Защитное зануление: описание технологии и отличия от заземления

Выбор технологии

Планируя электрозащиту дома, многие из нас задумываются о выполнении дополнительной защиты электроснабжения. Однако домовладельцы не всегда понимают, в чем разница заземления и зануления. Основными различиями являются:

при заземлении избыточный ток отводится в землю, а при выполнении зануления напряжение сбрасывается в щитке на ноль;
заземление считается наиболее эффективным способом защиты человека от поражения электротоком.

Сделать заземление проще, чем зануление. В последнем случае потребуется помощь специалиста, который должен рассчитать оптимальные показатели нулевого тока и лишь после этого можно будет обеспечить правильность работы защитного оборудования.

К выполнению заземления чаще всего прибегают владельцы частных домов, а вот обладателям квартир в многоэтажках требуется делать зануление, для чего дополнительно устанавливают УЗО и аналогичные устройства, предупреждающие поражение током и повреждение работающих электроприборов. При правильном устройстве защиты можно полностью исключить опасность поражения электротоком, а различная техника и приборы будут полностью защищены от вероятных скачков напряжения и замыканий в сети.

Для обеспечения качественной защиты при занулении необходимо учитывать фазность приборов и выполнять сложные расчёты. Самостоятельно провести такую работу не представляется возможным. Только опытный электрик правильно спланирует подключение, установит соответствующие защитные приборы и проведет качественное зануление.

Сегодня в продаже имеются уже готовые комплекты для заземления частного дома. Потребуется только заглубить на несколько метров в землю металлический контур, подключить к нему фазу со щитка, что и позволит обеспечить максимальную безопасность используемых электроприборов. Можно подобрать различные комплекты, которые подходят для дачи или полноразмерного частного дома, отличаются своей конструкцией, способом подключения и максимально возможной нагрузкой.

В последние годы отмечается тенденция, когда полноценное зануление выполняется на производстве и предприятиях, где требуется обеспечить повышенную электробезопасность эксплуатируемым приборам и промышленному оборудованию. Обычные же домовладельцы в целях защиты от поражения током обустраивают простейшее заземление, сделать самостоятельно которое не составит особого труда.

Схемы заземления и зануления

Данные схемы защиты необходимо применять очень осторожно. В первую очередь, это связано с неравномерным распределением нагрузок на фазы

При одинаковой нагрузке на каждую , через общий нулевой провод будет протекать незначительный ток. Однако, если загружена только одна фаза из трех, то значение тока в нулевом проводе будет таким же, как и в этой фазе.

В жилых домах зануление делать не рекомендуется. Как правило, нулевые жилы имеют меньшее сечение, чем линии фаз. Нулевой провод очень часто остается без контроля, постепенно слабеет его соединение, происходит окисление. При сильном нагреве он просто отгорает. В этой ситуации происходит прямое попадание фазы на щит. Через заземление, ток попадает в квартиру и выводит из строя всю заземленную технику. Бытовые приборы находятся под напряжением, в результате, повышается вероятность поражения электрическим током.

Таким образом, нежелательно использовать зануление в жилых домах. Обычно, его применяют на промышленных предприятиях, где распределение нагрузки фаз более равномерное, а нулевой провод выполняет функцию защиты.

Что такое зануление и заземление

На форумах в интернете домашние мастера часто пытаются выяснить, что такое заземление и зануление и в чем разница между ними. Чтобы ответить на него, следует отметить, что существуют разные трактовки этих понятий.

Заземление:

Заземление, как часть общей системы электроснабжения (защитное заземление). То есть провод, монтируемый параллельно линии электропередач;

Стандартная линия электропередач

Заземление как ЗУ (заземляющее устройство). Металлическая конструкция, соединяющая линию электропередач с землей.

Один из вариантов выполнения заземления

Зануление:

В промышленной отрасли. Объединение всех электроустройств в один контур;
В быту. Как видно из названия, напряжение перекидывается на рабочий ноль.

