0 просмотров

Для чего нужна шина заземления

Что такое главная шина заземления и где ее используют

При организации работы электрооборудования и электрической сети основным вопросом является безопасность системы. В основе такой системы находится главная заземляющая шина. В этой статье мы расскажем о технических особенностях заземления и о практических аспектах его установки.

Применение

Заземляющая шина применяется как составной элемент защитного контура при отводе линий электропередачи к многоквартирным домам и промышленным зданиям. Заземление выполняет функцию защиты человека и других живых организмов от воздействия тока при работающих электробытовых приборах. Шины используются в системах мощностью до 1000 В.

Шина призвана выступать соединительным элементом для множества проводников одновременно, а также обеспечивает работы всей заземлительной системы сооружения. На главную заземляющую шину (ГЗШ) возлагается функция выравнивания показателей потенциалов в электросети. Благодаря этому элементу, происходит разделение проводника и соединение контактов. Контакты же передают электрические разряды, что требуется для нормального функционирования отдельных систем в здании.

Конструкция

Система изготавливается из металла. В качестве конструкционных элементов могут выступать водопроводы, газопроводы и любые другие металлические трубы, а также канализационный колодец, стальные элементы здания. Нередко в целях заземления используются вентиляция и система кондиционирования воздуха.

Медь для шины заземления в бобине

Согласно Правилам устройства электроустановок (сокращенно — ПУЭ), заземлительные устройства могут быть не только стальными, но и медными. Причем медь — лучший вариант, поскольку этот металл отличается прекрасной электропроводимостью, слабо окисляется под воздействием напряжения, не подвержен ржавлению. Необходимо заметить, что сталь для изготовления шин заземления используется гораздо чаще, но связано это с ее более низкой ценой. Не рекомендуется изготовление заземляющих реек из алюминия, так как этот металл быстро коррозирует и характеризуется недостаточным сопротивлением.

Обратите внимание! Главная заземляющая шина характеризуется меньшей площадью сечения в сравнении с защитным проводом или нулем рабочего провода силовой линии.

Для шины PE в электрических установках до 1000 В сечение проводников должно быть разным в зависимости от металла. В случае с медным проводником сечение должно быть более 10 квадратных миллиметров, для алюминия этот показатель составляет 16 квадратных миллиметров, а для стали — 75 квадратных миллиметров.

Девятнадцатидюймовая шина заземления медная должна предусматривать участки для единовременного подключения 14 или 18 направляющих. Таким образом, на одной полосе будет от 14 до 18 крепежных болтов. Полоса чаще всего оснащается парой изоляторов и размещается в специальном шкафу (так называемом шкафу №19) и подключается к заземлительному контуру через ПВЗ провод. Девятнадцатидюймовая шина используется для стыковки контактов, сечение которых составляет 2,5 квадратных миллиметра.

Согласно требованиям ГОСТа, главная заземляющая шина должна иметь не менее пяти одновременных соединений.

Заземлительное устройство можно изготовить из стали с омеднением. Толщина листа — 14,2 миллиметра. Такой комплект будет стоить недешево, зато обретет все свойства, характерные для медных проводников.

Обратите внимание! Четырнадцати разъемов обычно достаточно для десяти и более квартир при условии равномерного распределения нагрузки.

Заземляющие шины выпускаются двух типов — REC-ET2-M и REC-ET. Первая модель закрепляется на специальных профилях в монтажных шкафах. А вот держатель шин заземления, гальванопокрытие которого защищает изделие от коррозии, не будет работать без специального органайзера, при наличии которого можно подключить до девяти потребителей.

Местоположение

По месту своего нахождения заземляющая шина может располагаться как во внутренней части вводного устройства, так и неподалеку от него. Если заземление находится внутри, разумнее применять PE-шину. К данному устройству подключается PE-провод, на другом конце которого находится главная заземляющая шина. Причем электропроводимость проводника должна быть равной или превышать проводимость PE-провода линии электропитания.

Совет! Заземление рекомендуется обустраивать еще на стадии планирования жилого дома или другого сооружения.

Где бы ни была установлена заземляющая шина, все ее части, ответственные за выравнивание потенциалов, должны соответствовать ГОСТу 10434. Указанные правила касаются контактов второго класса.

