Защитное и функциональное заземления. Основная и дополнительная системы уравнивания потенциалов

ПУЭ п.1.7.29 )

L

N

Корпус без защитного заземления

Напряжение прикосновения 220 В, 50 Гц

Ток через тело человека 0,22 А

Существенное влияние на ток проходящий через человека оказывает величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления.
Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В:
10 Ом — при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее,
4 Ом — во всех остальных случаях.

Rч=1кОм

Повторное заземление РЕN проводника.

TN-С-S

ГЗШ

L

N

PEN

Повторное заземление уменьшает вероятность поражения электрическим током при обрыве PEN-проводника.

Токи делятся пропорционально сопротивлению.

части электроустановки с заземлителем.

«классические» заземлители в вечной мерзлоте спустя три года

Электролитический заземлитель

В гражданском законодательстве отсутствует понятие электролитического заземлителя. Однако эффективен и используется в качестве дополнительного.

zandz.ru

ГЗШ:
UZ1
25 кА х 4 Ом = 100 кВ

4 Ом

PEN

RЛ

UZ1

UZ2

19%

21%

4 Ом

4 Ом

Протекание тока разряда способно повреждать прокладки трубопровода

Схема заноса потенциала через подземные коммуникации.

Значительную роль играют:
1. Расстояние до молниеприемника ( большим быть не может ( 7 – 20 м ), так как это сказывается на эффективности молниезашиты ).
2. Проводимость грунта и величина зоны растекания.
3. Отношение сопротивлений заземлителей электроустановки и молниеприемника.

В случае катодной защиты трубопровода устанавливается разрядник.

2

35

95

PEN

16

70

120

ГЗШ 1 (PE)

Обособленный ввод 1

120

240

240

PEN

10

35

2x240

N

N

95*

Нулевые защитные проводники

Нулевые рабочие проводники
( нейтрали )

max

25

25

25

25

25

10

Внимание!
ГОСТ Р 50571.4.44-2019 «Электроустановки низковольтные. Часть 4.44. Защита для обеспечения безопасности. Защита от резких отклонений напряжения и электромагнитных возмущений.»

Согласно этому ГОСТу п. 444.4.6 этой связи не должно быть!

Выбор сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов.

Как правило, прокладывается отдельным медным проводом в гофрированной трубе, для избежания контакта с металлическими частями здания. Иногда прокладывают в металлической заземленной (РЕ) трубе для исключения электромагнитных наводок.

Примечание: указанные сечения проводников по меди ( исключая PEN проводники ). При замене на сталь или алюминий расчет сечения можно провести согласно ТЕХНИЧЕСКОМУ ЦИРКУЛЯРУ №6/2004, приложение 2.

проводник. В данном примере это могут быть алюминиевые проводники от подстанции в составе двух кабелей питания АВБбШа 4х240 мм2.
В качестве ГЗШ используется шина заземления ВРУ. Шина может выполняться и выносной. Сечение шины должно быть равно или более суммарного сечения РЕN проводников
( ПУЭ 1.7.119 ). Брать минимальное сечение не рекомендуется. Шина должна иметь достаточную конструктивную прочность и хорошую площадь подключения, чтобы выдержать механические напряжения при подключении довольно жестких кабелей и «грубую» работу монтажников. В нашем случае для ввода 1 можно выбрать медную шину 60х10 мм.
2. Сечение проводника ( шины ) соединения ГЗШ с шиной нейтрали должно быть равно или более суммарного сечения PEN-проводников.
3. В примере максимальное сечение РЕN-проводников -480 мм2 ( 2 x 240 ) на вводе 1. Соответственно, согласно ПУЭ 1.7.120, проводник уравнивания потенциалов между ГЗШ 1 и ГЗШ 2 должен быть 240 мм2 ( ½ PEN ).
ПУЭ п.1.7.120. «Если здание имеет несколько обособленных вводов, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного устройства. При наличии встроенных трансформаторных подстанций главная заземляющая шина должна устанавливаться возле каждой из них. Эти шины должны соединяться проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (PEN)-проводника той линии среди отходящих от щитов низкого напряжения подстанций, которая имеет наибольшее сечение. Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к непрерывности и проводимости электрической цепи».
*Примечание: в ТЕХНИЧЕСКОМ ЦИРКУЛЯРЕ №6/2004 согласно п.1 сечение проводника уравнивания потенциалов между ГЗШ 1 и ГЗШ 2 должен быть равно меньшему сечению из соединяемых шин и соответственно в нашем примере 95 мм2.
Этот вариант более логичен, так как конструктивно ВРУ 2 не предназначено для подсоединения проводников сечением более 95 мм2.
4. Сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов определяется с учетом максимального сечения групповых нулевых защитных проводников. В нашем примере это проводник 120 мм2.
ПУЭ п. 1.7.137 «Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм2 по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных - 6 мм2,алюминиевых –
16 мм2, стальных - 50 мм2».

потенциалов выглядит так, как представлено в таблице ниже:

5. Проводник соединения молниеприемника с ГЗШ относится к системе основного уравнивания потенциалов, где сечение 25 мм2 Сu уже определено. Если имеется специальный контур молниезащиты, к которому подключены молниеотводы, то такой контур также должен подключаться к ГЗШ ( ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦИРКУЛЯР №6/2004 согласно п.3 ).
6. Сечение заземляющего проводника к повторному заземлению больше или равно 16 мм2 по меди для защищенных проводников, 25 мм2 по меди и 50 мм2 по стали для проводников не защищенных от коррозии ( ГОСТ 30331.10 п. 542.3.1 ).
7, 8. ПУЭ 1.7.117. «Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный - 10 мм2, алюминиевый - 16 мм2, стальной- 75 мм2».

потенциалов ( СДУП ).

Чрезвычайно важно обеспечить соединение контактов заземления розеток и клемм заземления стационарных приборов на шину дополнительного уравнивания потенциалов. При этом, даже если не будет выполнено соединение корпусов приборов с шиной ( безалаберная эксплуатация, особенно переносных приборов ) система сохранит свою эффективность по безопасности.
Ситуация, когда «земли» розеток и приборов не подключены к шине, а сторонние проводящие части гарантированно соединены с шиной уравнивания потенциалов, в разы ухудшает электробезопасность в помещении даже по сравнению с классической схемой питания.

L

L N

Штепсельные розетки

N

L

PE

Металлическая вставка
( для стояков из пластиковых труб )

Металлическая мойка

Металлическая ванна

Металлический поддон

Сушилка
для рук

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ-1х2,5 ж/з

ПУГВ-1х2,5 ж/з

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ-1х4 ж/з

КУП

Дополнительная система уравнивания потенциалов должна быть выполнена в соответствии с данной схемой. Монтаж должен соответствовать ПУЭ п.7.1.87, 7.1.88 и Техническому циркуляру №23/2009.
Места для подключения проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов к сторонним проводящим частям ( металлические корпуса ванн, поддонов, металлических моек и тд.) должны указываться специалистами организаций, осуществляющими сантехнические и другие работы.
Прокладка проводников должна быть выполнена скрыто в поливинилхлоридных трубах диаметром 16 мм.
В качестве шины дополнительного уравнивания потенциалов использовать коробку КУП.
Коробка КУП скрытого монтажа устанавливается на высоте 800 мм от поверхности пола.
Должен быть обеспечен доступ ко всем соединениям системы для возможности осмотра, индивидуального отключения и замены проводников.
Отключение соединений проводников и доступ в коробку КУП только с помощью инструмента.

Специальный контакт.

коробок уравнивания потенциалов ( КУП ).
Вариант 2. Стальная шина 4х40 ( 4х50 ) с приварными болтами опоясывающая помещение.
Вариант 3. Стальная шина, уложенная в стандартный пластиковый короб.
Вариант 4. Использование шины заземления в РЩ ( для небольших помещений ).
Вариант 5. С использованием специализированного щитка типа ЩРМ – ШЗ
( встроенный щиток с шиной 100 мм2 ( Cu ) со степенью защиты IP54 ).
Вне зависимости от конструкции должны быть соблюдены два основных условия:
1. Возможность осмотра соединения.
2. Возможность индивидуального отключения.

«Остальные мелочи Вы додумаете сами…»
Зачастую в проекте по выполнению шины дополнительного уравнивания потенциалов содержится минимум информации: «…шина 4х20мм ( медь ) по периметру помещения на высоте 150 мм от пола…»
Далее у строителей возникает множество «мелких» вопросов по технологии:
- самим изготовить шину с отверстиями и болтами или заказать где-нибудь ?
- шина с гальваническим покрытием или без ?
- как соединять секции шин между собой ( сварка или болтовое соединение ) ?
- как сделать аккуратно присоединение проводников к шине при скрытой проводке…….

Открытая
медная шина

Проводники уравнивания потенциалов и защитного заземления, торчащие из стены
( к этому добавить гофру )

Торчащий болт

Вероятный и непрезентабельный вариант исполнения.

)

ЩРМ – ШЗ

16мм2 Cu

Сетка антистатического пола

Сторонние проводящие части

L

PE

Корп.

N

Стационарное электрооборудование

4 – 5м

К шине защитного заземления щита питания или к ГЗШ*

16мм2 Cu

РЗ- 01

Корп.

Переносное и передвижное электрооборудование

4 мм2

2,5 мм2

4 мм2

N

L

Стандартные розетки

Специализированный электрощиток розеточный

4 мм2

4 мм2

безопасности.
Защита от отклонений напряжения
и электромагнитных помех.

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60364-4-44:2007* "Электроустановки низковольтные. Часть 4-44. Защита для обеспечения безопасности. Защита от резких отклонений напряжения и электромагнитных возмущений" (IEC 60364-4-44:2007 "Low-voltage electrical installations - Part 4-44, Ed. 2.1: Protection for safety - Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances", MOD), включая изменения Amd1(2015), Amd2(2018), путем изменения отдельных фраз,слов, ссылок, которые выделены в тексте курсивом**.

