Для большинства электриков любой нефазный проводник, приходящий в щиток, является PEN-проводником. Но, как правило, это совсем не так, и в этой статье я разберу все вопросы, прямо и косвенно касающиеся понятия "PEN", и объясню со ссылками на нормативную документацию, что куда подключается и как называется.
Споры вокруг PEN проводника продолжаются. Наиболее показательный спор на эту тему произошёл недавно в ВК, ссылки в конце.
Исходные данные: в дом приходят 2 провода (1-фазное подключение) или 4 провода (3-фазное). Соответственно, имеем 1 или 3 фазных проводника, и ещё один провод. Как называется этот проводник?
Вопрос простой (можете ответить на него в комментариях, но предварительно прочитав эту статью).
Поясню на фото. Речь идёт о таком подключении для однофазного ввода. Как называется проводник, отмеченный стрелкой?
Если думаете, что синий провод СИП на фазе - это ошибка, то вы не правы.
Но не будем отвлекаться от темы. Где на фото PEN?
Почти все фото в этой статье присланы подписчиками.
Народно-хороводный вариант:
Можно долго обсуждать многочисленные особенности этих "щитков", но это не является темой данной статьи.
Для трехфазного ввода аналогично:
Фото из этой статьи:
Ну что, обсудим тему?
Сначала приведу доводы читателей, которые считают, что отмеченный проводник - PEN. В конце я приведу выдержки из ПУЭ и ГОСТ, и скажу своё мнение.
Аргументы за PEN
Главная мысль: если этот проводник заземлен на подстанции и несёт в себе функции нейтрального и защитного проводника, то это - PEN.
Далее - некоторые аргументы "свидетелей PEN":
- От опоры пришло СИПом два провода: L и PEN. Автомата на PEN вообще быть не должно. Если бы это был провод N, то есть "рабочий нулевой провод", то двухполюсный можно - на фазу и на рабочий нуль. А здесь он совмещённый нулевой рабочий и защитный, то есть PEN - его разрывать нельзя.
- Совмещенный потому что пришло СИПом два провода. Это ведь СИП с опоры современной ЛЭП, и конечно же PEN проводник там есть)
- Обычно, в большинстве случаев, СИПом выполняется 4-проводная линия: 3 фазы и PEN, ответвления от ВЛ к однофазным потребителям – соответственно фаза и PEN. Пятипроводную схему TN-S, выполненную по ВЛ, я не встречал. Возможно, что они где-то и есть, но я уверен, что здесь обычная схема – три фазы и PEN.
- PEN он потому, что в нём уже совмещены две функции: рабочая и защитная. Рабочая - потому, что по нему протекает рабочий ток, а защитная – потому что он глухозаземлён на подстанции. Если его разделить, то мы перейдём в систему TN-C-S, где, в соответствии с НТД и получим, что на одном протяжении у нас рабочий и защитный нулевой провод совмещены, а с некоторой точки они разделяются.
Аргументы за N
Спойлер: я сторонник лагеря "нельзя просто так взять и назначить проводнику название "PEN".
Далее - что пишут комментаторы по этому поводу:
- PEN становится PENом, когда в нём не только совмещены, но и реализованы две функции - питание и защита.
- PEN это совмещённый N и РЕ, то есть в нем есть защитная функция, поэтому его коммутировать нельзя. Здесь нигде не видно, что PEN разделяется на N и РЕ, значит РЕ в нем нету, значит это только N. Хотите назвать этот провод PENом - для начала покажите разделение, потом поговорим.
- У PEN в данном щитке должна быть реализована защитная функция. Как она тут реализована? Никак, этот провод используется только как рабочий ноль (нейтральный проводник N). Чтоб правильно реализовать защитную функцию, нужно разделить этот провод на РЕ шине, и получить N и РЕ.
- Если бы он ДО автомата шёл на шину PE, а потом на шину N и на автомат, то я бы согласился, что это PEN. Даже если в следующем щитке есть такие шины, из-за коммутации это нельзя называть PENом. Ибо защитные проводники (PEN и РЕ), как известно, коммутировать нельзя.
- Нет здесь PEN-проводника, так нет его разделения. А пока в щите нет разделения на защитный и рабочий нулевой проводник, то технически приходящий проводник является нулевым. А соответственно размыкать его вместе с фазными, можно.
Особо выделю комментарий Андрея Вьюшкина к фото 5:
Ребята, которые говорят, что там есть PEN-проводник только потому, что якобы он идет прям от ТП. Совет, сходите снова поучитесь, хотя верней будет сказать, сходите в принципе поучитесь.
