина может располагаться как во внутренней части вводного устройства, так и неподалеку от него. Если заземление находится внутри, разумнее применять PE-шину. К данному устройству подключается PE-провод, на другом конце которого находится главная заземляющая шина. Причем электропроводимость проводника должна быть равной или превышать проводимость PE-провода линии электропитания.

Совет! Заземление рекомендуется обустраивать еще на стадии планирования жилого дома или другого сооружения.

Где бы ни была установлена заземляющая шина, все ее части, ответственные за выравнивание потенциалов, должны соответствовать ГОСТу 10434. Указанные правила касаются контактов второго класса.

Установка конструкции разрешается только в местах, к которым можно в дальнейшем сохранять свободный беспрепятственный доступ. Доступ нужен для осуществления замены деталей, а также в аварийной ситуации. В условиях промышленных предприятий популярным местом установки короба является вентиляционная система.

Основной способ соединения проводников к заземлению — сварка. Именно приваривание считается наиболее надежным методом фиксации контактов таким образом, что не нарушить электропроводимости.

Установить заземляющую шину можно в металлическом шкафу. Данная конструкция представляет собой короб, собранный из гнутых металлических профилей. С внешней стороны ящика имеется дверца, через которую и осуществляется доступ к шине. Главная заземляющая шина в электротехническом шкафу должна устанавливаться по горизонтали. Деталь фиксируется болтовыми соединениями по бокам и плотно прижимается к основанию.

На фасадной части короба должна быть прикреплена паспортная табличка с указанием технических характеристик изделия. Ящик необходимо оснастить замками, закрываемыми на ключ, — это необходимо во избежание случайных контактов с посторонними людьми. Защитный короб можно устанавливать на высоте не менее 150 сантиметров от пола, что необходимо для осложнения доступа к нему со стороны детей. При выборе места монтажа устройства необходимо иметь в виду, что на надежность и безопасность работы заземлительной системы влияет и окружающая среда. В частности, при 80 % влажности воздуха оптимальная температура воздуха составит от 15 до 20 градусов выше нуля. Это не значит, что шины заземления не могут функционировать при более низких или более высоких температурах, однако долговечность и надежность конструкции при неблагоприятных погодных условиях снизится. Также следует размещать короб как можно дальше от источников огня и агрессивных химических веществ.

Обратите внимание! Если доступ в помещение разрешен ограниченному кругу квалифицированных лиц, разрешается установка шины открытым способом.

Встроенные шины

Не обязательно создавать конструкцию с нуля, можно приобрести готовое устройство со встроенными шинами заземления. В качестве примера можно привести DIN-рею, которая представляет собой комплект разборного оборудования в металлическом ящике. К рее прилагается специальный коммутатор на 220 В, обеспечивающий электропитание аппарата. В комплект панели входит DIN-рея, нулевые шины (три единицы) с изолятором. Одновременно возможно подключение до 22 потребителей.

На рынке представлены три разновидности реек: DIN U3 для автоматических выключателей, DIN U3 — также под автоматы, но в комплекте имеется и шина нулевая с заземлением. Также можно приобрести DIN U4, оснащенную дополнительными функциями (например, возможностью установки электросчетчика). Все DIN-рейки покрываются антикоррозийным материалом.

Один из популярных вариантов DIN-реи — TLK-ERH-CU. Девятнадцатидюймовое изделие производится из меди. Данная модель отличается невысокой стоимостью и достойным уровнем качества.

Что такое главная заземляющая шина

По названию можно понять, что главная заземляющая шина интегрирует основные элементы заземления. К ней подсоединяют защитный проводник PE, нулевой провод и внешний контур заземления. Зачастую размещается главная шина в распределительном щитке.

Основные характеристики

По сути, главная заземляющая шина – это металлическая полоса с низким сопротивлением. Ее монтируют на щитке, рассчитанном на 1 кВ и менее, или рядом с ним. Полоса является составной частью системы, которая одновременно выравнивает потенциалы и способствует стеканию заряда в грунт. При размещении непосредственно на главном распределители, в качестве нее применяют нулевую защитную шину. При расположении вне распределителя, ГЗШ монтируется в легкодоступном месте, чтобы можно было без затруднений подойти, провести осмотр или ремонт.

