В моей предыдущей статье, посвященной заземлению, приведено несколько исторических фактов и формулировок терминов. Более привычные нам требования содержат «Правила устройства электроустановок» – рассмотрим, что указывалось в части заземления и зануления в недействующих сейчас ПУЭ 5-й редакции.
Что пишет о заземлении ПУЭ-5?
ПУЭ-5 выпускались с 1976 по 1982 г. Но зачем тогда нам нужно обращать внимание на этот документ? Львиная доля многоэтажек на территории бывшего СССР построено как раз в те времена. Поэтому есть мнение, что если дом построен в период действия ПУЭ-5, то и сейчас нужно их соблюдать. Главным образом это касается зануления — тогда единственного способа обеспечить автоматическое отключение при неисправности.
I-7-6: Заземлением какой-либо части установки или другой установки называется преднамеренное гальваническое соединение этой части с заземляющим устройством.
I-7-7: Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью электробезопасности.
I-7-8: Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.
I-7-9: Занулением в электроустановках до 1000 В называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.
Что касается защитного и рабочего заземлений – назначение этих действий понятно из названия: для обеспечения защиты либо для обеспечения работы. В части зануления – можно только догадаться, что если зануляют «части, нормально не находящихся под напряжением» – то это не для обеспечения работы, следовательно – для обеспечения безопасности.
I-7-17: Нулевой защитный проводник в электроустановках до 1000 В называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.
Из двух последних пунктов следует, что зануление – это соединение частей электроустановки с глухозаземленной нейтралью источника питания с целью защиты. Если не понимать, как должно действовать зануление, то такое соединение «не находящегося под напряжением», например, кожуха оборудования с одним из выводов источника питания, по меньшей мере, может насторожить.
I-7-17: Нулевой рабочий проводник в электроустановках до 1000 В называется проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.
До этого момента есть определения защитного нулевого и рабочего нулевого проводника; всё усложняет абзац:
В электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью нулевой рабочий проводник может выполнять функции нулевого защитного проводника.
Можно, конечно, сказать, что это совмещенный PEN-проводник, но в этой редакции ПУЭ такого термина нет. Получается, если функции совмещены, тогда можно говорить просто «нулевой проводник». Может ли вообще обеспечиваться безопасность посредством проводника, нагруженного рабочими токами?
I-7-32: Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделяющий трансформатор, малое напряжение, двойная изоляция, выравнивание потенциалов.
Выравнивание потенциалов позднее стали называть защитным уравниванием потенциалов. Также п. I-7-47 касается уравнивания потенциалов. Замечу, что одновременно применять зануление и заземление нельзя (это любимый вопрос на экзаменах по допуску для работы на установках до 1000 В): они эквивалентны только в точке заземления нейтрали источника питания (и в точках подключения вторичных заземлителей к нейтрали, при их наличии).
Ещё несколько фрагментов – то, что касается безопасности.
VII-1-37: Установка штепсельных розеток в ванных комнатах, душевых (…) не допускается;
Штепсельные розетки должны быть по возможности удалены от заземленных частей (трубопроводы, раковины), и находиться от них на расстояние не менее 0,5 м. Для кухонь жилых квартир и общественных зданий это расстояние не нормируется.
VII-1-55: В ванных комнатах жилых, общественных зданий и в банях металлические корпуса ванн, а в душевых – поддоны должны быть соединены металлическими проводниками с металлическими трубами водопровода.
Пункт VII-1-37 признает, что в квартирах имеются заземленные части (трубопроводы, связанные с естественными заземлителями), а пункт VII-1-55 предписывает выполнять в ванных заземленную систему уравнивания потенциалов (соответствует тому, что позже стали называть «дополнительная система уравнивания потенциалов»).
VII-1-59: В жилых и общественных зданиях должны зануляться металлические корпуса стационарных электроплит, кипятильников и т.п., а также переносных бытовых электрических приборов и машин мощностью более 1,3 кВт и металлические трубы электропроводок.
Для зануления корпусов стационарных однофазных электроплит, кондиционеров воздуха, электроплотенец и т.п., а также переносных бытовых электрических приборов и машин мощностью более 1,3 кВт должен прокладываться от стояка, этажного или квартирного щитка отдельный провод сечением, равным сечению фазного провода. Этот провод присоединяется к нулевому защитному проводнику питающей сети перед счетчиком (со стороны ввода) и до отключающего аппарата при его наличии.
