Сечение кабеля для заземления частного дома: Сечение заземляющего провода для частного дома

ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов

Дата введения 2015-01-01

Страница 2 (пункты с 542.3 по 544.2.3)

Страница 3 (приложения A, B, C, D, DA, библиография) >>

542.3 Заземляющие проводники

542.3.1 Заземляющие проводники должны удовлетворять требованиям 543.1.1 или 543.1.2. Площадь их поперечного сечения должна быть не менее 6 мм² для меди или 50 мм² для стали. Если голый заземляющий проводник прокладывают в грунте, его размеры и характеристики должны соответствовать указанным в таблице 54.1.

Когда подтверждена невозможность стекания тока короткого замыкания на заземляющий электрод (например, в системе защитного заземления TN или IT), заземляющие проводники могут быть выбраны в соответствие с указаниями 544.1.

Алюминиевые проводники не должны использовать в качестве заземляющих проводников.

Примечание — Если систему молниезащиты соединяют с заземлителем, то площадь поперечного сечения заземляющего проводника должна быть по крайней мере 16 мм² для меди (Cu) или 50 мм² для железа (Fe) (см. серию МЭК 62305).

542.3.2 Соединение заземляющего проводника с заземлителем должно быть надежным и с соответствующими электрическими характеристиками. Соединение может быть выполнено с помощью сварки, опрессовки, соединительного зажима или другим механическим соединителем. Механическое соединение должно монтировать в соответствии с инструкцией изготовителя. Установка соединительного зажима не должна приводить к повреждению электрода или заземляющего проводника.

Паяные соединения или паяные детали, которые зависят исключительно от припоя, не следует применять самостоятельно, поскольку они не обеспечивают требуемую механическую прочность.

Примечание — Если применяют вертикальные электроды, должна быть обеспечена возможность контроля соединения и замены вертикального стержня.

542.4 Главный заземляющий зажим (шина)

542.4.1 В каждой установке, в которой применяют защитное уравнивание потенциалов, следует предусмотреть главный заземляющий зажим (шина) и к нему должны быть присоединены:

— защитные проводники уравнивания потенциалов;

— заземляющие проводники;

— защитные проводники;

— проводники функционального заземления, при наличии.

Примечания

1 Не требуется непосредственно подключать каждый отдельный защитный проводник к главному заземляющему зажиму (шине), если они электрически связаны с ним через другие защитные проводники.

2 Главный заземляющий зажим в здании, как правило, применяют в целях функционального заземления. Для информационных технологий его рассматривают как базовую точку подключения информационной сети к заземлителю.

542.4.2 Должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения каждого проводника присоединенного к главному заземляющему зажиму. Соединение должно быть надежным, а отсоединение выполняться с помощью инструмента.

Примечание — Отсоединение от главного заземляющего зажима должно быть удобным для проведения измерения сопротивления заземляющего устройства.

543 Защитные проводники

543.1 Минимальное сечение

543.1.1 Сечение любого защитного проводника должно удовлетворять условиям автоматического отключения питания в соответствии с указаниями МЭК 60364-4-41 (подраздел 413.1) и должно обеспечивать стойкость к протеканию токов короткого замыкания.

Сечение защитного проводника рассчитывают в соответствие с указаниями 543.1.2 или выбирают по таблице 54.2. Также следует выполнять условия 543.1.3.

Зажимы для защитных проводников должны соответствовать их размерам в соответствии с выбором по указаниям настоящего пункта.

В системе TT, где заземлители источника питания и открытых проводящих частей потребителя независимы (см. 312.2.2), площадь поперечного сечения защитных проводников должна быть не менее:

— 25 мм² для меди,

— 35 мм² для алюминия.

Таблица 54.2 — Минимальное сечение защитных проводников

543.1.2 Сечение защитных проводников должно быть не менее чем:

— сечения, выбранного в соответствии с указаниями МЭК 60949;

— или сечения, рассчитанного по нижеследующей формуле, применяют только при времени срабатывания защиты не более 5 с

где S — сечение, мм²;

L— значение тока глухого короткого замыкания, который может протекать по цепи защиты, А;

t— время срабатывания защитного устройства, с.

Если в результате расчета получают нестандартное значение сечения проводника, то выбирают ближайшее большее значение;

k— коэффициент, зависящий от материала защитного проводника, изоляции, прилегающих частей, начальной и конечной температуры (расчет k см. приложение А).

Примечания

1 Следует учитывать токоограничение за счет импеданса цепи и ограничение I²t аппаратом защиты.

2 Указания по ограничению температуры во взрывоопасных средах приведены в [3].

3 Для кабелей с минеральной изоляцией [9] в случае, когда стойкость к току короткого замыкания металлической оболочки кабеля больше, чем у проводников цепи, не требуется рассчитывать сечение металлической оболочки, используемой в качестве защитного проводника.

543.1.3 Сечение любого защитного проводника, который не является жилой кабеля или не проложен в общей оболочке с проводниками цепи, должно быть не менее:

— 2,5 мм² Cu или 16 мм² Аl, если есть механическая защита,

— 4 мм² Си или 16 мм² Аl, если механическая защита отсутствует.

Примечание — Это не исключает возможность использования стали в качестве защитного проводника (см. 543.1.2).

Защитный проводник, не являющийся частью кабеля, считается механически защищенным, если он проложен в трубе, коробе или другим подобным способом.

