Pen заземление. Почему необходимо разделять PEN-проводник на PE и N. Куда заводить PEN - в счетчик или на узел разделения PEN

Прогресс идет вперед в ногу со временем. Говорят, что иногда он опережает свое время, а иногда – безнадежно отстает. Но если прогресс и время – понятия не особо материальные, то техника – вещь весьма ощутимая и не очень изменчивая. «К чему эти метафизические рассуждения в статье про электрические сети?» - возможно, спросите вы. Но они имеют самое непосредственное отношение к предмету обсуждения – как и, главное, зачем разделить PEN проводник на PE и N.

В 1913 году в целях экономии металла и по некоторым другим причинам была предложена система TN-C , то есть схема нейтрали в сетях до 1 кВ, при которой нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники объединены (C ombined) в один общий проводник PEN. Электробезопасность в таких системах осуществляется отключением КЗ предохранителями или автоматами. В СССР (и не только) с такой системой заземления было построено огромное количество жилых, общественных и промышленных зданий. Однако явные недостатки такой системы – опасность эксплуатации электроустановок при обрыве нуля или при замыкании на корпус – привели к необходимости создания и применения других систем заземления.

Итак, здания построены, потенциально опасные сети проложены, а ТНПА (например, ТКП 339-2011, п. 4.3.20) справедливо регламентируют применение более современных и безопасных систем заземления, допускающих использование устройств, повышающих электробезопасность и надежность электроснабжения. Такой системой как раз является TN-S , при которой защитный и рабочий нули разделены (S eparated) сразу на подстанции. Как правило, в новостройках применяют именно такую систему. В такой сети возможно применение устройств защитного отключения (УЗО), что является главным преимуществом перед системой TN-C: УЗО или дифавтомат защищает от поражения током человека и электропроводку от перегрузок.

Конечно, проводить реконструкцию каждой подстанции для создания системы TN-S нерационально, однако применять безопасные и надежные системы необходимо. Здесь появился компромисс – заземление по схеме TN-C-S, то есть «среднее арифметическое» между двумя системами, о которых было сказано выше. Такую систему заземления применяют при капремонтах зданий или реконструкции их сетей. От подстанции к зданию подводят четырехжильный кабель и в вводном щите здания - ВРУ (вводном распредустройстве) производят разделение проводника PEN на PE и N, причем придерживаются схемы разделения PEN проводника:

1. PEN со стороны кабеля подключаются к главной заземляющей шине (ГЗШ) PE, которая электрически соединена с корпусом шкафа или щита.
2. ГЗШ соединяют с нулевой рабочей шиной N, установленной на изоляторах. Эти две шины соединяются между собой перемычкой такого же сечения, как у самих шин.
3. К шине PE подключаются проводники PE, идущие к розеткам и электроприемникам, к шине N – рабочие нули розеток и электроприемников.

Часто возникают вопросы про место разделения PEN проводника. Разделение PEN-проводника осуществляют до вводного устройства в здание или дачный дом, то есть до вводного автомата или рубильника. Проводник N, идущий от шины N, подключают к счетчику электроэнергии. Отдельно хочется отметить, что после разделения PEN в направлении от источника энергии к электроприемнику повторное соединение PE и N недопустимо, как недопустимо и использование предохранителей или автоматов в PEN, PE и N-проводниках.

При наличии системы TN-C, TN-S или их комбинаций рекомендуется применять повторное заземление (главным образом состоящее из естественных заземлителей) PE- и PEN-проводников на вводе в здания. И, конечно же, какой бы совершенной ни была система заземления, если не произведена проверка сопротивления заземляющего устройства (ЗУ), нет гарантии, что данная система будет функционировать должным образом. Измерение сопротивлений могут провести специалисты нашей лаборатории электрофизических измерений.

На сайте FORUMHOUSE опубликована статья «Устройство систем заземления: схемы, параметры, используемые материалы и дополнительное оборудование – теория и практика от пользователей FORUMHOUSE » (см. https://www.forumhouse.ru/articles/engineering-systems/7266). Статья содержит некорректную информацию о типах заземления системы (см. ) и их применении, разделении PEN-проводника, выполнении заземляющих устройств. Рассмотрим некоторые ошибки, допущенные в информации о разделении PEN-проводника.
В статье сказано: «Речь идет о разделении входящего нулевого провода , который подводится к потребителю в системах TN-C и разделяется при создании системы TN-C-S. Подобное деление изображено на схеме.

