Какого сечения должен быть провод заземления

Неотъемлемым элементом большинства современных электроустановок является провод заземления. Данное приспособление используется для электрического соединения каких-либо элементов с нулевым потенциалом земли, который в электротехнических расчетах принимается равным нулю.

Назначение

Провод заземления предназначен для защиты человека от поражения электротоком в нештатных ситуациях. К примеру, при пробое изоляции возникает электрический контакт между токоведущими элементами и корпусом прибора. В случае прикосновения человека к такому устройству электрический ток протечет через него на землю, что может привести к электротравме и даже к летальному исходу. Опасным для человека считается ток в 100 мА, из-за чего вероятность протекания тока необходимо свести к минимуму.

Рис. 1: Схема протекания тока при электроударе

Для исключения угрозы человеческой жизни в электроустановках устанавливается заземляющий провод. Посредством провода заземления обеспечивается электрическое соединение всех токопроводящих элементов, нормально не находящихся под каким-либо рабочим потенциалом, с контуром заземления. И в случае возникновения потенциала на корпусе или других элементах заряд будет стекать через провод заземления, а при наличии защиты инициирует ее срабатывание.

Несмотря на то, что преимущественное большинство заземлителей устанавливается с целью защиты человека, существует и такая категория, которая предназначена для выполнения рабочих процессов. Поэтому все провода заземления, в соответствии с их назначением, условно можно подразделить на рабочие и защитные проводники. Следует отметить, что опасность электроудара существует не только при отсутствии заземляющего проводника, но и при его несоответствии предъявляемым требованиям.

Предъявляемые требования

Требования к заземляющему проводу предъявляются в соответствии с местными условиями, в которых эксплуатируются электроустановки. Также они могут отличаться в соответствии с поставленными задачами или режимом работы. Все требования можно разделить по таким параметрам проводов заземления:

  • Одножильный или многожильный – применяются в зависимости от конкретного оборудования. Так многожильные провода должны устанавливаться в тех местах, где требуется определенный уровень гибкости и заземление должно легко перемещаться (дверцы ячеек, испытательное оборудование и т.д.). Одножильные провода обеспечивают жесткую фиксацию и крепятся к корпусам стационарного оборудования.
  • Наличие или отсутствие изоляции – изоляционный слой требуется при открытой прокладке или по корпусам оборудования.
  • Отдельно проложенный или находящийся в составе цельного кабеля – при объединенной конструкции в однофазных системах должен выполняться трехжильным кабелем, а в трехфазных пятижильным. Если система уже смонтирована, то должен выполняется отдельным заземляющим проводником.
  • Материал токопроводящего элемента (медь, алюминий, сталь) – определяет удельное сопротивление самого проводника и его химическую устойчивость к различным воздействиям окружающей среды. Медные жилы являются наиболее устойчивыми к коррозии и обладают наименьшим удельным сопротивлением, за ними идут алюминиевые и стальные.

Важнейшим требованием к заземляющему контуру и подключаемым к нему проводнику является общее омическое сопротивление. Которое определяется и сечением провода заземления, и переходным сопротивлением между ножами контура и грунтом, и местами болтовых (клеммных) или сварных соединений в общей цепи. Общая величина сопротивления контура определяется п.1.7.101 – 1.7.103 ПУЭ в зависимости от линейного или фазного напряжения электроустановки и ее типа, данные параметры приведены в таблице ниже:

Таблица: величина сопротивления заземления

Тип заземляемой электроустановки Величина линейного напряжения Uл, В Величина фазного напряжения Uф, В Сопротивление заземлителя R, Ом не более
Места присоединения нейтралей генераторов, трансформаторов и других источников тока 660 380 2
380 220 4
220 127 8
Точки подключения, расположенные вблизи мест присоединения присоединения нейтралей генераторов, трансформаторов и других источников тока 660 380 15
380 220 30
220 127 60
Места повторных заземления ВЛ и питающих линий 660 380 15
380 220 30
220 127 60

Помимо медных проводов в соответствии с п.1.7.121 ПУЭ для заземления допускается использовать металлическую бронированную оболочку, применяемую для защиты от механических повреждений при прокладке кабеля, короба и лотки, если их размещение исключает возможность их повреждения, рельсы и балки в конструкции зданий и сооружений.

Но, согласно требований п.1.7.123 ПУЭ в качестве заземляющих проводников запрещено использовать металлические части газопроводов или труб водоснабжения, нагруженную арматуру железобетонных конструкций.

Маркировка и цвет

Маркировка проводов заземления обеспечивает им быструю узнаваемость и удобство в проведении монтажных работ. Так согласно требованиям п.1.1.29 ПУЭ проводники для заземления обладают как буквенной, так и цветовой маркировкой. Буквенное обозначение земли выполняется сочетанием латинских букв PE. Буквы предназначены для нанесения маркировки на соответствующих узлах схемы, концах кабеля и клеммах заземления. Цветовое обозначение выполняется в виде желто-зеленого окраса, расположенного полосами по всей длине или другим сочетанием этих двух цветов, которое соответствует марке кабеля и стандартам производителя.

В зависимости от способа питания электропотребителей может применяться система, в которой защитный и нулевой проводник совмещены. Так как маркировка нулевого провода согласно того же п.1.1.29 ПУЭ выполняется синим или голубым цветом и обозначаются буквой N, в таких системах электроснабжения, где нейтральный провод и заземление совмещены и выполняются единой линией, они обозначаются как PEN. В цветовом отношении совмещенный PEN проводник имеет сочетание синей и желто-зеленой изоляции.

Следует отметить, что вышеприведенный порядок цветовой маркировки не относится к шинам, так как в них желтый обозначает фазу A, зеленый – фазу B, красный – C. Нулевая шина может вообще не иметь окраса и эксплуатироваться в естественном виде. Шина PE окрашивается в черный цвет, а места наложения переносных заземлений организованны в виде оголенных участков металла.

Читайте также:  Колпачок заглушка кз g1 2

Сечение провода заземления

Так как эффективность срабатывания защитного устройства и обеспечение безопасности человека напрямую зависит от такого параметра, как омическое сопротивление, провод заземления должен иметь соответствующее сечение, отвечающее рабочим параметрам проложенной линии или электроустановки. В связи с тем, что в отличии от фазной и нулевой шины, защитное заземление не должно длительно выдерживать нагрузку, его сечение может выполняться с отличными параметрами.

Рисунок 3: пример кабеля с меньшим сечением PEN жилы

Так сечение PE проводника определяется в соответствии с п.1.7.126 ПУЭ, наиболее простым вариантом является вычисление величины исходя из площади фазных проводников:

  • Для фазного провода до 16мм 2 сечение заземления должно быть таким же;
  • Для моделей от 16 до 35мм 2 заземление может быть не менее 16мм 2 .
  • Для линий с сечением фазного провода от 35 мм 2 и более заземляющий провод должен выбираться площадью не менее половины фазного.

Данный вариант является наиболее простым, но далеко не всегда целесообразно устанавливать проводник большого сечения на заземление, так как это влияет на общую стоимость кабельно-проводниковой продукции. В таких случаях допускается определить сечение расчетным путем:

  • S – площадь заземляющего провода;
  • I – величина тока короткого замыкания;
  • t – время срабатывания защитных устройств;
  • k — коэффициент, определяемый материалами токоведущих и изолирующих элементов, температурой.

Подключение

Перед подключением необходимо обозначить основные выводы пяти или трехжильных проводов. Если вы только выполняете монтажные работы, то сможете самостоятельно определить какой провод куда подключить, в противном случае вам придется разбираться в уже существующей проводке. На практике, чтобы определить в схеме подключения расположение всех видов проводов воспользуетесь их цветовым обозначением:

  • Фазные проводники – имеют самый разнообразный спектр (коричневые, красные, серые, фиолетовые и т.д.);
  • Заземляющие проводники – выполняются желто-зеленым цветом, некоторые изготовители применяют только ярко-зеленый окрас;
  • Нулевой проводник – синий или голубой.

Рис. 4: цветовое соответствие проводов

Однако заметьте, что не все монтажники соблюдают стандартный порядок маркировки или сам провод может не соответствовать схеме питания, поэтому перед использованием заземляющего или фазного провода стоит предварительно их прозвонить.