543.1.4 Если защитный проводник является общим для двух или более цепей, то его сечение выбирают следующим образом:

— рассчитывают в соответствии с 543.1.1, исходя из максимально ожидаемого тока короткого замыкания и времени отключения цепи или;

— выбирают по таблице 54.2 по отношению к цепи с максимальным сечением проводников цепи.

543.2 Типы защитных проводников

543.2.1 Защитные проводники могут быть представлены одним из нижеследующих типов или их комбинацией:

— проводники (жилы) многожильного кабеля;

— изолированный или голый проводник, который проложен в общей оболочке с рабочими проводниками;

— стационарно проложенные голые или изолированные проводники;

— металлические оболочки кабелей, экраны кабелей, броня кабелей, проволочная оплетка, концентрические проводники, металлические трубы, объекты, удовлетворяющие положениям перечислениям a) и b) 543.2.2.

Примечание — См. 543.8 по их расположению.

543.2.2 Если в установке есть низковольтные устройства защиты и управления (см. МЭК 61439-1 и МЭК 61439-2) или шинопроводы (см. МЭК 60439-2), то их металлические оболочки или рамы могут быть использованы в качестве защитных проводников при одновременном выполнении нижеследующих условий:

a) электрическая непрерывность предусмотрена конструкцией или установкой дополнительных перемычек таким образом, что обеспечивается защита от механических, химических и электрохимических повреждений;

b) они удовлетворяют указаниям 543.1;

c) должна быть предусмотрена возможность подключения других защитных проводников в предусмотренных точках.

543.2.3 В качестве защитных проводников и защитных проводников уравнивания потенциалов не следует использовать следующие металлические части:

— трубы систем водоснабжения;

— трубопроводы с горючими газами и жидкостями.

Примечание 1 — Катодную защиту см. 542.2.6;

— конструкции подверженные механическим нагрузкам в нормальных условиях;

— гибкие или мягкие проводники, за исключением специально предназначенных для этих целей;

— гибкие части;

— поддерживающие конструкции электропроводок, кабельные лотки и кабельные лестницы.

Примечание 2 — Примеры защитных проводников, включая защитные проводники уравнивания потенциалов, проводники защитного заземления и заземляющие проводники, относятся к случаю, когда их применяют для защиты от поражения электрическим током.

543.3 Электрическая непрерывность защитных проводников

543.3.1 Защитные проводники должны быть соответствующим образом защищены от механических повреждений, ухудшения состояния из-за химических и электрохимических воздействий, электродинамических и термодинамических сил.

Каждое соединение (например, болтовые соединения, зажимы) между защитными проводниками или между защитным проводником и другим оборудованием должно обеспечивать на длительный период электрическую непрерывность и соответствующую механическую прочность и защиту. Болты, соединяющие защитные проводники, не следует применять для другой цели.

Соединения не должны выполнять пайкой.

Примечание — У всех электрических соединений должны быть удовлетворительная тепловая емкость и механическая прочность, чтобы выдерживать любую комбинацию тока/времени, который может произойти в проводнике или в кабеле/оболочке с самой большой площадью поперечного сечения.

543.3.2 Соединения защитных проводников должны быть доступными для осмотра и испытаний за исключением соединений:

— заполненных компаундом;

— находящихся в закрытых полостях;

— в металлических трубах, коробах или сборных шин;

— выполненных сваркой;

— выполненных опресовкой.

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.

543.3.5 Открытые проводящие части аппаратов не должны использоваться в качестве защитных проводников другого оборудования, за исключением указанного 543.2.2.

543.4 PEN, PEL или РЕМ-проводники

Примечание — Поскольку эти проводники выполняют две функции функцию РЕ-проводника и N-, L- или как M- проводника, должны быть рассмотрены все требования применительно к соответствующим функциям.

543.4.1 PEN, PEL или PEM-проводники можно применять только в стационарных установках и с точки зрения механической прочности их сечение должно быть не менее 10 мм² по Cu или 16 мм² по Al.

Примечания

1 По причинам электромагнитной совместимости, PEN-проводник не следует применять после точки ввода в установку (см. МЭК 60364-4-44 (пункт 444.4.3)).

2 В соответствии с указаниями [4] не допускается применять PEN, PEL или РЕМ-проводники во взрывоопасных зонах.

543.4.2 Изоляция PEN, PEL или PEM-проводника должна быть рассчитана на напряжение линейных проводников.

Металлические оболочки электропроводок не следует использовать в качестве PEN, PEL или PEM-проводника, за исключением сборных шин, соответствующих требованиям МЭК 60439-2 и шинопроводов, соответствующих требованиям МЭК 61534-1.

Примечание — Вопросы электромагнитной совместимости, возникающие при вводе PEN, PEL или PEM-проводника внутрь оборудования являются прерогативой технического комитета по соответствующему оборудованию.

543.4.3 Если после точки установки функции нейтрального/ средней точки/ линейного и защитного проводников выполняют отдельные проводники, то не допускается присоединять нейтральный/ средней точки/ линейный проводник к заземленной части установки. Однако, можно из PEN, PEL или PEM-проводника сформировать несколько нейтральных/ средней точки/ линейных и защитных проводников.

PEN, PEL или PEM-проводник в этом случае должны присоединять к зажиму или шине, предназначенной для защитного проводника (см. рисунок 54.1а), если нет специального зажима или шины предназначенной для присоединения PEN, PEL или PEM-проводника (примеры даны на рисунках 54.1b и 54.1c).