Сечение главной шины, имеющей обособленное размещение, должно быть больше либо равно сечению нулевого защитного или совмещенного проводника питания.

В правилах ПУЭ в главе 1.7 указаны материалы производства. Ими для ГЗШ могут служить медные или стальные сплавы. Конструкция контура заземления и характеристики электроустановок при этом значения не имеют. Применение алюминия в качестве материала — не допускается. Причиной категорического запрета использования алюминия является разность сопротивления на контактных соединениях металлов.

Нагрев контактного соединения приводит к уменьшению проводимости, что может привести к полному выгоранию болтов при высокой токовой нагрузке. Когда крепление ослабнет, контактов не будет и заземление перестанет выполнять свои функции.

Эффективность работоспособности защитного заземляющего устройства зависит от значения электрического сопротивления.

Главная заземляющая шина из стали подготавливается перед подключением к ней проводов. Контакты защищают, после соединения смазывают смолой или специальной мастикой, чтобы предотвратить разрушение под действием окисления.

Конструктивно шина заземления выполняется таким образом, чтобы была возможность отсоединить провода в индивидуальном порядке, но не вручную, а при помощи ключа. Концы кабелей имеют медные наконечники с отверстиями под болтовое соединение.

Где монтировать

Главную заземляющую шину разрешается монтировать на стенах, не пряча и не запирая, только в том случае, если доступ к ней ограничен. Это могут быть специализированные электропомещения, куда заходят по пропускам или куда имеют доступ только электрики. В домах, где живет много людей, и куда может зайти любой человек, запрещается делать открытую установку, чтобы никто посторонний не мог вмешаться в работу, и вывести из строя устройство. В этом случае оно должна монтироваться в специальный шкафчик с замком. На шкафчике наклеивают или рисуют знак заземления.

Если в здании несколько отдельных вводов электросети, то надо устанавливать шину для каждого распределителя. Только так можно добиться заземления всех приборов. Главную шину также монтируют возле подстанций, встроенных в здание. Совокупность заземляющих устройств соединяют проводником для уравнения потенциалов. Сечение проводника делают минимум вполовину меньше сечения PE или PEN. За эталон берется провод, сечение которого наибольшее.

Особенности подключения

Поскольку шина является частью заземления, она помогает обеспечивать стекание заряда и выравнивание потенциала на всех электрических приборах. К ней присоединяют выводы внешнего заземляющего контура. Корпус каждого прибора и другие проводящие детали оказываются соединенными с шиной проводами.
Рассмотрим подробнее, как подсоединяется главная заземляющая шина к другим частям системы.

Проводящие электрический ток элементы представляют особую опасность. Их разделяют на открытые и сторонние. К открытым элементам относятся детали электрооборудования и электроаппаратов, которые проводят ток, а также конструктивно участвующие в силовых коммутациях. К сторонним относятся проводящие части металлических сооружений, которые не принимают участия коммутировании тока.

Открытые детали-проводники имеют электрическое соединение с главной заземляющей шиной, чтобы обеспечить электробезопасность.

Для повышения надежности защиты от косвенного прикосновения, соединения выполняют отдельным проводом. А не жилой кабеля, выполняющего роль нулевого защитного проводника.

Соединение 2, 3 и более шин от различных входных распределителей возможно, если применяются металлические конструкции, имеющие непрерывное электрическое соединение. Применение в качестве совмещенного рабочего и защитного нулевого проводника не допускается с использованием следующих конструкций:

• газопроводы;
• трассы отопления и канализации;
• трубы водопровода с изолированными вставками;
• свинцовая оболочка кабельных линий;
• металлорукова;
• металлический трос, выполняющий функцию поддержки кабеля.

Запрещено делать прямое соединение в разных щитах, применяя вышеперечисленные конструкции. Повысить надежность можно с помощью использования цельной токопроводящей конструкции, проложив медный многожильный провод. В таком случае будет обеспечено распределение потенциала растекания.

Конструктивное исполнение и условия эксплуатации

На габаритные размеры главной заземляющей шины и число отверстий на ней влияет количество и сечение подсоединяемых кабелей. Ее можно выполнить самостоятельно для определенного щитка или шкафа, а также заказать комплект , включающий крепежные элементы.

Шину возможно выполнить на любое количество присоединений. По статистике, наибольшим спросом пользуется медная главная шина заземления, выполненная на 10 подключений. В маркировке данного изделия число, следующее за буквенным обозначением ГЗШ, свидетельствует о количестве отверстий. Но независимо от конструктивного исполнения существуют единые условия эксплуатации:

• диапазон температурного режима от +50 до -45 градусов Цельсия;
• влажность воздуха не должна превышать 80 %;
• отсутствие в помещении эксплуатации самовозгорающихся частиц, пара и газов;
• ограничение высоты над уровнем моря – 2 км.

На изделие не должны действовать агрессивные среды. Это объясняется опасностью разрушения металла и снижения изоляционных свойств конструкции.

Монтаж и маркировка

Эклектическое соединение корпуса щита главной заземляющей шины, и самой объединяющей полосы осуществляется с помощью болтов на изолированных опорах. Конструкция размещается горизонтально внизу щитка. Изолирующие подставки на болтах образуют зазор между главной заземляющей шиной и шкафом.

Это представляет возможным надежно зафиксировать наконечники кабелей с внутренней стороны шины с помощью гаечного ключа. Маркировку обязательно следует выполнить перед опрессовкой наконечников.

На проводниках наносят маркировку «РЕ» и делают их цветными (желто-зелеными). Кабель с однотонной изоляцией маркируется путем насаживания в месте контакта термической трубки желтого цвета с зелеными полосами. Щит обязательно должен комплектоваться схемой. Ее прикрепляют изнутри на дверцу, чтобы электрик смог ознакомиться с особенностями электрозащитной системы.

Шина заземления, главная заземляющая шина, гзш

Нулевые шины для крепления на металлическую Дин-рейку, G-рейку или панель щита бывают изолированными и без дополнительной защиты. Изоляцией для клеммы служит плоская ПВХ основа или планка, оснащенная двумя полимерными «ножками» (например, ШНИ-6х9-6-У2-Ж от IEK). К изолятору брусок крепят по центру или по краям.

Нулевая шина без дополнительной защиты

Изолированная нулевая шина

На участках, требующих дополнительной защиты или подключения нескольких проводников: N «ноль», PE «земля», PEN «земля-ноль» применим полимерный корпус, предложенный различными цветовыми решениями: голубым для нейтрали, желтым или зеленым для заземления.

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.

Из чего состоит заземление

В состав заземляющей системы согласно ее определению (смотрите ПУЭ) входят такие обязательные элементы, как:

1. Сам ЗК, обустраиваемый на основе металлических уголков площадью поперечного сечения не менее 100 мм квадратных или отдельных штырей диаметром порядка 20 мм.
2. Комплект специальных проводников (медных шин), позволяющих в жилых домах заземлять электрические приборы.

В зависимости от своего расположения относительно здания защитные конструкции могут быть внешними и внутренними. Рассмотрим как нужно обустраивать каждый из представленных видов контуров, чтобы добиться наилучших результатов.

Внешний контур

При обустройстве наружного контура заземления необходимо учитывать качество и состав грунта в месте расположения его элементов. Хозяева самостоятельно отстроенного дома обычно знают, на какой почве он стоит, и сразу могут определить, как она влияет на проводимость. В противном случае потребуется помощь специалистов по геодезии.

При самостоятельном проведении работ важно знать, что грунты бывают:

• чисто глинистыми;
• суглинистыми;
• торфяными;
• черноземными;
• гравийными и скалистыми.

