Заземление и зануление. в чем разница. чем зануление отличается от заземления

Принцип действия защитного заземления. Понятие о шаговом напряжении. Защитное заземление, понятие о шаговом напряжении.

Корпус
любой электроустановки, в частности
электродвигателя в нор­мальном
состоянии не находится под напряжением
благодаря изоляции от токоведущих
частей. Однако в случае повреждения
изоляции любая из частей корпуса может
оказаться под напряжением, под которое
неожиданно может попасть человек.

Для
уменьшения опасности поражения
электротоком все установок заземляют.

Сеть
с изолированной нейтралью.

Заземление
состоит из заземлителя (стержень из
уголковой стали, вертикально забитый
в землю) и проводов соединяющих
заземлитель с электроустановкой.
Сопротивление заземления не должно
превышать 10 Ом.

Назначение
заземления — максимально уменьшить
напряжение, под которое может попасть
человек.

При
отсутствии заземления и пробое фазы
на корпус двигателя последний будет
находиться под напряжением 220 В. При
сопротивлении R_чел
= 1000 Ом через человека пойдет ток силой
220 мА — это смертельно. Если двигатель
заземлить, то большая часть тока потечет
с двигателя через заземлитель на землю,
а ветвь «двигатель-человек-земля»
будет значительно разгружена, по ней
потечет не опасный для человека ток,
так как сопротивление человека, примерно
в 100 раз больше сопротивления заземления.

В
ряде помещений (теплицы, фермы и др.)
отмечаются повышенная влажность,
запыленность, агрессивные пары и газы.
В таких условиях изоляция электропроводов
быстро выходит из строя, что сопровождается
частым замыканием электропроводок на
корпус. В итоге на нем появляется
потенциал по отношению к земле или
влажному полу помещений. С целью защиты
человека и животных в названных условиях
используют метод
выравнивание
электрического потенциала,
заключающееся в снижении напряжений
прикосновения и шага между точками
электроцепи, к которым возможно
одновременное прикосновение или на
которых могут одновременно стоять
человек и животное. Для этого металлические
детали транспортеров, стойла и
трубопроводы соединяют со стальной
полосой или проволокой диаметром не
менее 8 мм, которые укладывают в полу
фермы на слой песчаной или щебеночной
подушки перед заливкой его бетоном. По
торцам помещения проводники присоединяют
к металлоконструкциям фермы на высоте
300 — 500 мм (при этом выводы выравнивающих
проводников в местах их выхода из пола
изолируют друг от друга). Целость каждой
цепи выравнивающих проводников проверяют
раз в шесть месяцев, при этом сопротивление
в местах креплений не должно превышать
1 Ом.

Понятие
о шаговом напряжении.

При
прохождении электрического тока с
заземлителя в землю, на поверхности
земли возникают электрические потенциалы,
величина которых уменьшается по мере
удаления от заземлителя. Если в момент
прохождения тока через заземлитель
около него будет находиться человек
или животное, то он может оказаться под
действием разности электрических
потенциалов, в результате чего по его
телу пройдет электроток. Разность
потенциалов (напряжение) между двумя
точками поверхности земли, отстоящими
друг от друга на расстоянии шага (0,8 м)
называется
шаговым напряжением.
Для животных оно выше, чем для человека.
Чем больше величина шага и чем ближе
человек находиться к заземлителю, тем
больше опасность поражения шаговым
напряжением.

Шаговое
напряжение может возникнуть вследствие
удара молнии в землю, в дерево, также
около упавших на землю электропроводов,
находящихся под напряжением. Это
напряжение вызывает судороги ног,
человек падает и попадает под еще
большее напряжение «ноги-руки». В
радиусе R
=
20 м шаговое напряжение = 0.

Меры
безопасности: не приближаться к местам
падения не обесточенных проводов. Если
попали под напряжение — нужно выйти из
опасной зоны мелкими шагами или прыгать
на одной ноге. Сориентироваться где
источник.

Как работает заземление?

Безопасное использование бытовых устройств благодаря подключению корпуса к защитному нулю, обеспечивая работу «Оборудования защитного отключения» или автоматические выключатели. У последних есть работающий механизм, который сравнивает токи, входящего в фазный провод в дом и выходящего из рабочего проводника.

Если режим электропередачи нормален, токи равны, а также противоположно направлены. Из-за этого их взаимодействие уравновешено и сбалансировано, обеспечивая исправную работу с нормальными параметрами.

При возникновении нарушения изоляции в одном или нескольких местах цепочки, через такую область выходит ток, направленный к земле. Через рабочий проводник нуля ток не проходит. В механизме происходит нарушение тока, который приводит к выключению защищающего органа и отключается соединения защитного механизма, предотвращая поступление тока по цепи. Завершение подачи напряжения происходит за миллисекунду.

