Особенности организации защитного зануления

Понятие заземления

Прежде чем дать ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления, рассмотрим каждое понятие отдельно. Заземление – это специальное соединение электроустановок с землей. Цель этого соединения является снижение резкого скачка напряжения в электрической сети. Оно используется в той цепи, где нейтраль будет изолирована. Когда будет установлено подходящее заземляющее оборудование, то избыточный ток, который поступает в сеть, будет уходить в землю по отводящим контактам. Сопротивление этой части должно быть относительно низким, чтобы ток был поглощен без остатка.

Также функция защитного заземления электроустановок позволяет увеличить объем аварийного тока замыкания, несмотря на то, что это противоречит его назначению. Заземлитель с большим сопротивлением слабый ток замыкания может не воспринять, только со специальными защитными приборами. В таком случае, когда будет аварийная ситуация, установка будет под напряжением, что может представлять большую опасность для здоровья человека в этом помещении. Назначение защитных электроустановок также рассчитано на отведение блуждающего тока в электрической сети.

Заземлитель является особым проводником, который может состоять из одного или нескольких элементов. Обычно они соединены между собой электропроводящим материалом и заключены в землю, которая поглощает проходящий заряд. В качестве заземляющих проводников может использоваться сталь и медь. По нормам ПУЭ данная мера защиты в обязательном порядке должна делаться в современных жилых домах, а также рабочих помещениях, заводах, в общественных заведениях и других зданиях различного назначения.

В большинстве домов современного образца установлены схемы заземления. Однако их может не быть в старых зданиях. В такой ситуации специалисты рекомендуют заменить проводку трехжильным кабелем с заземляющим проводом, подключив защитную электроустановку. Бывают ситуации, когда нет возможности сделать монтаж полноценного заземляющего контура. В современной электротехнике может использоваться специальное портативное оборудование – переносной заземляющий штырь (шина). Их действие соответствует стандартному заземляющему устройству жилых домов или отводов. Такое устройство имеет хорошее практическое значение, легко подвергается монтажу и переноске, починке, а также имеет широкий функционал.

Функцию заземления могут выполнять несколько самостоятельных групп защитного оборудования. Грозозащитные. Они служат для того, чтобы быстро отводить импульсный высокий заряд от молнии. Зачастую их применение необходимо в разрядниках и современных молниеотводах. Рабочие. Такая группа позволяет поддерживать в нужном режиме работу всех электроустановок при разных условиях (нормальные и аварийные).

Защитные. Данная группа оборудования нужна для предотвращения прямого контакта людей и животных с электрическим зарядом, который возникает в результате механического повреждения фазы в проводе. Они позволяют предотвратить множество несчастных случаев, которые могли бы быть, если проблемы с силовой линией не были замечены своевременно.

Заземлители условно разделены на искусственные и естественные. Искусственные электроустановки представляют собой специальные конструкции, которые делаю специально для того, чтобы увести избыточный ток сети в землю, обеспечив защиту своему дому. Их могут производить на заводе или делаться самостоятельно, используя стальные элементы.
Естественными заземлителями является грунт, фундамент под зданием или же дерево возле дома.

Системы заземления

В соответствии с пунктом 1.7.3 ПУЭ 7 при применении электрооборудования, рассчитанного на напряжение до 1 кВ, применяются способы заземления:

  • TN — ноль источника питания (от подстанции или генератора) глухо соединён с землей;
  • TN-С — TN, где защитный (PE) и рабочий (N) нулевые провода совмещены в одном PEN-проводнике;
  • TN-S — TN, где PE и N нулевые провода разделены на протяжении всей линии от подстанции;
  • TN-C-S — TN, где PE и N разделены на определенном участке цепи, а от подстанции до этого участка они объединены;
  • ТТ – ноль от подстанции глухо заземлён, а незащищенные электропроводящие конструкции электрооборудования соединены с заземляющим устройством, не связанным с глухозаземленным нулем от подстанции;
  • IT — ноль изолирован от земли или соединен с землей через большое сопротивление, а незащищенные металлические конструкции электрооборудования соединены с землей.

Расшифровка символов, первый из которых обозначает положение нуля блока электроснабжения по отношению к земле:

  • Т – заземлённый ноль (нейтраль);
  • I – изолированная нейтраль.

Второй символ – положение незащищенных металлических конструкций по расположению к земле:

  • Т – соединение с землей открытых токопроводящих частей и металлических конструкций, независимо от того, заземлена ли нейтраль от подстанции;
  • N – соединение токопроводящих частей с глухозаземленным нулем блока электроснабжения.

Символы, следующие за N, определяют место соединения рабочего и защитного нулевых проводов с заземлителем у потребителя или разделение нуля еще на подстанции:

  • S – рабочий (N) и защитный (РЕ) нули — это разные, разделенные проводники;
  • С – соединение в едином проводе (PEN) роли нулевых рабочего и защитного проводников.

При занулении нулевые защитные и фазные провода выбираются так, чтобы при пробое изоляции на корпус или нулевой проводник, возникающий ток короткого замыкания обеспечивал отключение автомата защиты или перегорание предохранителя.

Высота барной стойки

Этот параметр является немаловажным, поскольку высота — один из основных признаков, отличающих барную стойку от стола. Дело в том, что стойка оптимизирована для стоящего человека, а не под сидящего на стуле. Поэтому барные табуреты или стулья имеют гораздо большую высоту, чем обычные. Средняя высота стоек находится в пределах 1,1-1,3 м, хотя существуют и более низкие модели — от 0,75 м. Чаще всего, такие образцы входят в комплектацию кухонных гарнитуров и представляют собой стилизованный обеденный стол.

Выбор высоты — прерогатива владельца, давать какие-либо советы в данном случае не принято. Тем не менее, следует при выборе высоты стойки учитывать геометрические пропорции изделия, чтобы внешний вид являл собой гармоничное и эстетически удачное зрелище. Рекомендуется применить правило «золотого сечения», делающие стойку зрительно пропорциональной и гармоничной, правильной.

Заземление в квартире

Самый надёжный способ защиты от поражения электрическим током в быту — заземление 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.

Заземление электроприборов происходит через третий контакт вилки и розетки. Сложнее ситуация в домах, где проводка 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.

Поясним на примере. У соседа короткое замыкание. Ток пройдёт следующий путь: фаза соседа – «ноль» соседа – этажный электрощит – Ваш провод заземления – корпус Вашего прибора!

Особенности защитного заземления

Чаще всего, применяется защитное заземление. В настоящее время используются специальные розетки, оборудованные заземляющими контактами. Эффективность заземляющего устройства тем выше, чем ниже его сопротивление.

При пробое изоляции корпус прибора нередко оказывается под напряжением. При наличии заземления, ток не будет представлять опасности, он просто уйдет в землю по заземлителю, обладающему низким сопротивлением. Кроме заземлителя, в состав заземляющего устройства входят заземляющие  проводники.
Заземлители могут быть естественными, состоящими из металлических конструкций зданий и сооружений, соединенных с землей. Искусственные заземлители изготавливаются из стальных труб, уголков или стержней, длина которых должна быть не менее 2,5 м. Они забиваются в землю и соединяются между собой стальными полосами или проволокой.

Благодаря защитному заземлению значительно снижается опасное напряжение. Его сопротивление можно уменьшить за счет применения большого количества дополнительных искусственных заземлителей.

Необходимые сведения для самостоятельного расчета заземления

Фундаментальные требования, которых необходимо придерживаться при изготовлении заземляющих конструкций — это размеры металлических элементов. В зависимости от применяемого материала (уголка, полосы, арматуры/прутка) минимальные показатели элементов должны быть не меньше:

  • Полоса 12х4 – 4,8 см2;
  • Уголок 4х4;
  • Арматура/пруток – диаметр от 1,0 см;
  • Труба (толщина стенки) – 3,5 мм.

Наименьшие размеры металлических элементов, из которых монтируются заземляющие контуры

  • Длина заземляющего элемента должна быть не менее 1,5 – 2 м.
  • Интервал между металлическими элементами контура берется из соотношения их метража, то есть: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL.

В зависимости от имеющейся на участке площадки и возможности проведения монтажных работ, заземляющие элементы контура можно устанавливать любым способом: в ряд, или другим методом (треугольником, квадратом и т.п.). Для точности вычислений необходимо знать удельные показатели сопротивляемости различных видов почвы и водной среды. Таблица № 1 Показатели (приблизительные) удельных сопротивлений грунтов и воды p, Ом•м

Наименование почвы/водной среды Удельное сопротивление, Ом•м
Песок 700
Супесок 300
Суглинок 100
Глина 40
Почва на приусадебных участках 40
Глина (слой 7-10 м) или гравий 70
Мергель, известняк, крупный песок с валунами 1000-2000
Скальная порода 2000-4000
Чернозём 20
Торф 20
Вода в реках, протекающих по равнинам 10-100
Морская вода 0,2-1

Как выбрать робота для мытья окон

Особенности и принцип действия зануления

Назначение зануления — метод защитного устройства позволяет провести подключение корпусов оборудования и других деталей из металлов с нейтралью (нулевой защитный проводник). В условиях с заземленным защитным проводником и напряжением в сети не более 1000 В, используется схема зануления.

При пробое фазного тока на корпусе электроприборов и оборудовании происходит КЗ фазы. При этом, срабатывают автоматы защитного отключения тока и цепь размыкается. Этим и отличаются две защитные системы.

К приборам зануления относят:

  • плавкий предохранитель;
  • автомат отключения тока;
  • встроенные в пускатели, тепловые реле;
  • контактор с тепловой защитой.
ЗанулениеЗануление

Возникла ситуация пробоя фазного напряжения. При этом от корпуса электроустановки ток проходит по нейтрали на обмотку трансформатора. Затем, от него по фазе — на предохранитель. Плавкие предохранители сгорают от пиковых значений тока, в электрическую цепь прекращается подача напряжения.

При этом, ноль беспрепятственно проводит ток, позволяя сработать защите. Его прокладывают в безопасном месте, запрещается оснащать его дополнительными выключателями и другими устройствами.

Значение уровня проводимости провода фазы должно быть наполовину больше нулевого проводника. Как правило, в этом случае используют стальные пластины, оболочки кабеля и другие материалы.

Зануляющие проводники проверяют на исправность при сдаче работ по подключению и проводке электроэнергии в здании, а также, через определенное количество времени, при пользовании электрической схемой.

Не менее одного раза в период 5 — летнего срока, производятся замеры значений сопротивления всей цепи фазного и нулевого проводника на корпусах самого дальнего оборудования от щита электропроводки, а также самого мощного оборудования в помещении.

Защитное зануление, в некоторых случаях, может выполнять работу защитного отключения. При этом, отличаются эти 2-е защитных системы тем, что в случае защитного отключения цепи, его можно использовать в любых условиях, при различных режимах заземляющего проводника, показателей напряжения цепи. В таких сетях можно обойтись и без провода нулевого подключения.

Расчет зануления необходимо производить с учетом всех условий работы и принципа его действия.

Защитное отключение выполняют с использованием защитной системы, которая отключает электрооборудование автоматически. При возникновении аварийных ситуаций и угроз поражения и нанесения электротравм человеку, к таким ситуациям можно отнести:

  • короткое замыкание фазного провода на корпус;
  • повреждение изоляции электрической проводки;
  • неисправности на заземляющем контуре;
  • нарушения целостности зануляющих проводников.
Передача 8. Защитное заземление или зануление?Передача 8. Защитное заземление или зануление?

Эта защитная система нередко используется при невозможности провести защитные системы заземления и зануления. Но на ответственных участках, возможна установка защитного отключения и как дополнительный контур защиты человека и оборудования от поражения токами утечки и короткого замыкания.

При этом, их подразделяют, в зависимости от величины тока на входе и изменений реакции защитных устройств, на несколько схем:

  • наличия напряжения на корпусе оборудования;
  • силу тока при замыкании на провод земли;
  • напряжения или силу тока в нулевом проводнике;
  • уровня напряжения на фазе относительно значения на проводе земли;
  • устройства для постоянного или переменного тока;
  • устройства комбинированные.

В заключение разберем вопрос, который может задать начинающий электрик.

Зажигание дуги и расплавление электрода

Как действует зануление

При попадании фазного напряжения на корпус какого-либо прибора или оборудования, соединенного с нулевым проводом, возникает короткое замыкание. В поврежденной цепи происходит срабатывание автоматического выключателя, отключающего электрический ток. Кроме того, электричество может быть отключено при помощи плавкого предохранителя. Время отключения для каждого случая регламентируется ПУЭ. Например, при номинальном фазном напряжении электрической сети 220 или 380 вольт, оно не превышает 0,4 секунды.

Для устройства зануления используются специальные проводники. В однофазной сети это, как правило, третья жила кабеля или провода. К этим проводникам предъявляются повышенные требования. Их сопротивление должно быть небольшим, чтобы защитная аппаратура могла сработать в установленный промежуток времени. В случае высокого сопротивления автоматы очень часто не срабатывают. Из-за этого резко возрастает вероятность электротравмы в случае соприкосновения с корпусом оборудования или прибора. Поэтому к качеству монтажа и соединений таких участков установлены очень жесткие требования. В этих проводниках нельзя делать разрывы с целью подключения автоматов или предохранителей. Несоблюдение этих правил приведет к тому, что зануление в квартире будет давать низкий эффект.

Зануление обеспечивает не только быстрое отключение прибора от сети. С его помощью устанавливается минимальное напряжение, при котором происходит срабатывание в случае прикосновения. В результате, существенно повышается электробезопасность.

В случае отсутствия заземления в квартире, защитное зануление для розеток на практике осуществляется следующим образом. Находящийся в электрическом щите основной нулевой провод разделяется на две составные части. Они состоят из нулевого рабочего и защитного проводника. Защитный проводник подводится к розетке и соединяется с имеющимся в ней контактом заземления. Таким образом, обеспечивается дополнительная безопасность.

ЗанулениеЗануление

Зануление и заземление электроустановок

Зануление: принцип действия

Зануление вместо заземления можно ли использовать

Заземление и зануление электроустановок

Что такое защитное зануление

Чем отличается заземление от зануления

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 → розетках. 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.

Барная стойка своими руками: пошаговые инструкции изготовления

Системы и схемы зануления

Существует несколько вариантов выполнения защиты электрооборудования путем зануления металлического корпуса устройства. В этой статье мы рассмотрим два следующих основных способа зануления любой техники, подключенных к трехфазной и однофазной сети подачи электроэнергии.

  1. Трехфазная сеть. Для такого подключения схема довольно проста и выполнить ее не составит труда любому человеку знакомому с основами электротехники. В этом варианте нулевой провод N и защитная линия PE объединены в одну общую шину под названием PEN. Такой метод зануления получил наименование системы TN-C. Для его реализации необходимо строго соблюдать повышенные требования к уравниванию электрических потенциалов, а также к площади сечения объединенного проводника PEN. Для сетей с подачей электроэнергии по однофазной схеме использование системы TN-C категорически запрещено правилами устройства электроустановок (ПУЭ).
  2. Однофазная сеть. Для реализации защитного зануления в однофазных сетях существует способ по системе TN-C-S. При этом методе проводник N объединяется с линией PE только на ограниченном участке сети подачи электроэнергии, начинающимся рядом с основным источником питания. Система TN-C-S хороша для однофазных сетей, но ее ни в коем случае нельзя применять при занулении электрооборудования, работающего в трехфазных сетях электрификации.

Любая система защитного зануления может быть использована только в сетях как однофазных, так и трехфазных, с переменным напряжением не более 1 кВ, к тому же сеть в обязательном порядке должна иметь наглухо заземленную нейтраль. После выполнения работ по защите электрооборудования необходимо выполнить проверку и расчет системы зануления, который следует доверить только специалисту, так как эта процедура предполагает использование специальных приборов. В результате произведенных замеров определяется сопротивление петли нейтраль-фаза, которое должно иметь минимальное значение.

После этого, согласно закону Ома, по которому I=U/R, вычисляется ток КЗ (короткого замыкания) при попадании фазы сети на металлический корпус прибора. Значение этого параметра должно быть на некоторую величину больше, чем порог срабатывания автоматических систем обесточивания электроразводки. В противном случае их нужно менять на устройства с меньшим значением порога срабатывания или выполнять мероприятия по снижению величины сопротивления петли нейтраль-фаза. При расчете тока КЗ следует применять увеличивающий коэффициент надежности Кн, который всегда больше единицы.

Схемы заземления и зануления

Существует несколько схем подключения, которым присвоены соответствующие обозначения:

  • TN-C;
  • TN-S
  • TN-C-S
  • ТТ
  • IT

Первая буква в обозначении говорит о способе соединения нейтрали источника с землей :

  • Т — заземленная;
  • I — изолированная;

Вторая буква обозначает присоединение корпуса электроприемника к земле или нейтрали (заземление или зануление по-нашему):

  • T — корпус соединен с землей (заземлен);
  • N — корпус соединен с нейтралью (занулен).
Основы электротехники. Часть 1. 2003Основы электротехники. Часть 1. 2003

Все наши распределительные сети выполнены по схеме T. N. Буквы после ТN говорят о совмещении в одном нейтральном проводника рабочего и защитного нулевого провода:

  • C — рабочий N и защитный PE проводники совмещены (PEN) ;
  • S — рабочий и защитный проводники разделены;
  • C-S — от источника идет сначала совмещенный проводник, затем разделяется.

Первый вариант — худший. Так выполнена проводка в старых домах.

Второй — самый лучший, но встречается редко на практике, так как энергетики экономят кабель.

Третий вариант — компромисс. В наших многоквартирных домах ввод в дом всегда четырехпроводный с совмещенной нейтралью PEN, затем от главной заземляющей шины во вводном устройстве PEN разделяется на N и PE.

Контрольная проверка системы

Последнее, что необходимо сделать после окончания монтажных работ – проверить систему на исправность. В идеале, для этого используют специальный прибор, который при всех своих достоинствах имеет немалую цену.

Но есть и более простые способы проверки. Например, с помощью обычной лампочки мощностью 100Вт и более. Для этого один из контактов подключают к контуру заземления, а второй к фазе. Яркий свет – свидетель верно проведенной работы, тусклый означает, что стыки между элементами плохо сварены. Если же лампочка не светится вовсе, значит, на каком-то этапе была допущена ошибка и работу придется переделывать.

Теперь вы знаете, как правильно сделать заземление в частном доме своими руками, и при этом обеспечить безопасность себе и своим близким. Если действовать согласно выбранной схеме, то никаких проблем возникнуть не должно, и в результате вы получите надежную защиту своего дома от неисправностей, связанных с электричеством.

Видео монтажа заземленияВидео монтажа заземления

{SOURCE}

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).

Разрушение нуля

  • 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).

Защитное заземление в частном доме

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.

Материалы для создания закладки

Заключение по теме

Подводя итог всему вышесказанному, можно отметить, что заземление и зануление отличаются друг от друга принципом работы и применяемыми дополнительными защитными устройствами, которые приходится настраивать под определенные условия эксплуатации. То есть, в чем их разница, стало понятным. Как показывает практика, заземление в чистом виде – идеальный вариант в современных условиях. Конечно, приходится дополнительно выделять деньги на приобретение УЗО или дифференциальных автоматов, но это стоит того. Безопасность еще никто не отменял, тем более гарантированную безопасность.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий