Если вы самостоятельно организуете электроснабжение квартиры, офиса или гаража – значит, ответственность за безопасность лежит также на вас. Для защиты электросетей и вашего здоровья (а иногда и жизни) применяется заземление и зануление.

В каком случае востребована защита?

При физическом (точнее – электрическом) контакте с корпусом фазного проводника, или элемента схемы, на который в данный момент подано напряжение – возникает две опасности:

Система заземления и зануления электрооборудования обеспечивает защиту от рассмотренных опасностей, или хотя бы минимизирует последствия. Многие неопытные доморощенные электрики путают эти два понятия. Или же намеренно пользуются рабочим нулем при организации заземления.

Особенно это актуально в многоэтажках старой постройки, где отдельного контура заземления не предусмотрено. При полностью исправных линиях подвода электроэнергии, это не так опасно. Однако при повреждении нулевого провода на магистрали, или ухудшении контакта на клеммных соединениях, рабочий ноль теряет электрическую связь с реальной «землей».

Вы надеетесь на защиту от фазы, и без опаски работаете с электроприбором. В критический момент защита не срабатывает, и в лучшем случае происходит порча оборудования, а в худшем – пожар или поражение человека электрическим током.

Важно! Использовать рабочий ноль в качестве защиты пользователей – запрещено!

Защитное заземление и зануление принципиально отличаются по способу соединения с физической землей. Если использовать ноль, как заземление, могут произойти неприятности:

Например, вы заземлили бойлер на рабочий ноль. В случае пробоя фазы на корпус, устройство защитного отключения (УЗО) может не сработать. Через воду, из-под горячего крана, напряжение передается на вас. Если вы находитесь в ванной, через вас будет протекать электрический ток, опасный для жизни;
Вы пользуетесь электроплитой, расположенной рядом с батареей отопления. Система подачи горячей воды проложена в грунте, и имеет надежный контакт с землей. Если электроплита не имеет заземления, либо заземлена на ноль, в случае повреждения нулевого провода на корпусе может появиться фаза. При одновременном касании руками корпуса под напряжением, и заземленной батареи – поражение электротоком гарантировано.

Заземление и зануление, в чем разница?

Заземление.
Контур монтируется отдельно, вне зависимости от способа подключения рабочего энергоснабжения. На противоположном конце (от электроустановки) подключается заземляющее устройство. От него должен быть проложен проводник с надежным контактом. Этот проводник соединяется с корпусом электроустановки.

Как правило, в домашних условиях отдельного контакта на корпусе электроустановки не предусмотрено. Сетевой кабель имеет три жилы: фаза, ноль и «земля». Рабочее заземление подключено к соответствующей контактной группе в электрической розетке. При подключении электроприбора, происходит одновременное соединение с питающими контактами и «землей».

Важно! Такой способ подключения является единственно возможным с точки зрения безопасности.

Зануление.
Система электропитания имеет фазные и нулевые проводники. В случае однофазного питания (традиционные 220 вольт в нашей розетке), это нулевой провод от ближайшей трансформаторной подстанции. Он имеет непосредственный контакт с реальной «землей», в непосредственной близости от трансформатора. Такой вывод называется глухозаземленным.

При организации трехфазного питания – нулем будет являться нейтральный вывод трансформатора. Принцип подключения такой же. Нейтраль имеет непосредственный контакт с «землей» в пределах трансформаторной подстанции.

Чем отличается заземление от зануления с точки зрения защиты?

При кажущейся схожести, эти два способа принципиально отличаются по способу защиты. Причем основные споры возникают вокруг возможности заменить один способ другим, или вообще организовать заземление и зануление в одной электроустановке.

Внимание! Забегая вперед, сразу определим: объединять или заменять заземление занулением, или наоборот – нельзя.

Рассмотрим принцип действия этих способов защиты, и вам станет понятно, почему.

Что происходит в нештатной ситуации с заземленной электроустановкой или при отсутствии заземления?

Предположим, что на металлический корпус электроприбора попадает фаза. Это может произойти при сильном увлажнении, повреждении изоляции, обрыве крепления монтажной платы и соединении токоведущих частей с корпусом. Короткого замыкания не происходит, питание продолжает поступать.

Вы касаетесь рукой корпуса, и через вас начинает протекать электрический ток. Его сила зависит от влажности кожи, от того, во что вы обуты, и на чем вы стоите.

Проще говоря – если вы только что вышли из душа, встали босиком на кафельный пол, и схватились рукой за полотенце-сушилку с фазой на корпусе – сила тока может быть смертельно опасной. А если вы обуты в резиновые сапоги, стоите на деревянном полу и в помещении относительно сухой воздух – то можно не почувствовать никаких неприятных ощущений.

Если электроприбор заземлен, неважно каким способом, на корпус или через штатную вилку – основной ток потечет через землю, поскольку сопротивление там значительно ниже, чем у тела человека. Подключение к заземлителю находится непосредственно на корпусе, поэтому надежность не вызывает опасений.

