PE vadītāja izvēle un aizsargizlīdzināšana zemsprieguma sadales skapjos
Pareizi izvēlēts aizsargzemējuma vadītājs ir kritiski svarīgs drošībai — ja šķērsgriezums ir par mazu, PE vadītājs izkūst pirms aizsargierīces nostrādāšanas, atstājot atklātās daļas zem sprieguma. IEC 60364-5-54 nosaka noteikumus: proporcionālā tabula standarta gadījumiem un adiabātiskais vienādojums pārbaudei pie lielām īssavienojuma strāvām.
IEC 60364-5-54 PE šķērsgriezuma tabula
IEC 60364-5-54 piedāvā vienkāršotu proporcionālo metodi PE vadītāju izvēlei. Metode ir derīga, ja PE vadītājs ir no tā paša materiāla kā fāzes vadītājs un izslēgšanas laiks nepārsniedz 5 s. Lielām īssavienojuma strāvām vai īpašiem materiāliem izmantojiet adiabātisko vienādojumu.
| Fāzes vadītāja šķērsgriezums (mm²) | Minimālais PE vadītāja šķērsgriezums (mm²) | Tipisks pielietojums |
|---|---|---|
| 1.5 | 1.5 | Apgaismojuma ķēdes, 10 A ķēdes |
| 2.5 | 2.5 | Kontaktligzdu ķēdes, 16 A ķēdes |
| 4 | 4 | 16 A vai 20 A ķēdes, virtuves ierīces |
| 6 | 6 | 25 A ķēdes, elektroauto uzlādes barošana |
| 10 | 10 | 32 A ķēdes, plīts ķēde |
| 16 | 16 | 40 A ķēdes, apakšsadalnes barošana |
| 25 | 16 | Sākas noteikums «fāze/2» — PE = 16 mm² |
| 35 | 16 | PE = 16 mm² (fāze/2 noapaļojot = 17,5, izmanto 16 mm²) |
| 50 | 25 | PE = 50/2 = 25 mm² |
| 70 | 35 | PE = 70/2 = 35mm² |
| 95 | 50 | PE = 95/2 = 47,5 → 50mm² |
| 120 | 70 | PE = 120/2 = 60 → 70mm² |
| 150 | 70 | PE = 150/2 = 75 → 70mm² (tuvākais mazākais standarts) |
| 185 | 95 | PE = 185/2 = 92,5 → 95mm² |
| 240 | 120 | PE = 240/2 = 120mm² |
Minimālie PE šķērsgriezumi
Mehāniski aizsargāts PE vadītājs (caurulē vai kabeļa apvalkā): vismaz 2,5mm² varš. PE vadītājs bez mehāniskas aizsardzības (atklāta ievilkšana): vismaz 4mm² varš. Šie minimumi ir spēkā neatkarīgi no proporcionālās tabulas rezultāta.
Alumīnija PE vadītāji
Alumīnija PE vadītāji ir atļauti kabeļos un fiksētā elektroinstalācijā, taču tiem nepieciešams lielāks šķērsgriezums nekā vara (alumīnija vadītspēja ir aptuveni 61% no vara). Pielietojiet iepriekšējo tabulu, tad reiziniet ar 1,63 alumīnijam. Minimālais alumīnija PE ir 16mm² — mazāks alumīnijs nav atļauts kā PE.
Adiabātiskais vienādojums īssavienojuma strāvas pārbaudei
Ja īssavienojuma strāva ir liela (motora, apakšsadales vai galvenā ievada barošana) vai atslēgšanās laiks var pārsniegt 1 sekundi, pārbaudiet PE vadītāja šķērsgriezumu, izmantojot adiabātisko vienādojumu no IEC 60364-5-54. Šis vienādojums aprēķina minimālo vadītāja šķērsgriezumu, kas spēj izturēt īssavienojuma strāvu atslēgšanās laikā, nepārsniedzot vadītāja temperatūras robežu.
Adiabātiskais vienādojums — IEC 60364-5-54
S = sqrt(I² × t) / k Where: S = minimum conductor cross-section (mm²) I = fault current, RMS (A) — use prospective short-circuit current t = fault duration (seconds) — MCB/fuse operating time at fault current k = material factor (see table below) k values (IEC 60364-5-54, Table 54.2 and 54.3): Copper conductor, PVC insulation: 143 Copper conductor, XLPE/EPR insulation: 176 Copper conductor, bare (exposed to touch): 228 Aluminium conductor, PVC insulation: 95 Aluminium conductor, XLPE/EPR insulation: 116 Steel conduit (as PE): 51 Worked example — motor feeder PE sizing: Prospective fault current: 5,000A (5kA) MCB Type D 63A — trips in 0.1s at 5kA (from trip curve) Conductor: copper, PVC insulation → k = 143 S = sqrt(5000² × 0.1) / 143 S = sqrt(25,000,000 × 0.1) / 143 S = sqrt(2,500,000) / 143 S = 1581 / 143 S = 11.1mm² → next standard size: 16mm² Check: phase conductor for 63A Type D = 16mm² (from IEC 60364) Table method: phase 16mm² → PE = 16mm² ✓ (same result)
Konservatīvā pieeja: vienmēr izmantojiet faktisko prognozējamo īssavienojuma strāvu uzstādīšanas vietā (izmērītu vai aprēķinātu), nevis teorētisko maksimumu. Komercēkās ievadiem tipiskas īssavienojuma strāvas ir 10–25 kA. Pie 10 kA un 0,1 s atslēgšanās laika: S = sqrt(10000² × 0,1) / 143 = 22 mm² — nepieciešams 25 mm² PE vadītājs uz ievada.
Galvenā zemējuma vadītāja aprēķins
Galvenais zemējuma vadītājs savieno galveno zemējuma kopni (GZK) sadales skapī ar zemējuma elektrodu. Tas nav tas pats, kas ķēdes PE vadītājs — tas vada pilnu īssavienojuma strāvu no visas instalācijas uz zemi avārijas gadījumā, un tam jāiztur arī zibens impulss, ja zemējums ir kopīgs ar zibensaizsardzību.
| Nosacījums | Minimālais vara šķērsgriezums | Standarta atsauce |
|---|---|---|
| Mehāniski aizsargāts (caurulē, kanālā vai iestrādāts betonā) | 6mm² | IEC 60364-5-54, 54.1. tabula |
| Tieša ierakšana augsnē bez mehāniskas aizsardzības | 16 mm² | IEC 60364-5-54, 54.1. tabula |
| Zibensaizsardzības zemējums (EN 62305-3, I–IV klases LPS) | 16 mm² (minimums) vai 50 mm² I klases novadītāju savienojumam | EN 62305-3, B.7. tabula |
| Galvenais izlīdzināšanas vads gāzes/ūdens caurulei | 6 mm² vai puse no instalācijas PE, minimums 6 mm² | IEC 60364-5-54, 544.1. punkts |
Zemējuma kopnes konstrukcija zemsprieguma sadalnēs
Galvenā zemējuma kopne (MEB) ir centrālais savienojuma punkts visiem aizsargvadiem sadalnē. Tās konstrukcija ietekmē gan drošību, gan uzstādīšanas un pārbaužu ērtumu.
Dzīvojamās sadalnes zemējuma kopne
- Vara kopne ar šķērsgriezumu vismaz 100×5 mm
- Atsevišķs marķēts skava katram pievienotajam vadītājam
- Skavas vadītājiem no 1,5 mm² līdz 35 mm²
- Testa džemperis starp zemējuma un neitrālo kopni (ļauj izmērīt Zs ar atvienotu N)
- Izolēts stiprinājums pie sadalnes rāmja (zemējuma kopne savienota ar rāmi tikai caur testa džemperi)
- Label: "Main Earth Terminal — do not remove without isolating supply"
Komerciālās sadalnes zemējuma kopne
- Vara kopne ar šķērsgriezumu vismaz 200×5 mm galvenajai sadalnei
- Papildu zemējuma kopnes katrā sekcijā, ja sadalne pārsniedz 24 moduļus
- Ķēžu numerācijas etiķetes uz katras PE spailes, kas atbilst ķēžu shēmai
- Atsevišķas spailes: ieejas PE, savienojošajiem vadītājiem, ķēžu PE, SPD zemējuma vadiem
- Griezes momenta marķējums uz katra skrūvju savienojuma ar kalibrēta griezes momenta atslēgas ierakstu testa protokolā
Zemējuma kopnes — TN-S testa džempera pārbaude
In TN-S and TN-C-S installations, a removable test link
between the earth bar and neutral bar allows verification:
With test link CLOSED (normal operation):
- Earth and neutral are connected at MEB
- Installation is in TN-S/TN-C-S configuration
With test link OPEN (for testing only):
- Earth and neutral are isolated from each other
- IMPORTANT: supply must be isolated when test link is open
- Use to verify: zero volts between N and earth bar
(confirms no downstream PE/N crossover connections)
- Measure Zs using a loop tester with N terminal disconnected
If voltage appears between N and earth bar with test link open:
N and PE are bridged somewhere downstream (wiring error).
NEVER reclose test link until fault is found and corrected.Papildu potenciālu izlīdzināšana vannasistabās (IEC 60364-7-701)
IEC 60364-7-701 nosaka īpašas prasības zemējumam un potenciālu izlīdzināšanai vannasistabu vietās, jo ūdens un vadošas virsmas rada paaugstinātu elektrošoka risku. Papildu potenciālu izlīdzināšana (SEB) ir nepieciešama vannasistabās, kur nevar pierādīt, ka vienlaikus pieejamām vadošām daļām ir pietiekami zema pretestība līdz galvenajai zemējuma kopnei.
Zonu definīcijas (IEC 60364-7-701)
- 0. zona: vannas vai dušas paliktņa iekšpusē — tikai ūdens, nav elektroiekārtu, izņemot SELV 12 V ar IPX7
- 1. zona: virs vannas vai dušas paliktņa, 0–2250 mm no grīdas — ierobežoti iekārtu veidi, minimāli IPX4
- 2. zona: 600 mm horizontāli no vannas malas vai dušas norobežojuma — standarta santehnikas ierīces, IPX4
- Ārpus zonām: aiz 2. zonas — piemēro standarta ķēžu aizsardzību
Papildu potenciālu izlīdzināšanas prasības
Visām vienlaikus pieejamām atklātām un svešām vadošām daļām 0., 1. un 2. zonā jābūt savienotām ar papildu potenciālu izlīdzināšanas vadītāju.
Minimālais vadītājs: 2,5 mm² ar mehānisku aizsardzību (caurulē). Bez mehāniskas aizsardzības: 4 mm².
Savienot: vannas noteku un pārplūdi, dušas paliktni, metāla caurules (karstais, aukstais ūdens, gāze, ja ir), dvieļu žāvētāju, grīdas apsildes paklāju (ja metāla elements), metāla loga rāmi. Pievienojiet visus savienojumus vietējai potenciālu izlīdzināšanas kopnei, tad vienu vadītāju uz tuvāko PE kopni.
SEB pārbaude: IEC 60364-6 prasa pārbaudīt, ka pretestība starp visām vienlaikus pieejamām daļām vannasistabā ir mazāka par 0,05 Ω (50 mΩ). Izmantojiet zemas pretestības ommetru, nevis multimetru. Ja šo pretestību nevar sasniegt (parasti korozijas vai vaļīgu savienojumu dēļ), nepieciešams papildu savienojums vai vadītāja nomaiņa.
PE savienojumi sadalnē KNX un motoru ķēdēm
Zemsprieguma sadales skapī katras ķēdes PE tiek pievienots skapja PE kopnei. Šo savienojumu maršrutēšana un šķērsgriezuma izvēle atbilst tiem pašiem IEC 60364-5-54 noteikumiem kā ārējai elektroinstalācijai. Īpaši nosacījumi attiecas uz KNX kopnes iekārtām un motoru ķēdēm.
PE savienojumi KNX un DALI skapjos
Standard MCB/RCBO circuit: MCB PE terminal → panel PE bar (via MCB PE terminal block) Size: same as circuit phase conductor per IEC 60364-5-54 table Motor circuit PE: Motor PE terminal ≥ motor cable phase conductor cross-section At motor: PE connects to motor frame ground terminal Star point of motor: connected to N at VFD output (if VFD used) For motors with VFD: high-frequency PE cable required (screened SY or YSLY-JZ with 360° screen termination at VFD and motor) KNX bus equipment PE: KNX power supply (29V) → PE terminal on PSU case → panel PE bar KNX IP router → PE terminal on router → panel PE bar KNX TP cable YCYM screen → panel PE bar at panel end only (Never earth YCYM screen at field device end — creates ground loop) KNX bus conductors (red/black) → NOT connected to PE bar DALI bus equipment PE: DALI gateway → PE terminal on gateway case → panel PE bar DALI 2-wire bus (no screen) → no PE connection required on bus Emergency ECG battery circuit: SELV — no PE connection
KNX funkcionālā zeme
Some KNX bus couplers and actuators have a separate "functional earth" (FE) terminal distinct from protective earth (PE). The FE terminal provides EMC screening reference for the bus coupler. Connect FE to the panel PE bar with a short (under 300mm) 1.5mm² conductor. Do not confuse FE with PE — FE is not a protective conductor and carries no fault current.
VFD PE prasības
Mainīgas frekvences piedziņas rada augstfrekvences strāvas PE vadītājā. VFD, kas jaudīgāki par 11 kW, izmantojiet atsevišķu PE vadītāju atpakaļ uz skapja PE kopni (nedaliet ar citām ķēdēm). PE vadītājam VFD izejai (uz motoru) jābūt tādam pašam šķērsgriezumam kā fāzes vadītājiem, vai izmantojiet ekranētā kabeļa ekrānu kā paralēlu atgriešanās ceļu kopā ar cietu vara vadītāju.
Zemējuma nepārtrauktības testēšana (IEC 61557)
Zemējuma nepārtrauktības testēšana pārbauda, vai aizsargvadītāja ceļam no katras iekārtas līdz galvenajai zemējuma kopnei ir pietiekami zema pretestība, lai vadītu bojājuma strāvu bez pārmērīga sprieguma krituma. IEC 61557-4 nosaka testa metodi aizsargvadītāja nepārtrauktības zemas pretestības mērīšanai.
Zemējuma nepārtrauktības testa procedūra
Equipment: calibrated low-resistance ohmmeter (microohmmeter)
NOT a standard multimeter — contact resistance at probe tips
introduces errors of 0.1–0.5Ω, masking real faults.
Use dedicated earth continuity tester (e.g. Megger DLRO10)
Test connection:
1. Connect tester reference lead to panel PE bar
2. Connect tester test lead to PE terminal of equipment under test
3. Apply test current (typically 200mA–10A DC)
4. Record measured resistance
Acceptance criterion (IEC 61557-4):
Protective conductor resistance ≤ 0.1Ω (100mΩ) total
Additional check: calculated resistance from conductor length
and cross-section should match measured value within 20%
R = ρ × L / A (ρ copper = 17.2 × 10⁻⁶ Ω·mm²/m)
Example: 25m of 2.5mm² copper → R = 17.2×10⁻⁶ × 25 / 2.5 = 0.172Ω
If measured resistance exceeds 0.1Ω:
- Check all connector terminations (torque, crimps, lugs)
- Check for corroded connections or damaged conductor
- Verify conductor route and length (unexpected joints)Brīdinājums par PME (aizsargājošo daudzkārtējo zemējumu)
PME (Protective Multiple Earthing) ir Apvienotajai Karalistei raksturīga TN-C-S sistēmas realizācija, kur PEN vadītājs ir iezemēts vairākos sadales tīkla punktos. Normālā darbībā tas nodrošina zemas pretestības zemējuma ceļu. Tomēr PME rada īpašus apdraudējumus, kas inženieriem jāsaprot pirms zemējuma elektrodu pievienošanas vai PME paplašināšanas uz āra vietām.
PME bīstamība: cirkulējošas neitrāles strāvas
PME sistēmā neitrālais vadītājs ir savienots ar zemi vairākos punktos. Jebkura neitrāles strāvas nelīdzsvarotība izraisa strāvas plūšanu caur zemi, nevis atgriešanos pa neitrāli. Vietējā zemējuma elektroda pievienošana PME instalācijai rada paralēlu atgriešanās ceļu neitrāles strāvai caur augsni — tas var izraisīt nepieņemamus vai bīstamus pieskāriena spriegumus uz iezemētām metāla daļām.
Pirms zemējuma elektroda pievienošanas PME sistēmai vienmēr konsultējieties ar DNO.
PME aizliegtas āra vietas
PME zemējuma spaile nedrīkst tikt izmantota šādu objektu zemēšanai:
- Kempingvagoni un autopiemācības, kas pieslēgti caur pieslēguma stabu (BS 7671 708. nodaļa)
- Peldbaseini un āra baseinu konstrukcijas (BS 7671 702. nodaļa)
- Marīnas un laivu piestātnes (BS 7671 709. nodaļa)
- Lauksaimniecības un dārzkopības telpas ar dzīvniekiem
- Jebkura vieta, kur cilvēks vienlaikus var pieskarties zemētām metāla daļām un īstai zemei
Šādām vietām: uzstādiet atsevišķu TT zemējuma elektrodu un izmantojiet RCD aizsardzību visās ķēdēs.
Nepieciešams pareizi iezemēts, sertificēts sadales skapis pēc Jūsu specifikācijas?
Mēs projektējam un ražojam zemsprieguma sadales skapjus ar pārbaudītu PE vadītāja šķērsgriezumu atbilstoši IEC 60364-5-54, zemējuma kopnes izbūvi, pārbaudītu zemējuma nepārtrauktību un pilnu sertifikācijas dokumentāciju.
Pieprasīt cenu →