Защитное заземление это – советы электрика

Охрана труда и БЖД

Защитное заземление — преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования, не находящихся под напряжением в обычных условиях, но которые могут оказаться под напряжением в результате нарушения изоляции электроустановки.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т. е. при «замыкании на корпус».

Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных «замыканием на корпус». Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по величине к потенциалу заземленного оборудования.

Рис. 71. Принципиальные схемы защитного заземления:
а — в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше; б — в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В, 1 — заземленное оборудование; 2 — заземлитель защитного заземления; 3 — заземлитель рабочего заземления; r3. rо — сопротивления соответственно защитного и рабочего заземлений

Типы заземляющих устройств. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя — металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Различают два типа заземляющих устройств: выносное (или сосредоточенное) и контурное (или распределенное).

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

Недостаток выносного заземления — отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего коэффициент прикосновения а = 1. Поэтому этот тип заземления применяется лишь при малых токах замыкания на землю и, в частности, в установках напряжением до 1000 В, где потенциал заземлителя не превышает допустимого напряжения прикосновения.

Достоинством такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т. п.).

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяются по всей площадке по возможности равномерно.

Безопасность при контурном заземлении обеспечивается выравниванием потенциала на защищаемой территории до такой величины, чтобы максимальные значения напряжений прикосновения и шага не превышали допустимых. Это достигается путем соответствующего размещения одиночных заземлителей.

Внутри помещений выравнивание потенциала происходит естественным путем через металлические конструкции, трубопроводы, кабели и подобные им проводящие предметы, связанные с разветвленной сетью заземления.

Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные электроды.

В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3—5 см и угловую сталь размером от 40 X 40 до 60 X 60 мм длиной 2,5—3 м. В последние годы находят применение стальные прутки диаметром 10—12 мм и длиной до 10 м.

Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода используют полосовую сталь сечением не менее 4 X 12 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

В качестве естественных заземлителей можно использовать: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии; обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов и т. п.; металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений, имеющие соединение с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенные в земле. Естественные заземлители обладают, как правило, малым сопротивлением растеканию тока и поэтому использование их для целей заземления дает весьма ощутимую экономию. Недостатками естественных заземлителей являются доступность их неэлектротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей (при ремонтных работах и т. п.).

В качестве заземляющих проводников, предназначенных для соединения заземляющих частей с заземлителями, применяют, как правило, полосовую сталь, а также круглую сталь и т. п. Прокладку заземляющих проводников производят открыто по конструкциям зданий, в том числе по стенам на специальных опорах. Заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра.

Присоединение заземляемого оборудования к магистрали заземления осуществляется с помощью отдельных проводников. При этом последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать:

4 Ома — в установках напряжением до 1000 В; если мощность источника тока (генератора или трансформатора) меньше 100 кВА, то сопротивление заземления допускается 10 Ом;

0,5 Ом — в установках напряжением выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (больше 500 А);

Оборудование, подлежащее заземлению. Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением, и к которым возможно прикосновение людей и животных.

При этом в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 36 В переменного и 110 В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности — при напряжении 500 В и выше.

Лишь во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от величины напряжения.

Источник: http://ohrana-bgd.narod.ru/mashin/mashin_066.html

Все, что обязательно надо знать про заземление

Заземление. Базы

Заземление — электронное соединение предмета из проводящего материала с землёй.

Заземление состоит из заземлителя (проводящей части либо совокупы соединенных меж собой проводящих частей, находящихся в электронном контакте с землей конкретно либо через промежную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем. Заземлитель может быть обычным железным стержнем (в большинстве случаев железным, пореже медным) либо сложным комплексом частей специальной формы.

Качество заземления определяется значением электронного сопротивления цепи заземления, которое можно понизить, увеличивая площадь контакта либо проводимость среды — используя огромное количество стержней, повышая содержание солей в земле и т.д. Устройство заземления в Рф требования к заземлению и его устройство регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Проводники защитного заземления во всех электроустановках, также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе шины, обязаны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными либо поперечными полосами схожей ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтоватого и зеленоватого цветов.

Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буковкой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники обязаны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.

Ошибки в устройстве заземления

Некорректные PE-проводники

Время от времени в качестве заземлителя употребляют водопроводные трубы либо трубы отопления, но их нельзя использовать в качестве заземляющего проводника. В водопроводе могут быть непроводящие вставки (к примеру, пластмассовые трубы), электронный контакт меж трубами может быть нарушен из-за коррозии, и, в конце концов, часть трубопровода может быть разобрана для ремонта.

Объединение рабочего нуля и PE-проводника

Другим нередко встречающимся нарушением является объединение рабочего нуля и PE-проводника за точкой их разделения (если она есть) по ходу рассредотачивания энергии.

