Электробезопасность зданий и оборудования в значительной степени обеспечивается системой защитного заземления. Её ключевая задача — отвести опасный ток утечки в землю, предотвратив поражение людей при контакте с металлическими частями электроустановок. Центральным элементом такой системы часто выступает главная заземляющая шина (ГЗШ). Это устройство служит точкой объединения различных проводников заземления и уравнивания потенциалов. Конструктивно шины могут различаться, а их грамотный монтаж и выбор напрямую влияют на надёжность и безопасность всей электросистемы.
Конструктивные особенности главной заземляющей шины
Главная заземляющая шина (ГЗШ) — это обязательный защитный элемент для электрических сетей любого назначения. Её основная функция — создание единой точки для безопасного отвода аварийных токов, защищающей как людей, так и имущество.
Система на базе ГЗШ изготавливается из металла. В качестве естественных заземлителей могут использоваться металлические конструкции здания, трубопроводы (водопровод, газопровод), элементы систем вентиляции и кондиционирования. Однако для самой шины применяются специальные материалы.
Согласно ПУЭ, для изготовления ГЗШ допустимы сталь и медь. Хотя сталь более доступна по цене, медь обладает явными преимуществами: высокая электропроводность, устойчивость к коррозии и окислению. Алюминий для этих целей не используется из-за склонности к окислению и недостаточного сопротивления.
Сечение ГЗШ всегда меньше, чем у защитного (PE) или нулевого рабочего (N) проводника. Минимальные значения сечения регламентированы: для меди — от 10 кв.мм, для алюминия — от 16 кв.мм, для стали — от 75 кв.мм в установках до 1000 В.
ГОСТ требует, чтобы на шине было предусмотрено место для минимум пяти подключений. Стандартные медные шины часто имеют 14 или 18 контактных точек, что достаточно для заземления потребителей в многоквартирном доме при равномерном распределении нагрузки.
Среди распространённых типов можно выделить REC-ET2-M и REC-ET. Первый тип обычно монтируется в специальные профили внутри электрощитов. Для его крепления может использоваться органайзер с антикоррозийной защитой, рассчитанный на подключение до 9 потребителей.
Нормативные требования к размерам
Шина, как правило, выполняется в виде металлической полосы с рядом отверстий для болтовых соединений. Количество и расположение отверстий должны обеспечивать подключение необходимого числа проводников.
Для промышленных изделий, например, марки ХХ-УХЛ4 ТВС, стандартными являются размеры 3×30, 3×40, 4×40 мм с количеством отверстий 10, 15 или 20. Конкретные габариты могут варьироваться у разных производителей, но при этом должны сохраняться все ключевые электрические и механические характеристики устройства.
Назначение и сфера применения ГЗШ
Главная заземляющая шина — это защитное оборудование, выполняющее роль центрального узла в контуре заземления. Она применяется в жилых, общественных и промышленных зданиях с электроустановками напряжением до 1000 В.
Устройство выполняет несколько критически важных функций: объединяет проводники от разных потребителей, обеспечивает работу всей системы заземления здания и выравнивает электрические потенциалы. Благодаря ей становится возможным безопасное разделение и соединение различных цепей.
Помимо самой шины, в систему входят медные соединители и контур заземления — металлическая конструкция (например, из профиля или арматуры), заглублённая в грунт рядом со зданием для обеспечения надёжного контакта с землёй.
К ГЗШ, как к центральной точке, обычно подключаются проводники от:
- основного заземляющего контура;
- металлических корпусов оборудования, трубопроводов, каркасов;
- молниезащиты (молниеотвода).
Также к шине присоединяется PEN-проводник (совмещённый нулевой рабочий и защитный) от вводного питающего кабеля. Проектирование системы заземления с учётом всех этих подключений должно выполняться на ранних этапах строительства или реконструкции.
Правила и места установки
ГЗШ может размещаться внутри вводного распределительного устройства (ВРУ). Если она устанавливается отдельно, то место должно быть легкодоступным для обслуживания.
В помещениях, доступных только квалифицированному персоналу (например, на производстве), шину можно монтировать открыто. Если же есть риск доступа посторонних, её необходимо поместить в защитный шкаф, короб или ящик с запирающимся замком. На корпусе обязательно наносится стандартный знак заземления и табличка с техническими данными.
Если здание имеет несколько независимых вводов, ГЗШ устанавливается у каждого 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 компоненты должны соответствовать ГОСТ и ПУЭ.
Наиболее надёжным способом соединения проводов с шиной считается сварка, обеспечивающая долговечный и качественный контакт. Также применяются клеммы и зажимы, которые проще в монтаже, но уступают сварке по надёжности.
Особенности монтажа защитного короба
К установке щитка для ГЗШ предъявляются строгие требования. Он должен иметь замок для предотвращения несанкционированного доступа. Рекомендуемая высота установки — не менее 150 см от пола, что особенно важно для защиты от детей. Место выбирается с учётом условий окружающей среды: при влажности до 80% оптимальная температура составляет 15–20°C. Экстремальные температуры, агрессивные химические среды, источники тепла и открытого огня негативно влияют на надёжность контактов и должны быть исключены.
При монтаже элементов рабочего заземления важно учитывать следующие моменты:
- Для удобства и надёжности 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 (N) и защитного (PE) проводников.
- Конкретное взаимное расположение проводов на шине нормами строго не регламентируется.
Минимальное сечение самой заземляющей пластины (шинки) РЕ также нормируется: для меди — 10 кв.мм, для стали — 75 кв.мм.
Установка на опоре воздушной линии
Если ввод электроэнергии осуществляется через воздушную линию, ГЗШ может монтироваться в дополнительном вводном устройстве на опоре (столбе). Согласно ПУЭ, эту шину необходимо соединить с основной распределительной шиной, расположенной внутри здания. Кроме того, на опоре требуется выполнить повторное заземление PEN-проводника, для чего часто выделяется отдельная заземляющая шина.
Открытый монтаж вне шкафа
В промышленных условиях, где доступ ограничен персоналом, ГЗШ допускается устанавливать открыто, без защитного шкафа. В этом случае шина крепится на поверхность прочного изолятора. Пример — 19-дюймовая пластина марки TLK. Такое решение обеспечивает надёжное заземление многочисленного оборудования и отличается высокой эксплуатационной надёжностью.
Готовые решения: встроенные и модульные шины
Помимо сборки системы «с нуля», на рынке представлены готовые модульные решения. Например, DIN-рейки с уже установленными заземляющими и нулевыми шинами, комплектуемые изоляторами и коммутаторами на 220 В. Максимальное количество подключений в таких системах может достигать 22.
Выделяют несколько типов таких реек: DIN U3 (для автоматических выключателей, иногда с нулевой шиной), DIN U4 с расширенным функционалом. Все они, как правило, имеют антикоррозийное покрытие и удобны для электромонтажа.
Одной из популярных моделей является 19-дюймовая медная рейка TLK-ERH-CU, которая сочетает в себе доступную стоимость, высокое качество изготовления и соответствие требованиям стандартов.