§543.4 — PEN-провідник: мінімальний переріз та заборона комутації

Посібник про обрив PEN-провідника в TN-C-S розглядає, що відбувається при обриві об'єднаного PEN-провідника. Посібник про розрахунок перерізу захисного провідника розглядає, як розраховується переріз окремого PE. Ця стаття розглядає інше питання: які вимоги §543.4 висуває безпосередньо до самого PEN-провідника, незалежно від двох попередніх тем?

Дві вимоги §543.4

IEC 60364-5-54 §543.4 встановлює дві окремі, додаткові вимоги до PEN-провідника в стаціонарній електроустановці:

1. Мінімальний переріз: PEN-провідник повинен бути не менше 10 мм² (мідь) або 16 мм² (алюміній).
2. Заборона комутації: ніде в PEN-провіднику не допускається встановлення комутаційного чи роз'єднувального апарату.

Чому мінімальний переріз не залежить від інших розрахунків

Нижня межа 10 мм²/16 мм² не є результатом адіабатичної формули (§543.1.2) чи спрощеного табличного методу (§543.1.1, правило S/2) з посібника про розрахунок перерізу захисного провідника — ці розрахунки для заданого перерізу фазного провідника та струму замикання можуть дати менше значення. Проте вимога 10 мм²/16 мм² діє повністю поряд із цим розрахунком: який би з двох методів не допускав менший переріз, PEN-провідник у будь-якому разі повинен відповідати механічному мінімуму. Причина тут механічна, а не теплова: PEN-провідник одночасно виконує функцію нейтрального провідника (що несе робочий струм) і захисного провідника, і тому повинен бути фізично достатньо міцним, щоб витримати пошкодження з'єднання (розхитаний затискач, корозію, механічне пошкодження) — саме той механізм відмови, який у посібнику про обрив PEN-провідника призводить до появи небезпечної напруги на заземлених частинах.

Чому існує заборона комутації

Вимикач або запобіжник у звичайному нейтральному провіднику (у системі TN-S, після розділення PE та N) при розмиканні перериває лише нейтральну функцію — окремий PE-провідник залишається цілим і утримує заземлені частини на потенціалі землі. Комутаційний чи роз'єднувальний апарат у PEN-провіднику, однак, перервав би одночасно і нейтральну, і захисну функцію: кожна заземлена металева частина за цим апаратом втрачає з'єднання із землею однією дією — з точно таким самим небезпечним наслідком, як при обриві PEN (див. посібник про обрив PEN-провідника), тільки тут цей наслідок викликається навмисною дією комутації, а не випадковим пошкодженням. Заборона комутації поширюється на весь PEN-провідник цілком — зокрема на, наприклад, головний вимикач, випадково встановлений на PEN-ділянці до точки розділення, а не виключно у фазних провідниках.

Практична значущість

При оцінці наявної установки TN-C або TN-C-S (особливо ділянки TN-C до точки розділення на окремі N та PE) слід перевірити, що (1) PEN-провідник має переріз не менше 10 мм² Cu/16 мм² Al — провідник меншого перерізу є недоліком незалежно від того, що допустив би розрахунок S/2 чи адіабатичний розрахунок для звичайного PE — і (2) ніде в тракті PEN немає вимикача, запобіжника чи автомата, здатного одночасно перервати функцію N та PE.

Часті помилки

1. Застосування правила S/2 чи адіабатичної формули до PEN-провідника, ніби він має той самий мінімум, що й окремий PE — вимога 10 мм²/16 мм² діє незалежно від цього і може виявитися суворішою.
2. Встановлення головного вимикача чи головного запобіжника на PEN-ділянці до точки розділення на окремі N та PE, через що при розмиканні зникають одночасно нейтральна та захисна функції.
3. Припущення, що заборона комутації стосується лише захисного провідника — вона стосується всього PEN-провідника цілком, саме тому що той поєднує обидві функції.
4. Змішування механічного мінімуму з вимогою щодо струму замикання/нагріву — межа 10 мм²/16 мм² існує для забезпечення механічної міцності, а не для витримування розрахункового струму замикання.

Пов'язане

• Обрив PEN-провідника в TN-C-S
• Розрахунок перерізу захисного провідника
• Головна заземлювальна шина — головний заземлювальний затискач (§542.4)
• Заземлювальні електроди та фундаментний заземлювач