В реальных условиях в пределах домашнего участка чаще всего встречаются первые два класса почв или их разновидности (суглинок пластичный, глинистые сланцы и подобные им). Для различных типов грунтов их удельные сопротивления имеют следующие значения:

• Глина пластичная и мягкий торф – 20-30 Ом·/метр.
• Для суглинка с содержанием золы и пепла, а также простой садовой земли этот показатель составляет 30-40 Ом/метр.
• Черноземные земли и глинистые сланцы, а также глина полутвердая имеют сопротивление, близкое к значениям 50-60 Ом/метр.

С точки зрения организации внешнего контура заземления эти почвы – самые подходящие, поскольку в них сопротивление растеканию имеет небольшую величину.

Грунты с большими значениями сопротивлений представлены такими видами, как:

1. Полутвердый суглинок, иногда определяемый как смесь глины и песка, а также так называемая «влажная супесь», имеющая средний показатель 100-150 Ом/·метр.
2. Содержащий глину гравий и влажный песок – 300-500 Ом/·метр.

А такие «жесткие» грунты, как скала, гравий и сухой песок совершенно неспособны обеспечить надежное заземление. В этих условиях принимаются специальные меры, позволяющие понизить сопротивление заземляющих контуров в месте расположения штырей.

Дополнительная информация: Они чаще всего сводятся к искусственному изменению состава почвы. Как пример – добавление в нее раствора поваренной соли.

Еще один вариант, позволяющий найти выход из сложившейся ситуации – обустройство глубинных заземлителей, достающих до слоев более «легкого» состава. Но этот подход к тому, как обустроить наружное заземление, достаточно трудоемок и обойдется недешево.

Контур заземления внутри объекта

При расчете элементов внутреннего контура заземления необходимо учитывать, что смонтированная внутри здания токопроводящая полоса должна охватывать периметр каждого из имеющихся в нем помещений. К открыто проложенной вдоль стен и вблизи от пола заземляющей шине подсоединяются все установленные в них электроустановки и приборы.

Заземляющая шина в распределительном шите

В этих условиях особое внимание уделяется таким составляющим, как заземляющие проводники (соединители, предназначенные для подключения бытовых приборов и ванны непосредственно к заземлению). Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи)

Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже)

Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи). Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже).

Главная заземляющая шина

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.

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.

Использование и конструкция

Заземляющая шина – это специальное устройство, которое используется для функционального выравнивания потенциалов в жилых зданиях и помещениях промышленного назначения. Это необходимо для защиты потребителя при протечках тока. Если система выравнивания потенциалов не установлена, то открытые токоведущие части электрических приспособлениях при протечке могут поразить работника во время прикосновения.

Фото — шины на изоляторах

Для обеспечения защиты всех групп электрических приборов, их токоведущие части соединяются с главной заземляющей шиной

Несмотря на то, что шина является самой важной частью СУП, в её конструкции есть множество других деталей. Все элементы системы соединяются между собой посредством шины, это:

1. Проводник заземления. Элемент соединяется с зажимами защитного контура или другими заземляющими деталями;
2. С трубами коммуникаций с целью защиты этих открытых металлических элементов от проведения тока;
3. С прочими различными металлическими отводами в здании или на его каркасе.

Помимо этого, согласно ПУЭ, шина обязательно соединяется с молниеотводами, которые также преимущественно производятся из металла.

Фото — универсальный разъем

Стандартно, шина нулевая или заземления изготавливается из высокопрочного металлического сплава или металла (в основном производятся медные отводы – TGRD Hyperline), хотя сейчас в электрощитке все чаще можно увидеть стальные защитные элементы. В различных магазинах можно найти шину, изготовленную из алюминия (WZ-1951), но это запрещено. Стальная и медная способны выдерживать высокие температуры при замыкании или в аварийной ситуации, при этом, алюминиевая шина просто расплавится.

Фото — принцип подключения

Кратко о терминах

Чтобы статья была понятной даже для тех, кто далёк от электротехники, мы привели пояснение к терминам, которые в ней будут использоваться.

Заземлителем называют основа системы заземления. Обычно оно представляет собой металлические штыри, вогнанные в землю на равном расстоянии друг от друга, формируя фигуру наподобие треугольника.

