Безопасность эксплуатации электрооборудования напрямую зависит от качественно выполненного заземления. Его основная задача — отвести опасный ток утечки в землю, тем самым защищая человека от поражения электричеством при случайном прикосновении к металлическим частям приборов. Ключевым элементом такой системы защиты является главная заземляющая шина (ГЗШ). Это устройство служит центральным узлом для подключения множества проводников, обеспечивающих как защитное заземление, так и выравнивание потенциалов. Конструктивно шины могут существенно различаться по размерам, материалу и способу монтажа, а для их надежной и долговечной работы необходимо строго соблюдать ряд технических требований и правил установки.
Конструктивные особенности главной заземляющей шины
Главная заземляющая шина (ГЗШ) — это обязательный защитный элемент для любых электрических сетей, будь то жилой дом или промышленный объект. Она формирует основу для безопасного отвода тока и предотвращает возникновение опасных для жизни ситуаций.
Система ГЗШ изготавливается из высокопроводящих металлов. В качестве естественных заземлителей часто используют металлические конструкции здания, водопроводные и газовые трубы, элементы вентиляционных систем. Однако для самой шины применяются специальные изделия из стали или меди.
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), допустимо применение как стальных, так и медных шин. Сталь популярна из-за низкой стоимости, но медь обладает явными техническими преимуществами: высокая электропроводность, устойчивость к коррозии и окислению. Алюминий для этих целей не подходит из-за быстрого окисления и недостаточного сопротивления.
Сечение ГЗШ всегда меньше, чем у защитного (PE) или нулевого рабочего (N) проводника. Минимальные значения сечения строго регламентированы: для меди — от 10 кв.мм, для алюминия — от 16 кв.мм, для стали — от 75 кв.мм в установках до 1000 В.
По ГОСТу к одной шине должно быть возможно подключение не менее пяти проводников. Стандартные медные шины, как правило, имеют 14 или 18 контактных точек, что достаточно для заземления 10 и более квартир при равномерном распределении нагрузки.
Среди распространенных типов можно выделить REC-ET2-M и REC-ET. Первый тип часто монтируется в специальные профили внутри электрощитов. Для его крепления используется защитный органайзер, предохраняющий от коррозии и позволяющий подключить до 9 потребителей.
Нормативные требования к размерам
Действующие стандарты четко определяют геометрические параметры шины. Она выполняется в виде металлической полосы с необходимым количеством отверстий для болтовых соединений.
Для промышленных изделий, например, марки ХХ-УХЛ4 ТВС, стандартными являются размеры 3×30, 3×40, 4×40 мм с 10, 15 или 20 отверстиями. Конкретные размеры могут варьироваться у разных производителей, но при этом должны сохраняться все ключевые пропорции и технические характеристики устройства.
Назначение и сфера применения ГЗШ
Главная заземляющая шина выполняет роль защитного и коммутационного оборудования. Она является центральным элементом защитного контура для распределения заземляющих линий по жилым и производственным зданиям, работающим под напряжением до 1000 В.
Это устройство объединяет различных потребителей электроэнергии в единую систему заземления, обеспечивая ее целостность и работоспособность. Одной из ее важнейших функций является выравнивание электрических потенциалов в сети, что предотвращает возникновение опасных напряжений между различными металлическими частями. Кроме того, шина позволяет удобно разделять и коммутировать проводники.
Помимо самой ГЗШ, в систему входят медные соединители и металлический контур заземления (арматура или профиль), который заглубляется в грунт рядом со зданием для обеспечения надежного электрического контакта с землей.
Как правило, к главной заземляющей шине подключаются проводники от следующих объектов:
- Основного заземляющего контура здания.
- Корпусов технологического оборудования, трубопроводов и других металлических конструкций.
- Молниезащиты (молниеотвода).
Также к ней присоединяется PEN-проводник, входящий в состав вводного кабеля. Проектирование системы заземления с использованием ГЗШ является критически важным этапом при строительстве любого объекта.
Правила и места установки
Главную шину можно разместить внутри вводного распределительного устройства (ВРУ). Если она устанавливается отдельно, то место должно быть легкодоступным для обслуживания.
В помещениях, куда имеют доступ только квалифицированные электрики, шину допускается монтировать открыто. Если же существует риск доступа посторонних лиц, ее необходимо поместить в запирающийся защитный корпус (шкаф, ящик). На корпусе обязательно должно быть нанесено обозначение заземления и табличка с техническими характеристиками.
Если здание имеет несколько независимых вводов, ГЗШ устанавливается на каждом из них. Все такие шины должны быть соединены между собой проводником для выравнивания потенциалов, сечение которого составляет не менее половины сечения PE-проводника основной линии. Все элементы монтажа должны соответствовать ГОСТ и ПУЭ.
Наиболее надежным способом соединения является сварка, обеспечивающая долговечный и качественный контакт. Также применяются клеммы и зажимы, которые проще в монтаже, но уступают сварке по надежности.
Требования к монтажу защитного короба
К установке щитка для ГЗШ предъявляются особые требования. Он должен быть оснащен замком для предотвращения несанкционированного доступа. Рекомендуемая высота установки — не менее 150 см от пола, чтобы обезопасить устройство от детей. Место монтажа выбирается с учетом условий окружающей среды: при влажности до 80% оптимальная температура составляет 15–20°C. Экстремальные температуры, агрессивные химические вещества, источники открытого огня и тепла негативно влияют на надежность конструкции.
При монтаже следует учитывать следующие ключевые моменты:
- Для удобства и надежности ГЗШ крепится на стальной корпус короба с помощью болтов.
- Шина заземления соединяется с нулевой шиной (рейкой) медной или стальной перемычкой.
- Размеры (сечение) шины должны быть сопоставимы с сечением нулевого рабочего и защитного проводников.
- Расположение проводов относительно друг друга нормативными документами строго не регламентируется.
Сечение заземляющих пластин (шин) РЕ также нормируется: для меди — минимум 10 кв.мм, для стали — минимум 75 кв.мм.
Установка на опоре воздушной линии
Монтаж ГЗШ может осуществляться на дополнительном вводном устройстве, например, на опоре (столбе) воздушной линии электропередачи. Согласно ПУЭ, шина на столбе должна быть соединена с основной распределительной шиной, расположенной внутри здания. Кроме того, на опоре необходимо выполнить повторное заземление PEN-проводника, для чего часто выделяется отдельная заземляющая шина.
Открытый монтаж вне шкафа
В производственных помещениях, доступных только для персонала, ГЗШ допускается монтировать открыто, без защитного шкафа. В этом случае шина крепится на поверхность прочного изолятора. Примером может служить 19-дюймовая пластина марки TLK. Такая установка на изоляторах обеспечивает надежное заземление всего критически важного оборудования на предприятии.
Готовые решения: встроенные шины
Помимо самостоятельного изготовления, на рынке представлены готовые решения со встроенными заземляющими шинами. Типичный пример — DIN-рейка с комплектом коммутационного оборудования на 220 В, нулевыми шинами и изоляторами. Максимальное количество подключений в таких системах может достигать 22.
Существует три основных разновидности таких реек: DIN U3 (для автоматических выключателей, в том числе с нулевой шиной), DIN U4 с расширенным функционалом. Все они имеют антикоррозионное покрытие и удобны для электромонтажа.
Одной из популярных моделей является 19-дюймовая медная рейка TLK-ERH-CU, которая сочетает в себе доступную цену, высокое качество и простоту установки.