Единственная опасность такого способа защиты – электрооборудование может выйти из строя. Питание, как правило, не прерывается, поскольку сопротивление физической «земли» недостаточно для короткого замыкания и срабатывания защитного автомата.

Следующий вариант защиты – зануление.
Корпус прибора подключен к рабочему нулю или нейтрали трехфазного трансформатора. При возникновении пробоя фазы на корпус, через рабочий ввод питания начинает протекать ток, стремящийся к бесконечности. Его величина ограничена лишь мощностью точки энергоснабжения.

Эта ситуация называется «коротким замыканием». Резкий скачок значения тока приводит к моментальному срабатыванию автомата, через который организовано питание. Или к перегоранию предохранителей.

Внимание! Пример показывает, насколько важно иметь работоспособные предохранительные системы.

Фактически, неисправная электроустановка моментально обесточивается, и опасность поражения электрическим током отсутствует.

Подводный камень в том, что при отсоединении рабочего нуля от реального заземлителя или от нулевого контакта – защита пропадает.

Несмотря на отличие заземления от зануления, они выполняют схожую функцию – защищают пользователя от поражения электротоком. А какой вариант выбрать – зависит от особенностей энергоснабжения вашего помещения.

Защитное заземление и зануление

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно состоит (рис. 24.6) из заземлителя 3 (металлических проводников, находящихся в земле с хорошим контактом с ней) и заземляющего проводника 2, соединяющего металлический корпус электроустановки 1 с заземлителем.

Совокупность заземлителя и заземляющих проводов называют заземляющим устройством. Защитное заземление применяют в трехфазных трехпроводных и однофазных двухпроводных сетях переменного тока напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (так называемая система IT), а также в сетях напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.

Защитное действие заземляющего устройства основано на снижении до безопасной величины тока, проходящего через человека в момент касания им поврежденной электроустановки. При попадании напряжения на корпус электроустановки человек, коснувшись ее и имея хороший контакт с землей, замыкает собой электрическую цепь: фаза С – корпус электроустановки 1 – человек – земля – емкостные Х A, X B) и активные R A, R B сопротивления связи проводов с землей, фазы А и В. По человеку пойдет ток. Несмотря на то что электрические провода сети установлены на изолированных опорах, между ними и землей существует электрическая связь. Она возникает за счет несовершенства изоляции проводов, опор и т.п. и наличия емкости между проводами и землей. При большом протяжении проводов эта связь становится значительной, а ее активное R и емкостное X сопротивления снижаются и становятся соизмеримыми с сопротивлением тела человека. Вот почему, несмотря на отсутствие видимой связи, человек, находящийся под напряжением и имеющий контакт с землей, замыкает собой электрическую цепь между различными фазами сети.

Рис. 24.6. Схема защитного заземления (система IT):

1 – электроустановка; 2 – заземляющий проводник; 3 – заземлитель

При наличии заземляющего устройства образуется дополнительная цепь: фаза С – корпус электроустановки – заземляющее устройство – земля – сопротивления Х А, R A, Х B, R B – фазы A и В. В результате ток замыкания распределяется между заземляющим устройством и человеком. Так как сопротивление заземлителя (оно не должно превышать 10 Ом) во много раз меньше сопротивления человека (1000 Ом), то через тело человека будет проходить малый ток, не вызывающий его поражения. Основная часть тока пойдет по цепи через заземлитель.

Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей используют металлические конструкции и арматуру зданий и сооружений, имеющие хорошее соединение с землей, проложенные в земле водопроводные, канализационные и другие трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов и трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии).

В качестве искусственных заземлителей применяют одиночные или соединенные в группы металлические электроды длиной 2,5-3,0 м, забитые вертикально в землю с расстоянием друг от друга 2,5-3,0 м или уложенные горизонтально в землю. Электроды изготавливают из отрезков металлических труб, угловой стали, швеллеров с толщиной стенок не менее 4 мм. Более тонкие профили вследствие коррозии быстро выходят из строя.

Вертикальные электроды в групповом заземлителе соединяют между собой с помощью сварки перемычкой, выполненной из аналогичных материалов и тех же сечений, что и сами электроды. Заземляющее устройство должно иметь вывод наружу (на поверхность земли), выполненное на сварке из таких же материалов. Оно служит для подсоединения заземляющего проводника.

Для осуществления заземляющих функций сопротивление заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000 В в сети с изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом. При мощности генераторов и трансформаторов, питающих сеть, 100 кВ А и менее допускается сопротивление заземлителей не более 10 Ом. Необходимое сопротивление достигают установкой соответствующего количества электродов в заземлителе, определяемого расчетом. Для глинистых, влажных почв обычно бывает достаточно двух-трех электродов, на сухих песчаных или каменистых участках этого может не хватить.

Сопротивление заземляющего устройства – это отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Различают выносное и контурное заземляющие устройства. Выносное устройство располагают за пределами площадки с заземляемым оборудованием. Его достоинство состоит в возможности выбора грунта с наименьшим удельным сопротивлением. Контурное заземление выполняют забивкой электродов по контуру заземляемого оборудования и между ним. Такая установка электродов создает дополнительный защитный эффект за счет повышения и выравнивания (более равномерного распределения) потенциалов земли в зоне нахождения человека.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, с глухозаземленной нейтралью источника тока (генератора или трансформатора).

В четырехпроводных или пятипроводных сетях с нулевым проводом и глухозаземленной нейтралью источника тока напряжением до 1000 В (так называемая система TN) зануление – основное средство защиты. Заземление в таких сетях неэффективно.

Подсоединение корпусов электроустановок к нейтрали источника тока осуществляют с помощью нулевого защитного проводника (РЕ- проводника). Его нельзя путать с нулевым рабочим проводом (N-проводником), который также соединен с нейтралью источника, но служит для питания однофазных электроустановок. Нулевой защитный проводник РЕ прокладывают по трассе фазных проводов, в непосредственной близости от них. Систему, где присутствуют нулевой рабочий провод N и нулевой защитный проводник РЕ, и они разделены на всем протяжении трассы, называют системой TN-S. Буква S означает разделение указанных проводников на всем их протяжении.

В качестве нулевого защитного проводника в сетях до 1000 В в первую очередь рекомендуется использовать нулевой рабочий проводник (кроме специально оговоренных случаев), к которым подсоединяют корпуса электроустановок. В этом случае его называют совмещенным нулевым защитным и нулевым рабочим проводником (PEN-проводником), а саму систему – системой TN-С. Это система TN , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис. 24.7).

Если же функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике только в какой-то ее части, начиная от источника питания, а далее они идут раздельно (первый из них служит для защиты электроустановок, а второй – для питания однофазных электроустановок), то такую систему называют системой TN-C-S.

Согласно требованиям ПУЭ снова объединять эти разделенные проводники уже нельзя.

Рис. 24.7. Схема зануления (система TN-C ):

1 – заземлитель нейтрали трансформатора; 2 – источник тока (трансформатор); 3 – нейтраль источника тока; 4 – зануление корпуса трансформатора; 5 – нулевой рабочий (он же и нулевой защитный) провод сети; 6" – нулевой защитный провод электроустановки; 7 – предохранитель; 8 – электроустановка; 9 – повторное заземление нулевого защитного провода сети; L 2, L 3 – фазные провода; PEN – нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник, совмещенные в одном

Согласно ПУЭ не допускается использовать в качестве РЕ проводников:

Металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а так же свинцовые оболочки проводов и кабелей;

Трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;

Водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

Защитное действие зануления основано на снижении до безопасной величины тока, проходящего через человека в момент касания им поврежденной электроустановки, и последующем отключении этой установки от сети. Работает зануление следующим образом. При попадании напряжения на корпус зануленной электроустановки 8 (рис. 24.7) бо́льшая часть тока с него пойдет в сеть через нулевой защитный провод 6. Через тело человека по цепи: корпус электроустановки 8 – человек – земля – заземляющее устройство 9 – нулевой рабочий провод 5 пойдет незначительный ток, не вызывающий его поражения (ввиду более высокого сопротивления этой цепи по сравнению с сопротивлением цепи через нулевой защитный провод 6). Одновременно с этим замыкание на корпус фазного провода при такой схеме защиты автоматически превращается в однофазное короткое замыкание между фазным и нулевым рабочим проводом 5 сети, в результате чего через 0,2–7 с срабатывает токовая защита (перегорает предохранитель 7, выключается автоматический выключатель и т.п.) и электроустановка, а вместе с ней и человек, полностью обесточиваются. Таким образом, в первоначальный момент зануление работает аналогично защитному заземлению, а в последующем оно полностью прекращает действие тока на человека. Только при этом ток, проходящий через тело человека до срабатывания защиты, будет в несколько раз меньше, так как сопротивление зануляющего проводника обычно не превышает 0,3 Ом, а допустимое сопротивление заземлителя – 4 Ом.

В запуленных электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью надежного обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников и их соединений должна обеспечить ток короткого замыкания, не менее чем в три раза превышающий номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя или автоматического выключателя, имеющего расцепитель с обратнозависимой от тока характеристикой (тепловой расцепитель), в 1,4 раза – для автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями с силой номинального тока до 100 А и в 1,25 раза – с величиной тока более 100 А.

Нулевой защитный провод 5 сети должен обеспечивать надежное соединение корпусов электроустановок с нейтралью источника. Поэтому все соединения выполняют сварными. В нем запрещается установка предохранителей и выключателей (за исключением случая одновременного отключения и фазных проводов).

Нулевой защитный провод 5 сети заземляют: у источника тока с помощью заземлителя 1; на концах воздушных линий (или ответвлений от них) длиной более 200 м; на вводах воздушной линии к электроустановкам. Повторные заземления 9 необходимы для уменьшения опасности поражения электрическим током при обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус электроустановки за местом обрыва, а также для снижения напряжения на корпусе в момент срабатывания токовой защиты. Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль источника тока, с учетом естественных и повторных заземлителей нулевого провода должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях источника трехфазного тока 660, 380 и 220 В. Сопротивление каждого повторного заземлителя в отдельности должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

В сети, где применяют зануление, нельзя заземлять корпуса электроустановок без их зануления, так как в случае замыкания фазы на корпус заземленной, но не зануленной электроустановки иод напряжением окажутся все корпуса других зануленных электроустановок. В то же время дополнительное заземление зануленных электроустановок весьма полезно. Оно повышает надежность заземления нулевого провода.

Если в помещении находится несколько электроустановок, то каждую из них заземляют или зануляют, подсоединяя к магистрали заземления (зануления), представляющей собой металлический проводник сечением не менее 100 мм2 (например, стальная полоса 40 х 4 мм), укрепленный по периметру помещения. Магистраль соединяют с заземлителем, или с нулевым защитным проводником (в зависимости от принятой системы защиты), или с тем и другим одновременно.

Последовательное заземление или зануление электроустановок (одна от другой) не разрешается (рис. 24.8).

Заземлители с магистралью зануления заземления соединяют не менее чем двумя проводниками, подсоединяя их к заземлителю в разных местах.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям выполняют сваркой, а к главному заземляющему зажиму, корпусам аппаратов, машин и опорам ЛЭП – болтовым соединением (для обеспечения возможности производства измерений) с принятием мер против ослабления контакта и его коррозии.

Рис. 24.8.

1, 4, 5 и 6 – правильное зануление электроустановки; 2 и 3 – неправильное зануление электроустановки; 7 – магистраль заземления (зануления)

Для обеспечения надежной защиты сечения всех защитных проводников (РE-проводников) должны быть не менее приведенных в табл. 24.3 при условии выполнения их из тех же материалов, что и фазные проводники.

Таблица 24.3

Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников РЕ

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников (РЕ-проводннков), мм2

16 < 5 ≤ 35

Сечение РEN-проводника должно быть не менее 10 мм2 по меди или 16 мм2 – но алюминию.

Размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле, приведены в табл. 24.4.

Заземление или зануление электроустановок следует выполнять при номинальном напряжении:

Выше 50 В переменного тока или выше 120 В постоянного тока – во всех электроустановках независимо от того, где они эксплуатируются;

Выше 25 В переменного тока или выше 60 В постоянного тока – в помещениях с повышенной опасностью;

Выше 12 В переменного тока или выше 30 В постоянного тока – в особо опасных помещениях и в наружных установках;

При любом напряжении переменного и постоянного тока – во взрывоопасных помещениях любого класса.

К частям, подлежащим занулению или заземлению, относятся: корпуса электрических машин (в том числе технологическое оборудование с электропитанием), корпуса трансформаторов, светильников, каркасы распределительных щитов, рубильников, щитов управления, металлические оболочки и броня электрических кабелей; металлические трубы, в которых проложена электропроводка; металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников и др. (в соответствии с требованиями ПУЭ).

Зануление (заземление ) металлических корпусов переносных электроустановок осуществляют дополнительной жилой кабеля (проводником PEN в системе TN-C в системе, где нулевой рабочий и нулевой защитный проводники совмещены в одном PEN- проводнике): третьей жилой для однофазных и четвертой – для трехфазных электроприемников.

Если применяется система с разделенными нулевым рабочим (N ) и нулем защитным (РЕ) проводниками (система TN-S), то в питающем кабеле должно быть уже две дополнительные жилы: (N) и (РЕ). То же самое должно быть и в соединительной вилке, и в розетке. Жилы эти проводов должны быть гибкими, медными, их сечение должно быть равно сечению фазных проводников и быть не менее 1,5 мм2.

Втычные соединители (вилки и розетки) должны быть выполнены так, чтобы соединение защитных проводников происходило до соединения фазных проводников, а рассоединение – в обратной последовательности. Обычно это достигается применением у вилки более длинного штыря для защитного проводника (РЕ или PEN), чем для фазных проводов (рис. 24.9 и 24.10).

Если корпуса розетки или вилки выполнены из металла, то к ним также подсоединяют защитные проводники (PEN или РЕ, в зависимости от того, какая система защиты применяется). Во всех случаях вилку подсоединяют к электро- приемнику, розетку – к сети.

Таблица 24.4

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм2	Толщина стенки, мм
Стать черная	для вертикальных заземлителей

	Прямоугольный


Сталь оцинкованная	для вертикальных заземлителей
	для горизонтальных заземлителей
	Прямоугольный


	Прямоугольный

	Канат многопроволочный	1,8 (диаметр каждой проволоки)

Для определения технического состояния заземляющего устройства проводят визуальные осмотры его видимой части (не реже одного раза в 6 месяцев ответственным за электрохозяйство), осмотры с выборочным вскрытием грунта, измерение параметров заземляющего устройства в соответствии с нормами испытания электрооборудования.

Рис. 24.9. TN-C :

а – розетка; б – вилка

Рис. 24.10. Втычной соединитель (разъем) для подключения переносной электроустановки к электрической сети системы заземления TN-S:

а – розетка; б – вилка

Осмотры с выборочным вскрытием грунта проводят в местах, наиболее подверженных коррозии, а также вблизи мест заземления нейтралей силовых трансформаторов, присоединений разрядников и ограничителей перенапряжений не реже одного раза в 12 лет. При осмотре оценивают состояние контактных соединений, наличие антикоррозионного покрытия, отсутствие обрывов. Результаты осмотров заносят в паспорт заземляющего устройства установленной формы.

При вскрытии грунта производят инструментальную оценку состояния заземлителей и степени коррозии контактных соединений. Элемент заземлителя заменяют, если разрушено более 50% его сечения. Результаты осмотров оформляют актами.

При определении технического состояния заземляющего устройства производят:

Измерение сопротивления заземляющего устройства;

Измерение напряжения прикосновения (в электроустановках, заземляющее устройство которых выполнено по нормам на напряжение прикосновения);

Проверку наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством;

Измерение токов короткого замыкания электроустановки;

Проверку состояния пробивных предохранителей;

Измерение удельного сопротивления грунта в районе заземляющего устройства.

Отличие заземления от зануления значительное. Попробуем разобраться в этом вопросе. Зануление согласно ПУЭ – это преднамеренная защита, которая используется исключительно в промышленных целях и не должна практиковаться на бытовом уровне.

Но все же, очень часто, в квартирах делается зануление. По всем прогнозам, такая система далека от совершенства и совсем не безопасна. Почему же тогда прибегают к такой крайней мере? Отчасти из-за недостатка знаний в этой области, или из-за безвыходной ситуации.

Во время ремонта квартиры многие делают полный или частичный электромонтаж не только с целью удобства расположения розеток и выключателей, но и для замены изношенной электропроводки. Так же, современный человек желает сделать свое жилье более безопасным, поэтому, пожелания заказчика сводятся к тому, чтобы в доме было заземление.

Что используется в новостройках: заземление или зануление?

Новостройки по всем правилам обеспечиваются трехпроводным кабелем (фаза, ноль, земля) в однофазной системе и пятипроводным кабелем (три фазы, ноль, земля) в трехфазной системе, т.е. по системе заземления TN-C-S или TN-S. В таких системах занулением и не пахнет.

Можно ли в старом фонде сделать заземление?

Старый фонд очень редко подвергается реконструкции. Для того чтобы перевести с системы TN-C, т.е. двухпроводная система (фаза и ноль), на такие эффективные системы как TN-C-S и TN-S, в которых предусмотрен защитный проводник РЕ (земля), своими силами практически не возможно. Модернизацией в основном занимается специализированная электротехническая компания.

В системе TN-C нет защитного проводника (земли). Никто не станет тянуть из своей квартиры отдельный заземляющий провод для того, чтобы сделать заземление, к примеру, в подвале. Хотя, некоторые решаются обеспечить себя заземлением, если квартира расположена на первом этаже. Но большинству населения такой маневр осуществить не представляется возможным.

Прежде чем подключить защитный проводник РЕ (земля) из квартиры, нужно определить, какие есть возможности.Определите наличие заземления в щитовой, к которой можно подключить третий проводник. В щитовой должна быть либо заземляющая шина РЕ, либо все этажные щитовые должны быть соединены между собой металлической шиной, и в итоге подсоединены к общему контуру заземления дома, т.е. речь идет о повторном заземлении. Это дает возможность подключить к щиту заземляющий проводник из квартиры. Если эти два варианта отсутствуют, значит, в доме нет заземления и в этом случае делают запрещенное зануление. Как уже было сказано ранее, такой метод в жилом секторе совсем не безопасен.

Как делается зануление?

Зануление не выполняет роль заземления, такая схема расчитана на эффект короткого замыкания. На производстве нагрузки более или менее распределены равномерно, и ноль выполняет в основном защитные функции. Здесь нулевой проводник цепляют к корпусу электродвигателя. При попадании на корпус электродвигателя напряжения одной из фаз, произойдет короткое замыкание. В свою очередь, сработает на выключение автоматический выключатель или автомат дифференциальной защиты. Следует принять во внимание еще один неоспоримый факт — все электроустановки на производстве соединены между собой металлической заземляющей шиной и выведены на общий контур заземления всего здания.

Можно ли сделать зануление в квартире?

Можно,но не нужно. Чем это грозит? Предположим ваше оборудование (стиральная машина,бойлер и др.) занулены. Если нулевой провод по каким-либо причинам обгорит или электрик случайно перепутал подключение проводов (вместо нуля подключил фазу), то ваше оборудование просто перегорит из-за большого напряжения.

Если вы запланировали электромонтажные работы в своем жилье, а затем узнаете, что в доме нет заземления ни в каком виде, все же лучше прокладывать трехжильный кабель. Две жилы (фаза и ноль) подключаем планово, а вот третий проводник защитного заземления оставляем незадействованным до ожидания реконструкции стояков, где будет предусмотрено заземление.

Если вы все же надумали сделать в квартире зануление, нужно помнить, что вы берете на себя огромную ответственность. В любом случае, при наличии заземления или зануления, нельзя пренебрегать установкой защитной аппаратуры, таких как УЗО (Устройство защитного отключения) и ограничитель напряжения.

В. Зануление

Назначение, принцип действия, область применения.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Нулевым защитным проводником (

PE – проводник в системе TN – S) называется проводник, соединяющий зануляемые части (открытые проводящие части) с глухозаземленной нейтральной точкой источника питания трехфазного тока или с заземленным выводом источника питания однофазного тока, или с заземленной средней точкой источника питания в сетях постоянного тока.

Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого рабочего и

PEN – проводников.

Нулевой рабочий проводник (

N – проводник в системе TN – S ) – проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников соединенный с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.

Совмещенный (

PEN - проводник в системе TN– C ) нулевой защитный и нулевой рабочий проводник – проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника.

Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

Область применения зануления

электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система

; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);

электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;

электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя (рис. 4.10) образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.

Рис. 4.6. Принципиальная схема зануления в системе TN - S

1 2 – R 0 – R П I к – ток КЗ; I н I з – корпус электроустановки (электродвигатель, трансформатор и т. п.); 2 – аппараты защиты от токов КЗ (предохранители): R 0 – сопротивление заземления нейтрали обмотки источника тока; R П – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; I к – ток КЗ; I н – часть тока КЗ, протекающего через нулевой защитный проводник; I з – часть тока КЗ, протекающего через землю – корпус электроустановки (электродвигатель, трансформатор и т. п.); 2 – аппараты защиты от токов КЗ (предохранители): R 0 – сопротивление заземления нейтрали обмотки источника тока; R П – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; I к – ток КЗ; I н – часть тока КЗ, протекающего через нулевой защитный проводник; I з – часть тока КЗ, протекающего через землю

Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

В качестве максимальной токовой защиты, обеспечивающей быстрое отключение электроустановки в аварийном режиме могут использоваться плавкие предохранители и автоматические выключатели, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, осуществляющие защиту от перегрузки, автоматы с комбинированными расцепителями, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и перегрузки и др.

Назначение отдельных элементов схемы зануления.
Из рис. 4.6 видно, что для схемы зануления необходимы нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали источника тока и повторное заземление нулевого защитного проводника.

Рассмотрим назначение этих элементов применительно к наиболее распространенным электрическим сетям – трехфазным переменного тока.

обмоток источника тока, питающего сеть до 1 кВ, предназначено для снижения напряжения зануленных открытых проводящих частей (а следовательно, нулевого защитного проводника) относительно земли до допустимого значения при замыкании фазного провода на землю.

Повторное заземление нулевого защитного проводника практически не влияет на время отключения электроустановки от сети. Однако, при эксплуатации зануления могут возникнуть такие ситуации, когда повторное заземление нулевого защитного проводника необходимо, например, при обрыве нулевого защитного проводника. При применении системы

TN рекомендуется выполнять повторное заземление PE – и PEN – проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления нулевых защитных проводников следует в первую очередь использовать естественные заземлители. В этом случае сопротивление растеканию тока заземлителя повторного заземления не нормируется. Внутри больших и многоэтажных зданиий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

Повторному заземлению подвергаются нулевые рабочие провода воздушных линий, которые одновременно используются как нулевые защитные проводники (

PEN – проводники). При этом в соответствии с ПУЭ повторные заземления выполняются на концах линий или ответвлений длиной более 200 м. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений.

Надежность зануления определяется в основном надежностью нулевого защитного проводника. В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность его обрыва. Кроме того, в нулевом защитном проводнике запрещается ставить выключатели, предохранители и другие приборы, способные нарушить его целостность.

При соединении нулевых защитных проводников между собой должен обеспечиваться надежный контакт. Присоединение нулевых защитных проводников к частям электроустановок, подлежащих занулению, осуществляется сваркой или болтовым соединением, причем, значение сопротивления между зануляющим болтом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью электроустановки, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом. Присоединение должно быть доступно для осмотра.

Нулевые защитные провода и открыто проложенные нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску

: по зеленому фону желтые полосы .

В процессе эксплуатации зануления сопротивление петли “фаза-нуль” может меняться, следовательно, необходимо периодически контролировать значение этого сопротивления. Измерения сопротивления петли “фаза-нуль” проводят как после окончания монтажных работ, то есть при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации в сроки, установленные в нормативно технической документации, а также при проведении капитальных ремонтов и реконструкций сети.

Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи - быстро отключает поврежденную установку от сети и в то же время обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период. В соответствии с этим зануление рассчитывают на отключающую способность. При этом в соответствии с ПУЭ должны выполняться следующие требования.

В системе

TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в таблице 4.1.

Таблица 4.1
Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения питания

Приведенные в таблице 4.1 значения времени отключения питания считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе и в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и другие щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Допускаются значения времени отключения более указанных в таблице 4.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитков или щитов при выполнении одного из следующих условий:

1) полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом

Z ц – полное сопротивление цепи “фаза – нуль”, Ом; U – номинальное фазное напряжение сети, В; 50 – падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В. PE распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

Расчет зануления на отключающую способность заключается в определении параметров нулевого защитного проводника (длина, сечение, материал) и максимальной токовой защиты, при которых ток однофазного короткого замыкания, возникающий при замыкании фазного провода на зануленный корпус, вызвал бы срабатывание максимальной токовой защиты за время, указанное в таблице 4.1.

Электричество делает нашу жизнь комфортнее, удобнее и интереснее вот уже несколько сотен лет. Придумано и сделано великое множество разных машин, устройств и приборов, работающих на электричестве, создающих для нас материальные блага, или таких, как печально известный электрический стул. Но, к сожалению, электричество может убивать не только на электрическом стуле по приговору суда. Поток крохотных электронов представляет собой грозную и могучую силу, относиться к которой стоит с должным уважением. Естественно, что человеком придумано большое количество разнообразных способов защиты от поражения электрическим током. В чем разница? Заземление и зануление будут далее рассмотрены в качестве примера. Это два способа, помогающих уберечься от электрического тока путем отведения его потока в сторону. Оба метода работают по одному принципу, но в то же время отличаются друг от друга.

Что такое электричество

Чтобы уяснить для себя, что такое электробезопасность, защитное заземление, зануление, как это всё работает, напомним суть явления электрического тока.

Все тела во Вселенной состоят из атомов, строение которых известно каждому школьнику: положительно заряженное ядро внутри и вращающиеся вокруг ядра отрицательные электроны. Существует ряд химических элементов - металлов, у которых несколько электронов, находящихся на самых дальних от ядра орбитах, легко могут быть оторваны (притянуты сильным положительным зарядом).

Таким образом, если взять металлический провод, приложить к его концам противоположные электрические заряды, то электроны, оторвавшись от своих атомов, начнут движение в сторону положительного заряда.

Однако при движении в толще металла электроны постоянно «натыкаются» на атомы, заставляют их слегка вибрировать в узлах кристаллических решёток. Это приводит к выделению тепла. Причём нагрев может быть таким сильным, что металл способен раскаляться до тысяч градусов (как спираль лампы накаливания). В некоторых случаях металл и вовсе может расплавиться и даже испариться.

Как электрический ток действует на тело человека

Тело человека на три четверти состоит из воды. Вода является неплохим проводником электрического тока (правда, механизм проводника несколько иной, нежели у металлов - ионный). Прохождение электрического тока по телу человека сопровождается рядом неприятных явлений. На заземление и зануление электроустановок иногда тратятся огромные, в масштабах предприятий, средства, чтобы это действие предотвратить.

Электроны, двигаясь по живым тканям, вызывают их нагрев, жидкость, содержащаяся в клетках, мгновенно закипает. Кроме этого, электрический ток, воздействуя на нейронные окончания, вызывает конвульсивное спазматическое сокращение всех мышц. Судорога приводит к остановке сердца, к блокировке дыхания.

Для человека опасен проходящий по телу электрический ток от 0,1 А. А вот, какой величины он достигнет, зависит от ряда факторов: от сухости кожных покровов, качества контакта, напряжения, расположения точек «входа» и «выхода» электронов.

Самыми опасными «маршрутами» считаются следующие:

Рука - рука;

Правая нога - левая рука или наоборот;

Голова - любая часть тела.

Виды защиты от поражения электрическим током

Способы защититься от поражающих факторов тока делятся на активные и пассивные. Активные способы предполагают наличие защитной автоматики. Дело в том, что тело человека обладает определённым электрическим сопротивлением и ёмкостью, и, дотрагиваясь до оголённого провода, мы как бы «включаем» в сеть дополнительный элемент. Умные приборы в состоянии зафиксировать такое изменение и за доли секунды обесточить цепь.

Другие меры направлены на исключение непосредственно контакта тела с источниками: использование защитных перчаток, диэлектрической обуви, специальных ковриков.

Даже встав на табурет из сухого дерева во время проведения электромонтажных работ, человек в значительной степени уменьшает риск получить смертельный удар.

А есть и другие методы, такие как защитное заземление и зануление. Суть их действия, если говорить просто, сводится к тому, чтобы предоставить электрическому току более лёгкий и «привлекательный» маршрут по сравнению с человеческим телом.

Чем опасны электроприборы

Как эти меры работают и в чем разница? Заземление и зануление относятся к защитным мероприятиям, которым уделяется достаточно много внимания ещё на стадии проектирования электрических машин и производств.

Представим себе, что в каком-либо бытовом или промышленном приборе произошло замыкание фазы на корпус. Что произойдет, если человек голой рукой дотронется до машины?

Учитывая, что планета Земля - прекрасный приёмник электрического тока, электроны устремятся через человеческое тело в грунт.

Как сработает заземление

Итак, как защитит человека заземление? Все обращали внимание на третий контакт бытовых электрических вилок, появившийся в нашей стране в конце прошлого века. Два привычных контакта - это «ноль» и «фаза», куда же ведёт третий? А он и есть заземление и ведёт, как понятно из названия, в землю.

Что происходит, если человек дотрагивается до обычного или заземлённого прибора, в чем разница? Заземление и зануление как бы создают второй параллельный маршрут для потока электронов. В случае с заземлением с корпуса прибора проложен электрический провод с хорошим сечением и малым сопротивлением, подсоединённый к металлическим штырям или другим элементам, специально заглубленным в грунт (причём обязательно ниже точки промерзания - лёд плохой проводник).

Если объяснять принцип работы заземления простым языком: электроны, идя по пути наименьшего сопротивления, в основном двигаются в землю по проводу заземления, поток же, идущий через человеческое тело, за счёт этого значительно ослабевает.

Как защищает зануление

А вот другой, аналогичный метод защиты от поражения электрическим током. В чем разница между заземлением и занулением? Если заземление соединяет открытые детали электрических машин с почвой, то зануление - с нулевым проводом.

Электрический ток здесь опять-таки выбирает более лёгкий для себя путь, благодаря чему удар тока, получаемый человеком, значительно ослабевает. Но есть ещё одно существенное отличие заземления от зануления. При касании фазного провода зануления происходит фактически короткое замыкание системы. А это практически всегда приводит в действие автоматическую защиту и обесточивает систему. Таким образом несчастный случай предотвращается заранее.

Технические особенности обеих систем

Почему в разных условиях применяются различные методы защиты, чем отличается заземление от зануления в эксплуатации?

Заземление предусматривает также возможность молниезащиты (хотя специалисты и не рекомендуют этого делать), зануление не предназначено для этого;

Зануление предполагает обязательное использование автоматов защиты, без них устройство зануления запрещено;

Зануление не всегда применимо в технике из-за обесточивания определённых участков электропроводки при срабатывании.

Где применяется заземление

В быту с целью защиты от поражения электрическим током чаще применяется заземление. В качестве заземлителей прекрасно могут работать естественные конструкции, такие как металлические, зарытые в землю трубопроводы или арматура железобетонных конструкций. Но чаще делается специальный заземляющий контур из соединённых вместе вбитых в землю штырей.

В чем разница? Заземление и зануление предназначены для обеспечения электробезопасности, в то время как при замыкании фазного провода на заземляющий контур, он сам становится источником опасности. Если в вашем доме, к примеру, сосед заземлил свою стиральную машину на систему отопления, то в случае «пробития» электричества на корпус, элементы системы отопления лучше не трогать всем жителям здания.

При использовании же специального заземляющего контура жильцам ничего не грозит. При монтаже индивидуальных заземляющих систем в частном строительстве, часто их объединяют с системами молниезащиты. Специалисты делать этого ни в коем случае не рекомендуют, так как в случае удара молнии вся проводка в доме становится фактором повышенной опасности, а многие электроприборы просто выходят из строя.

Где делается зануление

Заземление применяется в основном в жилом фонде. В промышленности же чаще всего используется защитное заземление и зануление электроустановок в комплексе. Здесь учитывается, что при попадании напряжения на корпус того или иного прибора, агрегата, работающего от сети с напряжением гораздо выше бытового, опасность для человека возрастает многократно.

Кроме того, подвергается опасности дорогостоящее оборудование. Поэтому в этом случае лучше, если участок цепи будет мгновенно обесточен защитной автоматикой.

При использовании электрических машин и агрегатов с напряжением 380В и выше для переменного тока или 440В и выше для постоянного тока, монтаж системы зануления обязателен.

Меры безопасности при обращении с электричеством

Есть несложные правила, которые при пользовании бытовыми и промышленными электроприборами позволят избежать беды.

Вилку из розетки не вытягивают за шнур, её необходимо извлекать из гнезда, крепко обхватив пальцами;

Включать-выключать электроприборы или освещение (розеткой в вилку или посредством выключателя) ни в коем случае не стоит с мокрыми руками;

Не нужно использовать в светильниках лампы большей мощности, чем это указано в инструкции к данному осветительному прибору;

Если прибор заискрил, или при его работе слышится характерный треск короткого замыкания, проводить с ним какие-либо действия можно лишь после выключения его из розетки;

Полезно знать, где и как обесточивается вся электропроводка в доме, иногда это может сохранить жизни и имущество;

Если в руководстве к прибору не указано, что он относится к оборудованию, которое можно оставлять без присмотра, то делать это ни в коем случае нельзя.