Заземление и зануление в цепях переменного тока
По сути, ноль – провод синего цвета, промаркированный N. Зануление – это преднамеренное соединение либо средней точки в обмотке 3-х фазного генератора, либо соединение в нагрузке к рабочему нолю. Основных функций у зануления две: 1 – рабочая функция и 2 — защитная функция. Рабочая функция ярче всего проявляется в схеме распределения электроэнергии в многоквартирном доме. Изначально ввод электричества выполняется только с помощью трехфазного тока, который равномерно распределяется по квартире. В качестве примера допустим, что в одном конкретном подъезде имеется 36 квартир. Следовательно, распределение нагрузки должно быть произведено максимально сбалансированно и равномерно: на фазу A подключаем 12 квартир, на фазу В 12 квартир, а на фазу С, естественно, оставшиеся 12 квартир. Как бы не старались проектировщики сбалансировать схему потребления, практика однозначно говорит о том, что достичь баланса и равномерность нагрузки никогда на 100% не удается – кто-то тратит электричества больше, а кто-то меньше. Поэтому и была придумана линия N – рабочий ноль. Основная цель рабочего ноля – восстановить баланс напряжений по фазам, то есть не дать возникнуть перекосу напряжений. К слову, именно внезапное отключение нулевого проводника может привести к тому, что в некоторых квартирах возникнет молниеносный всплеск рабочего напряжения до отметки 380 В. На жаргоне электриков данное явление называют отгоранием или отвалом ноля.
Трехфазная система требует наличие заземления и зануления средней точки рабочих обмоток, соединенных по схеме звезда. Чтобы четко понимать разницу между занулением и заземлением, давайте обратимся к стандартной схеме включения нагрузки к трехфазному источнику питания по схеме Y (звезда). Если мы рассматриваем в качестве нагрузки трехфазный трансформатор, трехфазный асинхронный электродвигатель, трехфазную печь, то система будет функционировать, будучи подключенной с помощью трех проводов с фазами A, B, С и нулевого провода N. По сути, если мы рассматриваем электроустановки на производстве, то наличие четвертого проводника выполняет чисто защитные функции. При пробое изоляции обмоток трехфазного электродвигателя высокий потенциал устремляется на корпус устройства, который находится в прямой гальванической связи с проводом N, то есть рабочим нолем. Следовательно, при таком подключении произойдет короткое замыкание, что вызовет отключение трехфазного автомата защиты.
Как отличить рабочий ноль и защитное заземление
Разумеется, проверять сопротивление между «нулевым» и «земляным» проводами не следует, особенно если энергосистема под напряжением. В общую щитовую вас тоже никто не пустит. Поэтому, проверять правильность разведения нуля и земли, будем с помощью мультиметра (бытового тестера).
Поскольку точки ввода заземляющих устройств (ноль на подстанции и шина заземления в доме) находятся на удалении друг от друга, между ними есть определенное сопротивление. Грунт, даже влажный, не является идеальным проводником. Если организовать электрическую цепь без нагрузки, мы увидим разницу в потенциалах.
Подключаем измерительный прибор к фазному контакту и рабочему нолю. На схеме это будет цепь «А». Фиксируем значение.
Сразу же подключаем тестер к фазному проводу и контакту защитного ноля. На схеме это цепь «Б». Разницы в потенциале нет: прибор зафиксирует одинаковое значение напряжения. Почему так произошло? При объединении рабочего и защитного ноля, ток в обоих вариантах измерения, фактически протекает по одному и тому же проводу. Сопротивление не меняется, потерь нет, падения напряжения не происходит.
Если ваши результаты измерения показали одинаковое напряжение – проводка подключена с нарушениями Правил устройства электроустановок.
Что произойдет при разнесенном рабочем ноле и защитном заземлении?
При подключении прибора к фазе и нолю, падения напряжения практически нет (на схеме это цепь «А»). Вы увидите действительное значение рабочего напряжения в сети. Подключив тестер к фазному проводу и защитному заземлению, вы замеряете потенциал в длинной цепи. Чтобы замкнуть круг, электрический ток (на схеме цепь «Б») проходит по реальному грунту между точками физических контактов «земли». Учитывая сопротивление грунта, произойдет падение напряжения от 5% до 10%. Прибор покажет более низкое напряжение.
Это говорит о том, что ваша электропроводка организована правильно, у вас имеется настоящее разнесенное защитное заземление. При наличии правильно подобранных автоматов, электрооборудование и пользователи надежно защищены.
Мы разобрались, в чем разница между заземлением и занулением. Польза от правильной организации электроснабжения очевидна.