Обратите внимание, куда предписывается подключать провод для зануления прибора: к нулевому защитному проводнику питающей сети перед счетчиком. В реальности «защитного нулевого проводника» обычно не существует (как это указано в п. I-7-17). Есть единственный нулевой проводник, нагруженный рабочим током, используемый для питания нагрузок. Уточнение «перед счетчиком и до отключающего аппарата» подтверждает, что нулевой проводник является частью цепи электропитания.
Ситуацию немного улучшает то, что корпус прибора предписывали соединять с нулевым проводником в щите отдельным проводником – это поможет, если день сложится очень неудачно: и фазу замкнет на корпус, да ещё «отгорит» рабочий ноль (перемычка между нулем и корпусом в розетке – это совсем плохая идея, такой опасный «вредный совет» можно увидеть в интернете).
В ванных, согласно п. VII-1-37 ПУЭ-5, не допускается установка розеток (и оборудования в металлических корпусах). Запрет понятен, поскольку по ПУЭ требуется занулять корпуса оборудования, а в ванной все проводящие предметы должны быть соединены между собой и заземленными трубами «металлическим проводником» (п. VII-1-55). На кухне для квартир с электроплитами должно выполняться зануление корпуса плиты (VII-1-59). Пользуясь на кухне современным оборудованием, требующего защитного заземления, безопасность по этим правилам обеспечиваться не может.
Промежуточные выводы
Понятно, что ПУЭ – это не учебник, и там не дается объяснений – собственно, а как действует защита при занулении корпуса электроплиты или стиральной машины.
Нужно понимать, что зануление как средство защиты действует только в аварийной ситуации, при дефекте внутри прибора – замыкании фазы на корпус.
Зануление обеспечит надежное срабатывание автоматического выключателя (предохранителя, плавкой вставки) благодаря электрической связи между корпусом и нулевым проводником питающей сети: при нарушении изоляции питающего прибор фазного проводника, и его замыкании на зануленный корпус, возникает ток короткого замыкания, что вызывает срабатывание автоматов защиты и отключение повреждённой электроустановки от сети.
Именно на создании тока короткого замыкания основана защита занулением – когда-то это был единственный надежный способ обеспечить безопасность в аварийных ситуациях.
Если руководствоваться только правилами, которые действовали на момент постройки дома, то установка современного оборудования класса защиты I (стиральная машина, бойлер и т.п.) в таком доме невозможна.
Класс I – защита от поражения электрическим током обеспечивается не только изоляцией, но предполагает меры безопасности, при которых проводящие доступные части должны быть соединены с защитным заземляющим проводом.
ПУЭ-5 – недействующий, однако при модернизации старой электропроводки или квартирных щитов нужно учитывать, что в квартире могло быть применено зануление (то есть корпус какого-либо прибора был соединен с нулевым проводником в щите). Обычно в домах без газоснабжения занулялись корпуса электроплит – для подключения применяли 3х контактную розетку и вилку (РШ-ВШ).
В газифицированных многоквартирных домах (МКД) обычно никакого зануленного оборудования изначально не устанавливалось, все розетки ставили двухконтактные (речь о домах, построенных при существовании СССР и чуть позже, когда электросети выполняли двухпроводными, без защитного заземления).
Всё, что было написано выше – это исторический обзор, поскольку упомянутые нормы недействующие.
Тут нужно упомянуть, что действующие 6 и 7 редакции ПУЭ не были зарегистрированы Минюстом России, поэтому не подлежат обязательному применению. ПУЭ можно руководствоваться в добровольном порядке в части, не противоречащей действующему законодательству РФ.
ЧТО ДАЕТ ЗАНУЛЕНИЕ
Термин "зануление" – это калька с термина “nulling” который применялся в немецких технических документах уже с 1913 г., а в действующем ГОСТ 12.1.030-81 он определён так:
1.1. Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.
4.2. При занулении фазные и нулевые защитные проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, обеспечивающий отключение автомата или плавление плавкой вставки ближайшего предохранителя.
Последний пункт – пожалуй, единственный в действующих нормативах, который описывает принцип, на котором основана защита путем зануления.
Ниже схематически показан фрагмент электросети МКД, с учетом особенностей устройства квартирный щитов: во многих домах нейтральный (нулевой) проводник конструктивно выполнен как металлический каркас, проходящий через все этажи. Квартирные щиты представляют собой рамы с дверцами, прикрепленные к каркасу. Рабочие и защитные нулевые проводники от квартир подключаются к металлическому каркасу.
На схеме показано подключение зануляющего корпус провода согласно п. VII-1-59 ПУЭ-5 – отдельный провод подключен к нулевому проводу до счетчика. Нейтральный проводник заземлен в ГРЩ на вводе в здание, и также рамы щитов имеют конструктивную и гальваническую связь с естественными заземлителями. Оборудованием, подключенным через розетку, может быть электрическая плита и другое оборудование, требующее зануления согласно прежним правилам ПУЭ-5. В помещении также обычно есть заземленные предметы, связанные с системой уравнивания потенциалов; ΔU – разность потенциалов между естественным заземлителем и зануленным предметом.
Сейчас такая схема запрещена.
Зануление корпуса не является заменой защитному заземлению: корпус находится под потенциалом нейтрали (рабочего нуля), который в общем случае отличается от потенциала заземленных предметов (связанные с естественными заземлителями); также при подключении оборудования с конденсаторами фильтра один из них окажется закорочен. Особую опасность представляет ситуация в случае нарушения цепей нулевых рабочего и защитного проводников (например, обрыв в розетке или щите), но при подключенной фазе: прибор не работает, но на него подано сетевое напряжение – автоматический выключатель (АВ) не сработает.
На второй схеме показан случай замыкания фазного провода на зануленный корпус: возникает ток короткого замыкания, который вызывает срабатывание автоматического выключателя в щите. Такая защита действует при сочетании трех условий: нарушения изоляции фазного проводника, замыкания этого неизолированного проводника на корпус, возникновение тока короткого замыкания (при незначительной утечке автомат не сработает).
Более распространенный ситуация – утечка на корпус, когда протекающий ток недостаточен для срабатывания АВ, например, при попадании влаги внутрь прибора, коррозии ТЭНа и т.п. – КЗ не возникает и электромагнитный расцепитель автомата не срабатывает, но при длительном воздействии большого тока может сработать тепловой расцепитель.
Для автоматических выключателей номиналом 16 А с время-токовой характеристикой типа С «неотключение» должно обеспечиваться при прохождении тока 18,08 А (1,13*In) в течение часа, а ток расцепления для этого номинала составляет 23,2 А (1,45*In) – такой ток соответствует максимальной величине тока для медного провода 1,5 мм2 (на допустимый ток также влияет способ прокладки).
Всегда важно, чтобы номинал автоматических выключателей соответствовал допустимому току проводки и максимальной мощности нагрузки – а при защите с применением зануления особенно. Когда ставят автомат «с запасом», он ничего не защитит, в результате изоляция проводов может загореться; например, автомат С 40 А выдержит ток до 58 А, а провод 1,5 мм2 - нет.
Такой способ защиты – создание условий для короткого замыкания – соответствует требованиям ПУЭ-5, когда устройства защиты, основанные на контроле дифференциальных токов (УЗО, УДТ) ещё не применялись.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ПО ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
Электробезопасность, согласно ГОСТ 12.1.019—2017, среди прочих способов защиты обеспечивается:
- защитным уравниванием потенциалов
- автоматическим отключением питания
В журнале «Новости электротехники» №1, 2003 г. был задан вопрос:
Термин «автоматическое отключение питания» отсутствовал в главе 1.7 ПУЭ шестого издания. Определение, приведенное в п.1.7.38 ПУЭ 7-го издания, не отражает физическую сущность термина. Необходимо пояснить, выполняется ли автоматическое отключение питания взамен зануления, требовавшегося согласно шестому изданию в сетях с глухозаземленной нейтралью, или дополнительно к нему.
Ответ. Термин «защитное автоматическое отключение питания» в ПУЭ 7-го издания и термин «зануление» в ПУЭ 6-го издания обозначают одну и ту же меру защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении. Эта мера служит для достаточно быстрого отключения поврежденной цепи в электроустановке при повреждении изоляции (однофазном коротком замыкании или образовании токов утечки).
Ответ может поставить в тупик: получается, термины идентичны? Защита при занулении всегда была основана на автоматическом отключении питания – но только в случае КЗ фазного проводника на зануленный корпус – благодаря срабатыванию автоматического выключателя.
Защитное автоматическое отключение питания с применением выключателя дифференциального тока (ВДТ, АВДТ) защищает при возникновении токов утечки, и не требует зануления корпуса. Дело не в терминах, а в результате действия защитной меры; это – отключение электроустановки при возникновении токов короткого замыкания либо утечки вследствие повреждения изоляции, то есть сами термины имеют различные определения.