При подключении заземления к бытовому устройству, используют PE-проводник. Он выводится из распределительного щитка по специальному пути к розетке, который оборудован особым выходом. Подобная защита не предотвращает возникновение короткого замыкания, поэтому на нее ставится автоматизированный выключатель. Покупка оного обойдется в несколько тысяч рублей и занимает много места.

Особенности земли:

1. Если металлический отвод бытового устройства и фаза связаны, поэтому в не возникает напряжение. При нарушении изоляции провода, человек дотронувшийся до него получит серьезный удар током. Воспользовавшись заземление можно предотвратить подобное.
2. Различные токи поступают на заземляющий проводник, предотвращая опасность для человека.
3. При возникновении напряжения, которое поступает на радиатор отопления, несет еще большую опасность. Из-за этого все батарею превращаются в проводники. Устанавливая землю, весь ток выходит через проводник.

Современная трехфазная система

На современном этапе развития энергетики самой выгодной и простой системой передачи энергии на дальние расстояния является система трёхфазного переменного тока. Удивительную простоту и гениальность этого изобретения сложно даже осознать. По сравнению с системой, базирующейся на генераторах постоянного тока, трехфазная система имеет огромные плюсы, а именно:

• Простота преобразования электрической мощности. С помощью трёхфазных трансформаторов можно получить любой вольтаж.

• Простота получения однофазного и двухфазного напряжения из трехфазного. Однофазный ток получается путем ответвления одного фазного провода и ноля. Двухфазный ток получают путем подключения трансформатора Скотта.

• Простота передачи энергии на дальние расстояния, достигаемая за счет использования повышающих трансформаторов переменного тока.

• Постоянный ток, к сожалению, полностью непригоден в тех случаях, когда речь идет о передачи электрической энергии на дальние расстояния с минимальными потерями в проводах. Серьезный нагрев проводов вкупе с трудностью и неэффективностью преобразования навсегда закрыли дорогу постоянному току в мир большой электроэнергетики.

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.

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

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.

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.

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.

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.

Принцип действия механизма

Наглядно объяснить действие зануления поможет представление следующей ситуации. Фаза основной питающей сети попадает на корпус электрического оборудования, что может произойти из-за пробоя изоляции или любого другого форс-мажорного обстоятельства. Если при этом токопроводящая часть устройства имеет организованное защитное зануление, произойдёт короткое замыкание.

В этом случае величина тока за долю секунды достигнет своего максимального значения и сработает система автоматической защиты. В ряде случаев может выгореть предохранитель. Само оборудование или бытовая техника будут обесточены. Это защитит человека от серьёзных поражений электричеством и станет препятствием к возникновению любых других негативных последствий.

Обязательное условие работы механизма — очень низкое значение сопротивления току у нейтрального проводника. Именно в этой ситуации ток замыкания поднимется до максимального, что станет причиной срабатывания защитной сетевой системы. Так как нейтраль обеспечен полным заземлением на трансформаторе или генераторе, зануление организует при прикосновении низкое напряжение на корпусе используемого прибора.

Схемы и системы защитного зануления

Выделяется несколько вариантов защиты оборудования при помощи механизма зануления металлических корпусов. Базовое рассмотрение предполагает изучение подключений к однофазной и трехфазной сети подачи энергии.

1. Трехфазная сеть. Характеризуется простой схемой подключения, выполнить которую под силу каждому, кто знаком с элементарными основами электротехники. В этом случае защитная линия P E и нулевой провод N объединяются в единую шину — PEN. Подобная методика зануления носит название TN — C системы. Для реализации метода требуется тщательно соблюдать требования, предъявляемые к уравниванию электрических потенциалов и к площадям сечения объединённых проводников PEN. Правилами устройства электроустановок категорически запрещено использование системы для сети с подачей энергии по однофазной схеме.
2. Однофазная сеть. Система TN — C — S существует для реализации зануления в 1-фазной сети. Согласно методу, линия PE и проводник N объединяются только в условиях ограничения участка подачи энергии, который начинается вблизи основного источника питания. Существующая система великолепно подходит однофазным сетям, но её использование при занулении электрического оборудования, функционирующего в трехфазной сети электрификации, недопустимо.

После того как будут выполнены работы по защите оборудования, требуется провести расчёт и проверку системы зануления. Работа предполагает использование специальных приборов и техники, поэтому доверить её следует только квалифицированному специалисту. После произведения замеров следует определить среднее сопротивление петли нейтраль-фаза. Его значение должно быть минимальным.

Оптимальное значение параметра должно превышать порог срабатывания автоматической системы обесточивания. В обратной ситуации потребуется их смена на технику с меньшими значениями порога срабатывания. Возможно выполнение мероприятий по понижению сопротивления петли нетраль-фаза.

Отличия способов защиты

Заземление происходит благодаря выравниванию потенциалов и защите от губительного воздействия тока. Заземление используется в домах и квартирах, ее можно монтировать самостоятельно. Однако подобная установка не моментально сработает при возникновении тока. Его легко установить самостоятельно, при наличии сварочного аппарата и нескольких кусков металла. При этом, нужно иметь хорошую теоретическую базу, для подсчета и выбора оптимального места для соединения к нейтралу.

При зануленении, подобные токи заставляют сработать выключатель, из-за чего бытовое устройство отключается от сети, вместе с остальными приборами, включая трансформаторы, компьютеры и другое. При нарушении работы нулевого провода в щитке, система прекратит работу, при этом вы можете стать жертвой удара током. Из-за того, что контур зануления находится вне дома, он может ухудшится спустя некоторое время. Особо это отражается в местах объединения соединений. При ежегодной проверки этого можно избежать.

Что такое зануление

Зануление — это соединением открытых проводящих элементов электрических установок, которые не находятся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземленным выводом источника однофазного электрического тока (с глухозаземленной нейтральной точкой трансформатора или генератора, в электросетях трехфазного тока; с заземленной точкой источника в электросетях постоянного тока). Данный тип защиты часто используется в квартирах, где отсутствует традиционная система заземления или она имеет устаревший вид.

Зануление бытовой электропроводки выполняется следующим образом:

• На подстанции производится соединение с землей нейтральной точки трансформатора.
• Из трансформатора выходят три линии, подключаемые к домашнему электрощиту.
• Далее, идет распределение по квартирам.

Как действует зануление? Особенность в том, что оно рассчитано на эффект короткого замыкания, которое происходит при попадании напряжения одной из фаз на корпус. Ведь может возникнуть ситуация, когда человек прикасается к корпусу прибора, где уже есть опасное напряжение, а защита еще не сработала. Превращая обычное замыкание на корпус в короткое замыкание, где задействован фазный и нулевой провод, происходит срабатывание защитных устройств и автоматическое отключение поврежденной электроустановки от сети.

Схемы зануления

Требования к заземлению и занулению

Все электроустановки и цепи, оснащенные изоляцией нулевого провода, нуждаются в монтаже защитной системы (занулении или заземлении).

1. Зануление необходимо делать для установок с глухозаземленным проводником мощностью до 1000 вольт. Заземление в подобных системах не делают.
2. Зануление следует снабжать трансформатором на 380 вольт. В зануленной системе вторичное напряжение не должно превышать 380 вольт, а понижающее — 42 вольт.
3. При занулении допускается подключение от разделяющего трансформатора лишь к одному потребителю электроэнергии. Номинал тока защитного устройства — до 15 ампер. Зануление или заземление вторичной обмотки не допускается.
4. При заземлении нуля в 3-фазной электроцепи нужно ставить защиту от пробоя тока. Монтировать ее в нулевом проводнике или фазе от нижнего напряжения.
5. Защитное заземление или зануление необходимо создавать на расположенных на улице установках, а также в особо опасных условиях работы. Номинал напряжения составляет 42 вольта (переменный ток) или 110 вольт (постоянный ток).
6. Для напряжения выше 380 вольт (постоянный ток) и 440 вольт (переменный ток) защита необходима вне зависимости от других условий.

Заземлению подлежат:

• корпуса электрических установок;
• приводы оборудования;
• каркасные части и металлоконструкции распредшкафов и щитов;
• вторичные трансформаторные обмотки;
• стальные кабельные оболочки;
• шинопроводы;
• тросы;
• металлические трубы для проводки;
• электрооборудование, установленное на движущихся элементах.

Что касается жилья, зануление и заземление необходимо для электрической бытовой техники мощностью более 1300 ватт. Заземлению для выравнивания потенциалов подлежат такие металлические изделия, как ванны и душевые поддоны, подвесные потолки.

Чтобы заземлить кондиционеры, электрические плиты или подобные им потребители электричества мощностью свыше 1300 ватт, используют выделенный проводник. Его следует соединить с нулем электросети.

Подробный список электроустановок, на которых необходима защита путем заземления или зануления, указаны в Правилах устройства электроустановок. ПУЭ — официальный документ, в нем прописаны все нормативы. Документ также устанавливает перечень оборудования, для которого защита необязательна.

Создание системы заземления и зануления крайне важно, от этого зависит безопасность людей и сохранение имущества. Поэтому цена ошибки велика

Рекомендуется поручать эту работу только квалифицированным работникам.