Насчёт заземления существует много заблуждений.

Чаще всего путаница возникает между тем, что называют защитным и нулевым проводом.

На самом деле, хотя нулевой провод может быть и совмещён с заземлением, но это суть два разных понятия.

Также иногда заземление путают с молниезащитой.

Не стоит верить байкам о том, что кто-то там вкручивал лампочку, сунул палец в патрон, его ударило током и он выжил, значит 220 вольт – неопасное напряжение.

В данном случае ток вошёл и вышел через этот же палец, да и там наверняка возник ожог.

При прохождении через сердце, головной мозг, спинной мозг и другие ткани и органы серьёзные последствия неизбежны.

Часто путают нулевой провод и то, что называется защитным заземлением электроустановки.

Не стоит путать эти два понятия. Нулевой и фазный провод в электросети переменного тока выполняют функцию подачи электрического потенциала к потребляющей схеме и затем – отбора остатка потенциала.

Однако теоретически ничего не мешает заземлить нейтраль, ведь она никак не участвует в подаче электроэнергии. Только делать это надо по особым требованиям – обычно такое заземление проводится возле источника подачи электроэнергии и аккредитуется специалистами.

Схемы защитного заземления

1. Изолированная нейтраль с независимым заземлением, или IT-схема. Схема проста – на вход приводится фазные провода и нулевой, от которых заземление независимо. Корпус прибора заземляется индивидуально, от него отходит отдельный провод на заземление. Схема достаточно проста в реализации, однако даёт много ложных срабатываний. Достаточно надёжна при низком качестве линий электросетей. В этом случае заземляющий провод именуется «защитный ноль», а нулевой – «рабочий ноль».
2. Заземлённая нейтраль с независимым заземлением, или TT-схема. Нейтраль заземляется возле источника, например, трансформаторного узла. Корпус прибора также заземляется. Более надёжна, чем IT-схема
3. Заземлённая нейтраль с подключённым к ней заземлением, или TN-схема. В своё время такая была предложена в начале XX века, и до сих пор является самой распространённой. В приборах, имеющих встроенную схему с защитным предохранителем, такое заземление вызовет срабатывание предохранителя. Для сложных бытовых приборов эта схема надёжнее, чем две предыдущих. Существует три её реализации:

• TN-C-схема. К заземляющему проводу нейтрали идёт провод защитного заземления от самого потребителя. Требует дополнительного провода от точки распределения тока, хорошего качества электросетей, но достаточно надёжна. Провод нейтрали может иметь любую толщину.
• TN-S-схема. Заземляющий провод от корпуса соединяется с нейтралью перед УЗО, при этом обеспечивается регистрация утечки при пробое на корпус, но с меньшей эффективности, чем в TN-S схеме из-за дополнительного сопротивления провода нейтрали и наличия в ней других токов. Провод нейтрали должен быть даже толще, чем заземляющий по расчётам.
• TN-CS схема. Заземляющий провод проходит некоторое расстояние до нейтрали источника, которая заземлена, а потом соединяется с ней. Этим обеспечивается меньшее влияние посторонних токов в нейтрали на работу УЗО и меньший расход провода в электросети. Провод нейтрали делается немного меньше, чем в предыдущем случае.

Ошибки при монтаже заземления

Сам способ заземления достаточно прост и описан в соответствующем стандарте – там подбирается по мощности приборов толщина проводника, по условиям – глубина, на которую он закладывается в землю и как соединяется с ней. Имеет смысл рассмотреть именно ошибки подключения:

• Монтаж заземляющего провода в приборе до штепселя вилки. Эта ошибка приводится первой, поскольку она самая опасная. Многие путают, что называется защитным заземлением электроустановки и подключением к корпусу, и пытаются реализовать схему заземления непосредственно в корпусе установки. Теоретически, если нейтраль заземлена, к ней подводится заземление корпуса, всё вроде должно работать. Но если подумать, вилку можно воткнуть в розетку двумя способами. В первом всё отлично, во втором на корпус приходит фаза из розетки! И сразу же создаётся опасная ситуация.
• Прямой выход рабочего нулевого провода в заземление через УЗО. Приведёт к постоянному срабатыванию УЗО.
• Установка на заземляющий провод предохранителя, автомата или плавкой вставки. При срабатывании заземления на предохранитель приходит большой ток. При этом он сразу же плавится, и заземление перестаёт функционировать полностью – на корпусе прибора остаётся полная , УЗО на это не среагирует, создаётся опасная ситуация.

О том, как сделать защитное заземление в частном доме и на даче, можно посмотреть на видео:

В процессе эксплуатации электрооборудования возникает необходимость в использовании заземляющих устройств. В зависимости от назначения, может использоваться защитное и рабочее заземление. В первом случае обеспечивается безопасность персонала, работающего на электроустановках, а во втором случае речь идет о нормальной работе устройств в обычном и аварийном режимах. Оба заземления различаются между собой и не могут быть использованы совместно. Для того чтобы лучше понять назначение и принцип действия, нужно подробнее рассмотреть каждое из них.

Что называется защитным заземлением

Устройств защитного заземления выполняется путем преднамеренного электрического соединения с землей металлических частей, к которым не подведен электрический ток и которые могут неожиданно оказаться под напряжением.

Главной функцией защитного заземления считается надежная защита людей от поражения током в случае соприкосновения с металлическими нетоковедущими частями, которые оказываются под напряжением по разным причинам, в основном, из-за повреждения изоляции.

Защитное заземление не следует путать с , рабочим и повторным заземлением, нулевым защитным проводником. Его действие в первую очередь направлено на снижение до безопасного значения напряжений шага и прикосновения, образующихся при замыкании на корпус. Это достигается снижением потенциала заземленного оборудования за счет уменьшения сопротивления заземляющего устройства. Одновременно выравниваются потенциалы основания, где находится человек и самого заземленного оборудования.

Защитное заземление используется в следующих областях:

• В , напряжением до 1 кВ с .
• В однофазных двухпроводных сетях переменного тока, изолированных от земли, с напряжением до 1 кВ.
• В двухпроводных сетях постоянного тока, в которых изолирована средняя точка обмоток источника тока.
• В сетях переменного и постоянного тока с любыми режимами обмоток источника тока при напряжении более 1 кВ.

Непосредственное соприкосновение с землей или ее эквивалентом осуществляется с помощью заземлителей. Они разделяются на два основных типа:

1. Искусственные заземлители. Применяются только в целях заземления. Они изготавливаются из различных стальных конструкций и не должны окрашиваться. Для защиты от коррозии может использоваться оцинкованное покрытие, увеличенное количество заземлителей, специальная электрическая защита. В некоторых случаях в качестве заземлителя может использоваться электропроводящий бетон.
2. Естественные заземлители. С этой целью используются электропроводящие части сетей и коммуникаций в зданиях и сооружениях, находящиеся в соприкосновении с землей. Заземление электроустановок рекомендуется выполнять в первую очередь из естественных заземлителей. Следует использовать трубы водопровода и системы отопления, конструкции зданий и сооружений из металла и железобетона, рельсовые пути, свинцовые оболочки кабелей и т.д. Нельзя использовать трубопроводы, по которым подаются горючие жидкости, газы или смеси.

Что называется рабочим заземлением

Рабочим заземлением считается преднамеренное соединение с землей определенных точек, имеющихся в электрических цепях. В первую очередь, это нейтральные точки генераторных и трансформаторных обмоток. В качестве соединений применяются надежные проводники, а также специальное оборудование в виде пробивных предохранителей, разрядников, резисторов и т.д.

Главным предназначением рабочего заземления является создание препятствий сбоям и замыканиям, поддержание системы в случае возникновения аварийной ситуации. Под его воздействием происходит снижение электрического напряжения в деталях и частях механизма, непосредственно находящихся под напряжением. Принятые меры способствуют локализации электрических сбоев, их отводу и недопущению дальнейшего распространения.