Конструкция системы TN-C-S ».
Далее читаем: «Разделение проводника PEN производится по следующей схеме:


Для разделения следует использовать две шины: главную заземляющую (ГЗШ) и нулевую (N). Главная заземляющая шина подключается к дополнительному заземляющему контуру через корпус щитка, при этом к ней же подключается вводной кабель PEN и подсоединяются заземляющие клеммы розеток, установленных в доме. К шине N подключаются: электросчетчик, защитные автоматы и силовые клеммы домашних точек энергопотребления .
Главная заземляющая шина становится шиной PE после перемычки, соединяющей ГЗШ и N. Именно к РЕ производится подключение дополнительного заземляющего контура и защитных проводников, ведущих на заземляющие клеммы розеток ».
Процитированная информация содержит ошибки. Во-первых, здесь использованы неопределённые словосочетания «нулевой провод», «нулевая шина», «конструкция системы TN-C-S», «вводной кабель PEN», «силовые клеммы домашних точек энергопотребления», а также жаргон «заземляющий контур», «заземляющая клемма розетки», «защитный автомат».
Во-вторых, термин «главная заземляющая шина » определён в п. 20.5 ГОСТ 30331.1 (см. и ) следующим образом: «Шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки и предназначенная для электрического присоединения проводников к заземляющему устройству». К главной заземляющей шине присоединяют:
заземляющий проводник, посредством которого ГЗШ соединяют с заземлителем (см. );
проводники уравнивания потенциалов, применяемые в здании;
защитный проводник, посредством которого к ГЗШ присоединяют защитную шину вводно-распределительного устройства (ВРУ).
В третьих, согласно требованиям ГОСТ Р 50571.5.54 (см. ) PEN-проводник следует присоединять к PEN-шине (зажиму) или защитной шине (зажиму), которая обычно установлена в ВРУ. На этой шине (зажиме) выполняют разделение PEN-проводника на защитный и нейтральный проводники. Защитную шину ВРУ соединяют с ГЗШ. Разделение PEN-проводника на вводном зажиме ВРУ см. .

Заключение. Информация о разделении PEN-проводника, изложенная в рассматриваемой статье, не соответствует требованиям ГОСТ 30331.1 и ГОСТ Р 50571.5.54 . Поэтому она вводит в заблуждение обычных лиц, которые пытаются получить корректную информацию на FORUMHOUSE. Руководствуясь подобными статьями, нельзя создать безопасные электроустановки зданий.

Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный - L, нулевой рабочий - N и нулевой защитный - РЕ проводники).

Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.

Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим. Выбор сечения проводников следует проводить согласно требованиям .

Однофазные двух- и трехпроводные линии, а также трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании однофаз­ных нагрузок, должны иметь сечение нулевых рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников.

Трехфазные четырех- и пятипроводные линии при питании трехфазных симметричных нагрузок должны иметь сечение нулевых рабочих N провод­ников, равное сечению фазных проводников, если фазные проводники имеют сечение до 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию, а при больших сечениях - не менее 50% сечения фазных проводников, но не менее 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию.

Сечение PEN проводников должно быть не менее сечения N проводников и не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию независимо от сечения фазных проводников.

Сечение РЕ проводников должно равняться сечению фазных при сечении последних до 16 мм2, 16 мм2 при сечении фазных проводников от 16 до 35 мм2 и 50% сечения фазных проводников при больших сечениях. Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно быть не менее 2,5 мм2 - при наличии механической защиты и 4 мм2 - при ее отсутствии.

Cхемы подключения защитных проводников РЕ

Совмещенный нулевой и рабочий проводник PEN разделяется на нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N проводники во вводном устройстве.

Используемые на рисунках буквенные обозначения имеют следующий смысл.

Первая буква – характер заземления источника питания: Т – непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле; N – непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания (обычно заземляется нейтраль в системах переменного тока).

Последующие буквы определяют устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: S – функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) обеспечиваются раздельными проводниками; С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике (РЕN-проводник).

Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим. Смысл этого требования заключается в необходимости, в целях обеспечения , сохранения соединения защитного проводника с заземлением в случае разрушения (выгорания) контактного зажима.

Примеры выполнения подключения проводников РЕ и N к PEN в этажном или квартирном щитках

Правила выполнения системы уравнивания потенциалов

Для обеспечения условий электробезопасности в конкретной электроустановке важное значение имеет система уравнивания потенциалов. Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом МЭК 364-4-41 и . Эти правила предусматривают подсоединение всех подлежащих заземлению проводников к общей шине.