место подключается FE для аппаратуры 1-го класса защиты. На корпусе согласно рисунку РЕ.

2. Установлен разделительный трансформатор. Где защитное заземление корпуса прибора 1-го класса защиты ?

утечки в системе заземления, нейтрали и за дифференциальными токами.
СДУП разделена на шину для сторонних проводящих частей и для защитного заземления оборудования. Между собой соединены.
В хирургическом светильнике собственный разделительный трансформатор ( по российской традиции данные светильники подключают непосредственно к IT-сети ).

утечки РТУ – 300» ( дифференциальное реле ).

Токовый трансформатор в комплекте.

D 15

Крепление токового трансформатора на шине с помощью переходной втулки ( опция ).

Технические характеристики:
Напряжение питания ------------------------------------------------------------------------------- 220В =/-10%, 50Гц
Уставка тока утечки ----------------------------------------------- 5, 10, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300 мА
Гистерезис включения/включения сигнализации на пороговых значениях, не более -------------- 5%
Временная задержка на вкл. сигнализации при превышении уставки тока утечки ( регулир.) –- 0-4с
Коммутируемый ток контакта (АС1 250 В), не более --------------------------------------------------------- 5А
Диапазон рабочих температур ------------------------------------------------------------------------ -40 ….. +60оС

2 Ом )

Подстанция

N

L

PE
( 4 Ом )

L

N

PEN

~219В

220В, 50Гц

Убей ответственную нагрузку независимым заземлением!

Занос потенциала в ответственное оборудование

КЗ

Маленький ток первичного короткого замыкания!!!

Какое время срабатывания защиты?
( норма не более 0,4с )

Объединение рабочего заземления с заземлением молниезащиты на примере МРТ
Задача:  Выполнить заземление молниезащиты, заземление рабочее (ВРУ) и функциональное.
Ошибка: Делать контур молниезащиты и защитное заземление щитка отдельно, дабы избежать наводок. 
Как правильно:
ПУЭ-7 п.1.7.49-1.7.66 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ. Общие требования.
«1.7.55..Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство…», «..Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.»
СО 153-34.21.122-2003 «..3.2.3. Заземлители. 3.2.3.1. Общие соображения. Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов..»
Но функциональное заземления чувствительного оборудования должно быть отдельным.

?????

Или вот такое….

светильник

Металлическая рама окна

Розетка заземления

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ* 1-16 ж/з

IT-сеть

Консоль
медицинская
( анестезиолога )

К шине защитного заземления щита операционной или к ГЗШ*

FЕ

ЩРМ - ШЗ

К главной шине функционального заземления ( ГШФЗ )

ПУГВ* 1-10 ж/з

FE

ПУГВ-1х4 ж/з

ПУГВ-1х4 ж/з

TN-S -сеть

Использование функционального заземления (FE) для помещений гр.2. Вариант 1.

В данном варианте функциональное заземление подключается только к заземляющим контактам розеток питания ( консоли, щитки IT-сети ) в окружении пациента. Второй класс защиты аппаратуры – внутренняя электронная часть отдельно, корпус отдельно. FE для надежной, безопасной работы аппарата.
Схема противоречит ПУЭ п.1.7.83.

кабеля

Корп.

Шина дополнительного уравнивания потенциалов используется в том числе и для защитного заземления оборудования.

Помещение гр.2

Светильники рабочего и аварийного освещения

Использование функционального заземления (FE) для помещений гр.2. Вариант 2.

Перемычка между РЕ и FE необходима для сохранения целостности основной системы уравнивания потенциалов и обеспечения достаточного тока короткого замыкания L – FE в сети TN-S.
Фильтр заземления препятствует распространению высокочастотных помех из одной системы заземления в другую.

«35» означает внутреннее сечение фильтра по меди.

кабеля

Корп.

Шина дополнительного уравнивания потенциалов используется в том числе и для защитного заземления оборудования.

Помещение гр.2

2,5м

светильники

Использование функционального заземления (FE) для помещений гр.2. Вариант 3.

www.poligonspb.ru

Так как светильники не относятся к ответственному оборудованию, создают лишние гармоники в сети и расположены на высоте более 2,5м, то они подключаются к защитному заземлению.

Вариант 4.
Аналогично варианту 3, но токопроводящие конструкции помещения изолируются от конструкций здания.

Проводник FE прокладывается в гофрированной или заземленной металлической трубе изолированно от токопроводящих конструкций. Сечение выбирается в зависимости от длины проводника.

мм2 Cu

TN-S

C6/0,03

C16/0,03

C16/0,03

C10/0,03

Сетка антистатического пола.

16 мм2 Cu

Электрообеспечение операционной.

Розетка заземления РЗ-01

Щиток ЩРМ-ШЗ

Встроенный, IP54.

www.poligonspb.ru