Такое нарушение может привести к возникновению достаточно значимых токов по PE-проводнику (который не должен быть токонесущими в обычном состоянии), также к неверным срабатываниям устройства защитного отключения (если оно установлено). Неверное разделение PEN-проводника

Опасность данной схемы в том, что на заземляющем контакте розетки, а как следует, и на корпусе присоединенного прибора появится фазный потенциал, при выполнении хоть какого из последующих критерий:

— Разрыв (рассоединение, перегорание и т.д.) нулевого проводника на участке меж розеткой и щитом (также дальше, прямо до точки заземления PEN-проводника);

— Перестановка местами фазного и нулевого (фазный заместо нулевого и напротив) проводников, идущих к этой розетке.

Защитная функция заземления

Защитное действие заземления основано на 2-ух принципах:

— Уменьшение до неопасного значения разности потенциалов меж заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

— Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В верно спроектированной системе возникновение тока утечки приводит к незамедлительному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Таким макаром, заземление более отлично исключительно в комплексе с внедрением устройств защитного отключения. В данном случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превзойдет небезопасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень недлинного времени (десятые сотые толики секунды — время срабатывания УЗО).

Работа заземления при дефектах электрического оборудования Обычный случай неисправности электрического оборудования — попадание фазного напряжения на железный корпус прибора вследствие нарушения изоляции. Зависимо от того, какие защитные мероприятия реализованы, вероятны последующие варианты:

— Корпус не заземлен, УЗО отсутствует (более страшный вариант). Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это никак не будет найдено. Прикосновение к такому неисправному прибору может быть смертельно небезопасным.

— Корпус заземлен, УЗО отсутствует. Если ток утечки по цепи фаза-корпус-заземлитель довольно велик (превосходит порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь), то предохранитель сработает и отключит цепь.

Наибольшее действующее напряжение (относительно земли) на заземленном корпусе составит Umax=RGIF, где RG ? сопротивление заземлителя, IF ? ток, при котором срабатывает предохранитель, защищающий эту цепь.

Данный вариант недостаточно неопасен, потому что при высочайшем сопротивлении заземлителя и огромных номиналах предохранителей потенциал на заземленном проводнике может достигать достаточно значимых величин. К примеру, при сопротивлении заземлителя 4 Ом и предохранителе номиналом 25 А потенциал может достигать 100 вольт.

— Корпус не заземлен, УЗО установлено. Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это не будет найдено до того времени, пока не возникнет путь для прохождения тока утечки.

В худшем случае утечка произойдет через человеческое тело, коснувшегося сразу неисправного прибора и предмета, имеющего естественное заземление. УЗО отключает участок сети с неисправностью, как появилась утечка.

Человек получит только краткосрочный удар током (0,010,3 секунды — время срабатывания УЗО), обычно, не причиняющий вреда здоровью.

— Корпус заземлен, УЗО установлено. Это более неопасный вариант, так как два защитных мероприятия взаимно дополняют друг дружку.

При попадании фазного напряжения на заземленный проводник ток течет с фазного проводника через нарушение изоляции в заземляющий проводник и дальше в землю.

Кроме этого, если ток утечки довольно велик (превосходит порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь), то может также сработать и предохранитель. Какое конкретно защитное устройство (УЗО либо предохранитель) отключит цепь — находится в зависимости от их быстродействия и тока утечки. Может быть также срабатывание обоих устройств.

Типы заземления

TN-C

Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) предложена германским концерном АЭГ (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник (Protection Earth) в этой системе совмещены в один провод. Наибольшим недочетом было образование линейного напряжения (в 1,732 раза выше фазного) на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля.

Невзирая на это, на сегодня можно повстречать данную систему заземления в постройках государств бывшего СССР.

TN-S

Таким макаром, при обрыве рабочего нуля посреди полосы, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения.

Позднее такая система заземления позволила создать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные ощутить малозначительный ток.

Их работа и до настоящего времени основывается на законах Киргхофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току.

Источник: http://www.nppsaturn.ru/

Что нужно заземлять в электроустановках

ПУЭ в вопросах и ответах. Заземление и защитные меры электробезопасности

Правила и схемы подключения защитных проводников РЕ и уравнивание потенциалов

Самый скандальный вопрос — заземление (зануление)

Источник: http://elektrica.info/vse-chto-obyazatel-no-nado-znat-pro-zazemlenie/

Как работает заземление в домашней сети

Всем известно, что электричество – это неотъемлемый атрибут современного человека.

Без использования электроэнергии невозможно включить чайник, чтобы попить чая или кофе, разогреть еду в микроволновке или посмотреть телевизор.

Несмотря на незаменимость электричества, не стоит забывать и о его коварстве. Очень много неприятных случаев бывает при ударе током, бывают даже летальные ситуации.

Приветствую дорогие друзья и читатели сайта «Электрик в доме». Многие ощущали на себе неприятный удар током, когда случайно касались оголенного провода. Но в быту встречаются ситуации, когда человека может ударить током, даже если он дотрагивается к безобидному с виду бытовому прибору. Почему так происходит?

Как правило, такое случается, когда повреждается внутренняя изоляция и прибор не имеет заземления. В этом материале постараемся простым языком объяснить читателю, что такое заземление, как работает заземление и для чего оно необходимо.

От чего защищает заземление?

Основное предназначение заземления в электрической сети – это защита. Для работы электрических приборов в электропроводке предусмотрено два провода: фазный и нулевой.

Защита, которую обеспечивает заземление заключается в подключении третьего проводника, соединенного непосредственно с заземлителем который в свою очередь соединен с контуром заземления. Благодаря заземлению можно не беспокоиться о том, что возникшая по вине неисправности бытового прибора аварийная ситуация приведет к удару электрическим током кого либо из окружающих.

Друзья давайте разберемся, какие аварийные ситуации могут возникнуть и в чем заключается принцип работы защитного заземления?

Визуально заметить такую аварийную поломку невозможно, однако достаточно дотронуться к электроплите или стиральной машинке, удар током пройдет незамедлительно.

У многих после таких ситуаций возникает вопрос: как работает заземление, и может ли оно эффективно защитить. Сила такого удара может быть разной в зависимости от состояния человека и окружающих условий.

Что произойдет, если корпус не соединен с заземлением? Сама по себе такая поломка ничего собой не представляет. Стиральная машинка с пробитым корпусом как работала, так и будет работать. Она будет отлично выполнять свои функции, пока вы к ней не дотронетесь.

Все дело в том, что человек больше чем на 70% состоит из воды и является прекрасным проводником электричества. Когда вы стоите на полу или прикасаетесь к стене, то ваше тело может послужить проводником. При прикосновении к поврежденному корпусу ток начнет протекать через ваше тело в землю.

Конечно, можно избежать удара током, если одеть резиновые перчатки или обувь, но в доме так никто не ходит. Если у вас в доме нет заземления, и прибор бьется током, следует помнить, что даже невысокое напряжение может привести к плачевным обстоятельствам.

Величина в 50 мА уже является опасной для человека. Такое маленькое значение тока может привести к фибрилляции сердца и даже к смертельному случаю.

Для того чтобы не беспокоиться за свою жизнь и здоровье семьи важно, чтобы в доме было подключено заземление.

К тому же дополнительно заземлению рекомендуется устанавливать УЗО, которое отключит поврежденное оборудование при малейших утечках.

Принцип работы заземления

После того как приборы будут заземлены пробой внутренней изоляции нам не страшен. Если по каким-то причинам корпус прибора окажется под напряжением, возникнет короткое замыкание между фазой и заземлением. В результате чего сработает автоматический выключатель. Благодаря правильно установленному заземлению и срабатыванию автомата, человека не ударит током.

Однако здесь есть некоторые нюансы электротехники. Не всегда при пробое напряжения на корпус может выбить автомат и в таких случаях прекрасным помощником станет устройство защитного отключения.

Также хочется отметить тот факт, что при качественном монтаже заземляющего контура его сопротивление должно составлять 4 Ом, и если по каким-то причинам произойдет задержка в отключении автомата или он вовсе не отключится, потенциал на корпусе поврежденного прибора будет равен потенциалу заземлителя. В этом случае человека при касании током не ударит, так как разность потенциалов отсутствует.

Как работает заземление электрооборудования

Что касается жителей частного сектора, то в основном, на этих районах электричество на участки подводится воздушными линиями электропередач. Как правило, это двухпроводные линии, которые состоят из фазного и нулевого провода. В нашей стране линии электропередач оставляют желать лучшего, ведь на одном кабеле, идущем по основной линии, может быть много скруток.

Порывы ветра, падающие ветки и осадки могут в любой момент оборвать силовой кабель и если у вас в доме не установлена система защиты в виде заземления и устройства УЗО, то пострадать может не только владелец дома, но и вся его техника. Здесь установка заземления особенно актуальный вопрос.

Сегодня можно самостоятельно создать хорошую защиту для дома и создать заземление собственными руками, обеспечивая сохранность приборов и здоровья домочадцев.

Правильно изготовленная и установленная система защиты сможет уберечь электроприборы даже в момент обрыва линии идущей к дому. В настоящее время индивидуальная работа заземления дома в совокупности с УЗО считается популярными средствами защиты от удара током в собственном доме.

Работа заземления в частном секторе

В данном разделе разберем, как работает заземление на примере частного дома. Схема питания дома, изображенная на рисунке состоит из воздушной линии. Воздушная линия – двухпроводная, наиболее часто встречающаяся в частном секторе.

Состоит из двух проводов фазного (на рисунке обозначен красным цветом) и нулевого (синего цвета). Нулевой провод является нулевым рабочим и защитным одновременно. То есть совмещенным проводником.

В электротехнической литературе обозначается как PEN проводник.

Для того чтобы разделить этот проводник на два независимых рабочий и защитный, во вводном щите дома делается специальное ответвление на заземляющий контур.

Другой защитный ноль – заземляющий проводник, должен иметь желто-зеленую маркировку и обозначение PE.

В «Правилах Устройства Электроустановок» такая система заземления обозначается как TN-C-S. Внутренняя электропроводка дома должна быть трехпроводной, то есть фаза, ноль и заземление.

Все розетки в доме должны быть соответственно с заземляющим контактом. В этом случае корпус потенциально опасного прибора будет подключен к защитному проводнику через заземляющий контакт розетки.

Если в ходе эксплуатации фазный провод в результате пробоя изоляции соприкасается с корпусом прибора (для примера это корпус холодильника), то между фазным проводом (красным) и заземляющим (желто-зеленым) произойдет замыкание, в результате чего отключится силовой автомат.

Мнимая защита или неправильное заземление

Бывают ситуации, когда заземление может быть опасным. Это при условии НЕПРАВИЛЬНОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ. Друзья сейчас рассмотрим случай неправильного подключения заземления и сравним его со случаем рассмотренным выше.

На рисунке изображена схема неправильного заземления. Суть его заключается в подключении заземляющего проводника (провода заземления в электропроводке) к нулевому рабочему. Нулевой провод же заземлен на подстанции, почему же от него не заземлиться? К сожалению, встречаются специалисты в нашей отрасли, которые совершают такие ошибки.

В чем заключается опасность? В исправном состоянии техника будет работать без нареканий, все электрические приборы будут выполнять свою работу. Друзья давайте теперь рассмотрим другую ситуацию когда нулевой провод на линии был оборван в результате сильного ветра, при этом красный все еще остался целым.

При замыкании фазного провода на корпус в этом случае короткого замыкания не возникнет, так как заземляющий провод, который одновременно является и нулевым рабочим оборван по пути к дому, разности потенциалов между фазным и заземляющим проводом нет, и короткого замыкания не произойдет. Отсюда не сложно догадаться, что автоматический выключатель не отключится, так как ему просто не на что реагировать (нет тока короткого замыкания).

Из этого следует, что корпус холодильника, находясь под опасным напряжением, будет ждать свою жертву. Сила удара током в этой ситуации будет напрямую зависеть от того какая соприкосаемость человека с землей. Чем лучше контакт, тем сильнее ударит.

В некоторых случаях удар током через корпус прибора может быть фатальным, чтобы не случилось неприятностей нужно знать, как работает заземление в доме.

К примеру, вы прикасаетесь к пробиваемой электрической водогрейке и одновременно беретесь за водопроводную трубу. Также опасно браться за корпус прибора, который находится под напряжением при этом стоять босым на бетонных полах. Такой пол может служить проводником.

Как работает узо с заземлением

Чувствительность системы заземления, а соответственно и электробезопасность можно повысить установив в электрощите устройство защитного отключения (УЗО). Данный прибор реагирует на утечку тока и отключается при ее появлении тем самым обестачивая технику с поврежденной изоляцией. УЗО срабатывает даже в тех случаях если происходит малейшая утечка тока.

В реальности утечка тока может происходить как через заземленный корпус прибора, так и через тело человека (если заземления в доме отсутствует), что менее приятно. На рисунке показана ситуация когда ток проходит через тело человека.

К примеру, человек касается корпуса неисправного прибора, корпус которого не заземлен. В момент прикосновения через человека начинает протекать ток, и УЗО реагируя на него мгновенно отключится. Продолжительность удара током для человека в этом случае будет равна времени отключения УЗО. Обычно она равняется десятым долям секунды.

Казалось бы идеальный вариант защиты, но не все так гладко. Даже такая система защиты имеет свои недостатки:

• • если прибор не имеет заземления, то, следовательно, УЗО не сможет зафиксировать утечку, а понять поломку можно будет только после пусть небольшого, но удара током;
• • по сути УЗО – это сложный электронный прибор, который не может сработать моментально, для отключения требуется время, следовательно, защита только с помощью УЗО может оказаться слишком медленной.
• • за счет высокой стоимости на УЗО домовладельцы, как правило, экономят и покупают устройства низкого качества либо устанавливают одно УЗО на весь дом, а в этом случае сложно гарантировать своевременное срабатывание.

Не стоит использовать устройства УЗО сомнительного качества и малоизвестных брендов. Ответственность за свою защиту, каждый человек несет самостоятельно, поэтому покупать нужно только оригинальный и сертифицированный товар. В настоящий момент рынок переполнен электрооборудованием различных производителей и нужно ответственно относиться, к такой покупке.

Друзья мы с вами рассмотрели принцип работы заземления, и что может произойти при неправильном способе заземления. Основное преимущество такой схемы подключения заключается в том, что у нее имеется свой индивидуальный контур заземления и в случае обрыва провода на линии электропередач он не сможет никак повлиять на работоспособность.

Важно! Не стоит думать, что если у дома есть заземление, то не нужно использовать УЗО. Даже при малейшей утечке прибор может зафиксировать проблему и отключить поврежденный участок сети, обеспечив безопасность и здоровье человека.

Электричество – это друг и враг человека, поэтому чтобы не произошло чего-то непредвиденного необходимо правильно делать электропроводку, и знать, как работает заземление в доме. Если нет знаний и опыта работы с электричеством, то такую работу лучше доверить профессионалам, которые все сделают, не только быстро, но и качественно с учетом всех норм и требований.

Источник: https://electricvdome.ru/zazemlenie/kak-rabotaet-zazemlenie.html

Зачем нужно заземление – ликбез по электробезопасности

Наличие заземляющего контакта в современных электророзетках стало привычным делом. Ему соответствует контакт на вилке любого электроприбора. Попробуем разобраться, зачем нужно заземление.

Что такое заземление

Заземлением называют подключение токопроводящих элементов, в норме не пребывающих под напряжением, к заземлителю — заглубленной в грунт металлической конструкции с низким электрическим сопротивлением. В качестве упомянутых токопроводящих элементов могут выступать металлический корпус электроустановки, рабочие органы машин или бытовых приборов и т.д.

Также заземляют экранирующие оплетки электрических кабелей.

Для чего нужно заземление

В зависимости от назначения, различают несколько видов заземления:

• защитное;
• функциональное;
• для молниезащиты.

Защитное заземление обеспечивает безопасную эксплуатацию электроустановок.

Функциональное используется для работы прибора или схемы — играет ту же роль, что и нулевой проводник в электросети.

В системах молниезащиты заземлитель подключается к молниеприемнику.

Принцип работы

Контур заземления функционирует за счет способности грунта поглощать электрический заряд. Если корпус оборудования в результате пробоя изоляции оказался под напряжением, то заряд будет стекать в землю.

Когда пользователь коснется корпуса, ток все равно будет двигаться по пути наименьшего сопротивления, то есть через заземление, а не через тело человека.

Не будь заземления, в подобной ситуации пользователь получил бы электротравму.

Условием нормального функционирования заземления является низкое сопротивление заземлителя. Эта величина зависит от параметров грунта:

• плотность;
• влажность;
• соленость;
• площадь контакта с заземлителем.

Способность грунта впитывать заряд сильно падает при замерзании. Поэтому штыри заземлителя вбивают на глубину ниже отметки промерзания, зависящей от широты местности. Данные о глубине промерзания грунта для разных регионов Российской Федерации приведены в СНиП «Строительная климатология».

Наглядная демонстрация заземления

На каменистых, песчаных и вечномерзлых грунтах, в которые сложно заглубиться, применяют электролитические заземлители из Г-образной перфорированной трубы.

Внутри содержится реагент, формирующий соленую среду. Последняя характеризуется высокой проводимостью и низкой температурой замерзания.

Длинную часть заземлителя закапывают в неглубокую траншею, короткую выводят на поверхность. Ее используют трояко:

Другой современный вариант заземлителя — модульный. Состоит из множества секций, соединяемых резьбовым или иным способом. По мере забивания в грунт навинчиваются все новые и новые секции.

Модули выполнены из стали и покрыты медью или цинком, отчего их сопротивление падает, а срок службы увеличивается.

Электролитический и модульный заземлители стоят дорого, потому их традиционные аналоги остаются востребованными. Штыри в такой конструкции располагают по-разному:

• в вершинах равностороннего треугольника рядом с объектом;
• по углам объекта;
• по периметру объекта.

Число стержней и расстояние между ними определяются расчетом.

Сопротивление заземлителя периодически проверяют. Максимально допустимая величина — 30 Ом.

Совокупная защита заземляющих устройств и предохранителей

Заземление не только отводит опасный ток, но при наличии аппарата защиты вызывает отключение аварийного оборудования.

При контакте фазного проводника с заземленным корпусом сеть работает в режиме, близком к короткому замыканию (КЗ), сопровождающемся резким увеличением силы тока в цепи.

На это реагирует выключатель автоматический (ВА), обязательно устанавливаемый на вводе электрической линии на объект.

К примеру, при сопротивлении заземлителя в 10 Ом ток в цепи составит I = 220 / 10 = 22 А. Автоматы, согласно требованиям ГОСТ, выдерживают в течение часа ток, в 1,42 раза превышающий номинальное значение.

То есть автомат на 16 А при силе тока в 22 А не отключится в течение почти 60-ти мин (16 * 1,42 = 22,72 А).

Схема заземления

Более надежный автомат защиты — выключатель дифференциального тока или устройство предохранительного отключения (УЗО). Этот прибор сравнивает токи в фазном и нулевом проводниках и при обнаружении разницы, свидетельствующей об утечке, разъединяет цепь. По чувствительности, то есть минимальной величине утечки тока, вызывающей срабатывание, УЗО делятся на несколько категорий:

1. Защищающие от поражения электротоком: 10 мА – устанавливаются в помещениях с высокой влажностью и 30 мА – в сухих.
2. Противопожарные – на 100, 300 и 500 мА.

Противопожарные УЗО применяют на объектах, где короткое замыкание может вызвать пожар. Ими защищают участки сети, где поражение током практически исключено, например, цепи освещения.

УЗО и ВА не являются взаимозаменяемыми. ВА защищает от коротких замыканий и перегрузок, УЗО — от поражения электротоком. В идеале ввод и каждая группа потребителей должны быть защищены и ВА, и УЗО.

Заземленное неэлектрическое оборудование

К заземлителю подключаются и конструкции, никак с электричеством не связанные:

1. Ограждения и прочие конструкции на эстакадах и галереях, в которых при разряде молнии на близком расстоянии наводится опасная разность потенциалов. То же может произойти с трубопроводом или емкостью, содержащими горючее вещество. Из-за наведенного напряжения возможно искрение с последующим взрывом, потому такие конструкции также заземляют.
2. Изделия, в которых в процессе эксплуатации накапливается статический заряд. В основном это трубопроводы и емкости: статическое электричество образуется из-за трения частиц транспортируемой среды. По этой причине ограничивают скорость подачи топлива в авиалайнеры.
3. Трубопроводы значительной протяженности. В соответствии с законом электромагнитной индукции, в таких трубопроводах при изменении магнитного поля Земли, а оно всегда нестабильно под действием солнечного ветра, образуются так называемые блуждающие токи. Потому их подключают с определенным шагом к заземлителям.

Занулением называют подключение токопроводящих частей электроустановки к глухозаземленной нейтрали источника тока (к нулевой жиле). Ее сопротивление намного меньше сопротивления заземлителя. Потому при замыкании фазы на зануленный корпус устройства гарантированно возникает ток КЗ, приводящий к срабатыванию автоматического выключателя.

В наиболее распространенной системе заземления типа TN одновременно осуществляется и заземление, и зануление.

Подключение к нулевой жиле осуществляется выше УЗО. Иначе токи в фазном и нулевом проводниках после замыкания фазы на корпус останутся равными и аппарат защиты не сработает.

О системах заземления

Применяют несколько систем заземления, обозначаемых комбинацией букв. Буквы имеют следующее значение:

• I: изолированный проводник;
• N: имеется подключение к глухозаземленной нейтрали;
• Т: имеется подключение к заземляющему проводу.

Основных видов систем заземления три:

1. Тип IT — система с изолированным нейтральным проводом. В данной системе провод заземления изолирован от нейтрали либо контактирует с ней через резистор с высоким номиналом или воздушный промежуток. В жилых домах не применяется. Предназначена для подключения приборов, предъявляющих особые требования к безопасности и стабильности. В основном используется в лабораториях и лечебных учреждениях.
2. Тип TT — система с независимыми заземлителями. Оптимальный вариант для частных и хозяйственных строений. Предусматривает использование двух заземлителей – для источника электротока и металлических элементов системы, не имеющих защиты. Провод заземления (РЕ) в этой системе независим, а его работоспособность на участке между оборудованием и трансформатором улучшена. Возможны сложности при подборе диаметра для собственного заземлителя. Этот недостаток компенсируется путем устройства системы защитного отключения.
3. Тип TN. Провод заземления в такой системе совмещен с нейтралью, потому при пробое фазы на корпус происходит КЗ и автомат разъединяет цепь. Этим обеспечивается высокий уровень безопасности.

Различные системы заземления

Системы TN получили наибольшее распространение. Есть три их подвида:

1. TN-S: вариант с нулевым и разделенным рабочим проводником. С целью повышения безопасности вместо одного нулевого провода применяется два: один используется как защитный, второй — как нейтральный с подключением к глухозаземленной нейтрали. Такая система обеспечивает наилучшую защиту от поражения током.
2. TN и TN-C-S: вариант с PEN-проводом и парой нулей. К оборудованию подключается нулевой провод, расщепленный на жилы PE и N.
3. В TN-C-S после разделения устанавливается второй заземлитель, чем обеспечивается бесперебойная работа системы.

Достоинства системы TN:

• устройство довольно простое;
• осуществляется защита от разрядов молнии;
• для защиты проводки достаточно установить автоматы от замыкания.

Недостатки:

• существует вероятность перегорания нуля снаружи с последующим пробоем металлических корпусов оборудования;
• требуется оборудование для уравнивания потенциалов.

Система TN мало подходит для сельских населенных пунктов.

От правильности организации заземления подчас зависят жизни людей. Под организацией подразумевается не только устройство, но и своевременный контроль сопротивления заземлителя. Из-за окисления или изменения параметров грунта оно может оказаться завышенным, вследствие чего защитный эффект заземления будет утрачен.

Источник: https://proprovoda.ru/provodka/zazemlenie/zachem-nuzhno.html

Защитное заземление

За время существования советской электроэнергетики построено немало электроустановок, заводов, фабрик, электрифицировано жилых и общественных зданий.

Для их питания используется система, называемая TN-C, в которой, помимо трех фаз, используется проводник, называемый ранее «нулевым». Теперь, по новым ПУЭ, он именуется PEN. В нем совмещаются функции защитного и рабочего проводника.

На трансформаторных распределительных подстанциях, на вводах в здания и на опорах ВЛ к нему присоединяются контура заземления.

Система заземления TN-C

Основным контуром для заземления проводника PEN является контур на подстанции, остальные же называются «повторными». Требование к ним мягче: если на ТП при напряжении 380 В сопротивление контура заземления не превышает 4 Ом, то на опорах – 30 Ом, а сопротивление контура повторного заземления на вводе в здание не нормируется.

Для этого по периметру здания по стене крепится стальная полоса, к которой такими же полосами или гибкими связями подключалось заземляемое оборудование.

Полоса эта соединяется с контуром заземления, к нему же подключена нулевая (а ныне – PEN) шина распределительного устройства на входе в здание.

Полоса заземления в здании

По сути, это получается очень похоже на систему TN-S, в которой разделены функции защитных и рабочих проводников. Нулевые жилы кабелей, питающих электрооборудование, используются для проведения рабочего тока, а в случае замыкания фазных рабочих проводников на корпус в дело вступает стальная полоса, отводя опасный для жизни потенциал в землю.

Но так получается не всегда. Полосу эту нельзя протянуть по всем помещениям.

С ней невозможно соединить все корпуса светильников и металлические части, которые могут в случае аварии оказаться под напряжением.

С появлением бытового электрооборудования, требующего подключения к контуру заземления через вилку питания, появились и розетки с заземляющим контактом. А для них понадобился дополнительный проводник.

Защитное зануление и его недостатки

Корпуса светильников и некоторых других электроаппаратов раньше заземлялись путем зануления: преднамеренного соединения в месте подключения с нулевым проводником. Чем это опасно? Сети питания здания или производственного цеха очень разветвленные и протяженные.

Нагрузка распределяется по фазам несимметрично, а посему потенциал нулевого провода относительно земли равен нулю только рядом с вводным электрощитом, где выполнено его соединение с контуром заземления. Чем дальше от РУ, тем большая вероятность возникновения опасного потенциала.

А при обрыве нулевого проводника на его участке, оставшемся без связи с РУ, напряжение достигает 380 В.

Отличие зануления от заземления

К тому же никто не застрахован от ошибок в результате ремонта или обслуживания электроустановок. Существует вероятность того, что электрик перепутает фазный провод с нулевым. До момента обнаружения ошибки зануленные корпуса будут представлять опасность для жизни окружающих.

Разделение PEN-проводника на рабочий и защитный

Итак, основным недостатком системы TN-C является невозможность соединения всех корпусов электрооборудования с контуром заземления. Ведь в жилых зданиях его не выполнить совсем, а в производственных – только частично.

Выход из положения один – для заземления корпусов использовать дополнительный проводник, соединенный с контуром заземления и использующийся только для защиты.

Рабочий проводник изолируется от потенциала земли на всех участках сети и выполняет только функцию коммутации нулевого рабочего потенциала.

Система защитного заземления с разделением с какого-то участка функций нулевых проводников называется TN-C-S, а система с уже разделенными проводниками – TN-S.

Отличие зануления от заземления

Разделение PEN-проводника на рабочий (N) и защитный (РЕ) выполняется во вводном распределительном устройстве или на щитке ввода в здание или квартиру.

При этом в точке разделения шина РЕ подключается к контуру повторного заземления.

В частном или дачном доме выполнить контур повторного заземления труда не представляет, но как быть в квартире многоэтажного дома? Однозначного решения этого вопроса нет, споры на форумах не утихают до сих пор.

Опасности при разделении совмещенного защитного проводника на входе в квартиру:

• появление на шине РЕ опасного для жизни потенциала при обрыве PEN-проводника за пределами квартиры;
• появление потенциала фазы на РЕ-проводнике в квартире в случае ошибочной коммутации в распределительной сети в ходе выполнения ремонтных работ;
• так как нагрузка многоквартирного дома несимметрично распределена по фазам (не все абоненты потребляют одинаковый ток при равном количестве квартир на фазу), то потенциал на PEN-проводнике относительно земли присутствует всегда;
• связь с контуром заземления точки подключения квартиры к сети обеспечить невозможно.

Последний пункт стоит обговорить отдельно. Множество советов в интернете связано с обустройством собственного контура заземления: в подвале дома или на улице перед ним.

Выполнение этого совета невозможно: земляные работы частным лицам в подвале многоэтажек запрещены, а на территории города – и подавно. Под землей находятся все городские коммуникации: газовые и водопроводные трубы, силовые кабельные линии и линии связи.

Чтобы закопать свой контур, нужен проект, согласованный со всеми городскими службами. Это дорого и себя не оправдывает. А создание контура в подвале (если он есть) – ненадежно, так как:

• связь с ним вводного щитка потребует длинного проводника, проложенного до требуемого этажа либо по стене здания, либо по существующим коммуникациям;
• не исключено повреждение контура или хищение РЕ-проводника посторонними лицами.

Использование для связи с землей водопроводных или отопительных трубопроводов запрещено категорически. Часть трубопроводов может содержать пластиковые вставки, а наведение на них потенциала в случае аварийной работы сети приведет к гибели людей. Ответственность уже будет уголовной, а не административной.

Многоквартирные дома имеют молниезащиту. На крыше выполнена сетка из проволоки, а по углам здания к земле идут проволочные спуски. На высоте порядка двух метров от земли они механически защищены трубой. Использовать этот контур для заземления электрооборудования нельзя: при ударе молнии в крышу ее потенциал придет прямо в квартиру и наделает там бед.

Дополнительные меры безопасности при разделении PEN-проводника

Что же делать, ведь ближайший к квартире контур заземления, скорее всего, находится на питающей дом подстанции? А без разделения PEN-проводника на защитный и рабочий в современной квартире не обойтись, иначе будет бить током и стиральная машина, и компьютеры, и люминесцентные светильники с полупроводниковой ПРА.

Разделять нулевые проводники надо. Но этого мало – дополнительно выполняются ряд мер, усиливающих вашу безопасность.

• Для обнаружения и исключения последствий обрывов PEN-проводников на входе в квартиру устанавливают реле напряжения, отключающее нагрузку при повышении его величины.
• Для исключения последствий ошибочных действий обслуживающего персонала, и попадания в результате «фазы» на PEN-проводник квартиры, все отходящие линии защищают УЗО.

Мнение, что УЗО не защитит абонента, если нет прямой связи электрооборудования с контуром заземления – не более, чем миф. Ведь при прикосновении к проводнику фазы вас бьет током, а значит – он идет через тело в пол. УЗО в такой ситуации сработает.

Щиток с реле напряжения и УЗО

В частном доме все проще: место для обустройства собственного контура заземления предостаточно, вы можете его вкопать где хотите, и как хотите. Сопротивление его не нормируется, но ориентируйтесь на цифру, не более 30 Ом. Если грунт песчаный, штырей потребуется больше. Правда, для измерения сопротивления контура потребуется вызывать специалистов с приборами.

Источник: http://electric-tolk.ru/zashhitnoe-zazemlenie/

Зачем нужно заземление?

Заземление – устройство, предохраняющее человека от поражения электрическим током. Благодаря использованию различных заземляющих приспособлений удается избежать жертв на производстве и в быту. Собственно в этом его основное предназначение. Но чтобы правильно воспользоваться заземлением необходимо для начала понять, что это такое и как оно работает. 

Что такое заземление?

Итак, что из себя представляет заземление? Конструктивно это чаще всего обычный кусок провода, который одним концом соединён с корпусом электрического аппарата, а другим концом с землей, откуда собственно и название. Заземление также может присутствовать в вилке современного электроинструмента,  там его роль такая же – при повреждении инструмента заземление предохраняет человека от удара электрическим током.

Существует множество различных систем заземления таких как TN-C, TN-S, TN-C-S и другие, собственно, обычному человеку, не имеющего электротехнического образования вовсе не обязательно вникать в данные вещи настолько глубоко, поэтому мы движемся дальше.

Как работает заземление

Суть заземления проста – служить проводником. Допустим, случилась аварийная ситуация – сломалась стиральная машина. При этом замкнуло обмотку электродвигателя (или что-нибудь еще) и корпус машинки оказался под напряжением. Человек ничего не подозревая может коснуться корпуса, после чего его ударит током. Для того чтобы этого не произошло, стиральную машину заземляют.

Тогда если человек коснётся корпуса, то ток пройдет не через него, а через заземление. А произойдёт так потому, что кожа человека имеет сопротивление порядка нескольких кило Ом, а сопротивление заземляющего проводника не более 5-10 Ом, что в тысячу раз меньше чем сопротивление кожи человека.

Выходит, что току в тысячу раз проще пройти по проводу и уйти землю, чем пройти через человека.  

В чем разница между заземлением и занулением

Если говорить простым языком, то зануление это соединение корпуса приемника электроэнергии с нулем. Ноль – это провод, имеющий нулевой потенциал и идущий из трансформатора. Зануление работает так: если на корпус приемника попадает провод под напряжением, то он через корпус замыкается на ноль, что вызывает короткое замыкание. Защита автоматически срабатывает и отключает питание.

Зануление это прием который используется только на производстве и по своим защитным свойствам гораздо хуже заземления. К сожалению, во многих старых домах не существует возможности защитить проводку квартиры с помощью заземления и прибегают занулению, что крайне не безопасно.

Вот мы вкратце и ответили на вопрос “зачем нужно заземление?”. Надеемся материал оказался вам полезен! Удачи!  

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4.79 (100 Голоса)

Источник: https://electroandi.ru/elektrichestvo-v-bytu/zachem-nuzhno-zazemlenie.html