От ТП по линии идет просто проводник, подключенный к глухозаземленной нейтрали на подстанции. А будет это N или PEN, определяется тем, какую функцию он будет выполнять.
В системе ТТ, тоже нейтраль глухозаземлена, но на вводе в здание она является именно рабочей нейтралью (рабочим нулем).
В системе TN-S, она тоже глухозаземлена, но это нейтральный проводник, и является только нейтральным проводом (рабочим нулем).
Совмещенным проводником он становится только тогда, когда сделано разделение на защитный и рабочий нулевой проводники на стороне потребителя. Вот тогда он будет являться PEN-проводником.
И снова вопрос, на который почему толдычащие про PEN не ответили. ГДЕ ВЫ УВИДЕЛИ РАЗДЕЛЕНИЕ ЭТОГО ПРОВОДНИКА?
А если к примеру там система ТТ?
И ответ по типу, "а где тогда УДТ" - показатель только ограниченности отвечающего.
Который не способен понять, что делал человек который не является электриком и не знает разных нюансов.
Дальше - много букв для тех, кто действительно хочет разобраться.
Как на самом деле. Что говорит НТД
А теперь внимание - правильный ответ (С) В.Ворошилов
Я утверждаю, что PEN проводника на всех фото нет, без всяких "если" и "может быть". Ниже - подтверждение моих слов.
Ключевое слово сторонников "свидетелей PEN" - слово "если".
Если разделить, он бы мог стать PEN. Если бы мы знали, что это такое... если бы могли, если бы захотели...
Но обещать - не значит жениться. Зачем нам фантазии и сослагательное наклонение? Мы смотрим не на то, что могло бы быть, а на то, что есть.
Вы будущий муж? Я не будущий, но потенциальный. (С) Костик, Покровские ворота
Чтобы изучить эту тему, нужно открыть два документа:
- ГОСТ 30331.1—2013 ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ Часть 1 Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения (IEC 60364-1:2005, MOD)
- ГОСТ Р 50571.5.54— 2013 /МЭК 60364-5-54:2011 ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов. Что мы сейчас и сделаем.
Есть и другие документы (например, схемы квартирных и этажных щитков приведены в приложении А ГОСТ 32395— 2020), но они или не актуальны, или являются производными от указанных ГОСТов.
Эти ГОСТы, а также много других полезных файлов можно скачать с блога СамЭлектрик.ру, страница Скачать.
Что нужно понимать, прежде чем читать дальше
Вся эта тема построена вокруг типов заземления системы распределения электроэнергии (СРЭ). В статье я буду говорить коротко - тип заземления, или система заземления.
Нужно рассматривать не один провод, который заземлён где-то на подстанции, а всю систему распределения электроэнергии в целом: от вывода нейтрали трансформатора на подстанции до металлических корпусов (открытых проводящих частей, ОПЧ) конечных нагрузок (бойлеров, посудомоек и стиралок).
Чтобы сказать, какой тип заземления СРЭ перед нами, нужно знать как минимум 3 вещи, которые касаются трех составных частей СРЭ (ГОСТ 30331.1—2013, п.20.75):
- Источник питания: заземлена ли нейтраль трансформатора? Как правило - ДА, если это не какие-то альтернативы вроде передвижных электростанций, генераторов или спец.учреждений, где могут быть специфические системы типа IT.
- Линия электропередачи: выполняются ли требования к проводникам? В частности, защитные проводники должны быть непрерывны на всём протяжении от источника до ввода в здание, а сечение PEN не должно быть менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию.
- Электроустановка здания: каким образом заземлены открытые проводящие части (ОПЧ), и имеют ли они электрическое соединение с нейтралью трансформатора. Иначе говоря, каким образом корпуса электроприборов в доме соединяются с нейтралью на подстанции.
Перед тем, как углубиться в тему, ещё несколько замечаний.
Это относится ко всем типам заземления СРЭ: совмещенный PEN и защитный РЕ проводники могут быть дополнительно заземлены на протяжении распределительной электрической сети и в электроустановке.
Ещё хочется добавить, что в РЕ проводнике и в PEN проводнике в нормальном режиме протекает ток утечки, который обусловлен небесконечным сопротивлением изоляции и емкостным током. Для частных домовладений и квартир этот ток обычно равен нескольким миллиамперам.
В аварийном режиме (например, когда фаза замыкается на заземленные ОПЧ через ненулевое сопротивление либо накоротко) к току утечки добавляется ток замыкания на землю, который может достигать значения тока КЗ.
Подробности в ГОСТ 30331.1—2013, п.20.78...20.83 и в моей статье:
Тема PEN, повторного заземления и типов заземления в свете приборов учета (счетчиков ЭЭ) будет поднята в конце статьи.
Типы заземления. Коротко
В реальной жизни можно говорить о четырех типах заземления, которые отличаются способом соединения открытых проводящих частей электрооборудования (электроустановки потребителя) с заземленной нейтралью трансформатора на подстанции:
TN-S
TN-S – самая безопасная, но самая дорогая, а значит редкая система заземления. Она может использоваться, когда подстанция установлена внутри здания, или в непосредственной близости он него. Например, это может быть новый жилой комплекс или торговый центр.
Фазные проводники в данной статье не рассматриваем, кроме них на схеме есть то, что нас интересует:
- 20.34 нейтральный проводник (N): Проводник, электрически присоединенный к нейтрали и используемый для передачи электрической энергии.
- 20.23 защитный проводник (РЕ): Проводник, предназначенный для целей электрической безопасности, например, для защиты от поражения электрическим током.
Проводники N и РЕ объединены только в самом начале СРЭ, на ГЗШ внутри подстанции. На этой ГЗШ они разделяются, и живут отдельной жизнью.
TN-С-S
TN-С-S – самая распространенная и предпочтительная система, ПУЭ и Россети очень её любят. Почему - читайте тут:
Тут нас интересуют уже 3 проводника:
20.70 совмещенный защитный заземляющий и нейтральный проводник (PEN-проводник, PEN): Проводник, выполняющий функции защитного заземляющего и нейтрального проводников;
а также N и РЕ проводники, которые появляются в системе только в электроустановке.
PEN проводник тут есть только на вводе в здание, и первое, что он делает в этом здании - разделяется на N и РЕ проводники. Вот, как это изображено в ГОСТ Р 50571.5.54— 2013:
Тут полезно вспомнить, что такое ввод.
Вводом от воздушной линии электропередачи называется электропроводка, соединяющая ответвление от ВЛ с внутренней электропроводкой, считая от изоляторов, установленных на наружной поверхности (стене, крыше) здания или сооружения, до зажимов вводного устройства.
Так сказано в ПУЭ 2.1.6. Иными словами, ввод заканчивается вводным (как правило) автоматическим выключателем.
Как считаете, если разделение PEN-проводника, например, выполнили в ЩУ, установленном на опоре ВЛ, то это место является вводом в электроустановку здания?
Если действовать по правилам, прибор учета должен стоять только после этого автомата. Подробности:
Вероятно, можно как-то сделать разделение PEN не на вводе, а в домашнем (основном) щитке. Но я не знаю, как и зачем это делать. Можете пофантазировать в комментариях.
TN-С
TN-С. Эта система распределения электроэнергии запрещена. ГОСТ 30331.1, п.312.2.1: Электроустановки жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений запрещено выполнять с типом заземления системы TN-C.
Ранее такая система использовалась на пром.предприятиях, и никогда - в квартирах и частных домах.
Если вам кажется, что у вас в квартире - система TN-C, то вам нужно почитать эти статьи, и казаться перестанет:
Этот архаичный тип заземления СРЭ забываем, больше его упоминать нет смысла.
ТТ
ТТ - система, которая стоит особняком, поскольку в ней нет электрического соединения открытых проводящих частей электрооборудования с заземленной нейтралью трансформатора на подстанции. Защитное заземление реализуется при помощи местного (если хотите, индивидуального) заземлителя.
Намеренно урезаю и упрощаю изложение, кому нужен первоисточник - читайте ГОСТ 30331.1, п.312.2.2.
Прежде чем перейти к чтению следующего раздела, ещё раз посмотрите на схемы выше. Обратите внимание, как в зависимости от конфигурации проводников на схемах появляются и исчезают буквы PEN, N, РЕ.
Каким образом один и тот же провод может иметь разное название
Брюки превращаются... Превращаются брюки... В элегантные шорты! (С) Бриллиантовая рука
Всё зависит от ситуации. Напоминаю, что нужно рассматривать всю систему распределения электроэнергии в целом. Непреложным фактом является то, что все рассмотренные системы имеют, как говорили раньше, глухозаземленную нейтраль трансформатора. Что происходит дальше?
