Защитное заземление. Зануление. Про заземление и зануление для "чайников"

Многие пользуются в разговоре об электричестве, часто используют два слова, которые не всегда до конца понятны: заземление и зануления. Часто их путают между собой, употребляя в неправильной интерпретации.

Так чем отличается заземление от зануления?

Если говорить по простому, то у заземления существует дополнительная жила (провод), с помощью которой и происходит его подключение к контуру заземления. Сам контур представляет собой вбитые или вкопанные в землю металлические стержни, соединенные между собой.

А вот зануление не подсоединяется к такому контуру, а замыкается на нулевой шине, которая находится в щитке распределения. Для проведения правильного зануления необходимо обладать достаточной квалификацией, так как если неправильно определить точку подключения и рассчитать правильный способ, который зависит от наличия электроприборов. При этом для правильного заземления, таких специальных знаний не требуется, так как сам процесс намного проще.

Оба этих способа преследуют одну цель – уберечь и нейтрализовать возможность выхода тока на корпус, что может привести к получению электра травм и даже летальному исходу.

Встречаются эти обе системы заземление и зануление повсеместно . Зачастую их можно встретить в розетках. Они снабжены обоими способами защиты. Ноль располагается в центре розетки и служит гнездом для стержня вилки. Заземляющий же отвод, находится с краю, в виде небольшой пластинки.

При самостоятельном подключение люстры, которая снабжена тремя или четырьмя проводами, один из них является заземляющим, зачастую он имеет зелено-желтый цвет.

Электрический щиток расположенный перед входом в квартиру тоже имеет несколько степеней заземления. Планки заземления и зануления находятся ниже автоматов, к тому же все металлические части имеют свое заземление.

Способы подключения хорошо показаны на рисунке 1.

Системы заземления

Существуют несколько разновидностей существующих сейчас систем заземления.

1. Система TN-C, наиболее старая из существующих систем. В ней ноль и проводник (PE) совмещаются в единый провод. Данный способ является не эффективным из-за возможности обрыва нуля.
2. Система TN-S, разработана для замены устаревшей системы TN-C. В данной системе защитный и рабочий ноль разделены. Для заземления используется специальная контурная металлическая система.
3. Система TN-C-S. Это одна из наиболее совершенных систем заземления. В ней происходит связь все проводящих частей с местом заземления у трансформаторной подстанции.
4. Система TT. В ней все открытые части связаны с землей благодаря использованию заземлителя. Который не связан с заземлением на трансформаторной подстанции.
5. Система IT. Наиболее совершенная система. В ней проводник (нейтраль) заземляется через специальные устройства, имеющие большое сопротивление. А остальные части, которые являются открытыми, заземлены отдельно.

Как действует зануление?

При выходе фазы на корпус прибора, который предварительно соединен с нулем. Во время такого пробоя происходит, короткое замыкание. В это время происходит срабатывание автоматических выключателей, которые подсоединены к сети.

Для правильного зануления используется специализированные проводники. Так при использовании однофазной проводки, и использование трех жильного провода один из них и будет являться заземлителем. Правильное заземление характеризуется созданием небольшого сопротивления в контакте фаза – ноль. При неправильном монтаже данной системы, она оказывается просто не эффективной. Благодаря созданию этому зануление делает напряжение, которое попадает на корпус электроприбора не опасным. Соответственно не происходит удара током, которое может привести к значительным повреждениям человека.

Системы зануления

• Система зануления TN-C. В этой системы происходит соединение проводника (ноль N) и защитный ноль (PE). Таким образом, получается проводник PEN. Такая система характеризуется своими высокими требованиями к правильному устройству уравнивания существующих потенциалов и правильному подбору необходимого сечения проводника. Система TN-C применяется в трехфазных источниках. В других системах низкой фазы ее применять нельзя.

• Система зануления TN-C-S. Была разработана для применения в однофазных сетях. В ней проводник PEN соединяется с заземленной нетралью трансформатора. Это соединение происходит в точке расхождения проводника на ноль и защитный, которые дальше проводятся к непосредственным потребителям.

• Система зануления TN-S. Самая современная из всех систем. В данной системе нулевые проводники разделены на всем участке своего следования. Соответственно это обеспечивает низкую способность ее выхода из строя.