Следовательно, что бы ответить на вопрос: зануление и заземление, в чем разница? Нужно подробно разобрать все вышеперечисленные пункты.

Существуют положения и нормативы монтажа и эксплуатации электросетей, большинство из них опубликовано в ПУЭ (правила устройства электроустановок) и в ГОСТах:

ПУЭ 7. Пункт 1.7.28 – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством;
ПУЭ 7. Пункт 1.7.31 – защитное зануление в электроустановках напряжением до 1 кВ – преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности;

Один из нескольких видов издания

ГОСТ 12.1.009-76. Зануление (защитное зануление) – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Эти общие понятия, опубликованные научным языком, с множеством специализированных терминов кажутся чуть ли не одинаковыми. На самом деле все не настолько сложно.

Определение понятий

Под заземлением принято понимать использование специальных конструкций, которые соединяют электропроводку дома или отдельные приборы с землёй. Благодаря наличию такой защиты прикосновение к поверхностям, которые находятся под напряжением, не приведет к летальному исходу, а удар тока будет минимальным. Изготавливается защита с электрооборудованием, имеющим изолированную нейтраль. Заземляющие устройства могут выполняться целой группой проводников, соединяющих с землей токопроводящие элементы.

Заземление электрооборудования также увеличивает аварийные токи замыкания, что необходимо в тех случаях, когда имеющаяся защита срабатывает при попадании под напряжение нетоковедущих частей. Это позволяет предупредить выход оборудования из строя при замыканиях, неквалифицированном ремонте и вмешательстве в электросети. Сегодня принято выделять несколько разновидностей заземления:

рабочий тип обеспечивает бесперебойную работу электрооборудования в штатном и аварийном режиме;
защитный тип обеспечивает безопасность электроустановок, предупреждая пробой на корпус и рабочую поверхность токоведущих проводов;
грозозащитный тип отводит молнию от зданий, уводя разряд в землю, предупреждает повреждение электрооборудования и возгорание строений.

https://youtube.com/watch?v=lj-i23-xzoc

Принято также различать искусственно изготовленное и естественное заземление. Первое выполняется для защиты сооружений и электроприборов от повышенного напряжения. Такие устройства состоят из металлического стержня, провода, труб некондиционного типа и стальных уголковых приспособлений. Естественное заземление также изготовлено человеком, однако изначально оно не предназначается для защиты от повышенного напряжения. В качестве него можно рассматривать железобетонные сооружения, трубопроводы, обсадные трубы и т. д.

Зануление также обеспечивает необходимую защиту электрооборудования, предупреждая его выход из строя из-за замыканий и перенапряжения в сети. Такой вид работ отличается от заземления принципом монтажа и назначением. Зануление подразумевает подключение токопроводящих элементов к корпусу электроприбора или металлическим деталям. Для обеспечения безопасности обязательно соединение с нейтралью, которая является источником трехфазного пониженного напряжения.

Основной задачей зануления является защита электрооборудования и рабочего персонала от поражения током за счёт срабатывания автоматического коммутационного оборудования. Принцип работы такой защиты заключается в создании искусственных коротких замыканий при попадании тока на корпус техники или в случаях пробоя изоляции. Возникновение короткого замыкания приводит к срабатыванию:

предохранителей;
автоматических выключателей;
специальной защиты от короткого замыкания.

Заземление отличается от зануления применением специального оборудования, которое использует нейтраль и за счёт коротких замыканий разрывает цепь, предупреждая серьёзное поражение электрическим током. Особенностью зануления является необходимость высокой мощности тока нулевого провода, за счёт которого происходит короткое замыкание. Только в этом случае можно обеспечить стопроцентную вероятность защиты от поражения электричеством при наличии проблем в электроснабжении. Если мощности нулевого провода и токов короткого замыкания недостаточно, это приводит к появлению повышенного напряжения в электрооборудовании.

Что такое заземление

Теперь перейдем к заземлению и рассмотрим пункт 1.7.78. При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или TT.

То есть, когда речь идет о системах TN-C, TN-S, TN-C-S, то для электробезопасности здесь в основном применяется зануление. А вот когда у вас система TT, то здесь зануления нет и для электробезопасности используется защитное заземление.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

В данном случае присутствует понятие земля:

Пункт ПУЭ 1.7.20. Зона нулевого потенциала (относительная земля) — часть земли, находящаяся вне зоны влияния какого-либо заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.
Пункт ПУЭ 1.7.21. Зона растекания (локальная земля) — зона земли между заземлителем и зоной нулевого потенциала. Термин земля, используемый в главе ПУЭ, следует понимать как земля в зоне растекания.

С землей определились. Перейдем непосредственно к заземлению и разберемся, как оно работает при появлении фазы (выносе потенциала) на корпусе заземленной электроустановки. Здесь уже связь с нейтралью осуществляется через ваше заземление TT, землю (как проводник) и заземление нейтрали трансформатора. В данном случае, в отличие от зануления в системе TN, за счет появления в цепи значительного сопротивления токи короткого замыкания могут быть недостаточными для отработки автоматических выключателей. Поэтому в системе TT для защиты при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО.

Альтернатива занулению

В подсистеме TN-S зануление защитного проводника PE осуществляется лишь на одном участке — на контуре заземления трансформаторной подстанции или электрогенератора. В этой точке разделяется PEN-проводник, и далее защита и рабочий ноль нигде не встречаются.

В такой схеме энергоснабжения заземление и зануление органично взаимодействуют, создавая условия для высокой электробезопасности. Однако в системах, где нейтраль изолирована (IT, TT), зануление не используется. Электрическое оборудование, работающее в рамках системы TT и IT, заземляется за счет собственных контуров. Так как система IT предполагает подачу питания только специфическим потребителям, рассматривать такой способ организации защиты в жилых домах не имеет смысла. Единственная альтернатива неправильному, а потому опасному занулению шины PE — система TT. Особенно актуальна такая система, потому что переход на технически прогрессивные системы TN-S, TN-C-S технически и финансово затруднен для домов, чей возраст превышает 20 – 25 лет.

Электрическая сеть, построенная по стандарту TT, призвана обеспечивать качественную защиту от попадания под напряжение нетоковедущих частей. Все работы по организации зануления должны осуществляться в соответствии с нормами, указанными в пункте 1.7.39 Правил установки электроустановок.

Чем отличается заземление от зануления

Защитное заземление
Защитное зануление
Отличия заземления от зануления
Видео

С того времени, когда было открыто электричество, люди множество раз ощущали на себе его неприятное и опасное воздействие. Очень скоро стало понятно, что практическое использование тока невозможно без защитных систем. Поэтому были разработаны всевозможные мероприятия, в том числе заземление и зануление электроустановок. Они широко используются в промышленности и схемах электроснабжения жилых зданий. Формы их применения и основные функции во многом совпадают, однако их применение строго разграничено. В связи с этим, нужно хорошо представлять себе, чем отличается заземление от зануления.

Защитное заземление

Чаще всего безопасность электрических приборов и установок обеспечивается путем устройства защитного заземления. Принципиальная схема данных устройств заключается в принудительном соединении электроустановок с землей, обладающей значительной электрической емкостью. В аварийной ситуации фазовое напряжение мгновенно отводится с корпуса оборудования.

Качество заземления находится в зависимости от величины сопротивления, которое должно быть у конструкции отводящей цепи. Требования к устройству заземления для каждого объекта точно определяются в ПУЭ.

В большинстве жилых домов заземление оборудуется централизованно, что позволяет без всяких опасений подключать любые электроприборы и установки. Более сложный и трудоемкий процесс устройства защиты можно наблюдать в загородных домах.

На этих объектах заземлители изготавливаются из металлических профилей или стержней. С помощью заземляющего проводника они соединяются со всеми приборами, имеющимися в частном доме. Чтобы снизить сопротивление в заземляющих цепях, практикуется использование контурных металлических систем, размещаемых на большой глубине. Величина заглубления и конструкция контура зависит от применяемых материалов и технических характеристик электрооборудования.

Защитное зануление

Система защитного зануления представляет собой один из видов заземления. В данном случае все детали электроустановок, способные проводить ток, подключаются к нулевому проводнику. Само заземление непосредственно соединяется с нейтралью трансформатора, расположенного на подстанции.

Когда наступает аварийная ситуация и фазовое напряжение попадает на корпус, это приводит к обычному короткому замыканию. В результате, срабатывают защитные устройства, расположенные в распределительном щите. Поэтому зануление можно смело отнести к наиболее эффективным защитным системам.

Отличия заземления от зануления

В системах заземления вывод избыточного тока и напряжения осуществляется напрямую в землю. Для этого используется специальная система отведения, в конце которой устанавливается заземляющий контур треугольной конфигурации. Для его изготовления используются мощные металлические конструкции, соединенные сваркой. Заземление должно снижать опасный уровень напряжения во время соприкосновения с электроустановкой. На эффективность данного вида защиты влияет качество исполнения и конструктивные особенности заземляющего контура.

Во многих электроустановках имеется большое количество частей и элементов, которые по характеру выполняемых действий не должны находиться под напряжением. Именно к ним подключается нейтральный нулевой провод. В случае касания этими частями фазного провода наступает резкое возрастание тока. Происходит обычное короткое замыкание, при котором электроустановка мгновенно отключается от сети. В этом и заключается ответ на вопрос, чем отличается заземление от зануления. Нулевой провод имеет значительно меньшее сопротивление, чем заземляющий контур. По этой причине и наступает замыкание, которое отсутствует у заземления.

Зануление и заземление – в чем разница

Обе системы защиты выполняют одинаковую функцию – защищают домочадцев от поражения электрическим током при касании оголенного провода или неисправных электроустановок. Разница заключается в том, что зануление моментально обесточивает помещение при опасном контакте, а заземление отводит всю «опасность» в землю.

Отличие по области применения

Основное правило, которые должны знать все электромонтажники – одновременно реализовать оба способа защиты запрещается. Если есть возможность организовать заземление, рассматривать вариант зануления не стоит.

В многоквартирных зданиях заземление монтируют по двум сторонам здания или вокруг. Старые здания в большинстве своем исключения, в них вовсе может отсутствовать контур. В загородных домах реализация заземляющего контура – забота домовладельца. Как правило, заземляющий контур имеет треугольную форму.
Защитное зануление в квартирах применяется лишь при отсутствии заземления. Как правило, речь идет о многоквартирных домах старого образца. Реализуя этот способ защиты, дополнительно требуется приобретать и устанавливать автоматы и УЗО.

Что лучше

Заземление в сравнении с занулением имеет большое количество преимущественных особенностей.

Заземляющий контур можно реализовать самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется небольшое количество металла и сварочный аппарат. Если же говорить о занулении, то для реализации защиты требуются знания, которые связаны не только с проведением подсчетов, но и выбором наиболее подходящей точки подсоединения провода к нейтрали.
Если произойдет обрыв нулевого провода в распределительном щитке, система зануления сразу выйдет из строя и будет неработоспособной. Заземление в этом случае имеет превосходство, поскольку используемый провод РЕ не отваривается и не отгорает. Рекомендуется раз в год проверять его состояние и при необходимости подтягивать клеммы.

Зануление и заземление – в чем разница

Отличие по области применения

В многоквартирных зданиях заземление монтируют по двум сторонам здания или вокруг. Старые здания в большинстве своем исключения, в них вовсе может отсутствовать контур. В загородных домах реализация заземляющего контура — забота домовладельца. Как правило, заземляющий контур имеет треугольную форму.
Защитное зануление в квартирах применяется лишь при отсутствии заземления. Как правило, речь идет о многоквартирных домах старого образца. Реализуя этот способ защиты, дополнительно требуется приобретать и устанавливать автоматы и УЗО.

Что лучше

Подготовка заземляющего контура

Заземление в сравнении с занулением имеет большое количество преимущественных особенностей.

Заземляющий контур можно реализовать самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется небольшое количество металла и сварочный аппарат. Если же говорить о занулении, то для реализации защиты требуются знания, которые связаны не только с проведением подсчетов, но и выбором наиболее подходящей точки подсоединения провода к нейтрали.
Если произойдет обрыв нулевого провода в распределительном щитке, система зануления сразу выйдет из строя и будет неработоспособной. Заземление в этом случае имеет превосходство, поскольку используемый провод РЕ не отваривается и не отгорает. Рекомендуется раз в год проверять его состояние и при необходимости подтягивать клеммы.

Что такое зануление и как его правильно устроить

Схема монтажа выглядит следующим образом. Пришедшая к вводному автомату нейтраль раздваивается, каждая из жил идет на отдельную шину. Одна из шин становится нулевой, а вторая заземляющей. От шины нейтрали жилы идут через автоматику и дальше на все нулевые контакты потребителей квартиры. Заземляющая соединяется с корпусом вводного щита, провод желто-зеленого цвета от нее идет на соответствующие контакты розеток и осветительные приборы, которые этого требуют. Соприкосновение заземляющего провода с нулевым после защитной автоматики запрещено.

Вывод заземления из-под земли. Ниже, на определенном расстоянии находится контур

Отличие рабочего заземляющего провода от защитной шины

Рабочий и защитный заземляющие проводники отличаются один от другого, прежде всего, своим назначением. Первый из них служит целям обеспечения нагрузки фазным током, создавая цепь для его протекания от трансформатора к потребителю. Второй же используется целенаправленно для обустройства систем заземления (как на станционной стороне, так и у потребителя).

Таким образом, основное функциональное назначение рабочей шины – создание условий для бесперебойной работы станционного и местного электрооборудования за счет прокладки отдельной от защитного проводника линии. Система заземления функционально решает совсем иные задачи – она создает условия для безопасного режима эксплуатации этого оборудования. Кроме того, к ней подключаются установленные на предприятиях или в частных домах молниеотводы. Она же используется при необходимости создания систем заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках.

Принципиальная схема разделения PEN проводника на PE и N

Чтобы не путать эти два типа заземляющих проводников на электрических схемах – специально введены буквенные и цветовые обозначения, указывающие на способ их монтажа (совмещенный или раздельный). В первом случае общий провод обозначается как PEN, а при раздельной прокладке они функционально разделены на PE защитный и на N, нулевой или рабочий (фото слева). В зависимости от способа оформления этих двух проводников различают несколько видов систем заземления, допустимых к применению в российских питающих сетях.

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.

Заземление ПУЭ

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.

Меры предосторожности в квартире

При строительстве многоквартирных домов ещё на начальных этапах строительства устраивается контур заземления. Он проходит обычно вокруг здания, существуют и другие интерпретации устройства — с двух сторон здания. В домах же старой постройки такой контур обычно отсутствует. Здесь придется обойтись занулением, но оно не обеспечит полную электробезопасность жильцов.

При выполнении такой защиты в розетке исход плачевен. Розетка служит для подачи электропитания к электроприборам. Быть защитным проводником — это противоречит её назначению и запрещено ПУЭ. В аварийных ситуациях электрические приборы будут находиться под высоким напряжением.

Существует опасность защитного зануления и в двухпроводных системах. Если, к примеру, электрик ТСЖ перепутает и случайно поменяет нулевой провод на фазный, электроприборы снова окажутся под напряжением. Ввиду отсутствия отличительной окраски проводов в старых электрощитках такое явление не редкость.