Примечание — В системах с безопасным напряжением постоянного тока, например, в телекоммуникационных, нет PEL или PEM-проводника.

543.4.4 Сторонние проводящие части не могут использовать в качестве PEN, PEL или PEM-проводника.

543.5 Совмещенное защитное и функциональное заземление

543.5.1 При применении объединенных заземляющих проводников защитного и функционального заземления, в первую очередь следует выполнять требования к защитным проводникам. Требования, относящиеся к функциональному заземлению выполняют в дополнение, (см. МЭК 60364-4-44 (раздел 444)).

В системах постоянного тока для информационных технологий PEL или PEM-проводник также можно применять, как объединенный для функционального и защитного заземления.

Примечание — Подробную информацию см. МЭК 61140 (пункт 7.5.3.1).

543.6 Токи в защитных заземляющих проводниках

Проводник защитного заземления не следует применять в качестве проводящего пути для тока в нормальных эксплуатационных режимах (например, в соединениях с фильтрами, установленными по соображениям электромагнитной совместимости), см. также МЭК 61140.

Если в нормальном эксплуатационном режиме ток превышает 10 мА, то следует применять усиленный защитный проводник (см. 543.7).

Примечание — Емкостные токи утечки, например, создаваемые кабелями или двигателями, должны быть уменьшены при проектировании установки и оборудования.

543.7 Усиленные защитные проводники при токах утечки превышающих 10 мА

При подключении стационарного оборудования с токами утечки, превышающими 10 мА, к защитным проводникам предъявляют следующие требования:

— если у оборудования есть только одна точка (терминал) для подключения защитного проводника, то его сечение должно быть не менее 10 мм² по Cu или 16 мм² по Al по всей длине.

Примечание 1 — PEN, PEL или РЕМ проводник, выбранный в соответствии с требованиями 543.4, должен удовлетворять и этим требованиям;

— если у оборудования есть вторая точка (терминал) для подключения защитного проводника, должен быть проложен второй защитный проводник минимального сечения, требуемого для защиты от косвенного прикасания до точки, где сечение защитного проводника должно быть не менее 10 мм² по Cu или 16 мм² по Al.

Примечание 2 — В системе TN-C, где нейтральный проводник объединен с защитным проводником в единый PEN-проводник до зажима оборудования, ток защитного проводника рассматривают как ток нагрузки.

Примечание 3 — Оборудование с большими токами утечки может быть несовместимым с установками, в которых применяют защитные устройства дифференциального тока.

543.8 Размещение защитных проводников

Если для защиты от поражения электрическим током применяют устройство защиты от сверхтока, то защитный проводник должен быть объединен с фазными проводниками или проложен в непосредственной близости.

544 Защитные проводники уравнивания потенциалов

544.1 Защитные проводники уравнивания потенциалов, присоединяемые к главному заземляющему зажиму (шине)

544.1.1 Сечение защитных проводников уравнивания потенциалов, которые присоединяют к главной заземляющей шине (ГЗШ) должно быть не менее половины сечения самого большего защитного проводника установки и не менее:

— 6 мм² по Cu;

— или 16 мм² по Al;

— или 50 мм² по стали.

Сечение защитных проводников уравнивания потенциалов, которые присоединяют к ГЗШ не должно быть больше 25 мм² Си или эквивалентного для других материалов.

544.2 Защитные проводники уравнивания потенциалов для дополнительного уравнивания

544.2.1 Проводимость проводника уравнивания потенциалов, соединяющего две открытые проводящие части, должна быть не ниже минимальной проводимости защитного проводника из проводников, присоединенных к открытым проводящим частям.

544.2.2 Проводимость проводника уравнивания потенциалов, соединяющего открытую проводящую часть и стороннюю проводящую часть, должна быть не ниже проводимости соответствующего защитного проводника половинного сечения.

544.2.3 Проводник уравнивания потенциалов, соединяющий две сторонние проводящие части, должен соответствовать требованиям 543.1.3.

Провода для заземления | Электрика в квартире, ремонт бытовых электроприборов

Заземление в квартире и частном доме необходимо для обеспечения защиты человека от поражения электрическим током. Защитное заземление — это преднамеренное соединение электрической проводки, электрооборудования и электрических приемников с землей, так как почва является средой, способной принять на себя ток. Электропроводка, оборудование и электроприемники соединяются с землей с помощью заземляющих проводников. В их качестве могут выступать как жила многожильного кабеля, так и одножильный провод. Более подробно можно прочесть в статьях: «Заземление» и «Заземление квартиры и частного дома».

При этом заземляющий провод в любом случае должен быть медным, многопроволочным или одинарным. Сечение провода заземления зависит от характеристик электросети, т.е. от мощности электроприемников и электрооборудования, которые он защищает. Главное — сечение заземляющего провода должно быть не менее сечения жил кабеля электропроводки.
Рассмотрим подходящие марки кабеля и провода, используемого для заземления, которые допускаются нормами ПУЭ (Правила Устройства Электрооборудования).

Марка кабеля с заземляющим проводником выбирается в зависимости от типа заземления: стационарное или нестационарное (переносное). К стационарному (т.е. неподвижному) заземлению можно отнести следующие примеры — заземление зданий, электропроводки в квартире и частном доме, неподвижное электрооборудование, электрощиты и т.д.

