При подключении нескольких электроустановок зданий к одной и той же низковольтной распределительной электрической сети, например уже существующей, могут быть легко реализованы три типа заземления системы: TN-C, TN-C-S и ТТ. На рисунке 2.15 условно показано подключение трех электроустановок зданий, представленных в виде трехфазных электроприемников класса I, к одной (общей) распределительной электрической сети, состоящей из понижающей трансформаторной подстанции и воздушной или кабельной линии электропередачи. Каждая электроустановка здания имеет заземляющее устройство.
Даже простой анализ рассматриваемой иллюстрации позволяет выявить одну очень важную особенность «нулевого проводника» линии электропередачи. Он в зависимости от типа заземления системы, реализованного в совокупности, которая включает в себя общую распределительную электрическую сеть и конкретную электроустановку здания, может выполнять разные функции. Для электроустановок первого и второго зданий «нулевой проводник» ВЛ (КЛ) является по своей сути совмещенным нулевым защитным и рабочим проводником, а для электроустановки третьего здания - только нулевым рабочим проводником. То есть в зависимости от типа заземления системы один и тот же «нулевой проводник» линии электропередачи низковольтной распределительной электрической сети может выполнять как функции PEN-проводника, так и функции нулевого рабочего проводника.
Для реализации типов заземления системы TN-C и TN-C-S линия электропередачи всегда должна иметь PEN-проводник. По-
149
Рис. 2.15. Формирование различных типов заземления системы при подключении электроустановок зданий к одной распределительной электрической сети:
1 - заземляющее устройство источника питания; 2 - заземляющее устройство электроустановки здания
этому требования стандартов комплекса ГОСТ Р 50571, предъявляемые к защитным проводникам в электроустановках зданий, целесообразно распространить на аналогичные проводники распределительной электрической сети. Это необходимо для того, чтобы можно было гарантированно обеспечить высокую степень электробезопасности, которая в системах TN-C и TN-C-S во многом зависит от надежного функционирования PEN-проводников в их низковольтных распределительных электрических сетях.
В распределительной электрической сети PEN-проводник ВЛ или КЛ берет свое начало на PEN-шине низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции, к которой присоединяется заземленная нейтраль трансформатора. Учитывая требования ГОСТ Р 50571.10 о непрерывности электрических цепей защитных проводников в электроустановках зданий, для PEN-проводника линии электропередачи низковольтной распределительной электрической сети можно сформулировать следующие требования:
PEN-проводник не должен иметь в своих электрических цепях каких бы то ни было коммутационных аппаратов;
PEN-проводник должен присоединяться непосредственно к PEN-шине низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции с помощью специальных зажимов, обеспечивающих надежный электрический контакт1. К этой же шине целесообразно присоединять заземляющее устройство трансформаторной подстанции.
Действующими типовыми проектами трансформаторных подстанций напряжением 6-10 / 0,4 кВ рекомендуется устанавливать токовые реле в электрические цепи «нулевых проводников» ВЛ (КЛ) для гарантированного отключения возникающих в линиях электропередачи удаленных однофазных коротких замыканий. Подобные «рекомендации», не учитывающие требование о
1 Проводники линий электропередачи обычно выполняются из алюминия. Их надежное присоединение к шинам низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанции, возможно, выполнить только с помощью специальных зажимов.
151
безусловном обеспечении непрерывности электрических цепей защитных проводников, могут привести к существенному снижению уровня электробезопасности, возникающему, например, при выходе из строя первичной цепи реле тока.
Требованиями нормативных документов следует запретить присоединение PEN-проводника линии электропередачи к PEN-шине низковольтного распределительного устройства трансформаторной подстанций через реле тока или другие аппараты. Подключение токового реле допустимо производить только к вторичной обмотке трансформатора тока, конструкция которого должна предусматривать прохождение PEN-проводника линии электропередачи только через специальное окно в магнитной системе трансформатора тока.
Необходимо также пересмотреть действующие нормативные требования ПУЭ шестого издания к минимальному сечению проводников ввода в электроустановку здания, распространив на них требования стандартов комплекса ГОСТ Р 50571 и главы 1.7 ПУЭ седьмого издания к минимальному сечению PEN-проводника. До сих пор на вводе в электроустановку здания можно применять кабели (провода), имеющие сечение жил не менее 2,5 мм2 по меди и 4,0 мм2 по алюминию.
Таким образом, на участке ввода в электроустановку здания возможно применение проводников, имеющих сечение меньшее, чем минимальное сечение PEN-проводника в электроустановке здания. В то же время, при типах заземления системы TN-C и TN-C-S «нулевые проводники» на этом участке выполняют функции PEN-проводника. Поэтому их минимальное сечение не должно быть менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию.
Таким образом, в нормативных требованиях имеются серьезные противоречия, на которые авторы указывали еще в 1997 г. в статье [36]. Эти противоречия необходимо устранить. Для этого в ПУЭ следует внести изменения, которые распространили бы требования, предъявляемые к сечению PEN-проводника, на сечение жил кабелей (проводов) ввода в электроустановку здания.
Следует также учитывать, что защита указанных кабелей (проводов) от тока перегрузки и тока короткого замыкания произ-
152
водится устройствами защиты от сверхтока, которые установлены в низковольтных распределительных устройствах трансформаторных подстанций. Это обстоятельство может предопределить увеличение минимального сечения жил кабелей (проводов) ответвлений от ВЛ к вводам1 и вводам в электроустановки зданий до 16 мм2 или до 25 мм2 по меди.