Что такое защитный проводник, его обозначение, выбор сечения

Защитный проводник (PE) (protective conductor), согласно ГОСТ 30331.1-2013, — это проводник, предназначенный для целей электрической безопасности, например, для защиты от поражения электрическим током. Не является токопроводящим проводником и никогда не должен находится под напряжением при нормальных условиях. Имеет в народе жаргонизмы — «провод заземления», «нулевой защитный проводник», что некорректно.

Используется в электрических цепях электроустановки переменного и постоянного тока. При этом защитный проводник может быть общим для нескольких электрических цепей.

Примеры защитных проводников, согласно МЭК 60364-5-54, включают в себя: защитный проводник уравнивания потенциалов, защитный заземляющий проводник и заземляющий проводник, когда его применяют для защиты от поражения электрическим током.

В некоторых случаях и при определенных условиях функции нейтрального проводника и защитного проводника могут быть объединены в одном PEN-проводнике.

Защитные проводники в электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TN, применяют для соединения открытых проводящих частей электрооборудования класса I с заземлёнными токоведущими частями источников питания. Кроме того, с помощью защитных проводников открытые проводящие части соединяют с заземляющими устройствами электроустановок зданий. В электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TT и IT, посредством защитных проводников открытые проводящие части электрооборудования класса I соединяют с заземляющими устройствами электроустановок зданий.

Важные факты:

  • В электрических установках запрещено использовать защитный проводник для передачи сигналов (ГОСТ Р 58698—2019).
  • Не требуется непосредственно подключать каждый отдельный защитный проводник к главному заземляющему зажиму (шине), если они электрически связаны с ним через другие защитные проводники.
  • Открытые проводящие части электрооборудования должны быть присоединены к зажиму, предназначенному для защитного проводника.

Цветовая и буквенная идентификация

Защитные проводники должны быть идентифицированы посредством двухцветной желто-зеленой комбинации, согласно ГОСТ 33542-2015. Буквенно-цифровая идентификация защитного проводника должна быть «PE». Эту идентификацию применяют также для защитного заземляющего проводника.

Комбинация желтого и зеленого цветов предназначена только для идентификации защитного проводника.

Буквенно-цифровое обозначение проводников для трехфазных электроустановок зданий
Буквенно-цифровое обозначение проводников для трехфазных электроустановок зданий

Желто-зеленая цветовая комбинация должна быть такой, чтобы на любых 15 мм длины проводника, где применяют цветовое обозначение, один из этих цветов покрывал не менее 30% и не более 70% поверхности проводника, а другой цвет покрывал остаток этой поверхности.

Если неизолированные защитные проводники поставляют с окраской, они должны быть окрашены в желто-зеленый цвет или по всей длине каждого проводника, или в каждом отсеке или блоке, или в каждом доступном месте. Если для цветовой идентификации используют липкую ленту, следует применять только двухцветную желто-зеленую ленту.

Если защитный проводник может быть легко идентифицирован посредством его формы, конструкции или положения, например концентрическая жила, допускается не выполнять цветовое обозначение по всей его длине, однако концы и доступные места следует идентифицировать графическим обозначением:

Идентификация защитного проводника

или желто-зеленой двухцветной комбинацией, или буквенно-цифровым обозначением «РЕ».

Если сторонние проводящие части используют в качестве защитного проводника, допускается не выполнять их идентификацию посредством цветов.

Важно знать! Идентификация посредством цветов или меток не требуется для:

  • металлических оболочек или брони кабелей в случае, когда их используют в качестве защитного проводника;
  • сторонних проводящих частей, используемых в качестве защитного проводника;
    открытых проводящих частей, используемых в качестве защитного проводника.

Сечение

Сечение защитного проводника выбирают по таблице 54.2 из ГОСТ Р 50571.5.54-2013:

Минимальная площадь поперечного сечения защитных проводников (когда не рассчитывают в соответствии с 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013/МЭК 60364-5-54:2011)
Сечение медных линейных проводников S, мм2 Минимальное сечение соответствующего защитного проводника, выполненного, мм2
из меди из других металлов
S ≤ 16 S (k1/k2)*S
16 < S ≤ 35 161) (k1/k2)*16
S > 35 S/21) (k1/k2)*(S/2)

k1 — значение коэффициента k для линейного проводника, рассчитанного по формуле приложения А.54.1 ГОСТ Р 50571.5.54 или взятого из таблицы 43А ГОСТ Р 50571.4.43-2012 в соответствии с материалом проводника и изоляции. Если материал проводника медь, то k1 = 226, если алюминий, то k1 = 148, если сталь, то k1 = 78.

k2 — значение коэффициента k для защитного проводника, выбранного из таблиц A.54.2-A.54.6 ГОСТ Р 50571.5.54 в соответствии с условиями применения.

1) Для PEN-проводника, уменьшение сечения возможно только при выполнении ограничений по выбору сечения нейтрального проводника (см. ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009)

Либо рассчитывают в соответствии с пунктом 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013. 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 отключения не более 5 с.
Формула сечения защитного проводника

Где

  • S — сечение, мм2 ;
  • I — действующее значение ожидаемого тока повреждения для повреждения с пренебрежимо малым полным сопротивлением, который может протекать через защитное устройство (см. МЭК 60909-0), А;
  • t — время отключения защитным устройством тока замыкания на землю (тока повреждения), с;
  • k — коэффициент, зависящий от материала защитного проводника, изоляции, прилегающих частей, начальной и конечной температуры.

Коэффициент k в данном случае должен рассчитываться по следующей формуле:

Формула расчета коэффициента k
  • Qc — объемная теплоемкость материала проводника при 20 °С, Дж/°С·мм3;
  • β — величина, обратная температурному коэффициенту удельного сопротивления проводника при 0 °C, °C;
  • ρ20 — удельное электрическое сопротивление материала проводника при 20 °C, Ом·мм;
  • θf — конечная температура проводника, °C;
  • θi — начальная температура проводника, °C.
Материал проводникаβ, °CQc , Дж/°С·мм3ρ20, Ом·мм
Медь234,53,45·10-317,241·10-6
Алюминий2282,5·10-328,264·10-6
Сталь2023,8·10-3138·10-6
Значения параметров для различных материалов (из таблицы A.54.1 ГОСТ Р 50571.5.54-2013)

Примечания к этому пункту:

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

2) Указания по ограничению температуры во взрывоопасных средах приведены в МЭК 60079-0.

3) Для кабелей с минеральной изоляцией (МЭК 60702-1) в случае, когда стойкость к току короткого замыкания металлической оболочки кабеля больше, чем у линейных проводников, не требуется рассчитывать сечение металлической оболочки, используемой в качестве защитного проводника.

Важно! В соответствии с пунктом 543.1.3 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 сечение любого защитного проводника, который не является жилой кабеля или не проложен в общей оболочке с линейными проводниками, должно быть не менее:

  • 2.5 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий) , если есть механическая защита;
  • 4 мм2 (медь) или 16 мм2 (алюминий), если механическая защита отсутствует.

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

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

  • рассчитывают в соответствии с 543.1.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, исходя из максимально ожидаемого тока замыкания на землю и времени отключения цепи;
  • или выбирают по таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 по отношению к площади поперечного сечения наибольшего линейного проводника цепей.

Использованная литература

В силу того, что ГОСТ Р 50571.5.54-2013 содержит множество серьезных ошибок, статья была приведена в соответствие с работой Ю.В. Харечко журнале «Энергоэффективность, энергобезопасность, энергонадзор», 2015, № 2 — «Анализ ошибок нового ГОСТ Р 50571.5.54-2013, распространяющегося на заземляющие устройства и защитные проводники».

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *