Технические решения

Выше рассмотрены новые требования российских стандартов и Правил устройства электроустановок (ПУЭ) к электроснабжению и электробезопасности жилых и общественных зданий. В соответствии с этими требованиями для электроснабжения зданий должны применяться сети с системой заземления типа TN-C-S или TN-S, a однофазные групповые линии должны выполняться трехпроводными (фаза, нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ проводники). Эти меры открывают широкие возможности для безопасного применения электротехнических изделий класса защиты I и объективно способствуют снижению электротравматизма.

Следует подчеркнуть, что указанные выше новые требования стандартов и ПУЭ могут быть реализованы только во вновь строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых зданиях. В существующем жилом фонде осуществить переход к трехпроводным групповым сетям в сколько-нибудь сжатые сроки едва ли возможно. Значит, в течение ближайших десятилетий в электроустановках жилых зданий будут параллельно существовать сети TN-C-S и TN (без системы зануления). С другой стороны, во всех этих сетях будут эксплуатироваться электробытовые приборы классов защиты 0, I, П. Указанное обстоятельство требует практического решения и отражения в нормативно-технической документации вопросов, касающихся подключения к сети приборов различных классов защиты.

В зданиях-новостройках с сетями TN-C-S трехконтактные штепсельные розетки предназначены для использования приборов класса I. Что касается приборов класса 0 и Ц, то их обычные двухштырьковые вилки не могут быть включены в розетки с защитным контактом. Поэтому приходится использовать соответствующие переходники. Заметим, что в последнее время стали выпускаться приборы классов 0 и II с вилками из литой резины, имеющими фланец с прорезями, позволяющими включить их в трехконтактные розетки. Однако следует учесть, что при этом не обеспечивается должный контакт в штепсельном соединении, так как обычные двухштырьковые вилки имеют диаметр штырьков 4 мм, тогда как трехконтактные вилки - 4,8 мм. Возможен другой вариант: наряду с трехконтактными розетками (для приборов класса I) предусматривать определенное количество обычных розеток (для приборов классов 0 и II). В нормативной документации указанные вопросы пока не нашли отражения, то есть их решение дается на откуп проектным и монтажным организациям, а в худшем случае - самим пользователям. Во всех случаях использование приборов класса 0 в сетях TN-C-S ухудшает условия электробезопасности и существенно снижает эффект, достигаемый путем перехода от двух- к трехпроводным групповым сетям. Однако, как показано выше, запрет приборов класса 0 практически не реален.

Аналогичные вопросы возникают в существующем жилом фонде с двухпроводными групповыми сетями и обычными двухконтактными штепсельными розетками. При эксплуатации в таких сетях приборов класса защиты I возникает вопрос: как "задействовать" третий защитный контакт штепсельной розетки, которая входит в комплект прибора, либо приобретается вместе с ним? Здесь возможны следующие варианты (см. рис. 19), встречающиеся на практике:

а) в розетке между нулевым контактом цепи питания и защитным контактом ставится перемычка, то есть защитный контакт соединяется с нулевым рабочим проводником;

б) защитный контакт розетки остается свободным, «незадействованным»;

в) защитный контакт соединяется с естественным или искусственным заземлителем;

г) защитный контакт соединяется с защитным проводником РЕ, прокладываемым дополнительно от группового щитка до розетки;

д) трехконтактная розетка не используется, трехконтактная вилка питающего прибор кабеля через переходник включается в обычную двухконтактную розетку.

Вариант а) соответствует сети типа TN-C, применение которой в электроустановках зданий не предусмотрено ни ГОСТ Р 50751, ни ПУЭ. В этом варианте обеспечивается зануление корпуса электроприемника, однако в случае обрыва совмещенного нулевого рабочего и защитного проводника PEN на корпус прибора через рабочую обмотку и перемычку выносится потенциал фазы даже при исправной изоляции самого прибора. Это наиболее опасный и потому недопустимый способ подключения к сети трехконтактной розетки.

Варианты б) и д) означают сознательный отказ от зануления, то есть прибор класса I используется как прибор класса 0. В случае замыкания на корпус последний оказывается по отношению к земле под напряжением вплоть до фазного.

Вариант в) соответствует сети типа ТТ, то есть означает применение защитного заземления (без зануления) в сети с глухозаземленной нейтралью, что запрещено ПУЭ (п. 1.7.39). Такой вариант характерен для сельской местности, где в качестве искусственного заземлителя может быть использован металлический штырь, кол и пр., вбитый в землю. Поскольку сопротивление растеканию такого заземлителя намного больше, чем заземлителя нейтрали трансформатора, то в случае замыкания на корпус большая часть фазного напряжения оказывается на корпусе. Это особенно опасно в домах городского типа, где в качестве естественного заземлителя может быть ошибочно использован водопровод, канализация, система отопления. В случае замыкания на корпус в каком-либо приборе, будет иметь место вынос потенциала во все помещения, где проходят упомянутые выше коммуникации.

Вариант г) с точки зрения электробезопасности является наиболее правильным, так как означает переход от двух- к трехпроводной групповой Сети, то есть к сети типа TN-C-S, что соответствует новым нормативным требованиям. Однако это означает реконструкцию электрической сети с большим объемом монтажных работ, которые под силу только квалифицированным специалистам, но не самим жильцам. К тому же ПУЭ (п. 1.7.80) требуют прокладки нулевых защитных проводников совместно или в непосредственной близости с фазными. Поскольку в большинстве случаев существующая электропроводка скрытая и трасса ее неизвестна, указанное требование может быть не выполнено. Это может привести к увеличению ширины петли "фаза-нуль", росту ее внешнего индуктивного сопротивления, и, как следствие, к отказу зануления. По указанным причинам данный вариант нельзя считать реальным.

Из всех рассмотренных вариантов использования приборов класса I в существующем жилом фонде предпочтение следует отдать варианту д), как наиболее простому и наименее опасному. Однако следует иметь в виду, что при этом должный уровень электробезопасности не обеспечивается, и необходимы дополнительные меры защиты. Одной из таких мер является применение устройств защитного отключения (УЗО). Заметим, что установка УЗО целесообразна не только в зданиях с двухпроводными групповыми сетями, но и в новостройках с сетями типа TN-C-S. Сейчас ведутся активные работы по созданию и совершенствованию нормативной базы по применению УЗО.

Вопросы электробезопасности, рассмотренные выше, касались, в основном, электроустановок многоэтажных зданий городского типа. Между тем в последнее время идет интенсивное строительство индивидуальных жилых домов, коттеджей, дачных (садовых) домов и других частных сооружений, в которых вопросы электробезопасности стоят наиболее остро. Это связано с тем, что значительная часть электрооборудования и электрических сетей эксплуатируется в условиях повышенной и особой опасности (насосы, теплицы, сауны, души, летние кухни и пр.). Электрооборудование, как правило, не закреплено за постоянным квалифицированным обслуживающим персоналом. Положение усугубляется тем, что нередко проектные организации, идя на поводу у заказчиков и выполняя их эстетические пожелания, принимают проектные решения, не соответствующие требованиям действующих нормативных документов. В этих условиях весьма своевременным явилось введение в действие «Инструкции по электроснабжению индивидуальных жилых домов и других частных сооружений», разработанной Главгосэнергонадзором и утвержденной Минтопэнерго РФ 16.03.1994 г. В соответствии с Инструкцией АО «РОСЭП» в 1994 г. разработаны «Рекомендации по электроснабжению индивидуальных жилых домов, коттеджей, дачных (садовых) домов и других частных сооружений», где рассмотрены конкретные вопросы проектирования электроснабжения указанных объектов, в частности, обеспечения их электро- и пожарной безопасности.

В соответствии с Инструкцией электробезопасность людей как внутри объекта, так и снаружи должна быть обеспечена комплексом электрозащитных технических мероприятий, включающих применение УЗО как в месте присоединения к владельцу электрических сетей; так и внутри объекта, повторное заземление нулевого провода на воздушном вводе, зануление электроприемников, использование двойной изоляции ввода в объект. Рассмотрим указанные требования более подробно.

Зануление стационарных и переносных электроприемников в индивидуальных домах и других частных сооружениях должно осуществляться в полном соответствии с изложенными выше требованиями комплекса стандартов ГОСТ Р 50571 и ПУЭ. Для электроснабжения используется питающая сеть типа TN-C-S; однофазные групповые линии выполняются трехпроводными; защитные контакты штепсельных розеток для электроприборов класса I и металлические корпуса стационарных электроприемников подключаются к нулевому защитному проводнику РЕ, прокладываемому от вводно-распределительного устройства и имеющему такое же сечение, как и фазный проводник L. Использование нулевого рабочего проводника N для зануления запрещается.

Характерной особенностью любого объекта индивидуального строительства, (например, садового участка) является наличие наружных электропроводок: ответвление от воздушной линии (ВЛ); вводов в сооружения и выводов из них; внутриобъектной электропроводки, предназначенной для электроснабжения хозпостроек и других электроприемников, расположенных на территории объекта и питаемых через один общий счетчик. Все указанные элементы системы электроснабжения должны соответствовать требованиям ПУЭ, строительных норм и Инструкции. В частности, ответвления от ВЛ длиной до 25 м должны быть выполнены изолированным проводом, а более 25 м допускается выполнять неизолированным проводом с установкой дополнительных опор. Минимальные расстояния до земли должны быть: проводов ответвления - 6м над проезжей частью и 3,5 м над пешеходными участками; вводов (выводов) и проводов внутриобъектной электропроводки - 2,75 м. При невозможности соблюдения указанных расстояний необходима установка дополнительной опоры или трубостойки на строении. Внутриобъектная проводка не должна проходить над проезжей частью территории объекта. Минимальные сечения проводов должны составлять: медных - 6 мм² для ответвления и 2,5 мм² для ввода; алюминиевых - соответственно 16 мм² и 4 мм².

Ввод в объект следует выполнять через стены изолированным проводом или кабелем с негорючей оболочкой. Допускается выполнять ввод через крышу в стальной трубе (трубостойке). Проход через стену изолированных проводов осуществляется в изоляционных полутвердых трубках, оконцованных изолированными втулками в сухих помещениях и воронками в сырых помещениях или при выходе наружу. При этом должны быть приняты меры, предотвращающие попадание воды в проход через стену или крышу. Если ввод осуществляется через стену из горючего материала, то провода, изоляционная трубка, втулки должны быть заключены в стальную трубу. Вывод проводов из дома для электроснабжения хозпостроек и других потребителей осуществляется так же, как и ввод. Ввод внутриобъектной электропроводки в хозпостройки рекомендуется выполнять проводами или кабелями без их разрезания во избежание возгорания помещений из-за плохих контактных соединений на вводе.

Важным мероприятием, направленным на повышение электробезопасности объектов индивидуального строительства, является повторное заземление нулевого PEN-провода на воздушном вводе в объект. Необходимость повторного заземления при однофазном вводе определяется в каждом конкретном случае проектом системы электроснабжения, а при трехфазном вводе является обязательным во всех случаях. Для этого в первую очередь следует использовать расположенные поблизости естественные или искусственные заземлители. Сопротивление повторного заземлителя не должно превышать 30 Ом. При удельном сопротивлении грунта более 100 Ом*м допускается увеличение указанной нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного (здесь ρ - удельное сопротивление грунта, Ом*м). Допускается не выполнять повторное заземление нулевого провода на воздушном вводе в объект, если питающая линия имеет длину менее 200 м или имеет хотя бы одно повторное заземление при длине более 200 м. Повторное заземление также не выполняется, если питание объекта осуществляется кабелем, проложенным в земле.

Конструктивно повторное заземление нулевого провода на воздушном вводе в объект должно быть выполнено так, чтобы в случае обрыва PEN-проводника ответвления от ВЛ к объекту, нулевой провод ввода в дом оставался присоединенным к заземлителю. При этом обеспечивается снижение потенциала, вынесенного на зануленные корпуса электроприемников, который при отсутствии связи с заземлителем был бы равен полному потенциалу фазы.

Содержащееся в Инструкции требование об установке УЗО в месте присоединения к владельцу электрических сетей в настоящее время признано завышенным и фактически отменено "Временными указаниями по применению устройств защитного отключения в электроустановках жилых зданий", утвержденными Главгосэнергонадзором (информационное письмо №42-6/9-ЭТ от 29.04.97). Согласно этому документу применение УЗО для объектов индивидуального строительства рекомендуется на вводе в объект, либо в отдельных групповых линиях. Обязательным является применение УЗО для групповых линий, питающих штепсельные соединители наружной установки, а также штепсельные розетки ванных и душевых помещений, если они не подсоединяются к индивидуальному разделяющему трансформатору. Уставка срабатывания по току утечки указанных УЗО не должна превышать 30 мА.