Типичные ошибки людей, которые мало знакомы и с заземлением, и занулением
К сожалению, некоторые мало осведомлённые люди, подключая, к примеру, трехфазный мотор по схеме треугольник не используют защитное заземление – PE проводник. В случае нарушения изоляционного материала обмоток опасный электрический потенциал поступит на корпус, а защитное оборудование – трехфазный автомат защиты – останется включенным, так как короткого замыкания или перегруза не возникнет. Следовательно, корпус устройства может находится по высоким электрическим потенциалом, а рука работника будет единственным проводником, позволяющим электротоку достигнуть земли. Как вы понимаете, сопротивление человеческого тела настолько высоко, что ток вызванный таким прикосновением никогда не отключит автомат защиты. Именно поэтому мы рекомендуем и на производстве, и в домашней мастерской использовать зануление корпуса электроустановок, а также использовать дифференциальные автоматы.
Заземление и зануление
Назначение зануления
Иногда зануление и заземление путают друг с другом, так в чем разница между ними? Зануление применяется по ПУЭ только для промышленных установок и не является гарантом безопасности. Если фаза попадает на открытую часть устройства, то ток не уходит. После этого происходит сопряжение двух фаз, и, как следствие, короткое замыкание. Нулевой проводник необходим для быстрого реагирования дифференциального защитного автомата на КЗ, но не для защиты человека от поражения током. Поэтому его принято использовать только на производстве, где требуется быстрое отключение питания в случае аварийной ситуации.
Фото — схема зануления
Нужно ли делать зануление в частном доме или квартиры? Нет, это необязательно, и даже чревато различными негативными последствиями. Скажем, если нулевой провод сгорит, то большее количество электрических устройств, к которым он был подключен, сломается из-за чрезвычайно высокого скачка напряжения. Стоит помнить, что Ваша безопасность не пострадает, если вместе с занулением обустроить также заземление, установить УЗО и защитный выключатель.
Фото — принцип работы зануления
Как установить зануление, чтобы устройство, подключенное к нему, не сгорело:
- Нужно использовать трехжильный провод с изоляцией. Одна жила отведена для фазы, вторая для нуля, третья для заземления;
- Земля подключается в самом конце электромонтажных работ на корпус безопасного проводника к заземляющему контуру и т. д. Наиболее практичен специальный заземляющий отвод у щита;
- В целях безопасности обязательно устанавливаются различные выключатели питания и прочие защитные установки.
Видео: в чем разница зануления и заземления
Техническое исполнение систем заземления
Существует несколько схем соединения с разным составом защитных и рабочих проводников:
- TN-C;
- TN-C-S;
- TT;
- IT.
На разновидность заземления указывает первая буква в обозначении:
- I — токоведущие элементы не касаются грунта;
- T — нейтраль источника электропитания заземлена.
Способ заземления открытых проводников определяется по второй букве:
- N — прямой контакт между местом заземления и источником питания;
- T — прямая связь с грунтом.
После дефиса стоят буквы, указывающие на метод функционирования защитного PE и рабочего N нулевых проводников:
S — работа проводников обеспечивается единственным PEN-проводником;
C — имеется несколько проводников.
Система TN
Заземление разновидности TN включает подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S. Самая старая из этих подсистем — TN-C — применяется в 3-фазных четырехпроводных и 1-фазных двухпроводных электросетях. Такие сети обычно есть в старых строениях. При всей своей простоте и относительно невысокой стоимости система не обеспечивает достаточного уровня безопасности, а потому в новостройках не используется.
Подсистема TN-C-S применяется при реновациях старых зданий. Она актуальна там, где рабочий и защитный проводники объединены на вводе. Использование TN-C-S необходимо для реконструкции системы, когда в старом строении устанавливается компьютерное или телекоммуникационное оборудование. Данное заземление представляет собой переходный тип между TN-C и самой современной подсистемой — TN-S. TN-C-S — относительно безопасная и доступная финансово заземлительная схема.
Отличием подсистемы TN-S от других типов такого оборудования является местонахождение рабочего и нулевого проводников. Они установлены по отдельности, при этом нулевой защитный PE-проводник объединяет все имеющиеся токопроводящие элементы электрической установки. Во избежание дублирования создают трансформаторную подстанцию, оснащенную основным заземлением. Дополнительное преимущество подстанции состоит в возможности уменьшить протяженность проводника, идущего от входа кабеля в оборудование до заземлителя.
Система TT
В данной системе заземления токоведущие открытые элементы непосредственно контактируют с грунтом. При этом электроды не зависят от заземлительного устройства нейтрали подстанции. TT применяется, когда по техническим причинам нельзя построить систему TN.
Система IT
В этой системе нейтраль источника питания не касается земли или заземляется с помощью электроустановки с повышенным сопротивлением. Схема популярна в ситуациях, когда необходимо подключение чувствительной аппаратуры (больницы, лаборатории и т.п.).
Преимущества и недостатки квартирного зануления
О недостатках такой защиты говорилось сегодня много. Попробуем обобщить информацию. При таком способе нельзя быть уверенным на 100% в своей защите. Особенно, если монтаж выполнен неправильно. Еще одним минусом является то, что при слабом контакте или поврежденном кабеле, автомат просто не успеет сработать. В результате провод отгорит, что потребует ремонта.
Положительным в такой защите является возможность ее монтажа в многоквартирном доме старой постройки, где контур заземления отсутствует. Хоть и плохая, но все же защита. Сразу вспоминается поговорка, «с паршивой овцы хоть шерсти клок» или «на безрыбье и рак – рыба». Предлагаем посмотреть несколько фото примеров щитов с выполненным в них занулением.
Задачи заземления
Искусственно созданный контакт между электроустановкой и землей называется заземлением. Его задача — понизить напряжение на корпусе устройства до безопасного для живых существ уровня. При этом большая часть тока отводится в грунт. Чтобы заземлительная система работала эффективно, ее сопротивление должно быть значительно ниже, чем на остальных участках цепи. Такое требование основывается на свойстве электрического тока всегда выбирать наименьшее сопротивление на своем пути.
Тока замыкания иногда недостаточно при использовании заземлителя с относительно высоким для реакции защитных устройств сопротивлением. Поэтому еще одна задача заземлительной системы — рост аварийного тока замыкания.
Типы заземляющих устройств:
- Молниезащитные. Отводят импульсные токи, поступающие в систему в результате ударов молнии. Используются в молниеотводах и разрядниках.
- Рабочие. Предназначены для поддержания нормальной работоспособности электрических установок. Используются как в обычных, так и в аварийных ситуациях.
- Защитные. Защищают людей и животных от поражения током, проходящим по металлическим предметам в случае пробоя фазовых проводников.
Устройства заземления бывают естественными и искусственными:
- К естественным относят металлические изделия, основная функция которых не заключается в отводе тока в землю. К таким заземлителям относятся трубопроводы, железобетонные элементы зданий, обсадные магистрали и т.п.
- Искусственные заземлители — системы, созданные специально для отвода тока. Это стальные полосы, трубы, уголки и другие металлические элементы.
Для заземлительной системы нельзя использовать трубы, предназначенные для транспортировки горючих веществ (как газов, так и жидкостей), алюминиевые детали, кабельные оболочки. Также не подходят для этой цели предметы, покрытые антикоррозийным изоляционным слоем. Запрещено использовать как заземляющие проводники трубы водопровода и отопления.
Заземление и зануление: отличие друг от друга
Рис 1
Заземление и зануление нужны для отвода напряжения, только происходит это различными способами (Рис 1). В конце статьи приведены схемы подключения TN — C, TN — S, TN — C — S.
Отличие первое – способ утилизации тока
Разница состоит в том, что зануление способствует мгновенному отключению электричества при касании человеком электро шнура или прибора, отводя ток однофазного короткого замыкания на вводной щит, а заземление мгновенно отводит опасное напряжение в почву.
Отличие второе – особенности монтажа
Монтаж заземления и зануления имеет разные степени сложности.
Устройство заземления в частном строении влечет за собой определенные монтажные работы, занимающие в среднем до одного рабочего дня. Приобрести готовые комплекты модульно-штыревого (глубинного) заземления либо выполнить их самостоятельно из допустимых материалов, четко следуя указаниям производителя либо требованиям к заземлению – довольно несложно. Непосредственно заглубление заземлителя можно доверить сервисным службам, имеющим специальное оборудование либо обойтись своими силами, обладая достаточным опытом и физической силой.
Относительно зануления, то сам по себе монтаж контура зануления выглядит нетрудоемким, но не стоит обманываться: при отсутствии должной квалификации электромонтера минимальный промах и незнание могут обернуться бедой.
Отличие третье – защита человека
Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ), зануление может быть применено только для промышленных установок и не является в полной мере гарантией безопасности. При попадании фазы на открытую часть электроприбора или оборудования, ток никуда не девается. Происходит контакт двух фаз и короткое замыкание. Нейтраль нужна для скорого срабатывания защитного автомата при замыкании, но не для защиты человека от электроудара. Поэтому зануление рекомендуется к использованию на производстве, где при аварии требуется незамедлительное отключение питания.
Отличие четвертое – требования к профессионализму наладчика
Когда организуется зануление, то для того, чтобы верно распознать нулевые точки и подобрать способ защиты, крайне необходимо участие профессионального электрика. А вот грамотно собрать контур заземления и погрузить его в грунт по силам большинству домашних умельцев.
К сожалению, на практике довольно часто можно столкнуться с результатами вопиющей некомпетентности в вопросах зануления и электробезопасности в целом, беря во внимание, как частных наладчиков, так и электриков сервисных служб. А вот типичные и очень опасные ошибки кустарного зануления:
А вот типичные и очень опасные ошибки кустарного зануления:
- подключение электроприбора с занулением к незануленному щиту;
- подсоединение заземляющего контакта розетки к «нулевому» автомату;
- установка в розетке перемычки, соединяющей нулевой и защитный контакты;
- выполнение зануления в двухпроводной системе и др.
Устройство защитных токовых отводов при работе с трехфазным электрическим оборудованием
Коммутация трехфазных потребителей электроэнергии отличается от подключения обычной бытовой электротехники, поэтому устройство защитных систем осуществляется иным способом. При этом не нужно путать нулевой или заземляющий провод, участвующий в системе управления, то есть, задействованный в схему пуска и остановки агрегата, с защитным проводником, предназначенным для отведения опасного разряда на землю.
Оформление, разводка, подключение электрооборудования
Работы производятся в несколько этапов:
- По периметру помещения обустраивается отдельная линия (трасса), выполненная из узкой металлической полосы 40х3 мм или медного провода сечением 16 мм.кв.
- На ней в скрытом месте монтируется шина (желательно медная) с контактными приспособлениями (шпильками или отверстиями для болтовых соединений). Допускается использование металлической шины, но в этом случае приваривание шпилек – обязательное условие.
- Эта линия соединяется с контуром заземления или зануления, выведенным отдельным проводом от распределительного щита и имеющим надежную связь с землей либо прямую, либо через рабочий ноль
- Корпуса всех потребителей (трехфазных электродвигателей) через медный провод соединяются с описанной шиной.
При возникновении короткого замыкания от утечки напряжения из-за нарушения изоляции или «пробития» одной из фаз на корпус заземленного электрооборудования, ток сразу будет уходить в землю по пути наименьшего сопротивления, то есть через соединенную с рабочим нулем или землей жилу. Это сохранит человека от поражения электротоком при касании корпуса прибора.
Устройство зануления допускается только в случае отсутствия возможности коммутации с земляным контуром. Во всех иных случаях правильным считается только защитное заземление.
Агрегат через медный провод соединен с шиной, смонтированной от заземляющей трассы
Обязательное использование дополнительных защитных устройств
Описанные заземляющие и зануляющие системы эффективны при возникновении значительных утечек или коротких замыканий на корпус электроприборов. Однако для достижения полной безопасности при обслуживании оборудования необходимо применение дополнительных средств защиты, обеспечивающих разрыв электрической цепи при возникновении нарушений их работы.
На производственных предприятиях это могут быть блоки автоматики (контроля изоляции БКИ или максимальной токовой защиты). Но наиболее распространенными средствами, как на производстве, так и в быту, являются автоматические выключатели и устройства защитного отключения, которые:
- обеспечат обесточивание электрической цепи в случае возникновения неполадок;
- защитят пользователя от поражения электрическим током;
- предохранят технику от возгорания.
Такие приборы могут иметь исполнение для однофазных или трехфазных систем. Они бывают:
- однополюсные – устанавливаются на одну из линий (ноль, фаза);
- двухполюсные – устанавливаются на оба провода электропроводки;
- многополюсные (три и более) – используются при трехфазном напряжении.
Схема бытовой проводки с РЕ-проводником заземления и защитой ВА и УЗО
Автоматический выключатель производит отключение при превышении токовой нагрузки номинального значения, указанного на корпусе прибора. УЗО контролирует состояние электросети и срабатывает при появлении самых незначительных утечек тока.
Что такое зануление: принцип работы и устройство
Зануление монтируется по другому принципу. Но чтобы с этим разобраться разберем, что такое глухозаземленная нейтраль. На ТП (трансформаторную подстанцию) по ЛЭП приходит 3 фазы. Собственное заземление, смонтированное вокруг, и является глухозаземленной нейтралью, которая идет на жилые дома от подстанции, вместе с фазными проводами.
Зануление производится так. В распределительном щите делается разводка, приходящая с ТП глухозаземленная нейтрель (PEN) разбивается перед вводным автоматом на ноль (N), идущий в квартиру, и то, что можно считать землей (PE). На самом деле по сути это и останется глухозаземленная нейтраль, которая будет использоваться для зануления. От рабочего N занулять оборудование запрещается – это опасно для жизни. Если все сделано правильно, то при соприкосновении корпуса включенного устройства с токоведущим оголенным проводом происходит короткое замыкание, после чего срабатывает автомат.
Мнение экспертаИгорь МармазовИнженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО ‘АСП Северо-Запад’Спросить у специалистаЗащитное зануление – это система, которая монтируется для мгновенного срабатывания автоматики при появлении напряжения на корпусе устройства и полного отключения электроэнергии.
Только полное понимание того, что такое заземление и зануление, в чем их особенности, позволит выполнить в квартире или доме тот вид защиты, который будет эффективным и безопасным.
Заземление и Зануление: в чем разница?
Как «заземление», так и «зануление» — это термины, используемые при описании электрических установок. Стоит отметить, что зануление уже устарело. Это связано с модернизацией электросетей, что, в свою очередь, влияет на то, что процесс Зануления больше не используется.
О чем это?
Зануление и заземление — это методы защиты от поражения электрическим током в электроустановках. Зануление состоит в соединении электропроводящих частей, таких как металлический корпус, с защитным проводником или защитным нейтральным проводником.
Когда система выходит из строя, она автоматически отключает питание. Зануление можно использовать в установках с максимальным напряжением 500 В в электросети. В такой системе нейтральная точка устройства питания заземлена и защищенные проводящие элементы соединены с нейтральной точкой.
Схема зануления
Заземление, с другой стороны, представляет собой проводник, выполненный из электрического проводника, и соединяет тело, электрифицированное с землей, для его нейтрализации
Заземление выполняется для обеспечения правильной, а также, что очень важно, безопасной работы всех электропроводящих устройств
Схема заземления
Заземление состоит из защитных проводников и защитно-нейтральных проводников. Существует четыре типа заземления. Это: защитное, функциональное, молниевое и вспомогательное заземление. Примером заземления является громоотвод или характерный штифт в вилке бытовых приборов.
В заключение …
- Зануление соединяет электропроводящие части с защитным проводником
- Заземление — это провод, соединяющий электрифицированный корпус с землей с целью его безразличия
- Зануление — это метод, который выходит из употребления, он просто заменяет заземление
zen.yandex.ru/media/yaznal/
Заземление
Что такое заземление – это контур, который соединят бытовые приборы через розетки с землей. Это самый действенный вариант обезопасить себя от удара тока. Можно спокойно прикасаться к металлическим деталям корпуса, не получив при этом неприятных ощущений.
Самое важное, чтобы заземляющий контур имел минимальный показатель сопротивления. Вот почему его собирают из стальных или медных элементов. Меньшее сопротивление дает возможность через проводник пропустить ток большего значения
А сила тока короткого замыкания зависит от мощности прибора (зависимость прямая) и сопротивления проводника (зависимость обратная). То есть, чем больше мощность и меньше сопротивления, тем большей силы ток может пройти по заземляющему элементу
Меньшее сопротивление дает возможность через проводник пропустить ток большего значения. А сила тока короткого замыкания зависит от мощности прибора (зависимость прямая) и сопротивления проводника (зависимость обратная). То есть, чем больше мощность и меньше сопротивления, тем большей силы ток может пройти по заземляющему элементу.
Часть контура закапывается в грунт рядом с домом, вторая часть – это проводники, соединяющиеся между собой через распределительный щит. Обе части соединяются на улице методом сварки.
Есть еще одно отличие, которая разделяет между собой защитное заземление и зануление. Это толщина проводников, минимальный размер которых составляет 10 мм² для медного провода или 6-8 мм² для стального. При таких величинах можно не бояться появления в сети тока большой силы, который возникает при замыкании внутри агрегатов большой мощности. К примеру, в бойлере (до 6 кВт) или в стиральной машинке (до 2 кВт).
Схема подключения заземления отличается от схемы зануления. В ней присутствует три провода, которые подводятся к розетке: фаза, ноль и земля. При этом конструкция новых розеток и вилок сделана таким образом, чтобы еще до коммутации фазы и нуля в них первыми подключились контакты заземления. Они же при вынимании вилки из розетки отключаются последними. Это уже обеспечивает безопасность. Теперь перейдем конкретно к рассмотрению вопроса: разница между заземлением и занулением.