Рис. 5. Пример подключения заземления

Само подключение производится таким образом, чтобы обеспечить максимально надежный контакт с нулевым или близким к тому переходным сопротивлением. Поэтому наиболее приемлемыми является пайка, обжим или затяжка под гайку или наконечник.

Категорически запрещено выполнять электрическое соединение провода заземления скрутками и другими нетиповыми способами. Если происходит соединение медного и алюминиевого проводника, между ними обязательно устанавливается латунная прокладка или они обжимаются в гильзу. Далее провод заземления подключается от контура к корпусу оборудования, металлическим элементам для выравнивания потенциала или на соответствующий контакт розетки.

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.

Читайте также:  Кладочная смесь для керамзитобетонных блоков

Сечение провода заземления

Для обеспечения надежной защиты от поражения током и работы защитных коммутационных приборов заземляющий провод подбирают в зависимости от сечения фазы. Это нужно для того, чтобы в случае аварии он выдержал высокие токи и не отгорел. Если это произойдет – то защита не сработает, а опасный потенциал окажется на корпусе электроприбора.

Сечение заземляющего провода должно быть:

  • Если фаза используется сечением до 16 кв. мм – заземляющий проводник должен быть аналогичного размера.
  • Если площадь поперечного сечения фазы от 16 до 35 кв. мм, то у «земли» оно должно быть 16 кв. мм.
  • При сечении фазы больше 35 кв. мм – минимальное сечение провода заземления должно быть не менее чем половина сечения фазного.

Приведем два примера, чтобы ответить на вопрос какое сечение должно быть у заземления прибора:

  1. Вы подключаете электроплиту кабелем с сечением жил 4 кв. мм. Значит сечение защитного провода должно быть таким же.
  2. К электрическому шкафу подключен вводный кабель с жилами по 50 кв. мм. В этом случае сечение заземления должно быть не менее 25 кв. мм. Можно больше.

Марка и требования к проводникам

Жила заземляющего провода или кабеля может быть и одножильной и многожильной – это зависит только от того, где он будет применяться. Например, для заземления дверцы в электрощите нужно обеспечить её подвижность. Жесткая жила от постоянных открываний дверцы и её изгибаний при этом переломится. Поэтому у жилы должен быть соответствующий класс гибкости, не препятствующий открытию, например 3 и выше.

В то же время для подключения, например, корпуса электродвигателя насосной станции к ГЗШ не нужно обеспечивать подвижность, поскольку этот тип электрообрудования относится к стационарно монтируемому. Поэтому можно использовать жесткие жилы.

Жила заземления может быть:

  • изолированной;
  • неизолированной;
  • находится в составе кабеля;
  • быть отдельным одножильным проводом;
  • алюминиевой;
  • медной.

Отсюда следует вопрос: так какой провод использовать для подключения земли?

В магазинах продаётся кабельная продукция с разным количеством жил: 2, 3, 4, 5. Это нужно для сборки определенных схем включения устройств и подключения электрооборудования к сетям с разным количеством фаз.

Для подключения заземления в розетках и другом электрооборудовании однофазной сети удобно использовать трёхжильные кабели, например ВВГ 3х2,5. А для подключения трёхфазного оборудования к сети и заземления предназначены четырёхжильные кабели, например АВВГ 4х32. При этом в толстых кабелях заземляющий проводник обычно имеет сечение меньшее, чем у фазных жил. Приведем примеры.

  • ВВГ – подходит для внутреннего применения. Для прокладки на улице его нужно помещать в гофре или трубах. Производится с различным количеством жил, есть более подробный обзор этого кабеля на сайте. Для использования в жарких помещениях лучше использовать ВВГнг-ls. Этот кабель жесткий и лучше подходит для стационарного монтажа.
  • NYM – зарубежная марка по характеристикам похожа на ВВГ. Жесткий.
  • ВБбШв – подходит для наружного применения и закапывания в траншею, часто используется для подключения частного дома к сети. Жесткий.
  • ПВС – неплохо подходит для подключения электроинструмента и удлинителей, потому что состоит из многопроволочных гибких жил. Производится в двух и в трёхжильном варианте.
  • ШВВП – аналогично предыдущему, только он не круглый, а плоский.
  • ESUY – одножильный мягкий медный провод.

Для подключения провода заземления к сантехнике и прочему в ванне можно использовать одножильные провода с маркировкой ПВ. Цифра после этих букв говорит о классе гибкости, где ПВ-1 жесткая жила, а ПВ-4 или ПВ-6 многопроволочная гибкая жила.

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.

Читайте также:  Какие двигатели ставят на мотоблок нева

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:

Никто не застрахован от случайных ударов током при выходе оборудования из строя, перепадах напряжения или по некоторым менее распространенным причинам. Эффективный и недорогой способ обезопасить от удара током себя и своих близких (работников и подчиненных, если мы говорим о рабочем оборудовании) — заземление. Но сначала кратко вспомним физику его действия и назначение.

Для чего используется заземление и как работает?

Любой электрик, даже первокурсник, расскажет Вам, что заземлением называют специально созданное соединение рабочего электрического оборудования (точки или узла сети) с некоторым заземляющим устройством.

Последним могут выступать как специально смонтированные конструкции и приборы, так и грунт. И то, и другое одинаково эффективно, но используется в различных случаях.

Заземляющее устройство и рабочие кабели выбираются в зависимости от назначения заземления. Основных видов всего пара:

  • рабочее (или функциональное),
  • защитное.

Функциональным называют процесс в том случае, когда он необходим непосредственно для правильной и исправной работы оборудования.

Защитным, в свою очередь, является заземление, приводящее к безопасной для человека работе приборов. Непосредственно используется этот вид не постоянно (в отличии от предыдущего), а только в ситуациях поломок, выхода из строя или при попадании в прибор молнии.

В квартирах и домах проводится именно защитное заземление. Для бытовых целей обычно используется недорогой заземляющий проводник — одножильный кабель или часть многожильного. Основной составляющей провода всегда остается медь, а вот сечение варьируется. Основной вопрос, который волнует домашних мастеров и неопытных электриков — провод для заземления какого сечения должен быть? Попробуем ответить.

Подбираем кабель для заземления.

Прежде, чем выбирать провод заземления, необходимо определиться с несколькими другими основополагающими вопросами.

Проводить заземление самостоятельно приходится владельцам частных домов или загородных коттеджей, а также старых квартир, постройки ранее 1998 года. Современные дома уже обладают готовой системой заземления, в отличии от всех старых. Для правильного подбора сечения, необходимо выяснить, какая система существует в доме.

Основных, согласно Правилам Устройства Электроустановок (далее ПУЭ), всего четыре:

  1. TN-S — осуществлено заземление с помощью отдельного провода и нейтрали, в системе переменного тока;
  2. TN-C — кабели «ноль» и «земля» объединяются в один провод, нейтраль отдельно, наиболее распространено в домах прошлого века;
  3. TT — прямое защитное заземление, установленное на электрооборудование;
  4. IT — работа с корпусом устройства через сопротивление или полной изоляцией всех токопроводящих кабелей.

Непосредственно на схеме заземления Вы должны обнаружить одну из маркировок:

  • PE — «заземление»,
  • PEN — «ноль» и «земля» в одном кабеле.

Следующим немаловажным фактором выбора, который поможет определиться с правильным сечением проводника, является тип заземления. Стационарное или переносное — в зависимости от предназначения. Для обычного бытового заземления достаточного и стационарного типа, который в свою очередь, допускает как многопролочные, так и однопроволочные многожильные кабели.

Когда определились с типом, материалом кабеля и видом системы, переходим к основному шагу — подбору сечения кабеля.

Как правильно выбрать сечение кабеля заземления?

Для заземления могут использоваться как естественные заземлители, так и искусственные. Правила подбора сечения для них существенно отличаются.

Искусственные строго обязательны для сетей свыше 1 кВт, в остальных случаях разрешается использование естественных.

Искусственный элемент должен быть произведен из меди, стали или оцинкованных изделий. Сечение подбирается согласно таблице все в том же ПУЭ.

Комментарии запрещены.

Присоединяйся