Установка конструкции разрешается только в местах, к которым можно в дальнейшем сохранять свободный беспрепятственный доступ. Доступ нужен для осуществления замены деталей, а также в аварийной ситуации. В условиях промышленных предприятий популярным местом установки короба является вентиляционная система.

Основной способ соединения проводников к заземлению — сварка. Именно приваривание считается наиболее надежным методом фиксации контактов таким образом, что не нарушить электропроводимости.

Установить заземляющую шину можно в металлическом шкафу. Данная конструкция представляет собой короб, собранный из гнутых металлических профилей. С внешней стороны ящика имеется дверца, через которую и осуществляется доступ к шине. Главная заземляющая шина в электротехническом шкафу должна устанавливаться по горизонтали. Деталь фиксируется болтовыми соединениями по бокам и плотно прижимается к основанию.

Щит главной шины заземления

На фасадной части короба должна быть прикреплена паспортная табличка с указанием технических характеристик изделия. Ящик необходимо оснастить замками, закрываемыми на ключ, — это необходимо во избежание случайных контактов с посторонними людьми. Защитный короб можно устанавливать на высоте не менее 150 сантиметров от пола, что необходимо для осложнения доступа к нему со стороны детей. При выборе места монтажа устройства необходимо иметь в виду, что на надежность и безопасность работы заземлительной системы влияет и окружающая среда. В частности, при 80 % влажности воздуха оптимальная температура воздуха составит от 15 до 20 градусов выше нуля. Это не значит, что шины заземления не могут функционировать при более низких или более высоких температурах, однако долговечность и надежность конструкции при неблагоприятных погодных условиях снизится. Также следует размещать короб как можно дальше от источников огня и агрессивных химических веществ.

Обратите внимание! Если доступ в помещение разрешен ограниченному кругу квалифицированных лиц, разрешается установка шины открытым способом.

Встроенные шины

Не обязательно создавать конструкцию с нуля, можно приобрести готовое устройство со встроенными шинами заземления. В качестве примера можно привести DIN-рею, которая представляет собой комплект разборного оборудования в металлическом ящике. К рее прилагается специальный коммутатор на 220 В, обеспечивающий электропитание аппарата. В комплект панели входит DIN-рея, нулевые шины (три единицы) с изолятором. Одновременно возможно подключение до 22 потребителей.

На рынке представлены три разновидности реек: DIN U3 для автоматических выключателей, DIN U3 — также под автоматы, но в комплекте имеется и шина нулевая с заземлением. Также можно приобрести DIN U4, оснащенную дополнительными функциями (например, возможностью установки электросчетчика). Все DIN-рейки покрываются антикоррозийным материалом.

Один из популярных вариантов DIN-реи — TLK-ERH-CU. Девятнадцатидюймовое изделие производится из меди. Данная модель отличается невысокой стоимостью и достойным уровнем качества.

Конструкция и монтаж заземляющей шины

Важнейшим условием безопасности эксплуатации любых электрических цепей является наличие надёжной системы заземления, включающей в себя ряд специальных элементов. Одной из таких составляющих и является главная заземляющая шина (ГЗШ), монтируемая на планке вводного устройства подключаемого к линии объекта.

Назначение

Помимо ГЗШ в состав заземляющей системы входит комплект медных соединительных жил, а также специальная конструкция из металлических профилей или арматуры, называемая контуром заземления. Последний вкапывается в землю неподалёку от строения на глубину, обеспечивающую надёжный контакт металла с грунтом.

Основное назначение шины заземления – создать на вводе в сооружение особую зону, имеющую нулевой потенциал по отношению к земле. Кроме того, ГЗШ предназначается для подключения частей электрооборудования, эксплуатируемого в границах данного объекта и нуждающихся в заземлении.

В большинстве случаев заземляющая шина собирает на себе проводники, идущие от следующих конструктивных элементов:

  • основной заземляющий контур;
  • металлический корпус (корпуса) различного оборудования и трубопроводов;
  • система защиты от удара молнии (молниеотвод).

Помимо этого, к главной шине заземления подключается и так называемый «PEN проводник», входящий в состав кабельной подводки питающего напряжения и совмещающий в себе «рабочий ноль» и защитный провод.