Такое решение позволяет избежать протеканию различных непредсказуемых циркулирующих токов в системе заземления, вызывающих возникновение разности потенциалов на отдельных элементах электроустановки.

Пример выполнения системы уравнивания потенциалов в электроустановки жилого дома

В последнее время, с повышением оснащенности современных жилых домов и производственных зданий различными электроприборами и постоянным развитием их электроустановок, все чаще стали наблюдаться явления ускоренной коррозии трубопроводов систем водоснабжения и отопления. За короткое время - от полугода до двух лет - на трубах как подземной, так и воздушной прокладки образуются точечные свищи, быстро увеличивающиеся в размерах. Причиной ускоренной точечной (питтинговой) коррозии труб в 98% случаев является протекание по ним блуждающих токов.

Применение УЗО в комплексе с правильно выполненной системой уравнивания потенциалов позволяет ограничить и даже исключить протекание токов утечки, блуждающих токов по проводящим элементам конструкции здания, в том числе и по трубопроводам.

В которой PEN проводник разделяется на два отдельных проводника: защитный PE и ноль N. Они выполняют разную функцию, что необходимо в целях электробезопасности. В этой статье мы хотели бы рассказать вам, где должно быть выполнено разделение PEN проводника на PE и N согласно ПУЭ.

Зачем нужно разделять PEN-проводник

PEN проводник — это совмещённые в одном проводе рабочий и защитный нулевой провод. Системы электроснабжения, применявшиеся ранее и называемые , содержат именно такой проводник, совмещающий ноль и землю. Такая система является потенциально опасной и не обеспечивает условий для защиты от поражающих факторов электрического тока при повреждении PEN. Если указанный проводник каким-то образом окажется в нерабочем состоянии, то электроустановка окажется как без рабочего нулевого проводника, так и без защитного заземления.

В настоящее время системе TN-C пришла на смену более совершенная в отношении электробезопасности система TN-C-S или . Её использование для электроприёмников, подключенных от сети 380/220В, содержится в п. 7.1.13 (см. ). В этом же пункте рекомендуется переключение жилых и общественных зданий при их реконструкции с пониженного напряжения 220/127 В и системы заземления TN-C на напряжение 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Если вы живете в старом частном доме или «хрущевке», то есть вероятность, что тип системы заземления вашего жилища именно TN-C. В многоквартирном доме при наличии PEN-проводника (см. рис. 1) его подключение производится поэтажно в общих щитках.

Если происходит разрыв проводника PEN или контакта в щите, и фаза не отключится, а электроустановка квартиры останется под напряжением, в то время, как защитный проводник не будет действовать. Фактически при прикосновении к частям оборудования, находящимся под напряжением, человек попадет под действие электрического тока и защита не сработает.

В частном доме может наблюдаться аналогичное явление при совмещенном PEN-проводнике. Разница в том, что частный дом может не иметь этажных щитов, а иметь один вводной щит.

Для того, чтобы подключить все оборудование, в том числе и защитные контакты в розетках, к системе заземления, необходимо перевести заземление ТN-C на TN-C-S, то есть разделить PEN проводник на два независимых провода PE и N.

Кроме ПУЭ, требование разделения совмещённого проводника PEN на вводе в электроустановки жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений, содержится в (п.312.2.1).

Как выполнить разделение

В жилых зданиях: частных домах, коттеджах и дачах это нужно делать в вводных щитах учета до счетчика, а в многоквартирных домах и остальных зданиях это можно выполнить в ВРУ.

После разделения в вводном щите PEN проводника на N и PE объединять их далее в другом месте электрической установки по ходу распределения энергии запрещается. Это требование закреплено в п. 1.7.131 ПУЭ (см. ).

Требования ПУЭ также определяют, что при монтаже в месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий провода необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или (шине-расцепителю, рис. 2) или шине нулевого защитного-проводника.

Если на вводе отсутствует коммутационный аппарат или , то использование шины расцепителя теряет смысл, так как оно создает лишние болтовые соединения, где может ухудшиться контакт.

Таким образом, необходимо для разделения проводника иметь две шины. Одну шину нужно будет использовать для подключения нулевых защитных проводов, вторую — для нулевых рабочих.

При монтаже обе шины могут соединяться между собой с помощью кабельной перемычки. Вводной совмещённый PEN проводник подключается сначала к шине PE, а затем от этой шины отводится перемычка на шину N.

В соответствии с требованиями ПУЭ (п 1.7.61) при использовании системы TN требуется сделать повторное заземление PE- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах, используя в первую очередь . Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

Если естественные заземлители отсутствуют, то монтируется искусственное и соединяется с шиной PE, к которой уже подключен PEN проводник.

При однофазном и трехфазном вводе принцип разделения совещенного проводника одинаков. Разница в том, что в однофазной системе электроснабжения один вводной фазный провод, а в трехфазной — три фазных провода.

В новых квартирах с системой заземления TN-C-S разделение совмещенного проводника на нулевой рабочий и нулевой защитный производят в ГРЩ. От него уже идут два провода отдельно на этажный щит и в квартиры, как показано на схеме ниже:

Питание домовой или квартирной электросети производится одно фазным (реже трехфазным) электрическим током 220 В. Распределение напряжения к потребителям осуществляется при помощи трехфазной сети по четырем проводам, один из который является нулевым. Однофазное питание означает, что к конечному потребителю (в дом, квартиру) заходит одна фаза из трех и нулевой провод, общий для всех потребителей. При равномерной нагрузке ток в нулевом проводе присутствует только у потребителей. После объединения всех проводов в трехфазную цепь, ток в нулевом проводе отсутствует. Расскажем в статье, как происходит разделение PEN проводника на pe b и n.

Подключение питания в домах старой постройки

Согласно старым стандартам на питающей трансформаторной подстанции выполнялся контур заземления, который соединялся с нулевым проводом (такое подключение называется зануление). Провод, соединенный с контуром заземления и подходящий к потребителям, называется PEN проводником. Он выполняет одновременно функции рабочего (по немы возвращается ток на подстанцию) и защитного проводников.

Такая система питания называется TN-C и еще используется в домах старой постройки.

Розетки в квартирах с TN-C не имеют клемм заземления. Для защиты потребителей от удара током при замыканий фазы на корпус внутри аппаратуры, нулевой проводник соединяют с клеммой заземления устройства, то есть выполняют зануление.

Существует опасность поражения электротоком при обрыве нулевого проводника между потребителем и питающей подстанцией. Для повышения безопасности возле дома устанавливают дополнительный контур заземления и соединяют его с нулевым проводником уже на стороне потребителя.

Переделка старой системы питания TN-C под соответствие с системой TN-C-S

Проводник РЕ дополнительно подключается к заземляющему устройству дома (выполняется повторное заземление).

Для того, чтобы перевести систему питания на более совершенную TN-C-S разделяют PEN проводник на PE — защитный и N – нейтральный. По своему принципу система TN-C-S заключается в том, что подходящий к дому проводник PEN на вводно-распределительном устройстве (ВРУ) разделяется на два раздельных и в таком виде подходит к конечному потребителю.

Конструкция розеток такова, что при включении сначала замыкаются заземляющие клеммы, а уже затем клеммы с фазным и нулевым проводниками. Нейтральный (нулевой проводник служит для передачи электрической энергии потребителю, а защитный для обеспечения безопасности.

Организация системы TN-C-S согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ)

Пункт 1,7,135 ПУЭ точно указывает, как следует выполнять правильное разделение PEN проводника на отдельные и независимые PE и N. Для этого в точке разделения (расщепления) PEN проводника предусматриваются отдельные шины или клеммные колодки для подключения РЕ и N проводников. Разделенные шины перемычкой соединяются между собой. Вводный PEN проводник линии электроснабжения подключается к шине РЕ проводника.

Важно! Не допускается повторное объединение проводников РЕ и N за точкой разделения. Правилами устройства электроустановок (п. 1, 7, 145) запрещается установка любых коммутирующих аппаратов и устройств в цепях РЕ и PEN проводников. Изоляция PEN, РЕ и N проводников должна быть такой же, как и фазных проводов, а их сечение должно определяться по таблице:

Вводно-распределительное устройство (ВРУ)

Именно в ВРУ предусматривается разделение PEN проводника на PE и N. Для этого в нем предусматриваются раздельные шины PE и N, которые соединяются между собой перемычкой. Шины PE и N выполняются из меди, в крайнем случае, из алюминия.

Важно! Крепить медные провода непосредственно к алюминиевой шине нельзя во избежание появления электрохимической пары. Нужно воспользоваться стальными шайбами, которые прокладываются между шиной и медной жилой. Также выполняется крапление алюминиевых проводов к медной шине.

Соединяться шины должны с обоих краев или посередине перемычками сечением, не меньшим, чем шины. Соединение только болтовое. К основанию шина РЕ крепится непосредственно, а шина N через диэлектрические (изоляционные) прокладки.

При монтаже проводки в вводном щите следует соблюдать рекомендуемую окраску проводов. Это позволит в дальнейшем избежать путаницы и предотвратить несчастные случаи. Принята следующая окраска проводов:

• Фаза А (L1) – желтый;
• Фаза В (L2) – зеленый;
• Фаза С (L3) – красный;
• Нулевой провод (N) — голубой;
• Защитных провод (PE) – желто-зеленый.

Надежное заземление проводника РЕ на ВРУ

Для устройства контура заземления нужно три штыря из стального проката диаметром не менее 16 мм и длиной 3 м. Из забивают в углах равностороннего треугольника в заранее выкопанную траншею глубиной 30-50 см. Стороны треугольника должны быть 2.5 – 3 м. Верхние концы штырей свариваются между собой стальной полосой размерами 4х30 мм.

Совет #1. Расстояние от контура заземления до стены здания должно составлять от 1 до 6 м.

Вместо стального проката допускается использовать трубу диаметром не меньше дюйма с четвертью с толщиной стенки от 3,5 мм или стальной уголок 50х50 мм. Для облегчения забивания концы штырей нужно заострить подручным инструментом. Места сварки и соединительную шину обязательно нужно хорошо прокрасить для защиты от коррозии. Важно! Заземляющие штыри красить нельзя!

От контура к шине РЕ прокладывается проводник из стали или меди. Сечение Стального проводника должно быть не менее 100 мм2, а медного соответствовать сечению РЕ проводника или больше. После монтажа контура заземление силами энергопоставляющей организации нужно измерить сопротивление растекания контура заземления. Оно должно быть не более 10 Ом при питании трехфазным током с линейным напряжением 380 В (фазное напряжение – (220 В).

Ошибки при разделении PEN проводника на PE и N

Самой распространенной ошибкой при раздельной прокладке проводников PE и N является их объединение за точкой разделения. В нормальном состоянии аппаратуры по проводнику РЕ не должен протекать ток, а в результате объединения он начинает работать как рабочий ноль (нейтральный проводник). Как результат – неправильная работа устройств защитного отключения (УЗО). Распространенный вариант ошибки – установка перемычек между нулем и заземляющим контактом (РЕ) розетки. Наиболее тяжелые последствия такого объединения возникают в случае обрыва нулевого проводника до места подключения в розетке.

Вторая ошибка – выполнение раздельных контуров заземления для различных устройств в одном здании. В таком случае на различных концах проводника РЕ возникает разность потенциалов, что приведет к протеканию тока в РЕ проводнике. При обрыве РЕ между устройствами, возможно поражение электрическим током. Еще такое подключение может вызвать сбои в работе цифрового оборудования.

Третья ошибка – использование в качестве заземлителя РЕ проводника арматуры здания или водопроводных труб. Арматура дома не гарантирует надежного контакта с землей, а водопровод может иметь места, поврежденные коррозией или непроводящие пластиковые вставки. Если заземление РЕ выполнено на водопровод в нескольких квартирах, то может возникнуть ситуация как во второй ошибке.

Совет #2. Согласно п. 1, 7, 61. ПУЭ для заземления проводника РЕ на вводе в здание рекомендуется использование именно естественные заземлители.

Ответы на частые вопросы

Вопрос №1. Почему так много внимания уделяется вопросу цветной окраски проводов?

Окраска никак не влияет на работу, но позволяет упростить работу во время проведения ремонта или изменения монтажа. Тем более, если это будут делать разные люди.

Вопрос №2. Почему нельзя устанавливать коммутирующие аппараты в цепи РЕ проводника?

При замыкании фазного провода в устройстве, на его корпусе, в случае разрыва РЕ проводника, будет опасный для жизни потенциал.

Вопрос №3. Почему нельзя окрашивать штыри заземления, ведь покраска защищает от коррозии?

Кроме защиты от коррозии слой краски выступает в качестве изолятора, сводя на нет защитные свойства заземления.

Вопрос №4. Чем опасно соединение медных и алюминиевых проводов?

Соединение меди и алюминия образует электрохимическую пару (аналогично устройству соляных батареек). В результате начинается интенсивная коррозия материалов проводников с образованием непроводящего слоя окислов.