При стационарном заземлении допустимо использовать как многопроволочные (гибкие) медные трехжильные кабеля марок ВВГ, ПВГ, так и многожильные однопроволочные — например, марки NYM. Они должны иметь заземляющую жилу с желто-зеленой окраской изоляции. Бывают случаи, когда применяют более дешевый трехжильный кабель марки ППВ без желто-зеленой изоляции заземляющей жилы, в качестве которой используется средняя жила. Однако при использовании такого кабеля высока вероятность путаницы при подключении или последующем ремонте электропроводки.

Также для заземляющего проводника в квартире и частном доме могут быть использованы отдельные медные одножильные многопроволочный (гибкие) провода. Например, провод марки ESUY (Германия). В таком случае электропроводка (фаза + ноль) выполняется двухжильным медным кабелем, плюс сюда же прокладывается и заземляющий одножильный провод, например, ESUY.

Содержание

1. Краткая характеристика некоторых марок кабеля и провода для заземления
2. Кабель для электропроводки и заземления NYM
3. Отличительные особенности NYM:
4. Кабель ВВГ
5. Провод ПВ-3
6. Провод ПВ-6
7. Провод марки ESUY

Содержание

Кабель для электропроводки и заземления NYM

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках
на переменное напряжение до 0,66 кВ частотой 50 Гц, в том числе в электроустановках зданий и сооружений для безопасного применения электрооборудования класса защиты 1 по электробезопасности. Кабель может применяться для прокладки силовых и осветительных сетей даже во взрывоопасных зонах классов В1 б, В1 г, ВПа, а также для осветительных сетей во взрывоопасных зонах класса В1а.

Отличительные особенности NYM:

• медная жила;
• промежуточная оболочка;
• расцветка жил в соответствии с нормами ПУЭ;
• удобство разделки и монтажа.

Кабель ВВГ

Материал: жилы — медь I или II класса скрутки, изоляция — поливинилхлорид, оболочка — поливинилхлорид, броня — две стальные ленты, наружный покров — обмотка стекловолокном с поливкой битумным составом.

Оболочка кабеля устойчива к солнечному излучению и не распространяет горение.
Кабели изготавливают 1-, 2-, 3-, 4-и 5-жильные, с нулевой жилой или жилой заземления.

Изолированные жилы многожильного кабеля имеют отличительную расцветку. Изоляция нулевых жил выполняется голубой или светло-синей, изоляция жил заземления выполняется двухцветной — зелено-желтой.

Провод ПВ-3

Кабель ПВ-3 – это, по конструкции, одна жила из сплетенных проволочек мягкой меди. В сечениях 0,5 … 1,5 мм квадратных – класс жилы № 2, 3 или 4; для сечений в пределах 2,5… 4 мм кв. – класс жилы – №4; для сечений в пределах 6… 95 мм кВ.- класс жилы — №3. Жила кабеля покрыта изоляцией из одного слоя поливинилхлоридного пластиката. Когда происходит монтаж кабеля, и приступают к разделке концов, то эта оболочка должна без разрыва отрываться от скрученной жилы. Если наблюдаются разрывы изоляции, т. е. она прилипла к жиле, это значит, что при хранении или производстве были нарушены сроки, условия или технология. Выпускаемые сечения кабеля в мм кв.: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 185; 240. Кабель окрашивают в 11 различных цветов: белый, синий, черный, красный, зеленый, желтый и т. д. Если кабель применяется для заземления оборудования или установок, тогда цвет изолирующей оболочки должен быть только жёлто-зелёного цвета.

Провод ПВ-6

Токопроводящая жила — медная, многопроволочная, класса 6 по ГОСТ 22483.
Изоляция — из прозрачного ПВХ пластиката, обеспечивающая возможность визуального контроля за целостностью и качеством токопроводящей жилы.

ПВ 6-Зп — Провод с медной жилой высокой гибкости с изоляцией из прозрачного ПВХ пластиката для переносных заземлений.

Провода стойки к воздействию температуры окружающей среды: от -40°С до +50°С
Изоляция стойка: к деформации при температуре (50±2)°С; к растрескиванию при температуре (120±2)°С. Провода стойки к воздействию знакопеременных изгибов на угол не более 180° при радиусе изгиба (50±5) мм.

Провод марки ESUY

Кабель заземления ESUY используется для заземления системах защиты от короткого замыкания. Специальное применение кабеля заземления при ремонтных работах в системах с большими токами EVU, железнодорожных установках, в распределительных системах, системах переменного тока, системы передачи и распределения энергии как защита в установках.

Для этого кабеля имеются специальные требования, например, небольшой вес, повышенная гибкость в широком диапазоне температур и температуростойкость. Оболочка кабеля имеет важную функцию защиты от механических и химических воздействий.

Особенность: для этого кабеля не нормируется номинальное напряжение, потому что этот кабель применяется как кабель заземления.

Электрическое заземление и соединение согласно NEC | Консультации

Цели обучения

• Изучить правильную терминологию заземления.
• Понимание требований Национального электротехнического кодекса к заземлению и соединению для глухозаземленных низковольтных систем переменного тока (ниже 1000 вольт).
• Предотвращение распространенных ошибок при проектировании и строительстве заземления и соединения.

Электрическое заземление и соединение — одна из многих неправильно понятых тем для обсуждения в сфере проектирования и строительства. Есть две основные причины для понимания заземления и применения правильной конструкции для заземления и соединения: безопасность и правильная работа чувствительного электронного оборудования.

NFPA 70: Статья 250 Национального электротехнического кодекса описывает минимальные требования к заземлению и соединению, и, хотя NEC перечисляет требования, которые необходимо соблюдать, его не следует воспринимать как руководство по проектированию. Некоторые обсуждаемые термины и требования могут быть верны для европейских стандартов, однако цель этой статьи состоит в том, чтобы прояснить конструкцию заземления и соединения, используемую в Соединенных Штатах.

Требования к заземлению и соединению

Статья 250 является сложной частью NEC и охватывает множество различных типов систем: заземленные системы (менее 50 вольт, от 50 до 1000 вольт и более 1000 вольт), незаземленные системы, системы более 1000 вольт, системы с заземленной нейтралью, системы постоянного тока, отдельно выделенные системы и заземление приборов и счетчиков/реле. Целью этой статьи является обсуждение требований к надежно заземленным электрическим системам переменного тока напряжением менее 1000 вольт.

Рис. 1: На иллюстрации систем заземления показано подключение от сети к нагрузке. Предоставлено: CDM Smith

Методы заземления и соединения важны и обязательны для NEC, поскольку при правильном выполнении они защитят персонал от опасности поражения электрическим током и обеспечат работу электрической системы. Эти практики выполняют следующие функции:

• Сохраняет корпуса оборудования и другие обычные металлические детали в стабильном состоянии и, следовательно, в безопасности при прикосновении.
• Ограничивает непреднамеренное напряжение в электрической системе, вызванное молнией, скачками напряжения или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями.
• Связывает электрическое оборудование вместе, чтобы создать путь с низким импедансом (эффективный путь тока замыкания на землю) от места повреждения обратно к источнику питания, чтобы облегчить работу устройств перегрузки по току.
• Устанавливает стабильное напряжение на землю во время работы, в том числе при коротких замыканиях.
• Предотвращает сбои в работе из-за электромагнитных помех.
• Предотвращает нежелательный ток.

Требования к заземлению и соединению начинаются при обслуживании. NEC требует, чтобы заземляющий проводник (проводники) был проложен с незаземленными проводниками к служебному входному оборудованию, и он должен быть подключен к терминалу или шине заземленного проводника (проводников). Заземленный служебный проводник должен быть подключен к заземляющему проводнику при каждом обслуживании. Основная соединительная перемычка должна соединять заземляющий проводник с заземляющими проводниками оборудования и ограждением служебного ввода через клемму или шину заземляющего провода.

GEC должен использоваться для подключения EGC, кожухов сервисного оборудования и, если система заземлена, заземляющего рабочего провода к заземляющим электродам. На рис. 1 показаны соединения системы заземления.

Рис. 2. На этих рисунках показано расстояние между стержнями заземления. Предоставлено: CDM Smith

Минимальные размеры заземляющего проводника, EGC и GEC определены на основе NEC Table 250.102(C)(1), Table 250.122 и Table 250.66 соответственно. Размеры основных соединительных перемычек, соединительных перемычек на стороне питания и системных соединительных перемычек также можно выбрать из таблицы 250.102(C)(1).

Несмотря на то, что заземляющий проводник подключен на стороне питания, он не должен подключаться к EGC или повторно подключаться к земле на стороне нагрузки средств отключения обслуживания, за исключением случаев, разрешенных в статье 250. 142(B) NEC 2017 года.

Распространенные ошибки

Существует несколько ошибок, часто встречающихся при проектировании или во время строительства из-за непонимания или неправильного представления о заземлении, соединении и статье 250 NEC. Вот несколько часто встречающихся ошибок:

Ошибка 1: Использование неправильных таблиц для EGC, заземленного проводника или GEC.

Методы определения размеров, описанные в NEC, являются минимальными требованиями и могут не соответствовать объему и размеру проекта. Большие доступные токи короткого замыкания могут потребовать проводников большего размера, чем минимальные требования NEC.

Размеры EGC должны соответствовать таблице 250.122. Полноразмерный ЭГК необходим для предотвращения перегрузки и возможного перегорания проводника при возникновении замыкания на землю вдоль одной из параллельных ветвей. Размеры EGC выбираются в соответствии с таблицей 250.122 на основании номинала устройства защиты от перегрузки по току на входе, которое защищает проводники, проложенные с EGC.

Однако размеры для EGC в таблице 250.122 не учитывают падение напряжения. Следовательно, размеры незаземленных проводников должны быть рассчитаны с учетом падения напряжения, и в соответствии с 250.122(B) размеры EGC должны быть увеличены пропорционально увеличенным размерам незаземленных проводников. Например, для автоматического выключателя ответвления на 480 вольт с номинальным током 150 ампер размер EGC должен быть медным 6 AWG или алюминиевым 4 AWG для падения напряжения не более 3%.

Размер заземляющего проводника на объекте должен соответствовать таблице 250.102(C)(1) на основе размера наибольшего незаземленного проводника или эквивалентной площади для параллельных проводников. Эту таблицу также можно использовать для определения размера основной соединительной перемычки, системной соединительной перемычки и соединительной перемычки на стороне питания для систем переменного тока. Как указано в примечаниях к Таблице 250.102(C)(1), для незаземленных проводников сечением более 1100 тыс. см меди или 1750 тыс.смил алюминия площадь проводника должна составлять не менее 12,5% от площади наибольшего незаземленного провода питания или эквивалентного площадь для параллельных питающих проводов. Если незаземленные жилы проложены параллельно двумя или более комплектами, заземляющая жила также должна быть проложена параллельно.

Для параллельных комплектов эквивалентный размер наибольшего незаземленного(ых) проводника(ов) питания должен определяться наибольшей суммой площадей соответствующих проводников каждого комплекта. Например, при условии, что электроснабжение обеспечивается пятью наборами медных проводников сечением 500 тыс. мил, заземляющий проводник, требуемый в каждом наборе, должен быть из меди сечением 350 тыс.мил. Суммарная эквивалентная площадь параллельных проводников питания в каждом наборе составляет 2500 тыс. см (пять раз по 500 км·м для пяти параллельных незаземленных проводников). Поскольку эквивалентная площадь для меди превышает 1100 тыс. см3, заземляющий проводник (проводники) должен иметь площадь не менее 12,5 %. Это площадь примерно 312,5 тыс. кубометров, которая согласно таблице 8 главы 9в NEC 2017 года — 350 тыс. кубометров меди.

Рис. 3. Здесь отдельно производная система (справа) сравнивается с неотдельной производной системой. Предоставлено: CDM Smith

Размеры GEC должны быть указаны в таблице 250.66. Примечания в нижней части таблицы 250.66 необходимо учитывать, если имеется несколько проводников служебного ввода или нет проводников служебного ввода. С учетом количества служебных вводов размер определяется либо по наибольшему незаземленному служебному вводу, либо по эквивалентной площади для параллельных проводников. Размер GEC также зависит от материала проводника и его соединения с электродами, указанными в статье 250.66 (A)–(C). Разрешенными материалами являются медь, алюминий, алюминий с медным покрытием и предметы, разрешенные статьей 250.68 (C).

Например, при условии, что электроснабжение обеспечивается одним комплектом медных проводников сечением 500 тыс. смил, GEC в соответствии с таблицей 250. 66 должен быть медным 1/0 AWG. Место для установки GEC находится в сервисе, в каждом здании или сооружении, питающемся фидером(ами) или ответвленной(ыми) цепью(ями), или в отдельно взятой системе.

Повторим еще раз: GEC — это соединение заземляющего проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой на системе заземляющих электродов. Это приводит к ошибке № 2, ошибкам в системе заземляющих электродов, которая обычно наблюдается при проектировании и строительстве.

Ошибка 2: Соответствие только минимальным требованиям NEC для системы заземляющих электродов, что может не соответствовать объему проекта.

Система заземляющих электродов состоит из заземляющих электродов, которые присутствуют в каждом обслуживаемом здании или сооружении и соединены вместе. Элементы, которые квалифицируются как заземляющий электрод, подробно описаны в статье 250.52, которая включает электрод в бетонном корпусе, заземляющее кольцо, окружающее здание или сооружение, стержневые и трубчатые электроды, пластинчатые электроды и другие перечисленные электроды. NEC подробно описывает минимальные требования, но не обязательно требования к дизайну или конструкции, которые позволяют создать функциональную систему в зависимости от масштаба проекта.

Это часто встречающиеся проблемы в системе заземляющих электродов, которая соответствует NEC, но не соответствует объему проекта:

• Отсутствие установки третьего заземляющего электрода. Для NEC требуется как минимум два заземляющих электрода, если только один электрод не имеет сопротивления заземления менее 25 Ом. Однако обычно в строительстве сопротивление заземления не измеряют повторно после установки дополнительного заземляющего электрода. Таким образом, сопротивление заземления в 25 Ом не подтверждается. Согласно NEC два электрода соответствуют требованиям, но это не гарантирует низкого сопротивления электрода относительно земли. Включение заземляющего кольца с несколькими заземляющими электродами считается наилучшей практикой для обеспечения низкого сопротивления. Кроме того, технические условия должны также требовать проведения измерений сопротивления заземления после установки системы заземляющих электродов, чтобы определить, требуются ли дополнительные электроды.
• Допускается сопротивление заземления 25 Ом, поскольку это разрешено нормами.
  • Для NEC требуется только сопротивление заземления 25 Ом; однако промышленность признает, что более низкое значение сопротивления может быть более желательным. Международная ассоциация электрических испытаний ATS-201313 рекомендует 5 Ом или меньше для больших промышленных систем.
• Установка заземляющих электродов (в частности, стержней) на расстоянии 6 футов друг от друга, поскольку это минимальное расстояние, требуемое нормами.
  • Каждый заземляющий стержень имеет свою зону влияния, как показано на рис. 2. Оптимальное расстояние между стержнями должно быть в два раза больше длины заземляющего стержня. Когда зоны перекрываются, результирующее сопротивление каждого стержня увеличивается, что делает систему заземления менее эффективной.

Существует множество соображений, которые необходимо учитывать при проектировании и установке систем заземляющих электродов. Это:

• Размер услуги.
• Типы подключаемых нагрузок.
• Почвы: на удельное сопротивление влияют соль, влажность, температура и глубина.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, некоторые из передовых практик, применяемых в отрасли, включают использование заземляющих колец вокруг зданий, заземляющих треугольников на небольших объектах, экзотермических сварных швов для скрытых или подземных соединений и заземляющих стержней, а также установку наземных испытательных/инспекционных колодцев. которые обеспечивают легкий доступ для проверки сопротивления заземления.

Рисунок 4: Это главный выключатель служебного входа с четырехпроводной нагрузкой. Сторона линии находится вверху с белыми нейтральными проводниками, а сторона нагрузки находится внизу с серыми нейтральными проводниками. Предоставлено: CDM Smith

Ошибка 3: Соединение заземленного проводника (нейтрали) с шиной заземления в нескольких местах.

В соответствии со статьей 250.142 соединение нейтрали с землей допускается со стороны питания или в корпусе средств отключения сети переменного тока. Это соединение также разрешено в отдельно выделенных системах. Если заземляющий провод снова заземляется на стороне нагрузки службы, соединение между заземленным проводником и EGC на стороне нагрузки службы помещает EGC в цепь, параллельную заземленному проводнику.

Еще одна проблема, которая может возникнуть из-за нескольких мест соединения, — это риск отсоединения заземляющего проводника на стороне линии службы. Это может привести к тому, что EGC и все проводящие части, подключенные к нему, окажутся под напряжением, потому что проводящий путь обратно к источнику, который обычно позволяет отключить устройство максимального тока, не подключен. В этом случае потенциал заземления любых открытых металлических частей может возрасти до сетевого напряжения, что может привести к возникновению дуги и серьезной опасности поражения электрическим током.

Ошибка 4: Конструкция заземления и соединения для отдельных систем.

Одной из распространенных ошибок при проектировании заземления и соединения является заземление генераторов и использование трех- или четырехполюсного автоматического переключателя резерва в четырехпроводной системе питания. Заземление отдельно взятой системы подробно описано в статье 250.30. Ошибка при проектировании заземления и соединения отдельно производных систем связана с пониманием определения отдельно производной системы. Как показано на Рисунке 3, система считается отдельной производной, если система не имеет прямого электрического соединения с заземляющим проводником (нейтралью) другой системы питания, кроме как через соединительный проводник и заземляющий проводник оборудования.

Генератор также должен быть напрямую подключен к земле, если он считается отдельной производной системой, как показано ниже. Если используется четырехполюсная АВР и переключается нейтраль, генератор или вторичный резервный источник становится отдельной производной системой. Следует отметить, что трехполюсная АВР может использоваться с четырехпроводным генератором, а также считаться отдельно производной системой, если система распределения электроэнергии представляет собой трехпроводную систему. В этой ситуации нейтраль генератора будет соединена с землей, но к АВР не будет подведен заземленный (нейтральный) проводник.

Рис. 5. Это трансформатор типа «треугольник-звезда», в котором сторона высокого напряжения входит снизу, а вторичная обмотка выходит сверху. Как показано, заземленный проводник (нейтраль) заземлен на трансформаторе. Предоставлено: CDM Smith

Определения заземления и соединения

Существует множество требований в NFPA 70: Статья 250 Национального электротехнического кодекса. Распространенная причина путаницы в основном связана с непониманием правильных определений. Таким образом, первым шагом к пониманию статьи 250 является понимание терминологии NEC. Ниже приведены некоторые термины, взятые из статьи 100 NEC 2017 года, и пояснения к упомянутым терминам.

Соединение (соединение): Соединение для обеспечения электрической непрерывности и проводимости. Соединение не следует путать с заземлением. Две части оборудования, соединенные вместе, не обязательно означают, что обе части оборудования заземлены. Тем не менее, это гарантирует, что металлические части подключенного оборудования могут образовывать электропроводящий путь для обеспечения непрерывности электрического тока.

Соединительная перемычка, сторона питания: Проводник, установленный на стороне подачи услуги или внутри кожуха(ов) сервисного оборудования или для отдельной системы, которая обеспечивает требуемую электрическую проводимость между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Соединительная перемычка, система: Соединение между заземляющим проводником цепи и соединительной перемычкой на стороне питания или заземляющим проводником оборудования или обоими в отдельной системе.

Соединительный проводник или перемычка: Надежный проводник для обеспечения требуемой электропроводности между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Соединительная перемычка, основная: Соединение между заземляющим проводником и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.

Эффективный путь тока замыкания на землю: Преднамеренно сконструированный электропроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки до источника электропитания и который облегчает работу устройств защиты от перегрузки по току или детекторов замыкания на землю. Земля не рассматривается как эффективный путь тока замыкания на землю.

Заземляющий провод оборудования: Токопроводящий путь(и), который обеспечивает путь тока замыкания на землю и соединяет обычно обесточенные металлические части оборудования вместе и с заземляющим проводником системы, или с проводником заземляющего электрода, или с обоими.

Земля: Земля.

Заземленный проводник: Преднамеренно заземленный проводник системы или цепи (т. е. нейтральный проводник).

Заземляющий электрод: Проводящий объект, через который устанавливается прямое соединение с землей. К обычным заземляющим электродам относятся стержни, пластины, трубы, заземляющие кольца, металлические заглубленные опорные конструкции и электроды в бетонном корпусе. Все заземляющие электроды в каждом здании или сооружении должны быть соединены вместе, образуя систему заземляющих электродов.

Проводник заземляющего электрода: Проводник, используемый для соединения заземляющего проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой на системе заземляющего электрода.

Путь тока замыкания на землю: Токопроводящий путь от точки замыкания на землю в системе электропроводки через обычно нетоконесущие проводники, оборудование или землю к источнику электропитания. Примерами путей тока замыкания на землю являются любые комбинации проводов заземления оборудования, металлических дорожек и электрооборудования.

Заземлено (заземление): Подключено (подключено) к земле или к токопроводящему телу, продолжающему заземляющее соединение. Заземление не следует путать с соединением. Оборудование может быть соединено вместе, но оно не считается заземленным, если оно не соединено обратно с землей.

Заземлен, прочно: Заземлен без установки какого-либо резистора или импедансного устройства.

Нейтральный проводник: Проводник, подключенный к нейтральной точке системы, предназначенной для передачи тока при нормальных условиях.

Нейтральная точка: Общая точка соединения звездой в многофазной системе или средняя точка однофазной трехпроводной системы или средняя точка однофазной части трехфазной системы треугольником или средняя точка трехпроводная система постоянного тока.

Сервис: Провода и оборудование для подвода электроэнергии от обслуживающего предприятия к электросетям обслуживаемых помещений.

Сервисное оборудование: Необходимое оборудование, обычно состоящее из автоматического выключателя или выключателя и плавких предохранителей и их принадлежностей, расположенное рядом с точкой входа питающих проводов в здание или другое сооружение или иным образом определенную зону и предназначенное для главный контроль и средства отключения питания.

Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этом содержании? Вам следует подумать о том, чтобы внести свой вклад в нашу редакционную команду CFE Media и получить признание, которого вы и ваша компания заслуживаете. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.

Проверка заземления систем стальных и алюминиевых кабельных лотков

Крайне важно, чтобы заземление систем кабельных лотков, включая кабели в системах лотков, проверялось на соответствие требованиям к заземлению в Национальном электротехническом кодексе (NEC) ДО кабели в лотке находятся под напряжением и ПЕРЕД установкой кабеля . Если кабель проложен, то перед проверкой заземления на кабель можно подать напряжение. Также легче выполнить проверку заземления кабельного лотка, если в системе лотка не установлен кабель. Электрическое заземление имеет важное значение для личной безопасности и защиты от дугового разряда, который может возникнуть в любой части системы электропроводки, кожухах двигателей, кабелепроводах и т. д. Владелец, инженерная фирма или назначенные ими представители должны предоставить разрешение на проверку.
Из соображений безопасности заземление должно быть выполнено непосредственно перед подачей питания на провод. Это верно для кабельного лотка, кабелепровода, кабеля или любой электрической системы. Проверка заземления должна начинаться с установки и продолжаться до тех пор, пока все секции лотка не будут соединены вместе либо болтовыми соединениями, либо соединительными перемычками.

Стальные и алюминиевые системы кабельных лотков являются отличными проводниками заземления оборудования, если они правильно спроектированы, указаны, установлены и проверены. Требования NEC к заземлению кабельных лотков приведены в разделах NEC 318-3c, 318-7 и таблице 318-7(b)(2).

Для использования кабельного лотка в качестве заземляющего проводника оборудования лоток должен использоваться там, где постоянное техническое обслуживание и надзор гарантируют, что установленную систему кабельных лотков будет обслуживать квалифицированный персонал, а секция кабельного лотка должна быть:

1. Маркирована как «Классификация U.L. относительно его пригодности в качестве проводника заземления оборудования».
2. Маркировка минимальной площади поперечного сечения лотка.

Проверка заземления заключается в проверке того, что все секции кабельного лотка помечены, как указано выше.

Это можно легко сделать после установки каждой части системы лотков. Если система кабельных лотков не указана или не помечена как заземляющие проводники оборудования, то либо в лотке должен быть установлен одножильный проводник заземления оборудования, либо в кабелях, установленных в системе лотков, должны быть предусмотрены заземляющие проводники оборудования.

Заземляющий провод оборудования настолько важен, что некоторые компании используют заземляющие проводники в кабеле и кабельном лотке в качестве EGC. Многие компании переходят на заземляющие проводники в кабеле для повышения надежности.

Одножильный заземляющий проводник может быть установлен и прикреплен к секциям кабельного лотка. Раздел 318-3(b)(1) NEC, номер исключения 2, разрешает использование одножильных кабелей размером #4 AWG или больше с изолированными, покрытыми или неизолированными проводниками заземления оборудования. Минимальный размер указан в таблице NEC 250-95 на основе максимального номинала предохранителя или настройки автоматического выключателя для любой цепи в системе лотка.

Во влажной среде, где используется алюминиевый поддон, не следует использовать оголенный медный провод во избежание гальванической коррозии; алюминиевый проводник следует использовать с соответствующими перечисленными разъемами для соединения секций лотка вместе.

Провода заземления оборудования в кабелях TC имеют размеры, соответствующие таблице 250-95 NEC. В медных кабелях калибра № 8 или больше они представляют собой отдельные жилы, либо голые, либо изолированные. В медных кабелях № 10 калибра четвертый провод того же размера, что и фазный провод, может использоваться или маркироваться как проводник заземления оборудования на промышленных объектах.

При проверке заземления необходимо убедиться, что кабельный лоток помечен как заземляющий провод оборудования, что всегда предпочтительнее, или что одножильный провод заземления оборудования установлен и соединен с секциями кабельного лотка, или что в кабелях предусмотрены заземляющие проводники оборудования.

Независимо от того, какой тип системы заземления оборудования используется, системы кабельных лотков должны быть электрически непрерывными, надежно соединенными и заземленными в соответствии с разделом 250-75 NEC.

Самая важная соединительная перемычка – это соединение системы лотков с источником питания на ЦУД или распределительном устройстве. Рекомендуется предусмотреть соединительные перемычки с обеих сторон секции кабельного лотка на ЦУД или распределительном устройстве на шину заземления в оборудовании.