На планке ГЗШ заземляющая шина искусственно разделяется на так называемую «нулевую рабочую» (N) и «нулевую защитную» (PE), каждая из которых имеет собственное крепление и используется по своему прямому назначению.

Благодаря такому разделению на стороне потребителя удаётся организовать «повторное» заземление, исключающее опасность поражения током при случайном обрыве PEN проводника.

Отметим также, что обустройство заземления по такой схеме возможно лишь для трансформаторных питающих линий с глухозаземлённой нейтралью.

Конструкция

Нулевая шина с заземлением может размещаться как внутри вводного устройства (ВРУ), так и отдельно от него. В первом случае в качестве ГЗШ допускается использовать искусственно организованную шину РЕ, имеющую непосредственный электрический контакт с корпусом распределительного шкафа.

При размещении вне границ вводного устройства эта сборно-распределяющая конструкция должна находиться неподалёку от него (в удобном для обслуживания и доступном для специалистов месте).

Для ограничения доступа посторонних лиц открытые шины заземления могут укрываться в запирающемся на замок ящике, дверца которого помечается специальным знаком.

Согласно действующим нормативам (ПУЭ, в частности) ГЗШ должна изготавливаться в виде медной или стальной полосы, имеющей определённые размеры. При размещении вне шкафа и в нём они выбираются с учётом того, чтобы на шине уместилось требуемое количество контактных отверстий под болтовые соединения.

Для выпускаемых промышленностью типовых изделий ГЗШ ХХ-УХЛ4 ТВС, например, эти размеры строго нормируются и выбираются из следующего ряда: 3х30, 3х40, 4х40 миллиметров. При этом подходящую рейку выбирают исходя из нормированного количества отверстий под крепление проводников (10, 15 или 20).

Перечисленные выше размеры у разных производителей могут отличаться по своей величине, однако все они должны рассматриваться в качестве параметров ГЗШ, дополняющих уже приведённые ранее характеристики.

Обращаем особое внимание на тот факт, что применение алюминия для изготовления распределительных полос не допускается. Кроме того, при выборе изделия с заданными параметрами всегда следует иметь в виду, что габариты ГЗШ не могут быть менее чем сечение РЕ-шины, организуемой в границах ВРУ.

К этому нужно добавить, что конструкцией реек должна предусматриваться возможность подключения к ним дополнительных проводников с помощью подходящего инструмента (ключа под болтовое соединение, например).

При наличии в здании нескольких вводов линии питания, шина заземления обустраивается на каждом из них. Образующееся при этом соединение шин должно быть подключено к уравнителям потенциала.

И, наконец, при организации системы заземления не следует путать ГЗШ с РЕ-шиной, организуемой с целью получения повторного заземления на приёмной стороне. Хотя они и имеют электрический контакт, но назначение у них разное.

Можно ознакомиться с рисунком, на котором приводится внешний вид и обозначение ГЗШ.

В следующих разделах на конкретных примерах будут рассмотрены возможные места монтажа шины заземления с учётом удобства организации заземления и обслуживания всей системы в целом.

Выбор места для монтажа ГЗШ

На столбе воздушной линии

Если на участке подводки питающей линии к основному ВРУ, расположенному на обслуживаемом объекте, имеется дополнительное вводное устройство (на столбе, например), то ГЗШ может монтироваться непосредственно на нём.

Требования действующих нормативов (того же ПУЭ, например), обязывают соединять смонтированную на столбе заземляющую шину с основной распределительной планкой, располагаемой во внутреннем вводном устройстве.

Также не следует забывать об организации повторного заземления PEN проводника на столбе посредством выделения из него отдельной шины заземления PE. Последнее означает, что указанный конструктивный элемент должен электрически соединяться с ещё одним заземляющим контуром, обустраиваемым непосредственно под опорой.

В шкафу ВРУ

Шкаф со смонтированной в нём главной шиной может размещаться непосредственно на фасаде дома в заранее предусмотренном для этого месте. На объектах производственного назначения и в зданиях различных организаций установка ВРУ, как правило, предполагает использование для этих целей специальной щитовой комнаты.

При наружном (уличном) расположении распределительного устройства корпус шкафа должен иметь индекс IP, соответствующий условиям его эксплуатации.

Монтаж элементов конструкции, реализующих шину функционального (рабочего) заземления, предполагает целый набор специальных операций, при проведении которых необходимо учитывать следующие моменты:

  • для удобства монтажа главная шина фиксируется болтами на стальном корпусе шкафа;
  • при монтаже шина заземления должна соединяться с «нулевой» рейкой посредством стальной (медной) перемычки;
  • её размеры должны быть сравнимы с сечением защитного и нулевого рабочих проводников;
  • их размещение относительно друг друга никак не оговаривается действующими нормативами.

Сечение заземляющей пластины РЕ должно быть не менее 10 мм2 (в том случае, когда она изготовлена из меди). Для стального проводника это значение не может быть менее75 мм2.

Установка вне шкафа

Вне шкафа планка главной шины заземления должна устанавливаться в местах, защищённых от постороннего доступа и вмешательства.

Она фиксируется в границах твёрдой плоской поверхности на изоляторах из достаточно прочного материала. В качестве примера открытого размещения ГЗШ рассмотрим монтаж типовой пластины на19 дюймов торговой марки «TLK».

Широко распространенные в электротехнике заземляющие шины TLK-ERH-CU – это сертифицированный продукт от «TLK», соответствующий всем оговоренным ранее требованиям. При их изготовлении на медную рейку с типоразмером 19 дюймов (19”) размещают от 14-ти до 18-ти крепёжных болтов для подключения подводящих проводников.

Согласно требованиям, предъявляемым к конструкциям этого класса, такую 19 дюймовую рейку с 14 (18) разъемами положено устанавливать в специальных шкафах, выпускаемых той же торговой фирмой. И лишь после этого готовая конструкция подключается к системе заземления посредством медного провод ПВЗ соответствующего сечения.

Дополнительная информация. Используемый для размещения 19-дюймовой рейки шкаф имеет соответствующее обозначение – «№19».

Ещё одним вариантом обустройства шины заземления является использование для этих целей специальных DIN реек, относящихся в категории типовых электротехнических изделий, объединяемых в одном шкафу.

Согласно действующим стандартам (ГОСТ, в частности) комплект из таких DIN реек может предназначаться и для других целей (они могут использоваться в качестве планок для подключения фазных и нулевых проводников).

Итоги

В заключении отметим, что довольно распространённым способом сопряжения отдельных элементов шины заземления является сварка.

Она полностью удовлетворяет требованиям ГОСТ на обустройство надежных контактов. Одновременно с этим применение сварочного устройства для целей сборки обеспечивает прочность соединения с гарантией высокой проводимости.

Отметим также, что качество болтовых сопряжений обеспечивается надёжной опрессовкой кабельных наконечников подводящих проводов. Подобным же образом (посредством болтового крепления) шина в наконечнике соединяется с корпусом шкафа.

Главная заземляющая шина (ГЗШ): определение, назначение, требования

Что такое главная заземляющая шина (сокращенно ГЗШ) и для чего она нужна?

Главная заземляющая шина (ГЗШ, main earthing terminal) — это шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки и предназначенная для электрического присоединения проводников к заземляющему устройству (согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1]). Данное понятие имеет жаргонизм — «шина заземления» у некоторых людей, что некорректно.

Главная заземляющая шина на фото

Главная заземляющая шина является неотъемлемой частью заземляющего устройства электроустановки здания. К ГЗШ присоединяют следующие проводники:

  • заземляющий проводник, посредством которого ГЗШ соединяют с заземлителем;
  • защитный проводник, посредством которого к ГЗШ присоединяют защитную шину вводно-распределительного устройства (ВРУ).
  • защитные заземляющие проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов, применяемые для осуществления защитного заземления и защитного уравнивания потенциалов;
  • функциональные заземляющие проводники и функциональные проводники уравнивания потенциалов, используемые для выполнения функционального заземления и функционального уравнивания потенциалов.

Требования к главной заземляющей шине.

