Споры вокруг PEN проводника продолжаются. Почему-то для большинства электриков любой нефазный проводник, приходящий в щиток, является PEN-проводником. Но часто это совсем не так. 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.
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 вроде бы простой, но очень многие ошибаются, отвечая на него. Вы сможете ответить на него самостоятельно, предварительно прочитав эту статью.
Поясню на фото. Как называется проводник, отмеченный стрелкой на этих фотографиях однофазного и трехфазного ввода?
Ну что, обсудим тему, что же это за провод такой особенный?
Аргументы за PEN
Сначала приведу доводы читателей, которые считают, что отмеченный проводник – 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 PEN-ом, когда в нём совмещены 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.
- 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 PEN-ом.
- Нет здесь PEN-проводника, так как 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.
- От ТП по линии идет просто проводник глухозаземленной нейтрали. 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 (нулем). В системе TN-S, она тоже глухозаземлена, но это нейтральный проводник, и является только нейтральным проводом (рабочим нулем). Совмещенным нейтральным проводником он становится только тогда, когда сделано разделение на защитный и рабочий нулевой проводники на стороне потребителя. Вот тогда он будет являться PEN-проводником. Где вы увидели разделение этого проводника?
Как на самом деле. Что говорит НТД
«А теперь – правильный ответ» © В. Ворошилов
Я утверждаю, что PEN проводника на всех фото нет, без всяких «если» и «может быть». Стрелкой отмечен нейтральный проводник N. 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...
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». © 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;
- ГОСТ Р 50571.5.54 — 2013 Электроустановки низковольтные. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов.
Есть и другие документы, прежде всего ПУЭ-7, но они не столь актуальны.
Типы заземления. Коротко
Вся тема статьи 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.
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? Ответ будет ДА, если мы не имеем дело со специальными медицинскими или исследовательскими учреждениями. Такая СРЭ может иметь типы заземления TN либо TT, а PEN и РЕ проводники могут быть дополнительно заземлены.
- Линия электропередачи: как выполняются требования к проводникам? Например, защитные проводники должны быть 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.
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 от него. Например, это может быть элитный жилой комплекс или торговый центр.
Фазные проводники в данной статье не рассматриваем, кроме них на схеме есть то, что нас интересует (определения из ГОСТ 30331.1–2013):
- 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 соединяются только в самом начале СРЭ, внутри подстанции, это видно на схеме.
TN-С-S
TN-С-S – самая распространенная и предпочтительная система. ПУЭ и Россети очень её любят, потому что она обеспечивает максимальную безопасность при минимальных затратах. Основной минус – она отлично работает, только когда применяется в подавляющем большинстве зданий, и когда правильно настроены интеллектуальные счетчики электроэнергии. Почему так происходит – я рассказал в статье «Проблема учета по нейтрали в современных счетчиках».
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 на вводе в электроустановку.
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:
Архаичную, опасную и запрещенную систему TN-С рассматривать не будем. Ранее такая система использовалась на промышленных предприятиях, и никогда – в квартирах и частных домах.
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 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!» © «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. 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 шине 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 тут 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.
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 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.
Важно то, что под словом «здание» подразумевается не одна квартира или комната, а здание целиком – будь то коттедж на 4 хозяина, многоквартирный дом или торгово-развлекательный центр.
Фото PEN проводника в реальных щитах
В 99,9%реальных щитов, если имеется правильно сделанное защитное заземление, оно реализуется двумя типами заземления СРЭ: TN-C-S и ТТ.
Посмотрите, как 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 изображенной перемычки.
При помощи перемычки можно выбрать 2 варианта:
- Когда перемычка установлена, три шины справа будут называться N, PEN, РЕ, а тип заземления TN-C-S.
- Когда её нет, будет N, N, РЕ, тип заземления TТ.
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.
Если это фото показать среднестатистическому электрику, и спросить, какая тут система – TN-C-S, TN-C или ТТ, он уверенно назовёт одну из них, и будет не прав.
Почему тут нельзя говорить о какой-либо системе заземления? Потому, что у ОПЧ квартиры нет никакой связи с нейтралью трансформатора на подстанции.
«Измерить температуру забортной воды не представляется возможным из-за отсутствия таковой!» © Старший помощник Лом, «Приключения капитана Врунгеля».
На следующем фото – 100% тип заземления TT.
Каким должен быть PEN-проводник. Чек-лист
Подытожим. 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 до ввода в здание. Пруф: ГОСТ Р 50571.5.54–2013, п.543.4.1.
- Проводник при заходе в главный щит сразу подключается на заземленную шину РЕ (PEN), к которой, в свою очередь, подключена шина N.
- Проводник нигде не коммутируется. Иначе говоря, PEN проводник должен быть непрерывным от нейтрали подстанции (не путать с нейтральным проводником!) до ГЗШ или до PE шины на вводе в здание.
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».
На этом всё. Надеюсь, вам было так же интересно, как и мне.
Источник: Александр Ярошенко, автор блога Samelectric.ru
Еще больше интересных новостей из мира электротехники, умного дома и энергетики вы можете найти на портале Elec.ru.
Подписывайтесь на наши социальные сети:
🔹Дзен