Дальше для простоты рассматриваем 1-фазный ввод. Посмотрите на эти 4 электроустановки (здания):
Пунктир символизирует открытые проводящие части (ОПЧ), которые тем или иным образом должны быть заземлены. От этого напрямую зависит тип заземления и название проводника из заголовка статьи. Итак, смотрим, на подключения в четырех зданиях, изображенных на схеме.
- Тут реализован тип TN-S, потому что на вводе в здание (в вводной щит или ГРЩ) ничего не разделяется, и приходит 3 провода - L, N, PE. Приходящий защитный проводник РЕ приходит на шину РЕ, которая дополнительно заземляется заземлителем через заземляющий проводник. По народному, "подключен контур". К этой шине через защитные проводники подключены все стационарные ОПЧ - например, корпуса светильников и электроплит, металлические элементы инженерных систем, заземляющие (защитные) контакты розеток. N используется только как нейтральный проводник (рабочий ноль), который нужен только для питания нагрузки.
- TN-C-S. В ней, согласно вышеприведенным ГОСТ и схемам, PE проводник в здание не заводится, а формируется на вводе, в ГРЩ. Для этого PEN проводник первым делом прикручивается к шире РЕ, к которой подключаются защитные проводники и заземлитель. К шине РЕ подключается перемычкой и шина N, к которой подключены все нейтральные проводники в здании.
- ТТ. Как в этом здании подключены ОПЧ к нейтрали на ТП? Через провода электросети - никак. Только "виртуально", посредством заземлителя. В типе заземления ТТ PEN проводника нет по определению и быть не может, в здание заходит только N.
- ?? - так я обозначил самую распространенную "систему", которая существует в большинстве квартир и домов. Это двухпроводная система питания, в которой есть только фазный L и нейтральный проводник N. При этом не идет никакой речи про тип заземления, а значит - про защитную функцию и защитные проводники PEN и N. К сожалению, домов и квартир с такой схемой - большинство. Если вы спросите, как называется такая "система", я отвечу вопросом на вопрос: "Как можно назвать то, чего нет?"
Вывод: проводник линии электропередачи, о котором мы говорим всю статью, как хамелеон, может в зависимости от своего подключения на стороне потребителя менять свой цвет с синего на сине-желто-зеленый. Говоря без шуток - он может легко превратиться из PEN в N и обратно, когда мы устанавливаем или убираем перемычку между шинами РЕ и N.
Соответственно, этот проводник выполняет или или перестает выполнять защитную функцию в зависимости от типа заземления системы распределения электроэнергии.
Повторю ещё раз - нужно всегда рассматривать конкретную электроустановку здания и схему его главного (вводного распределительного) щита, или ГРЩ. И быть готовым к тому, что перед нами - просто двухпроводное питание, поскольку реальная схема не подходит ни к одному из типов заземления.
Не нужно натягивать сову на глобус.
Важно то, что под словом «здание» подразумевается не одна квартира или комната, а здание целиком – будь то хата с краю деревни, коттедж на 4 хозяина, многоквартирный дом или торгово-развлекательный центр.
Как вариант, в одном здании может быть более одного ввода, а значит - более одного типа заземления СРЭ.
Фото PEN проводника в реальных щитах
В реальных щитах, если имеется правильно сделанное защитное заземление, оно реализуется в 99,9% двумя типами заземления СРЭ: TN-C-S и ТТ.
Вот как это сделал Руслан Юсупов из Уфы:
Он PEN/N проводник посадил на собственную шину, а заказчику предоставил самому решать, что у него будет - TN-C-S или ТТ. Решение это реализуется при помощи перемычки, которую я изобразил на фото:
- Когда перемычка установлена, три шины справа называются N, PEN, РЕ, тип заземления TN-C-S.
- Когда её нет, будет N, N, РЕ, тип заземления TТ.
Вот чистая TN-C-S:
Видите по центру кадра три шины РБД? На центральную приходит PEN провод с уличной ВЛИ (изолированной воздушной линии). Это шина PEN. С этой шины влево идет желто-зеленая перемычка на шину РЕ, а вправо - синяя перемычка на шину N. И только потом с шин РЕ, N, а также с нижних клемм автомата жилы уходят в дом (отверстие в задней стенке щита и в стене дома).
Ещё неплохой, но неидеальный пример реализации TN-C-S:
Что плохого? Есть минус - если вам захочется сделать тип системы ТТ, нужна будет модернизация щитка. PEN и N проводники должны быть подсоединены к отдельным шинам. Хотя, ГОСТ 30331.1—2013 рис.31B2 такое подключение, как на фото, допускает.
А это - 100% TT, без вариантов:
Если вы переживаете за межфазное КЗ, не переживайте)))
А вот квартирный щит, в котором нет никакого типа заземления.
Потому, что защитный провод должен тянуться от ГРЩ в подвале дома. А этого нет, о чём Руслан честно предупредил:
Ещё раз, почему тут нельзя говорить о какой-либо системе заземления? Правильно! Потому, что у ОПЧ квартиры нет никакой связи с нейтралью трансформатора на подстанции.
Измерить температуру забортной воды не представляется возможным из-за отсутствия таковой! (С) Старший помощник Лом, Приключения капитана Врунгеля.
Каким должен быть PEN-проводник. Чек-лист
Если вы утверждаете, что перед вами - PEN-проводник, ответьте на три простых вопроса:
- Сечение проводника - не менее 10 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий) на всём его протяжении. Пруф: ГОСТ Р 50571.5.54— 2013, п.543.4.1.
- Проводник при заходе в главный щит сразу подключается на дополнительно заземленную шину РЕ (PEN), к которой, в свою очередь, подключена шина N.
- Проводник нигде не коммутируется.
Если на все вопросы вы ответили "ДА", поздравляю: вы созерцаете провод PEN. Если хотя бы на один вопрос вы ответили «НЕТ», то можно смело сказать: этот проводник – N.
Отдельно добавлю про коммутацию. Об этом не сказано в ГОСТ, но зато ПУЭ говорит о требовании к непрерывности проводника PEN так: «1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.
Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата».
Я не представляю, где в квартире может быть нагрузка, которая подключается PEN проводником через штепсель. Видимо, речь может идти только про оборудование на предприятиях.
Проще говоря, PEN проводник должен быть непрерывным от нейтрали подстанции (не путать с нейтральным проводником!) до ГЗШ или до PE шины.
Типичная ошибка для PEN проводника
Люди что-то где-то слышали или читали, но реальность часто накладывает искажения.
Пример. Посмотрите на схему, которую составлял грамотный человек, инженер-энергетик:
О какой системе может идти речь, если шина РЕ установлена после 4п автомата и после счетчика? Просто смешно.
Тип заземления и счетчики
Эта тема неразрывно связана с "умными" и немного с "глупыми" счетчиками. Главное - подключение в счетчик допускается только для N-проводника. Не верите - посмотрите на схему подключения и на маркировку клемм у любого счетчика. Поэтому разделение после него недопустимо, ведь это уже не будет PEN!
Можно посмотреть на проблему с другой стороны - если мы решили завести PEN проводник в счетчик, а после него соорудить тип TN-C-S (не важно, с повторным заземлением или без оного), то мы нарушаем схему подключения счетчика. А значит (помечтаем)) - в лучшем случае нас ждёт предписание устранить нарушение, в худшем - штраф и неправильный учёт ЭЭ.
Ведь в инструкции ясно сказано - только N, и никаких PEN!
Ещё о том, что счетчик с датчиком тока в нейтральном проводе не может применяться до разделения PEN: ГОСТ Р 50571.5.54— 2013 п.543.3.3 В цепях защитных проводников не следует устанавливать отключающие устройства, однако в них могут быть соединения, предназначенные для проведения испытаний и разбираемые с помощью инструментов.
543.3.4 В случае осуществления мониторинга заземления, означенные устройства, (например, датчики, катушки, трансформаторы тока) не следует включать последовательно в цепь защитных проводников.
Впрочем, тут можно поспорить, ринувшись в лингвистические дебри.
На эту тему я много сказал тут:
Как всегда, приглашаю высказаться в комментариях.
Если нет желания что-то писать, можно оставить свое мнение при помощи голосования:
Статья в сокращенном виде первоначально опубликована на портале Элек.ру, а также в глянцевом журнале Электротехнический рынок:
Как обсуждали эту тему в ВК:
Затравка:
https://vk.com/wall-109281259_171734
Часть 1
https://vk.com/wall-109281259_171941
Часть 2
https://vk.com/wall-109281259_172986
Часть 3
https://vk.com/wall-109281259_174461
Полезные статьи:
Остальные ссылки были по ходу статьи.
Скачать
Указанные ГОСТы, а также много других полезных файлов можно скачать с блога СамЭлектрик.ру, страница Скачать.
-----------------------------------
Благодарю за внимание!
Подписывайтесь на Дзен СамЭлектрик.ру и делитесь опытом в комментариях!
Заходите в гости в ВК и ТГ. Там тоже интересно)
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!