В соответствии с правилами техники безопасности, запрещается совмещать защитное и рабочее заземление. Это связано с тем, что различные токи помех, например, атмосферные электрические разряды, могут наложиться на токи, протекающие в однопроводных цепях. Это может привести к нарушениям внешних связей устройств и даже повреждениям аппаратуры. Кроме того, подобные совмещения могут сделать неэффективной защиту от напряжения. В случае аварийных ситуаций она будет работать в качестве рабочей или не будет функционировать вообще.

Сопротивление рабочего заземления должно быть не более 4 Ом. Такое ограничение связано с величиной напряжения, возникающего относительно земли на нулевом проводе, в процессе протекания тока замыкания на землю через рабочее заземление. Это особенно актуально при замыкании трансформаторной обмотки высокого напряжения на обмотку низкого напряжения.

Защитные меры в электроустановках. Меры защиты при косвенном прикосновении

Важной мерой, обеспечивающей электробезопасность обслуживающего электроустановки персонала, является защитное заземление или зануление металлических нетоковедущих (конструктивных) частей электроустановок и электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под напряжением относительно земли в аварийных режимах (в случае повреждения изоляции).

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

Заземление подразделяется на:

1. рабочее заземление;
2. защитное заземление.

ПУЭ дают следующие основные определения в отношении заземлений:

Рабочим заземлением называется заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (для обеспечения надлежащей работы установки в нормальных и аварийных режимах).

Рабочее заземление может осуществляться непосредственно или через специальные аппараты (сопротивления, разрядники, реакторы и др.)

Защитным занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется 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.

Нулевой защитный проводник - защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) - проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока.

Заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляющую точку с заземлителем.

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

Напряжение на заземляющем устройстве - напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

Сопротивление заземляющего устройства - отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Заземление служит для превращения замыкания на корпус в замыкание на землю с целью снижения напряжения на корпусе относительно земли до безопасной величины.

Защитное заземление

Основное назначение защитного заземления:

1. устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу или другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки оказавшимся под напряжением.

Защитное заземление применяют в 3 х х фазных сетях до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях выше 1 кВ с любым режимом нейтрали . Принципиальная схема защитного заземления представлена на рис. 4.7.

Рис.4.7. Принципиальные схемы защитного заземления (а) в сети с изолированной нейтралью и (б) в сети с заземленной нейтралью.
1 - корпуса защитного оборудования;
2 - заземлитель защитного заземления;
3 - заземлитель рабочего заземлений нейтрали источника тока; R3 и Ro - сопротивления защитного и рабочего заземлений.

Принцип действия защитного заземления основан на снижении напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землёй до безопасной величины .

Поясним это на примере сети до 1 кВ с изолированной нейтралью.

Если корпус электрооборудования не заземлен и он оказался в контакте с фазой, то прикосновение к такому корпусу человека равносильно прикосновению к фазному проводу. В этом случае ток, проходящий через человека, можно определить по формуле (2.5).

При малом сопротивлении обуви, пола и изоляции проводов относительно земли этот ток может достигать опасных значений.

Если же корпус заземлён, то ток, проходящий через человека при R об = R n = 0, можно определить из следующего выражения:

(4.1)

Это выражение получено следующим путем:

с заземленного корпуса (рис. 4.8) ток стекает в землю через заземлитель (I з ) и через человека (I h ). Общий ток определяется выражением:

где:
R общ - общее сопротивление параллельно соединенных R з и R h :

Рис.4.8. К вопросу о принципе действия защитного заземления в сети с изолированной нейтралью.

Из схемы на рис. 4.8

I h ×R h =I з R з = I общ ×R общ., откуда ток через тело человека будет:

выполнив простейшие преобразования получим выражение (4.1).

При малом R з по сравнению с R h и R из это выражение упрощается:

(4.2)

где:
R з - сопротивление заземления корпуса, Ом

При R з = 4 Ом, R h =1000 Ом, R из =4500 Ом, ток через тело человека будет:

Такой ток безопасен для человека.

Напряжение прикосновения в этом случае будет также незначительно:

U пр =I h ×R h = 0,00058×1000=0,58 В

Чем меньше R з - тем лучше используются зашитные свойства защитного заземления.