Требования к ГЗШ устанавливаются в СП 437.1325800.2018 [3]. Также учтены замечания Ю.В. Харечко [4]. Сами требования приведены ниже:

  1. Главная заземляющая шина является частью заземляющего устройства электроустановки здания и ключевым элементом системы уравнивания потенциалов. Главная заземляющая шина должна соответствовать ГОСТ Р 50571.5.54–2013 [2] а также требованиям 2-13 настоящей статьи.
  2. Посредством ГЗШ должно быть обеспечено электрическое соединение сторонних проводящих частей здания с открытыми проводящими частями электроустановки здания. Для этого защитную шину вводного устройства (ВУ) или вводно-распределительного устройства (ВРУ) электроустановки здания следует соединить посредством защитного проводника с главной заземляющей шиной. Защитные проводники всех распределительных и конечных электрических цепей должны быть присоединены к защитной шине ВУ или ВРУ.
  3. Главную заземляющую шину, как правило, следует устанавливать отдельно от вводного устройства или вводно-распределительного устройства электроустановки здания вблизи распределительного устройства. Допускается устанавливать ГЗШ внутри ВУ или ВРУ.
  4. В местах, доступных только обученным и квалифицированным лицам, главная заземляющая шина может устанавливаться открыто. В местах, доступных обычным лицам, ГЗШ должна иметь защитную оболочку. Степень защиты оболочки выбирается в соответствии с условиям окружающей среды, но не менее IP2Х согласно ГОСТ 14254−2015.
  5. Если электроустановка здания имеет несколько обособленных вводов, то главная заземляющая шина должна быть предусмотрена для каждого ввода. При наличии нескольких обособленных вводов, в том числе вводов от разных трансформаторных подстанций, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного устройства. Эти шины должны быть соединены защитным проводником уравнивания потенциалов, минимальное сечение которого должно удовлетворять требованиям 543.1 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 для ввода наибольшего сечения.

При наличии нескольких встроенных трансформаторных подстанций главная заземляющая шина должна устанавливаться возле каждой из них. Эти шины должны быть соединены защитным проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (PEN)-проводника отходящей от щитов низкого напряжения подстанций линии наибольшего сечения.

Если от различных обособленных вводов, для каждого из которых предусмотрено отдельное ГЗШ, может быть осуществлено электроснабжение одной и той же нагрузки, например, при срабатывании АВР, то ГЗШ , представляющая собой отдельное изделие, может быть установлена только у основного ввода, а все остальные вводы могут быть соединены общей магистралью, кольцевой замкнутой или линейной разомкнутой в зависимости от протяженности и особенностей расположения ВРУ.

  1. При наличии в здании нескольких электрических вводов системы трубопроводов, выполненных из металла, и заземлитель рекомендуется подключать к главной заземляющей шине основного ввода.
  1. В качестве отдельного устройства ГЗШ может быть выполнена в виде отрезка медной или стальной полосы, установленного открыто или в оболочке, и предназначенного для радиального присоединения проводников защитного уравнивания потенциалов, или в виде протяженной и, если требуется, замкнутой (кольцевой) магистрали.
  1. Стальные шины должны иметь металлическое покрытие, стойкое к коррозии и обеспечивающее выполнение требований для разборных контактных соединений класса 2 в соответствии с ГОСТ 10434−82.
  1. Если главная заземляющая шина и присоединяемые к ней проводники выполнены из разных металлов, следует принять меры по обеспечению надежного контактного соединения.
  1. Эквивалентную проводимость поперечного сечения главной заземляющей шины, устанавливаемой вблизи ВРУ, рекомендуется принимать равной половине проводимости защитной шины соответствующего ВРУ.
  1. Для магистрального исполнения главной заземляющей шины площадь ее поперечного сечения должна учитывать требования механической прочности с учетом возможных механических воздействий и с учетом обеспечения минимальных значений падения напряжения между присоединениями защитных проводников уравнивания потенциалов.
  1. Присоединение к главной заземляющей шине проводников уравнивания потенциалов может быть выполнено по радиальной или магистральной схеме.
  1. Цветовая и буквенно-цифровая идентификация главной заземляющей шины должна соответствовать ГОСТ 33542–2015.

В международном и национальном стандартах отсутствуют требования к минимально допустимому сечению ГЗШ. Однако, рассуждая логически, можно утверждать, что минимальное сечение главной заземляющей шины не может быть меньше наибольшего сечения присоединяемых к ней проводников.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector