Заземление и зануление: в чем разница по уровню безопасности. Защитное зануление: устройство, назначение, принцип действия. Чем опасно зануление в квартире Зануление чем опасно
В предназначении и монтаже этих способов защиты от поражения электрическим током путаются даже профессиональные электрики. Речь идет не о всех, но прецеденты есть. А ведь элементарное понятие терминов иногда спасает десятки жизней. Даже если говорить не о поражении током, а о сдаче в эксплуатацию нового частного дома. Если выполнить защиту неправильно, контролирующая организация не разрешит подачу напряжения на вводной щит. И правильно сделает, никому не хочется брать на себя ответственность за жизни людей. Сегодня разберемся, что означают термины и зануление, в чем разница между ними, и когда возможно использование того или иного способа защиты.
В соответствии с ГОСТ 12.1.009–76:
- защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением;
- зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
В ГОСТ Р 50571.2– 94 «Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики» приводится классификация систем заземления электрических сетей: IT, TT, TN–С, TN–C–S, TN–S.
Согласно ПУЭ заземление выполняется (при наличии контура или возможности его монтажа) в обязательном порядке. Заземленными должны быт все металлические корпуса , которые гипотетически могут попасть под напряжение. Если возможность заземления отсутствует, производится защитное зануление с обязательной установкой устройств защитного отключения (УЗО) и автоматических в вводном электрическом .
Конечно, язык, которым написаны ПУЭ и ГОСТ бывает сложен для человека без электротехнического образования, а значит стоит разобрать подробно, что такое заземление и зануление на обычном языке, понятном простому обывателю.
Что такое заземление: как устроено, принцип работы и преимущества такой защиты
Принцип работы заземления в том, чтобы не допустить прохождения электрического тока через тело человека, если в силу каких-либо обстоятельств корпус окажется под напряжением. Такое может случиться при повреждении изоляции жил кабеля. Рассмотрим пример. Жила с поврежденной изоляцией соприкасается с металлическим корпусом . Хозяйка, готовя пищу на кухне, прикасается к , который не заземлен. Это приводит к тому, что ток устремляется к земле, используя человеческое тело, как проводник. Итог может быть самым плачевным, вплоть до летального исхода.
Теперь разберем для чего нужно заземление, как оно работает. Тот же пример, но уже с использованием защиты. Требования к заземлению применяются самые жесткие. При замерах сопротивление контура должно практически отсутствовать, что позволяет току беспрепятственно уходить в землю по шине. Законы физики не дают напряжению протекать через человеческое тело, которое имеет свое сопротивление. У одних оно больше, у других меньше, но наличие его не оспаривается. Получается, что ток утекает по пути наименьшего сопротивления, через заземлитель. Если при этом в схему включено УЗО, оно определит утечку и отключит подачу электроэнергии на прибор.
Что такое зануление электроприборов: возможности применения
Защитное зануление электроприборов используется, если смонтировать заземление невозможно. Такая ситуация может возникнуть в случае, если многоквартирный дом построен в советские времена. Своего контура у таких домов нет, а самостоятельно его устроить не получится.
Защитное зануление – это система, выполняющая отличную от заземления работу. Если второе призвано увести напряжение в землю, исключая возможность поражения электрическим током, то первое выполняется с целью создания (при пробое изоляции и попадания на корпус) короткого замыкания. В этом случае срабатывает автоматика и электричество отключается.
Важная информация! В многоквартирных домах современной постройки и частных секторах в наши дни монтаж зануления запрещен. Это продиктовано целями безопасности проживающих. Автоматика может подвести, что приведет к непоправимым последствиям.
Защитное зануление требует правильного монтажа. Не стоит думать, что достаточно бросить перемычку с нулевого контакта внутри на заземляющий. Это категорически запрещено. Рассмотрим ситуацию, когда уже «подгоревший» ноль подвергается нагрузке короткого замыкания, а автомат еще не успевает сработать. Ноль отгорает, исключив замыкание, но прибор остается под напряжением. Человек, надеясь на отсутствие электричества (света ведь нет, ноль отгорел) на ощупь продвигается к выходу и облокачивается на корпус , находящегося под напряжением. Исход ясен, не так ли?
Зануление и заземление: в чем разница
Разница этих систем в методе осуществления защиты. При устройстве защитного заземления роль отсекателя напряжения при возникновении аварийной ситуации берет на себя УЗО, а в случае монтажа зануления УЗО становится бессильно, сработать может только автомат. Почему так происходит? Устройство защитного отключения реагирует только на токовые утечки, совершенно игнорируя любые перегрузки, включая короткое замыкание. В случае монтажа зануления и включения в схему УЗО без автомата, при коротком замыкании УЗО не срабатывает, а попросту сгорает, не отключив напряжение с линии.
Чем отличается заземление от зануления: обобщение
Заземление отличается от зануления способом защиты и монтажом. Такие системы противоречат друг другу, а значит монтаж схемы с включением обоих вариантов, неприемлем. Зануление устраивается только в многоквартирных домах, не оборудованных собственным контуром. В иных случаях такой монтаж запрещен. О способах его устройства сейчас поговорим подробнее.
Что такое зануление и как его правильно устроить
Схема монтажа выглядит следующим образом. Пришедшая к вводному автомату нейтраль раздваивается, каждая из жил идет на отдельную шину. Одна из шин становится нулевой, а вторая заземляющей. От шины нейтрали жилы идут через автоматику и дальше на все нулевые контакты потребителей квартиры. Заземляющая соединяется с корпусом вводного щита, провод желто-зеленого цвета от нее идет на соответствующие контакты розеток и , которые этого требуют. Соприкосновение заземляющего провода с нулевым после защитной автоматики запрещено.
Важная информация! Неправильный монтаж защитного зануления приводит к отгоранию жил кабелей, пожару. Так же возможно поражение электрическим током вплоть до летального исхода.
Лучший вариант защиты это заземляющее устройство?
Единственно правильный ответ на этот вопрос – да. Это действительно так. , смонтированный по всем правилам, защитит человека намного лучше предыдущего варианта. Улучшить защиту можно при помощи дополнительных устройств – автоматических выключателей, УЗО или дифавтоматов. Ведь что такое защитное заземление? По своей сути это система отвода электрического тока в случае аварии туда, где он не может навредить человеку.
Касаемо заземляющего устройства можно сказать, что оно может быть различным – контур заземления по периметру здания, «треугольник» во дворе или естественный заземлитель. Все правила и способы его монтажа мы обязательно рассмотрим в одной из ближайших тем. Но для общей информации имеет смысл понять определение, что является естественным заземлителем.
Полезно знать! В качестве естественного заземлителя можно использовать любые металлические конструкции, находящиеся под землей, за исключением трубопроводов ГСМ, канализации и предметов, покрытых антикоррозийными составами. Водопроводные трубы для этой цели могут использоваться.
Преимущества и недостатки квартирного зануления
О недостатках такой защиты говорилось сегодня много. Попробуем обобщить информацию. При таком способе нельзя быть уверенным на 100% в своей защите. Особенно, если монтаж выполнен неправильно. Еще одним минусом является то, что при слабом контакте или поврежденном кабеле, автомат просто не успеет сработать. В результате провод отгорит, что потребует ремонта.
А напоследок интересный и познавательный ролик по теме нашего сегодняшнего разговора.
Во всех жилых домах для защиты от действия электрического тока используется заземление или зануление. В некоторых случаях заземляется электрический щит и, одновременно, производится соединение нулевой жилы основного кабеля с этим же щитом. Однако, нередко возникает вопрос, можно ли использовать зануление вместо заземления, и наоборот.
Схемы заземления и зануления
Данные схемы защиты необходимо применять очень осторожно. В первую очередь, это связано с неравномерным распределением нагрузок на фазы. При одинаковой нагрузке на каждую , через общий нулевой провод будет протекать незначительный ток. Однако, если загружена только одна фаза из трех, то значение тока в нулевом проводе будет таким же, как и в этой фазе.
В жилых домах зануление делать не рекомендуется. Как правило, нулевые жилы имеют меньшее сечение, чем линии фаз. Нулевой провод очень часто остается без контроля, постепенно слабеет его соединение, происходит окисление. При сильном нагреве он просто отгорает. В этой ситуации происходит прямое попадание фазы на щит. Через заземление, ток попадает в квартиру и выводит из строя всю заземленную технику. Бытовые приборы находятся под напряжением, в результате, повышается вероятность поражения электрическим током.
Таким образом, нежелательно использовать зануление в жилых домах. Обычно, его применяют на промышленных предприятиях, где распределение нагрузки фаз более равномерное, а нулевой провод выполняет функцию защиты.
Что такое зануление
Если о заземлении знают, практически все, то про зануление многие имеют очень смутное представление. Тем не менее, оно используется достаточно часто и для правильной эксплуатации, нужно знать его устройство и принцип действия.
В электротехнике занулением называется соединение нулевого провода электрической сети с корпусом прибора, оборудования и прочих потребителей. В отличие от заземления, защищающего людей, зануление, прежде всего, защищает оборудование. Поэтому, говорить про зануление вместо заземления, не совсем корректно. Каждая схема предназначена для использования в какой-то определенной сфере. При защите оборудования, зануление искусственным путем создает ситуацию короткого замыкания, при которой срабатывает автоматический выключатель.
Для устойчивой и надежной работы зануления, его можно заземлить отдельно. Таким образом, повышается эффективность работы всей защитной системы, особенно при выходе из строя нулевого провода.
Здравствуйте, друзья!
В этой статье поговорим о том, что такое зануление, где оно применяется, а также об основных ошибках при его устройстве. Тема непростая, на форумах ведутся постоянные дебаты.
Интересно то, что часто даже электрики не могут правильно сказать, чем отличается зануление от заземления. Давайте разбираться. Для начала посмотрим, что о занулении говорится в ПУЭ.
Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока , с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока
Попросту говоря, зануление - это соединение корпуса электрического прибора с нулевым проводом .
Теперь посмотрим, что говорит нам ПУЭ про заземление
Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.
Простыми словами, заземление - это соединение корпуса электрического прибора с заземлителем. Заземлитель - это конструкция из металлических штырей, вбитая в землю.
Теперь давайте посмотрим, как устроены самые распространенные системы электроснабжения многоквартирных домов.
В обеих схемах используется совмещенный нулевой проводник PEN, который заземляется на трансформаторной подстанции.
Основное различие между ними в том, что в TN-C-S происходит разделение совмещенного проводника на рабочий ноль и защитный проводник. Это делается в во вводном общедомовом щите (ВРУ). При этом обязательно производится повторное заземление.
Если внимательно посмотреть на схемы, становится понятно, что рабочий ноль всегда соединен с землей, то есть заземлен. И возникает вопрос: а в чем, собственно, разница между заземлением и занулением? Ведь соединив корпус прибора с рабочим нулем, мы фактически соединяем его и с землей.
На самом деле, разница есть. Она заключается в принципе действия.
Заземление предназначено для того, чтобы отводить ток на землю. Таким образом уменьшается опасное напряжение на корпусе прибора или устройства.
Зануление предназначено для создания эффекта короткого замыкания при пробое фазы на корпус. При этом срабатывает автомат и отключает аварийную линию.
Таким образом, зануление и заземление в системах TN работает одновременно, так сказать, в одном флаконе. Поэтому, 3-й защитный контакт в евророзетках в системах TN является и заземляющим и зануляющим.
Исходя из этого, правильно говорить о совмещенном проводнике PEN, рабочем нулевом проводнике N и защитном проводнике PE. При этом, даже электрики не всегда понимают разницу между PE и N, а она весьма существенная.
Обычно, когда какой-нибудь «электрик дядя Вася» говорит о занулении, то подразумевает разного рода колхоз типа перемычек в розетках и тому подобном соединении защитного провода с нулевым. И это опасно.
Неправильное зануление может вместо защиты может стать причиной трагедии.. А встречается такая псевдозащита очень, очень часто.
Давайте разберемся, как правильно делается защитное зануление и чего делать категорически нельзя.
Запомните, разделение совмещенного проводника на рабочий ноль и защитный ноль должно производиться в общедомовом вводном устройстве (ВРУ). И уже оттуда защитный проводник должен идти к этажным щитам, а от них в каждую квартиру.
Таким образом, мы получаем пятипроводный стояк: 3 фазы, рабочий ноль и защитный ноль. В этом случае речь о так называемом занулении не идет, поскольку в каждую квартиру приходит отдельный защитный провод (системы TN-C-S и TN-S) . Его и нужно подключать к третьему контакту розеток.
В старых домах с немодернизированной проводкой обычно идет четырехпроводный стояк: 3 фазы и совмещенный ноль PEN (система TN-C). Вот тут-то и начинается полнейший бардак и жуткие косяки.
Начинается все в этажном щите. Часто в нем делают самостоятельное разделение PEN на PE и N.
Этот вариант имеет право на жизнь, но только при соблюдении важных правил . Вот главные из них:
Правило 1. В однофазных цепях разделять нулевой провод запрещено (ПУЭ - 1.7.132).
Как определить, какая сеть в вашем доме? В относительно нестарых домах подъездные стояки четырехпроводные: три фазы и один совмещенный ноль (PEN). То есть используется трехфазные стояки, соответственно трехфазная цепь.
В очень старых домах, сталинках и хрущевках, часто используется двухпроводный стояк, в котором только фаза и рабочий ноль. Отличительная особенность таких домов - отсутствие подъездных щитов. Стояки идут в шахтах между квартирами, а в самих квартирах специфические «горбатые» щитки. Вот в таких домах, как правило, используется однофазная сеть.
Правило 2. Совмещенный проводник PEN должен быть сечением не менее 16 мм по алюминию или 10 мм по меди.
То есть нулевой стояк должен быть сечением не меньше указанного. Во многих домах сечение меньше, в этом случае разделять совмещенный ноль на защитный и рабочий нельзя. Если у вас дом советской постройки с газовыми плитами , то в 80% случаев стояк в нем хилый.
Правило 3. После разделения PEN на PE и N нельзя вновь их соединять.
Здесь, думаю, пояснений не надо.
Правило 4. Защитный проводник PE должен быть неотключаемым.
То есть на него нельзя ставить автоматы и прочие разъединяющие устройства.
Правило 5. Разделять PEN нужно ДО всех автоматов, рубильников, выключателей.
Лучше сделать так: взять латунную шину и прикрутить ее винтами к щиту, чтобы между ними был контакт. От нулевого стояка через отдельный орех сделать отвод на эту шину. К шине подсоединить защитные провода PE из квартир.
Если не выполнено хотя бы одно их этих правил, то это будет не защита, а опасный для жизни колхоз.
Еще немного о том, чего делать нельзя
1) Соединять перемычкой защитный и нулевой контакты в розетке. Это одна из самых опасных ошибок!
При отгорании, повреждении или случайном отсоединении нуля, на корпусе всех приборов, подключенных к таким розеткам, сразу появится опасное фазное напряжение. В этом случае ни УЗО, ни автомат не сработают. Привет, смерть.
Тот же эффект будет при случайной смене фазы и нуля.
2) Сажать нулевой и защитный проводники на один винт в щитке
PE и N обязательно должны быть на разных зажимах (шинах). Причем, каждый провод из отдельной квартиры должен быть зажат отдельным винтом.
3) Занулять на незаземленный (незануленный) щит.
Обычно все щиты имеют прямой контакт с нулевым или защитным стояком (занулены). Но иногда контакта нет, по разным причинам . Например, отвалился соединяющий провод. Зануление на такой щит может привести к появлению на его корпусе опасного напряжения.
На практике, подобного рода косяки встречаются сплошь и рядом, в различных вариантах и сочетаниях. Могу посоветовать не полениться, изучить ПУЭ, а также не доверять свою проводку сомнительным личностям.
Таким образом, нежелательно использовать зануление в жилых домах. Обычно, его применяют на промышленных предприятиях , где распределение нагрузки фаз более равномерное, а нулевой провод выполняет функцию защиты.
Что такое зануление
Если о заземлении знают, практически все, то про зануление многие имеют очень смутное представление. Тем не менее, оно используется достаточно часто и для правильной эксплуатации , нужно знать его устройство и принцип действия.
В электротехнике занулением называется соединение нулевого провода электрической сети с корпусом прибора, оборудования и прочих потребителей. В отличие от заземления, защищающего людей, зануление, прежде всего, защищает оборудование. Поэтому, говорить про зануление вместо заземления, не совсем корректно. Каждая схема предназначена для использования в какой-то определенной сфере. При защите оборудования, зануление искусственным путем создает ситуацию короткого замыкания, при которой срабатывает автоматический выключатель.
Для устойчивой и надежной работы зануления, его можно заземлить отдельно. Таким образом, повышается эффективность работы всей защитной системы , особенно при выходе из строя нулевого провода.
Вконтакте
Одноклассники
С
появлением в быту электричества встал и вопрос его безопасного пользования. Давайте посмотрим, как решить эту важную задачу , разберемся: что такое зануление, как действует заземление, как сделать зануление
в частном доме своими руками. А кроме того, можно ли использовать зануление вместо заземления.
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Что, как и откуда берётся
Известно, что электричество производят электростанции. От них электрический ток напряжением десятки и сотни тысяч вольт идет по трём проводам-фазам к потребителю.
Напряжение столь велико потому, что по законам физики, чем выше напряжение, тем меньше потери при передаче на большие расстояния.
Затем понижающие трансформаторные подстанции преобразуют высокое напряжение в гораздо более низкое (но все равно опасное), и по проводам или подземным кабелям оно придет в наш дом.
Ток должен к электроприбору прийти, сделать полезную работу и уйти. В случае переменного напряжения , используемого в быту, для этого служат фазный (подача) и нулевой провода. Откуда электрический ток приходит, понятно; но куда же уходит электричество? В землю! Немного упрощенно, но по большому счету так и есть. Именно в землю.
Трансформатор подстанции имеет заземление, подключенное к отдельному проводу линии. Это и есть тот самый «ноль» в наших. Особо любознательные могут убедиться в этом, осмотрев обычную трансформаторную подстанцию с воздушными линиями . Вошло 3 провода, вышло 4. На входе – три фазы высокого напряжения , на выходе – три фазы низкого напряжения и нулевой провод.
А теперь перейдем к главному - защите человека.
Заземление в квартире
Самый надёжный способ защиты от поражения электрическим током в быту – электроприборов. Ведь многие наши домашние помощники имеют металлические (читай – токопроводящие) корпуса, и в результате обрыва или повреждения изоляции может произойти касание фазного провода к корпусу прибора. И тогда касаться его становится смертельно опасно…
Чтобы избежать беды, корпус прибора соединяют с землёй. Теперь при попадании фазы на корпус происходит короткое замыкание и срабатывает защита, отключающая подачу тока.
В современных квартирах выполняется по трёхпроводной схеме:
Фаза;
ноль;
земля.
Заземление электроприборов происходит через третий контакт вилки и. Сложнее ситуация в домах, где смонтирована по двухпроводной схеме, и в розетках провод заземления отсутствует. В этом случае заземляющий провод придется проводить непосредственно от корпуса прибора.
Где взять «землю» в квартире многоэтажного дома ? Ответ прост: в электрощите, установленном на каждом этаже.
Перед тем как выполнять (лучше, конечно, это делать при участии или под наблюдением профессионального электрика), внимательно изучите электрощит. Ведь если надёжное заземление у щита отсутствует, подключение к нему провода заземления квартиры не только напрасно, но и опасно!
Поясним на примере. У соседа короткое замыкание. Ток пройдёт следующий путь: фаза соседа – «ноль» соседа – этажный электрощит – Ваш провод заземления – корпус Вашего прибора!
Устройство защитного отключения
Для повышения безопасности при эксплуатации эл. приборов используют и так называемое устройство защитного отключения , сокращенно - УЗО. Совместно с УЗО дают 100% гарантии защиты человека от поражения электрическим током.
Давайте разберём принцип действия УЗО, для чего представим как водопроводную систему . Вода течёт по трубам, как и ток – по проводам. И если вдруг в трубе образовалось отверстие, вода начинает уходить, а её количество на выходе участка будет меньше, чем на входе. УЗО и контролирует подобную утечку, но не воды, а электричества.
Если корпус прибора под напряжением, но утечки нет – УЗО не реагирует. Но как только корпуса касается человек – появляется путь для утечки тока, «дыра» – УЗО за доли секунды размыкает цепь.
Зануление
Согласно Правил эл. безопасности, занулением называется: «…. соединение корпуса оборудования с нулевым защитным проводником». Теперь давайте рассуждать. Мы имеем электроприбор (скажем, стиральную машину), который надо заземлить. Штепсельная вилка машинки и розетка трёхконтактные, но проводка двухпроводная, а значит, заземления у нас нет. Но мы знаем, что «ноль» на подстанции заземлён, так почему бы ни соединить в розетке контакты «ноля» и «земли»? Ни в коем случае!
Прочтем формулировку ещё раз: «…нулевым защитным проводником». В этом-то и дело! Ведь «ноль» в розетке проводник рабочий, а не защитный, и ставить перемычку между землёй и нолем в розетке нельзя:
а)
это может грозить коротким замыканием;
б)
если ноль имеет плохой контакт, фаза через прибор попадёт на ноль розетки, а через перемычку и провод заземления – на корпус прибора.
Читаем правила дальше: «Зануление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током при замыкании на корпус … в трёхфазных четырёхпроводных сетях….». Но в квартире-то сеть однофазная! Вот в многоэтажном доме сеть трёхфазная четырёхпроводная, поэтому выполнять зануление можно не ближе, чем в распределительном шкафу дома.
Рассмотрим пару ситуаций
1.
При Вы соединили корпус с нулевым проводом (рабочим нулём). Через какое-то время, при ремонте щита, случайно поменяли фазу и ноль. Результат: на корпусе машины у Вас фаза! Вы получите не опасный, но неприятный удар, даже при наличии УЗО, а то и можете серьезно пострадать.
2. То же подключение. Перегрелась обмотка двигателя, и произошел пробой на корпус. Корпус под напряжением, но УЗО не срабатывает: утечки-то нет! Обмотка греется, пока не сплавятся провода, и от возросшей силы тока не сработает автомат защиты. И двигателю «кирдык», и до пожара недалеко!
Можно придумать и другие ситуации, но все они разрешаются, если разводка сделана по трёхпроводной схеме с надёжным заземлением. То есть машина подключена без зануления в розетке, а надёжно заземлена (рис. 1).
При любом замыкании фазы на корпус срабатывает УЗО либо автомат, отключая питание.
Если разводка двухпроводная, нужно провести заземляющий провод от потенциально опасных приборов с металлическими корпусами к электрощиту, убедившись, что он заземлен.
В заключении о занулении
Помните прописную истину – любые работы с электрическими сетями выполняются только при отключенном напряжении! Если же работа выполнятся под напряжением, используют надежные и испытанные средства защиты: диэлектрические перчатки и т. д. Жизнь у Вас одна, и не стоит рисковать ей по пустякам: электричество не прощает легкомыслия!
Как обычно, ждем Ваших, ! Успехов в работе!
Основным условием безопасной эксплуатации электроустановок является выбор правильной схемы защиты от случайного попадания высокого потенциала на не используемые для передачи энергии металлические части (корпуса, станины и т.п.). Для решения этой задачи требованиями действующих стандартов (ПУЭ, в частности) предусмотрено использование специальных защитных приспособлений, называемых заземляющими устройствами – ЗУ. Они обустраиваются в непосредственной близости от защищаемой конструкции и имеют вид, приводимый на рисунке ниже.
Процесс обустройства конструкций, обеспечивающих защиту сооружений и людей от удара электрическим током или молнией, в электротехнике принято называть заземлением. Для того чтобы иметь полное и чёткое представление о том, что такое заземление потребуется исследовать его отличительные черты и принципы организации более подробно.
Суть заземления
Под заземлением понимается преднамеренное соединение металлических частей электроустановок и другого оборудования, в данный момент не находящихся под напряжением, с элементами специальных устройств, называемых заземлителями. Конструкция последних обычно состоит из нескольких забиваемых в землю стальных штырей или отрезков арматуры, сваренных между собой полосами из того же металла.
В комплекте с набором гибких медных проводов и толстых полос (шин) заземлители образуют так называемый «заземляющий контур», к которому подключаются корпуса всех имеющихся на объекте и нуждающихся в защите электроприборов. Поскольку сам контур частично или полностью погружён в грунт и имеет с ним практически идеальный контакт, его потенциал в нормальных условиях близок к нулю, что позволяет сделать следующие выводы:
- При попадании высокого напряжения на металлические части защищённого объекта или прибора его значение тут же снизится до безопасного для человека уровня (фото ниже);
- Если человек или животное случайно прикоснутся к корпусу аварийного, но защищённого таким образом оборудования, они практически не пострадают от высокого напряжения;
- В ситуации, когда в питающей линии установлен чувствительный прибор, реагирующий на сторонние токи утечки (УЗО, например), при появлении опасного напряжения он сработает и моментально отключит данный участок от источника электропитания.
В этом заключается суть эффекта заземления, которое не следует путать с ещё одним часто применяемым в электротехнике приёмом защиты, называемым занулением.
Понятие зануления
У каждого неискушённого в электротехнических терминах пользователя может возникнуть вопрос: чем отличается заземление от зануления, а также когда используется последнее?
Для понимания отличия заземления от зануления потребуется рассмотреть принцип защиты оборудования распределительных подстанций, суть которого сводится к следующему:
- Оборудование любых электрических станций, включая установленные на них понижающие трансформаторы, имеет нулевую точку или нейтраль;
- В соответствии с требованиями ПУЭ, эта точка обязательно соединяется с местным ЗУ, обустроенным непосредственно на территории подстанции;
- Заземление выполняется в виде непосредственной связи с грунтом, вследствие чего такая точка называется глухо-заземлённой;
- Действие этого заземления распространяется на все потребители, подключаемые к данной электрической подстанции через разветвлённую систему электропитания.
Таким образом, до каждого потребителя вместе с фазными проводами подводится так называемая «нулевая защитная» жила, уже заземлённая наглухо на стороне подстанции (смотрите фото).
Обратите внимание! В современных системах электропитания (TN-C-S, например) она прокладывается отдельным от рабочей шины N проводом PE.
При занулении приёмного оборудования его металлические части преднамеренно соединяются не с ЗУ (как это делается при заземлении), а с совмещенным нулевым проводом, входящим в состав системы энергоснабжения. В системе TN-C-S они подключаются к отдельному PE-проводнику.
Зануление обеспечивает снижение угрозы поражения электротоком при случайном прикосновении к открытым металлическим частям оборудования, вследствие аварии оказавшимся под напряжением. При появлении вопросов типа «в чем разница зануления и заземления» всегда нужно помнить о том, что первое гарантирует автоматическое отключение повреждённой линии от питающей сети, а второе – нет.
Отличия заземления и зануления
Нередко пользователи задаются вопросом, а можно ли делать зануление вместо заземления, и как это отразится на безопасности потребителя. Отвечая на все подобные вопросы, следует исходить из определения, данного этому виду защиты в предыдущем разделе. Из него следует, что функционально зануление более эффективно, поскольку в короткий промежуток времени до срабатывания станционной автоматики оно выполняет ту же функцию, что и обычное ЗУ.
Однако это не означает, что данный вид защиты должен применяться всегда и повсеместно. Дело в том, что у зануления имеется целый ряд недостатков, являющихся следствием особенностей его организации. Они проявляются в следующем:
- Нулевой провод систем энергоснабжения имеет большую протяжённость и постоянно используется в активном режиме (как проводник, по которому протекает рабочий ток), вследствие чего со временем он может разрушиться;
Дополнительная информация. Указанное явление в технической литературе, а также в среде специалистов чаще всего упоминается как «отгорание нуля» (смотрите фото ниже).
- В отличие от заземления, при обустройстве которого нет зависимости от фазы защищаемой линии, при занулении должны соблюдаться определенные условия подсоединения защитного проводника;
- По своим возможностям оно ограничено, поскольку может использоваться только в цепях с наглухо заземлённой нейтралью в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S (при наличии N, PE, PEN проводников).
В линиях, где подключение организовано по схеме с изолированной нейтралью (в системах IT и ТТ), по своему назначению более подходящих для промышленных объектов, оно работать не сможет.
Также эти два вида преднамеренной защиты отличаются и по области своего применения, а именно:
- Зануление обычно применяется в многоэтажных жилых домах, где практически невозможно организовать полноценное заземление;
- Повторное заземление более часто используется на промышленных предприятиях, где согласно ТБ к безопасности персонала предъявляются повышенные требования;
- Этот же тип защиты чаще всего применяется в быту (в загородных домах, в частности), где возможностей для обустройства защитного контура имеется предостаточно (смотрите фото ниже).
Следует добавить, что защитное заземление и зануление отличаются ещё одним важным фактором. Дело в том, что в первом случае защита распространяется только на участок электрической цепи, на котором в аварийном режиме (при пробое изоляции) за счёт стекания тока в землю понизилось рабочее напряжение. При этом вся остальная часть снабжающей электричеством системы продолжает функционировать.
В отличие от действия заземляющего эффекта, при занулении данный участок линии электропитания отключается полностью.
Так что пытаться ответить на вопрос, в чём состоит их различие, будет не совсем корректно. Гораздо правильнее говорить о том, что заземление и зануление электроустановок должны использоваться совместно. Такое комбинированное их применение обеспечит более эффективную защиту от поражения током.
Подводя итог их сравнению, отметим, что принцип зануления состоит в превращении аварийной ситуации в однофазное замыкание, приводящее к срабатыванию станционной защитной автоматики. Заземление же, с одной стороны, представляет собой снижение потенциала опасной точки (уменьшение сопротивления заземлителя), а с другой – их выравнивание.
Оно в данном случае заключается в поднятии потенциала опоры со стоящим на ней человеком до уровня напряжения на заземлённом корпусе.
Дополнительные элементы
Как в случае с заземлением, так и при занулении для реализации защитных функций должны применяться дополнительные проводники (медные провода), обеспечивающие надёжное соединение с ЗУ или с нулёвым контактом, соответственно.
В первом случае этот проводник протягивается от защищаемой точки до контакта заземлителя и выполняется в виде медной оплётки. В ситуации с занулением такой же медный проводник прокладывается по скрытым местам помещений и других строений до распределительного шкафа, где его конец фиксируется на главной заземляющей шине (ГЗШ). Сюда же заводится нулевой рабочий проводник, входящий в состав подводящего электроэнергию силового кабеля.
Важно! Согласно требованиям организации зануления (смотрите ПУЭ), использование для крепления этих двух проводников одного болта или клеммного контакта недопустимо, что объясняется различными режимами их работы.
В завершении сравнения двух методов защиты объектов от поражения электрическим током необходимо отметить следующее. Оба эти способа (как зануление, так и заземление), по сути, выполняют одну и ту же функцию, состоящую в снижении опасного потенциала до приемлемого уровня. Занули вы какую-то точку оборудования или защити её с помощью ЗУ, эффект будет примерно один и тот же.
Видео
Защитное зануление - система, в которой токопроводящие части оборудования, не находящиеся в норме под напряжением, соединены с нейтралью. В защитных целях преднамеренно создается соединение между открытыми проводящими элементами глухозаземленной нейтрали (в сетях трехфазного тока).
В сетях однофазного тока создают контакт с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а в случае с постоянным током - с глухозаземленной точкой источника тока. Хотя зануление характеризуется серьезными недостатками, система по-прежнему широко применяется во многих сферах для защиты от тока.
Разница между занулением и заземлением
Между занулением и заземлением имеются отличия:
- В случае заземления лишний ток и появившееся на корпусе напряжение перенаправляются в грунт. Принцип действия зануления основан на обнулении на щитке.
- Заземление более эффективно с точки зрения защиты человека от удара током.
- Заземление основано на быстром и значительном уменьшении напряжения. Тем не менее, какое-то (уже неопасное) напряжение остается.
- Зануление заключается в создании соединения между металлическими деталями, в которых отсутствует напряжение. Принцип зануления основан на умышленном создании короткого замыкания при пробое изоляции или попадании тока на нетоковедущие части электроустановок. Как только происходит замыкание, в дело вступает автоматический выключатель, перегорают предохранители или срабатывают иные средства защиты.
- Заземление чаще всего используют на линиях с изолированной нейтралью в системах типа IT и TT в трехфазных сетях, где напряжение не превышает тысячи вольт. Заземление применяют при напряжении более тысячи вольт с нейтралью в любом режиме. Зануление используют в глухозаземленных нейтралях.
- При занулении все элементы электроприборов, не находящиеся в стандартном режиме под напряжением, соединяются с нулем. Если фаза случайно коснется зануленных элементов, резко увеличивается ток и отключается электрооборудование.
- Заземление не зависит от фаз электроприборов. Для организации зануления требуется соблюдение жестких условий подключения.
- В современных домах зануление применяется редко. Однако этот способ защиты все еще встречается в многоэтажных домах, где по каким-либо причинам нет возможности организовать надежное заземление. На предприятиях, где имеются повышенные нормативы по электробезопасности, основной способ защиты - зануление.
Обратите внимание! Для правильного определения нулевых точек и выбора способа защиты понадобится помощь квалифицированного электрика. Сделать заземление, собрать элементы контура и установить его в грунт можно и своими руками.
Схема работы
Как было сказано выше, зануление основано на провоцировании короткого замыкания после попадания фазы на металлический корпус электроустановки, соединенной с нулем. Так как сила тока возрастает, подключается защитный механизм, отключающий электропитание.
По нормативам Правил установки электроустановок в случае нарушения целостности линии она должна отключаться автоматически. Регламентируется время на отключение - 0,4 секунды (для сетей 380/220В). Для отключения используются специальные проводники. Например, в случае однофазной проводки задействуется третья жила кабеля.
Для правильного зануления важно, чтобы петля фазы-нуля характеризовалась невысоким сопротивлением. Так обеспечивается срабатывание защиты за нужный промежуток времени.
Организация зануления требует высокой квалификации, поэтому такие работы должны выполнять только квалифицированные электрики.
На схеме ниже показан принцип работы системы:
Область применения
Защитное зануление используют в электроустановках с четырехпроводными электросетями и напряжением до 1 кВт в следующих случаях:
- в электроустановках с глухозаземленной нейтралью в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с проводниками типов N, PE, PEN;
- в сетях с постоянным током и заземленной средней точкой источника;
- в сетях с переменным током и тремя фазами с заземленным нулем (220/127, 660/380, 380/220).
Сети 380/220 допускаются в любых сооружениях, где зануление электроустановок обязательно. Для жилых помещений с сухими полами зануление обустраивать не нужно.
Электрооборудование 220/127 используются в специализированных помещениях, где отмечается повышенный риск поражения током. Такая защита необходима в условиях улицы, где занулению подлежат металлические конструкции, к которым прикасаются работники.
Проверка эффективности зануления
Чтобы проверить, насколько действенно зануление, нужно сделать замер сопротивления петли фаза-ноль в наиболее отдаленной от источника электропитания точке. Это даст возможность проверить защищенность в случае воздействия тока на корпус.
Сопротивление измеряется с использованием специализированной аппаратуры. Измерительные приборы оснащены двумя щупами. Один щуп направляют на фазу, второй - на зануленную электроустановку.
По результатам измерений устанавливают уровень сопротивления на петле фазы и нуля. С полученным результатом рассчитывают ток однофазного замыкания, применяя закон Ома. Расчетное значение тока однофазного замыкания должно быть равно или превышать ток срабатывания защитного оборудования.
Предположим, что для предохранения электроцепи от перегрузок и коротких замыканий подключен автомат-выключатель. Ток срабатывания составляет 100 Ампер. По результатам измерений сопротивление петли фазы и нуля равно 2 Ом, а фазовое напряжение в сети - 220 Вольт. Делаем расчет тока однофазного замыкания на основе закона Ома:
I = U/R = 220 Вольт/2 Ом = 110 Ампер.
Поскольку расчетный ток короткого замыкания превышает ток мгновенного срабатывания автомата-выключателя, делаем вывод об эффективности защитного зануления. В противном случае понадобилась бы замена автомата-выключателя на прибор с меньшим током срабатывания. Другой вариант решения проблемы - сокращение сопротивления петли фаза-ноль.
Нередко при проведении расчетов ток срабатывания автомата умножают на коэффициент надежности (Кн) или коэффициент запаса. Причина в том, что отсечка не всегда равна указанному показателю, то есть возможна определенная погрешность. Поэтому использование коэффициента позволяет получить более надежный результат. Для старого оборудования Кн составляет от 1,25 до 1,4. Для новой техники применяется коэффициент 1,1, так как такие автоматы работают с большей точностью.
Опасность зануления в квартире
Скачки напряжения опасны как для людей, так и для бытовой техники в квартирах. В многоквартирных домах одной из квартир достанется низкое напряжение, а другой - высокое. Если в розетке квартиры случится обрыв нулевого проводника, при следующем включении электроустановки (например, бойлера) человека ударит током.
Особенно зануление опасно в двухпроводной системе. К примеру, при проведении электромонтажных работ электрик может заменить нулевой проводник на фазный. В электрощитах эти жилы далеко не всегда обозначены определенным цветом. Если замена произойдет, электрическое оборудование окажется под напряжением.
По нормативам Правил установки электроустановок на бытовом уровне зануление не разрешается для использования в бытовых целях именно по причине его небезопасности. Зануление эффективно только для защиты больших объектов производственного назначения. Однако, несмотря на запрет, некоторые люди решаются на установку зануления в собственном жилье. Происходит это либо по причине отсутствия иных методов решения проблемы, либо из-за недостаточности знаний по данному предмету.
Зануление в квартире технически осуществимо, но эффективность такой защиты непредсказуема, как и возможные негативные последствия. Далее рассмотрим ряд ситуаций, которые возникают при наличии зануления квартире.
Зануление в розетках
В некоторых случаях защиту электроприборов предлагают выполнить путем перемычки клеммы розеточного рабочего нуля на защитный контакт. Такие действия противоречат пункту 1.7.132 ПУЭ, поскольку предполагают задействование нулевого провода двухпроводной электросети в качестве как рабочего, так и защитного нуля одновременно.
На вводе в жилое помещение чаще всего расположено устройство, предназначенное для коммутации фазы и нуля (двухполюсный прибор или так называемый пакетник). Коммутация нуля, используемого как защитный проводник, не допускается. Иными словами, запрещено использовать в качестве защиты проводник, электроцепь которого включает коммутационный аппарат.
Опасность защиты с применением перемычки в розетке состоит в том, что корпуса электроустановок в случае повреждения нуля (независимо от участка) попадают под фазное напряжение. Если нулевой проводник обрывается, электроприемник перестает функционировать. В этом случае провод кажется обесточенным, что провоцирует на необдуманные действия со всеми вытекающими последствиями.
Обратите внимание! При обрыве нуля источником опасности становится любая техника в квартире или в частном доме.
Перепутаны местами фаза и ноль
При проведении электромонтажных работ в двухпроводном стояке своими руками существует немалая вероятность путаницы между нулем и фазой.
В домах с двухпроводной системой жилы кабелей лишены отличительных признаков. При работе с проводами в этажном щитке электрик может попросту ошибиться, перепутав фазу и ноль местами. В результате корпуса электроустановок попадут под фазное напряжение.
Отгорание нуля
Обрыв нуля (отгорание нуля) часто случается в зданиях с плохой проводкой. Чаще всего проводка в таких домах проектировалась, исходя из 2 киловатт на единицу жилья. На сегодняшний день электропроводка в домах старого типа не только износилась физически, но и не способна удовлетворить возросшее количество бытовой техники.
При обрыве нуля дисбаланс возникает на трансформаторной подстанции, от которой питается многоквартирное здание. Перекос возможен в общем электрическом щите здания или в этажном щитке дома. Следствием этого станет беспорядочное понижение напряжения в одних квартирах и повышение - в других.
Низкое напряжение губительно для некоторых видов электробытовой техники, в том числе кондиционеров, холодильников, вытяжек и прочих аппаратов, оснащенных электрическими двигателями. Высокое напряжение представляет опасность для всех видов электроустановок.
Альтернатива занулению
В подсистеме TN-S зануление защитного проводника PE осуществляется лишь на одном участке - на контуре заземления трансформаторной подстанции или электрогенератора. В этой точке разделяется PEN-проводник, и далее защита и рабочий ноль нигде не встречаются.
В такой схеме энергоснабжения заземление и зануление органично взаимодействуют, создавая условия для высокой электробезопасности. Однако в системах, где нейтраль изолирована (IT, TT), зануление не используется. Электрическое оборудование, работающее в рамках системы TT и IT, заземляется за счет собственных контуров. Так как система IT предполагает подачу питания только специфическим потребителям, рассматривать такой способ организации защиты в жилых домах не имеет смысла. Единственная альтернатива неправильному, а потому опасному занулению шины PE - система TT. Особенно актуальна такая система, потому что переход на технически прогрессивные системы TN-S, TN-C-S технически и финансово затруднен для домов, чей возраст превышает 20 – 25 лет.
Электрическая сеть, построенная по стандарту TT, призвана обеспечивать качественную защиту от попадания под напряжение нетоковедущих частей. Все работы по организации зануления должны осуществляться в соответствии с нормами, указанными в пункте 1.7.39 Правил установки электроустановок.