На этой схеме показан путь тока при возникновении утечки фаза-корпус, достаточной для отключения ВДТ или АВДТ (10-30 мА). Аналогично произойдет отключение и при утечке в цепи нейтраль-корпус. Если применен не АВДТ, а ВДТ, с ним обязательно должен устанавливаться автоматический выключатель (для защиты проводки от превышения максимального допустимого тока).
В данном случае схема подключения соответствует части требований ПУЭ-7:
1.7.50. …
Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ, при наличии требований других глав ПУЭ, следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.
1.7.78. …
В электроустановках, в которых в качестве защитной меры применено автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.
Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или на дифференциальный ток.
Однако зануление ОПЧ, или "присоединение к глухозаземленной нейтрали", как требует ПУЭ, невыполнимо, если в помещении есть заземленные предметы.
1.7.78. При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN (…)
Это противоречие учтено следующим пунктом:
1.7.52. Меры защиты от поражения электрическим током должны быть предусмотрены в электроустановке или ее части либо применены к отдельным электроприемникам и могут быть реализованы при изготовлении электрооборудования, либо в процессе монтажа электроустановки, либо в обоих случаях.
Применение двух и более мер защиты в электроустановке не должно оказывать взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.
Практические рекомендации обеспечения безопасности при эксплуатации электроустановок в квартирах и индивидуальных жилых домах, в частности – для ванных комнат и душевых, приведено в Техническом циркуляре №23/2009 Ассоциации Росэлектромонтаж:
1. В систему дополнительного уравнивания потенциалов должны быть включены все открытые проводящие части оборудования, доступные прикосновению сторонние проводящие части, включая металлическую арматуру основания пола, защитные оболочки и защитные сетки греющих кабелей, внешние металлические оболочки оборудования класса защиты II. Защитные контакты розеток, ванных, душевых и сантехкабин также включаются в дополнительную систему уравнивания потенциалов.
В исходном тексте указано оборудование класса II – такое оборудование имеет двойную или усиленную изоляцию; заземление корпуса не требуется, вилка не имеет заземляющего контакта; речь должна идти об оборудовании с классом защиты I.
4. При выполнении системы дополнительного уравнивания потенциалов в помещении установка специальной шины уравнивания потенциалов не обязательна.
Дополнительная система уравнивания потенциалов является самостоятельной мерой по обеспечению защиты от косвенного прикосновения и применяется в помещении (установке) или его части, либо когда не выполняются условия автоматического отключения питания либо, как дополнение к автоматическому отключению питания в специальных случаях.
Выводы и итоги
При использовании новых способов защиты (ВДТ) выполнение старых требований, таких, как защитное зануление корпуса — не требуется.
Еще один тезис: защитное уравнивание потенциалов — обязательное средство защиты при использовании оборудования в помещениях, где СУП обязан быть для целей безопасности (как выяснилось, уже в 1914 году было такое требование), что обеспечивает безопасность при исправном оборудовании.
А при неисправности оборудования (утечках на корпус) — защиту обеспечит автоматическое отключение нагрузки (ВДТ).
У нас, по причине большого количества жилья, оснащенного 2-х проводными электросетями, складывается «двоевластие»: часть квартир эксплуатируется с момента постройки, как прописано в старых ПУЭ, а в других – нередко жители самостоятельно (или руками случайных электриков) меняют старую электропроводку и розетки, устанавливают в ванных комнатах и на кухнях оборудование, требующее заземления – что входит в противоречие с ПУЭ-5.
Вся безопасность сводится к установке ВДТ (УЗО), уравнивание потенциалов не выполняется, корпус оборудования часто оставляют не подключенным, а еще хуже – зануляют.
В результате – щиплет током, выбивает ВДТ.
Модернизация электропроводки должна проводиться профессионалами, и любая работа должна начинаться с обследования объекта. Эта статья не является инструкцией по производству работ: здесь только приведены некоторые нормативные требования, актуальные документы следует смотреть на официальных ресурсах.
Текст: Борис А.
Статьи в тему:
-----------------------------------
Подписывайтесь на Дзен СамЭлектрик.ру и делитесь опытом в комментариях!
Внимание! Автор делится своим мнением и не гарантирует, что всё написанное на этой странице - истина. За ваши действия и за вашу безопасность ответственны только вы!