Заземляющей шиной или ГЗШ называют металлическую полосу, проложенную по периметру помещения или около защищаемых приборов, которая соединяет все заземляющие проводники электроприборов с заземлителем.

Заземляющим проводом или жилой называют тот проводник, который обеспечивает соединение заземлителя с ГЗШ.

Металлосвязь – это понятие, которое характеризует контакт между металлическими частями корпусов электрооборудования, в том числе двери электрических щитов или шкафов с их корпусами.

Цвет провода и особенности подключения

Какого цвета должна быть изоляция провода заземления? Заземляющие проводники и шины всегда имеют желто-зеленый полосатый окрас. Это позволяет безошибочно (если монтаж правильный) определять назначение проводов при ремонте проводки. Фазный проводник может иметь коричневый или другой цвет, а нулевой почти всегда синего цвета. В цепях постоянного тока часто маркируют красным плюс, а черным минус. Более подробно данный вопрос рассмотрен в статье: цветовая маркировка проводов.

Если вам достался кабель с цветовой маркировкой не соответствующей ГОСТам, вы можете обозначить землю, фазу и ноль с помощью изоленты или термоусадочной трубки. Кроме цветовой маркировки бывает и буквенная или цифровая:

• L – Line или фаза.
• N – Neutral или нейтраль, ноль.
• PEN или PE – защитный проводник или земля.

Для подключения во вводно-распределительном щитке (и других местах) часто используют земляную и нулевую шины. Это рейка с набором отверстий и винтовыми зажимами, куда подключаются провода. Для подключения провода земли с многопроволочной жилой нужно обязательно её облудить или обжать штыревым наконечником типа НШВИ и подобными. Это правило касается и подключения к клеммам автоматов и другим винтовым соединениям любых гибких проводников.

Для соединения провода с заземляющей шиной необходимо использовать круглые клеммы НКИ, НВИ или другие виды кабельных наконечников с клеммами в виде кольца.

Это может потребоваться при прокладке заземления от контура к щитку. Обычно они бывают двух типов:

• Обжимные. Для того, чтобы закрепить на кабеле их обжимают специальным инструментом. Пассатижами этого делать не стоит, потому что вы не добьетесь надежного обжима. Наилучшее сжатие обеспечивают пресс-клещи (другое название – кримпер) с гексагональными (шестигранными) зажимами.
• Со срывными винтами — для их затяжки просто затягивают винт до срыва его головки.

Вот и все, что мы хотели рассказать вам в данной статье. Теперь вы знаете, какого сечения и марки должен быть провод для заземления. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Материалы по теме:

• Как сделать заземление в доме
• Что такое зануление
• Марки медных проводов и кабелей

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.

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.

544.2 Заземлители и защитные проводники для устройств защиты, срабатывающих при отклонении или исчезновении напряжения

544.2.1 Должен быть предусмотрен дополнительный заземлитель, не связанный
электрически с другими заземленными металлическими частями, такими как
металлоконструкции, металлические трубы, металлические оболочки кабелей. Это
условие считают выполненным, если вспомогательный заземлитель установлен на
определенном расстоянии от заземленных металлических частей.

544.2.2 Заземляющий проводник, идущий от вспомогательного заземлителя, должен быть
изолированным во избежание соприкосновения его с защитным проводником системы
защитного заземления или с соединенными с ним или другими проводящими частями,
которые могут находиться в соприкосновении с системой защитного заземления.

Примечание — Это требование необходимо
соблюдать во избежание случайного шунтирования датчика напряжения.

544.2.3 Защитный проводник должен быть соединен с корпусами только того
электрического оборудования, которое должно отключаться в случае срабатывания
защитного устройства.

Система уравнивания потенциалов

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.

Схемы заземления частных домов своими руками: 380 В и 220 В

При монтаже контуров заземления значительной разницы между схемой частного дома на 3 фазы (380 вольт) и однофазной (220 вольт) нет. А вот в разводке кабелей она присутствует. Разберемся, в чем она заключается.

Правильно выполненный ввод в дом. Именно так он должен выглядеть в идеале

При однофазной сети для питания электроприборов используется трехжильный кабель (фаза, ноль и земля). Трехфазная сеть требует пятижильного электропровода (та же земля и ноль, но фазы три)

Особое внимание нужно обратить на расключение – заземление не должно соприкасаться с нулем

Рассмотрим ситуацию. С подстанции приходит 4 жилы (ноль и 3 фазы), заведенные в распределительный щит. Обустроив правильное заземление на участке, заводим его в щиток и «сажаем» на отдельную шину. Фазные и нулевая жила проходят через всю автоматику (УЗО), после чего идут к электроприборам. От заземляющей шины жила идет непосредственно на розетки и оборудование. Если нулевой контакт заземлить, устройства защитного отключения будут срабатывать без причины, а такой монтаж электропроводки в доме совершенно ни к чему.

Схема заземления на даче своими руками несложна, но требует внимательного и аккуратного подхода при выполнении. Несложно выполнить ее только для одного котла или иного электроприбора. Ниже мы обязательно на этом остановимся.

Корпус газового котла, как и металлические трубы, требуют качественного заземления во избежание возникновения искры

Что такое контур заземления в частном доме: определение и устройство

Контуром заземления называют конструкцию из штырей и шин, находящуюся в грунте, обеспечивающую отвод тока при необходимости. Однако не любой грунт подойдет для устройства заземлителя. Удачным для этого считают торф, суглинок или глинистую почву, а вот камень или скала не подходят.

Контур готов. Остается проложить шину до стены дома

Контур заземления располагают на расстоянии 1÷10 м от здания. Для этого прокапывается траншея, заканчивающаяся треугольником. Оптимальными размерами являются длины сторон 3 м. По углам равностороннего треугольника вбиваются штыри-электроды, соединяемые стальной шиной или уголком при помощи сварки. От вершины треугольника шина идет к дому. Подробно мы рассмотрим алгоритм действий в пошаговой инструкции ниже.

Разобравшись, что является заземляющим контуром можно переходить к расчетам материала и размеров.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ устанавливают точные рамки, сколько Ом должно быть заземление. Для 220 В – это 8 Ом, для 380 – 4 Ом. Но не стоит забывать, что для общего результата учитывается и сопротивление грунта, в котором устраивается заземляющий контур. Эти сведения можно узнать из таблицы.

Вид грунта	Максимальное сопротивление, Ом	Минимальное сопротивление, Ом
Глинозем	65	55
Гумус	55	45
Лёсовые отложения	25	15
Песчаник, залегание грунтовой воды глубже 5 м	1000	–
Песчаник, грунтовые воды не глубже 5 м	500	–
Песчано-глинистая почва	160	140
Суглинок	65	55
Торфяник	25	15
Чернозём	55	45

Зная данные можно использовать формулу:

Формула расчета сопротивления стержня

• R_o – сопротивление стержня, Ом;
• L – длина электрода, м;
• d – диаметр электрода, м;
• T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
• Р_экв – сопротивление грунта, Ом;
• Т – расстояние от верха стержня до поверхности, м;
• l_n – расстояние между штырями, м.

Но пользоваться такой формулой сложно. Для простоты предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором, в который нужно только внести данные в соответствующие поля и нажать кнопку рассчитать. Это исключит возможность ошибки в вычислениях.

Для расчета количества штырей воспользуемся формулой

Формула расчета количества стержней в контуре

где R_n – нормируемое сопротивление для заземляющего устройства, а ψ – климатический коэффициент сопротивления грунта. В России за него принимают 1.7.

Рассмотрим пример заземления для частного дома, стоящего на черноземе. Если контур выполняется из стальной трубы, длиной 160 см и диаметром – 32 см. Подставив данные в формулу получим n_o = 25.63 х 1.7/4 = 10.89. Округлив результат в большую сторону, получается нужное количество заземлителей – 11.

Порядок монтажа защитного заземления

Защитное заземление – система преднамеренного соединения с землей железных частей электрической установки в целях повышения безопасности ее эксплуатации. Металлические составляющие конструкции под напряжением находиться не должны.

• установка заземлителей;
• прокладка заземляющих проводниковых частей;
• соединение заземляющих проводников – между собой, электрическим оборудованием.

Вертикальные стальные угловые заземлители, отбракованные трубы в грунт погружают и фиксируют путем забивки либо вдавливания. Круглые стальные части в землю по знаку места заземления вдавливают либо вворачивают. Для выполнения работ применяются особые приспособления, машины – сверлилки, копры, ПЗД-12. Чаще всего для устройства системы применяют электрические заглубители со стандартными редуктором и сверлилкой. Это способствует снижению частоты вращений менее 100 оборотов за минуту и увеличению крутящего момента на вкручиваемом электроде. К концу электрода приваривают забурниковый наконечник, который обеспечивает нормальное погружение рабочей части, рыхлит грунт. Заводской электрод имеет вид полосы 4х40 мм или других размеров. Полоса заземления заострена на конце, имеет винтовой изгиб. Другие типы наконечников для электродов также применяются, для фиксации используют зажимы заземления.

Вертикальные заземлители закладываются на 0.5-0.6 м от планировочной отметки, со дна траншеи выступают до 0.2 м

Важно соблюдать правильные интервалы между электродами – это от 2.5 до 3 м. Горизонтальные медные ленты для заземления и соединения укладываются в траншеи на 0.7 м в глубину от отметки планирования на грунте

Если струбцины, клеммники, болты, тросы, скобы для крепления использовать нельзя, делается сварка внахлест. Стыки покрываются слоем битума – она защитит детали от коррозии. Ширина траншеи составляет 0.5 м, глубина 0.7 м.

Внешний заземляющий контур, прокладка внутренней сети делают по проектным рабочим чертежам. Каждая клемма заземления должна давать корректные показания. Зажимы заземления устанавливайте по схеме. Вводы в здание проводников делайте как минимум в паре мест. После завершения работ готовится акт, на чертежах размечаются привязки на местности – где проходит каждая полоса заземления.

Магистральная полоса заземления прокладывается на удалении 0.5-0.1 м от поверхностей вдоль стен, расстояние от пола 0.4-0.6 м. Между точками крепления выдерживайте интервал 0.6-1.0 м. В сухих помещениях при условии отсутствия химически активных сред допустима прокладка заземлителей прямо к стене.

Стержни крепят к стенам дюбелями – с применением дополнительных комплектующих либо без них. Широко используют закладные детали, колодки, к которым привариваются полосы. Пистолетом изделия пристреливаются в кирпичные, бетонные основания. В помещениях с высоким уровнем влажности, особенно едкими токсичными испарениями, проводники привариваются к установленным с применением дюбелей-гвоздей опорам. Для зазоров используют стальной полосный держатель штампованного типа, кронштейн. Длина нахлестки в ходе сварки равняется двойному показателю ширины полосы, если она прямоугольная, и шести диаметрам, если используется круглая сталь.

Шина заземления на din рейку может крепиться задвижками, болтовыми фланцевыми соединителями, обходными перемычками. Отдельные ответвления использовать тоже можно. Стальные заземляющие присоединяются сварным способом к металлическим конструкциям, для оборудования предпочтительно крепление на болты, гайки. Другие варианты – пайка и бандаж.

Когда шина заземления будет установлена, клемма заземления, другие составляющие системы протестированы, вокруг станции можно будет делать контур. К контуру сваркой крепятся заземляющие для внутренних частей подстанций. Отдельно взятые элементы соединяются с проводникам в параллельном, а не последовательном направлении. Изолятор для шины заземления нужно использовать обязательно. Предохранители, рассчитанные на 6-10 кВ, заземляются путем прикрепления проводника к фланцевым частям опорных изоляторов, металлической конструкции, раме.

Зажим заземления, шина и другие детали в домах крепятся на фасадах, размещаются в щитовых комнатах. Для уличного монтажа нужно подбирать шкаф с заданным IP корпуса.

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.

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.

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.