Устройство зануления в квартире

Вообще делать зануление в квартире можно. Но это чревато трагическими последствиями. Так, к примеру, при ошибочном подключении фазы к нулю или отгорания нуля произойдет выход из строя всего оборудования, которое находится в квартире и подключено в сеть.

При попытках устройства заземления в домах старой постройки оказывается, что его просто нет. Но по проведению масштабных работ по капитальному ремонту зданий надо добиваться, что бы проводились и работы по созданию систем заземления, путем проведения новых линий, отвечающих современным требованиям безопасности.

А до этого времени при замене проводки, необходимо прокладывать как минимум трех жильный кабель с плавным подключением нуля и фазы. Оставшийся же третий проводник необходимо оставить без подключений при отсутствии системы заземления.

В любом случаи для большей безопасности необходимо использовать устройства защитного отключения и ограничители напряжения.

Таким образом, заземления или зануления служат для защиты людей и имущества от повреждений при пробоях и выходе напряжения.

Очень много споров и обсуждений возникает на тему заземления и зануления, а также целесообразности применения этих систем в различных установках. Как раз разницу между этими двумя системами безопасности необходимо знать и понимать для избежания в последующем опасных ситуаций. Основная проблема, как правило, заключается в том, что не все до конца понимают, чем отличается зануление от заземления, но мы попытаемся разобраться в этом.

Зануление

С ПУЭ (правила эксплуатации электроустановок) известно, что по мерам электробезопасности электроустановки (до 1000 Вольт) разделяют на системы, в которых нейтраль (нулевой проводник) глухо заземлена, и где нейтраль изолирована.

При глухо заземленной нейтрали нулевую точку трансформатора или генератора соединяют с заземляющим устройством напрямую или через очень малое сопротивление:

С изолированной нейтралью – схема не подключается к заземляющим элементам или подключается через большое сопротивление и будет иметь такой вид:

Проводник, который выполняет роль рабочего нулевого и защитного проводника обозначается на схеме PEN. Схема показана ниже:

Итак, согласно ПУЭ, занулением в электрических установках называют соединение частей этой установки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (например корпус электроприбора) с глухозаземленной нейтралью генераторов или трансформаторов в сетях трехфазных, с выводами источников однофазных токов, которые глухо заземлены, а также с средними точками в цепях постоянного напряжения, которые также глухозаземленной. В данном типе соединений запрещено последовательное соединение элементов защиты – все устройства должны подключатся к защитной шине ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Это правильное крепление защиты

Такой вариант недопустим, так как при отключении рабочего нуля 2, корпус прибора может оказаться под напряжением, относительно земли. Если произойдет обрыв «нуля», то в таком случае весь потенциал сети будет на корпусе устройства, что небезопасно.

Если соединению подлежат несколько устройств, то защитный провод каждого прибора выводится отдельно и крепится к общей нулевой шине. Также в защитной цепи не должно быть никаких коммутирующих устройств (автоматы, рубильники, разъединители и так далее).

Заземление

Согласно того же ПУЭ заземлением является соединение частей электроустановки с заземляющим устройством с целью предотвращения поражения электричеством людей и животных. Этот проводник имеет маркировку PE. Главным отличием от зануления здесь будет то, что при заземлении, как правило, используют отдельный контур заземления, а не заземленную нейтраль трансформатора (генератора):

Где 1 – фаза, 2 – нейтраль, 3 – заземление защитное. Эта система заземления полностью независима от нулевого проводника сети и часто применяется в системах с изолированной нейтралью. Такие схемы часто применяются в жилых домах для подключения защитного заземления к бытовым электроприборам

Подключение бытовых устройств к заземлению

Если ваше устройство имеет три клеммы подключения (фаза, нейтраль, заземление) как показано ниже:

Но в вашей квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то совмещение функций нулевого рабочего и защитного проводников ЗАПРЕЩЕНЫ ПУЭ пунктом 1.7.132., то есть запрещено ставить перемычку между нулем и заземлителем:

Это обусловлено тем, что при потере соединения точки 2 с защитным нулем PEN корпус устройства окажется под потенциалом сети, а также если в случае выполнения каких-то ремонтных работ фаза и ноль будут перепутаны местами – то вы получаете гарантированное напряжение на корпусе вашего прибора, что делает его опасным для окружающих.

Провод защитного заземления имеет желто-зеленую изоляцию:

Поэтому если возникает необходимость подключить защитное заземление для однофазной цепи, то необходимо иметь отдельный защитный проводник. Если у вас его нет, то не стоит экспериментировать, а лучше позвать профессионального электрика, который сможет правильно подключить ваше электрооборудование.

