Шина заземления в электроустановках¶

Шина заземления — это металлический проводник (обычно медный или стальной), к которому присоединяются заземляющие проводники нескольких электроустановок, оборудования или потребителей с целью создания общего контура заземления. Относится к элементам системы уравнивания потенциалов и защитного заземления, применяется в распределительных устройствах, щитах, промышленных и жилых зданиях. Основная функция — обеспечить надёжный электрический контакт с землёй и выравнивание потенциалов между различными частями электроустановки.

¶Назначение и принцип работы

Шина заземления служит точкой сбора всех заземляющих проводников. При возникновении тока утечки или короткого замыкания ток отводится через шину в заземляющее устройство (заземлитель), что снижает напряжение прикосновения и предотвращает поражение человека электрическим током. Кроме того, шина обеспечивает уравнивание потенциалов: все присоединённые к ней металлические нетоковедущие части (корпуса приборов, кабельные лотки, трубы) получают одинаковый потенциал, что исключает появление опасной разности потенциалов между ними.

Шина заземления не является самостоятельным заземлителем — она лишь связывает между собой заземляющие проводники и подключается к контуру заземления, который непосредственно контактирует с грунтом.

¶Конструкция и материалы

Шины заземления изготавливают преимущественно из меди (реже — из стали или алюминия). Медь обладает высокой электропроводностью и устойчивостью к коррозии, поэтому применяется в ответственных установках. Стальные шины дешевле, но требуют антикоррозионной обработки (цинкование, окраска).

Типовая конструкция представляет собой полосу или стержень прямоугольного либо круглого сечения, закреплённый на изоляторах внутри шкафа или на стене помещения. В шине сверлят отверстия с резьбой для болтового присоединения проводников. Иногда применяют шины с пружинными зажимами или клеммными колодками, что ускоряет монтаж.

Основные параметры шин:

• материал (медь, сталь, алюминий);
• сечение (выбирается по длительно допустимому току и требованиям механической прочности);
• количество точек подключения;
• способ крепления (на изоляторах, в шкафу, на DIN-рейке).

¶Виды и классификация

По назначению различают:

• главная заземляющая шина (ГЗШ) — центральный элемент системы уравнивания потенциалов здания; к ней подключаются заземляющие проводники, проводники системы уравнивания потенциалов и заземлитель;
• шина защитного заземления (PE-шина) — в распределительных щитах, к ней присоединяют защитные проводники (PE) отходящих линий;
• шина рабочего (функционального) заземления — для заземления цепей, где заземление требуется по условиям работы, например в измерительных или телекоммуникационных системах;
• шина молниезащиты — для отвода тока молнии.

По месту установки шины бывают вводными (на вводе в здание), распределительными (в щитах и шкафах) и локальными (в отдельных помещениях или у оборудования).

¶Нормативные требования

В России требования к заземлению и уравниванию потенциалов установлены Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и рядом ГОСТов, в частности ГОСТ Р 50571 (гармонизирован с международным стандартом МЭК 60364). Согласно ПУЭ, главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной, сечением не менее 50 мм² для зданий с электроустановками напряжением до 1 кВ, и располагаться в доступном месте — чаще всего во вводно-распределительном устройстве.

К ГЗШ должны быть присоединены:

• заземляющий проводник, соединённый с заземлителем;
• защитные проводники (PE) питающих линий;
• металлические трубы коммуникаций (водопровод, отопление, газ — с учётом требований безопасности);
• металлические части строительных конструкций, вентиляции, лифтов.

Соединения выполняют сваркой, болтовыми соединениями или специальными зажимами; они должны быть доступны для осмотра и испытаний. Запрещается последовательное включение в заземляющий проводник коммутационных аппаратов и предохранителей.

¶Монтаж и эксплуатация

При монтаже шину закрепляют на изоляторах, обеспечивая изоляцию от токоведущих частей и защиту от случайного прикосновения. Все присоединения затягивают с нормированным моментом, места контакта зачищают до металлического блеска и покрывают антикоррозионной смазкой.

В процессе эксплуатации периодически проверяют:

• целостность и надёжность контактных соединений;
• отсутствие коррозии и механических повреждений;
• сопротивление заземляющего устройства (измеряется при приёмке и в установленные сроки);
• соответствие схемы уравнивания потенциалов проектной документации.

Переходное сопротивление контактов не должно превышать значений, установленных для конкретного типа соединения; для ответственных объектов проводят термографический контроль нагрева.

¶Значение и области применения

Шина заземления применяется практически во всех сферах, где используется электрооборудование: в жилых и общественных зданиях, на промышленных предприятиях, в медицинских учреждениях (где требования к уравниванию потенциалов особенно строги), в телекоммуникационных и дата-центрах, на объектах энергетики и транспорта.

В многоквартирных домах ГЗШ обычно размещается во вводно-распределительном устройстве, от неё прокладываются стояки PE к этажным щитам. В частных домах шину монтируют в щите или отдельном боксе, соединяя с контуром заземления (заземлителем).

¶Отличия от смежных понятий

Шину заземления следует отличать от нулевой рабочей шины (N) и совмещённой шины PEN. В системе TN-S защитный (PE) и рабочий (N) проводники разделены по всей сети; в системе TN-C они совмещены в PEN. Смешивать эти функции на одной шине без соответствующего проектного решения недопустимо, так как это может привести к появлению опасного потенциала на корпусах оборудования при обрыве нуля.

Также не следует путать шину заземления с заземлителем: шина — это проводник внутри здания, а заземлитель — конструкция в грунте, обеспечивающая растекание тока.

¶Критика и типичные ошибки

К распространённым нарушениям относят: использование в качестве заземления трубопроводов без проверки их непрерывности, последовательное соединение защитных проводников («шлейфование»), отсутствие периодических испытаний сопротивления заземления, применение недостаточного сечения проводников. Такие ошибки снижают эффективность защиты и создают риск поражения током.

Источники: Правила устройства электроустановок (ПУЭ), ГОСТ Р 50571, техническая документация производителей электрощитового оборудования.