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.

Зануление является преднамеренным электрическим соединением открытых проводящих элементов электрических установок, которые не находятся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой трансформатора или генератора, в электросетях трехфазного тока; с заземлённой точкой источника в электросетях постоянного тока; с глухозаземлённым выводом источника однофазного электрического тока. Целью выполнения зануления является обеспечение электрообезопасности.

Зануление отличается от заземления тем, что оно рассчитано на эффект короткого замыкания. Если распределение нагрузок на производстве является более или менее равномерным, и нулевой проводник в основном выполняет защитные функции, то в таком случае «ноль» цепляется к корпусу электрического мотора. Короткое замыкание происходит при попадании напряжения одной из фаз на корпус электрического двигателя.

При этом срабатывает на отключение дифавтомат или обычный автоматический выключатель. Необходимо также отметить, что посредством использования металлической заземляющей шины между собой соединяются все производственные электроустановки, которые выведены на общий контур заземления всего здания.

Как выполняется зануление электрооборудования

Далее расскажем о том, откуда защитное зануление попадает в наш дом, и рассмотрим его путь от трансформаторной подстанции и безопасно ли выполнять зануление в квартире. Начинается такое зануление с глухозаземлённой нейтрали - соединенной с заземляющим устройством нейтрали силового трансформатора.

Нейтраль вместе с трехфазной линией сначала попадает во вводной шкаф. Оттуда же она распределяется по находящимся на этажах электрическим щиткам.

От нее берется рабочий ноль, образующий вместе с фазой привычное для нас фазное напряжение. Название «рабочий ноль» связано с тем, что он используется для работы электроустановок или электроприборов.

Взятым с электрощитка защитным отдельным нулем, имеющим электрическое соединение с глухозаземлённой нейтралью, и образуется защитное зануление . Необходимо обязательно знать, что в цепи защитных зануляющих проводников никаких коммутационных аппаратов (автоматов, рубильников и т.п.), а также предохранителей быть не должно.

Область применения защитного зануления

Защитное заземление используется в электрических установках напряжением до 1 кВ:

1. - в сетях постоянного электрического тока с заземленной средней точкой источника;
2. - в однофазных электросетях переменного тока с заземленным выводом;
3. - в трехфазных электросетях переменного тока с заземленным нулем (система TN – S; как правило, это сети 660/380, 380/220, 220/127 В);

Образование цепи тока однофазного короткого замыкания (т.е. замыкания между нулевым и фазным защитными проводниками) происходит в случае замыкания фазного провода на зануленный корпус электропотребителя. Поврежденная электроустановка отключается от питающей сети вследствие срабатывания защиты, вызывающейся током однофазного короткого замыкания.

Для быстрого отключения находящейся электроустановки могут использоваться автоматические выключатели и плавкие предохранители, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания. Также для этой цели применяются магнитные пускатели с тепловой защитой встроенного типа, контакторы с тепловыми реле, с помощью которых обеспечивается защита от перегрузки и др.

Принцип действия защитного зануления

Короткое замыкание происходит при попадании фазового провода (напряжения) на металлический корпус прибора, соединенный с нулевым проводником. При этом фиксируется увеличение силы тока в цепи до огромных величин, вследствие чего срабатывают защитные аппараты, которые отключают питающую неисправный прибор линию.

Время отключения в автоматическом режиме поврежденной электролинии для фазного напряжения сети 380/220 В, в соответствии с ПУЭ, не должно превышать 0,4 секунд.

Для осуществления зануления используются специально предназначенные проводники, к примеру, третья жила кабеля или провода в случае с однофазной проводкой.

Петля «фаза-ноль» должна иметь небольшое сопротивление, ведь только в таком случае отключение защитного аппарата происходит в предусмотренное правилами время. Поэтому добиться эффективного зануления можно исключительным образом при высоком качестве всех соединений и монтажа сети.

Зануление позволяет обеспечивать не только быстрое отключение от электричества неисправной линии, но и, благодаря заземлению нейтрали, низкое напряжение прикосновения на корпусе электрического прибора. Благодаря этому вероятность поражения человеческого организма электрическим током исключается. Заземленная нейтраль дает повод называть зануление определенной разновидностью заземления.

Следовательно, в качестве основания принципа действия защитного зануления выступает превращение замыкания на корпус в однофазное к.з. для вызова обеспечивающего срабатывание защиты большого тока, конечной целью чего является отключение от сети поврежденной электрической установки.

Чем опасно зануление в квартире

Зануление значительно отличается от заземления. Попробуем рассмотреть это отличие более подробно. В соответствии с ПУЭ, использование на бытовом уровне такой преднамеренной защиты, как зануление, запрещено из-за ее небезопасности.

Но, несмотря на то, что практиковаться такая система должна только в промышленном производстве, многие ставят ее и в своих квартирах. Прибегают к этой далекой от совершенства защите, в частности, в связи с отсутствием иного варианта или вследствие недостатка знаний в данной сфере.

Действительно, сделать можно, но последствия от этого будут далеко не наилучшими. Далее на примерах рассмотрим некоторые ситуации, которые могут возникать в случае выполнения в квартире зануления.

1) Зануление в розетках

Иногда предлагается выполнить «заземление» электрических приборов посредством перемычки клеммы рабочего нуля в розетке на защитный контакт. Такой метод «заземления» не соответствует требованиям пункта 1.7.132 ПУЭ, ведь он подразумевает использование нулевого проводника двухпроводной сети в качестве защитного и рабочего нуля одновременно.

Помимо того, на вводе в квартиру обычно имеется аппарат, предназначенный для коммутации как фазы, так и нуля, к примеру, пакетник или двухполюсный аппарат. Но коммутировать нулевой проводник, который используется в качестве защитного, запрещено. То есть, нельзя использовать в качестве защитного проводник, цепь которого имеет коммутационный аппарат.

Опасность «заземления» перемычкой в розетке заключается в том, что корпуса электроприборов при нарушении целостности нуля в любом месте окажутся под фазным напряжением. При обрыве же нулевого провода работа электроприемника прерывается, и тогда такой провод имеет вид обесточенного, то есть безопасного, что, конечно же, усугубляет ситуацию.

Можно только представить, сколько беды наделает такая розетка, если в нее включить стиральную машину. В данном случае можно увидеть перемычку, которая соединяет «нулевой» контакт с защитным. И, если бы отгорел «ноль», то такая стиральная машина превратилась бы в «убийцу».

Если же во время принятия человеком душа вывалится нулевая «сопля» в розетке, к которой подключен бойлер, такого человека просто «прошьет» током. Поэтому такое зануление в квартире крайне опасно и его запрещено выполнять.

2) Перепутаны местами фаза и ноль

Рассмотрев следующий пример, можно наглядно увидеть наиболее вероятную опасность в двухпроводном стояке. Нередко при осуществлении каких-либо ремонтных работ в домовом электрохозяйстве ноль "N" ошибочно меняют местами с фазой "L".

Отличительной окраски жилы проводов в электрощитке в домах с двухпроводкой не имеют, и при выполнении каких-либо работ в щитке любой электрик может переключить ноль и фазу местами – корпуса электроприборов в таком случае тоже окажутся под фазным напряжением.

Необходимо обязательно помнить о высокой опасности выполнения защитного зануления в двухпроводной системе . Поэтому, в соответствии с правилами, это делать запрещено!

3) Отгорания нуля

Что такое «отгорание нуля», или обрыв нуля, знает каждый электрик, но далеко не каждый потребитель электроэнергии. Попробуем разобраться в значении данной фразы, и выяснить, какова опасность отгорания нуля?

Очень часто обрыв «нуля» фиксируется в домах со старыми проводками, основанием для проектирования которых являлся расчет примерно 2 кВт на квартиру. Конечно, нынешняя оснащенность квартир всевозможными электрическими приборами на порядок увеличивает данные цифры.

В случае обрыва «нуля» перекос фаз может происходить на трансформаторной подстанции, от которой запитан многоэтажный дом, в общем электрощите или в щитке на лестничной площадке этого дома, в расположенной после этого обрыва электролинии. Результатом может стать поступление в одну часть квартир пониженного напряжения, а в другую – повышенного.

Пониженное напряжение опасно для холодильников, кондиционеров, сплит - систем, вытяжек, вентиляторов и другой техники с электродвигателями. Что касается повышенного напряжения, то при нем может выйти из строя любой прибор бытовой техники.

В. Зануление

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

Таблица 4.1

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения питания

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