В чем разница между заземлением и занулением?

Чем отличается заземление от зануления

Современная трёхфазная электропроводка выполнена по пятипроводной схеме, а однофазная по трёхпроводной. В этих схемах зануление и заземление выполнены отдельными проводами, следовательно, они выполняют разные функции. Для того чтобы правильно использовать эти проводники необходимо знать, чем отличается заземление от зануления.

Определение из нормативных документов

В «библии» электромонтёров Правилах Устройства Электроустановок п.п.1.7.28-1.7.31 даётся чёткое определение, что считается заземлением, а что занулением электрооборудования.

Однако формулировки, используемые в этом и других документах, являются сложными для людей, не связанных с электричеством. Для лучшего понимания материала статьи можно объяснить, что такое заземление и зануление простыми словами.

Что такое зануление

Все жилые районы и большинство промышленных предприятий подключены к понижающим трансформаторам, вторичные обмотки которых соединены в » звезду » и подключены к контуру заземления без разрывов и переключателей. Такая схема электропитания называется » с глухозаземлённой нейтралью «.

От таких подстанций отходит четыре провода — три фазных от концов обмоток и нейтраль, или нулевой проводник, от средней точки звезды. Занулением является соединение металлических корпусов электроприборов с нейтралью трансформатора или с нулевым проводником в однофазной сети 220В.

Согласно ПУЭ п.1.7.31 защитным занулением это подключение будет в том случае, если оно выполнено для повышения электробезопасности, а не по требованиям технологии или иным причинам.

Информация! Если нулевой проводник, присоединённый к контуру заземления или глухозаземлённой нейтрали, используется только для защиты, то его можно назвать «защитнное заземление».

Что такое заземление

Заземление — это подключение корпуса оборудования к контуру заземления. Такой контур может находиться возле здания или на трансформаторной подстанции. В последнем случае электропитание осуществляется по пятипроводной схеме, с дополнительным заземляющим проводом РЕ.

Соединение оборудования с заземлителями может осуществляться с двумя целями:

  • Защитное заземление. Производится для предотвращения электротравм. Определение даётся в ПУЭ п.1.7.29.
  • Рабочее (функциональное) заземление. Используется для работы электрооборудования, описывается в ПУЭ п.1.7.30.
Информация! Соединение заземления с нейтралью в трансформаторной подстанции или во вводном щитке даёт возможность также называть его «защитным занулением».

Для чего применяют заземление и зануление

С точки зрения электротехники эти проводники являются равнозначными и основное отличие заземления от зануления заключается в назначении таких проводов.

Зачем необходимо заземление

Прикосновение к элементам, находящимся под напряжением сети, может быть опасным для здоровья. В исправном оборудовании корпус отделён от токоведущих частей при помощи изоляционных материалов.

При разрушении изоляции на металлических частях корпуса появляется высокое напряжение и если оборудование не подключено к контуру заземления контакт человека с оборудованием приведёт к поражению электрическим током.

Наличие заземления обеспечивает отсутствие разности потенциалов между оборудованием с повреждённой изоляцией и заземлёнными элементами здания. При этом происходит срабатывание дифференциальной защиты и, при коротком замыкании на корпус, отключению автоматического выключателя.

Рабочее и защитное зануление

Соединение оборудования с нейтралью есть двух видов:

  • Защитное. Предназначено для отключения питания при нарушении изоляции. При этом возникает короткое замыкание между элементами, подключёнными к фазным проводам, и занулённым корпусом. Это вызывает повышение тока в сети выше уставки соответствующего автоматического выключателя.
  • Рабочее. Используется для получения однофазного напряжения в трёхфазной сети. В данной схеме нейтраль подключается не к корпусу, а к нулевой шине электросхемы или щита.

Схема подключения

Схемы подключения заземления и зануления отличаются в зависимости от назначения.

Защитное заземление должно подключаться к электроприборам без выключателей и разъединителей. Для этого используется отдельный пятый проводник РЕ в подходящем кабеле. Второй конец этого кабеля присоединяется к глухозаземлённой нейтрали понижающего трансформатора в схемах электроснабжения TN-S.

Защитное зануление предполагает присоединение корпусов оборудования к нейтральному проводнику ДО вводного автомата и в таком виде практически не используется.

Для использования защитного зануления точку соединения с нейтралью необходимо дополнительно заземлять. При этом морально устаревшая схема электроснабжения TN-C преобразовывается в более современную схему TN-C-S.

Рабочее зануление выполняется путём установки в электрощите нулевой шины N. К ней присоединяются нулевые провода отдельных линий при монтаже однофазных автоматов и нейтраль однофазных потребителей в трёхфазной сети.

Принцип работы заземления и зануления

Основная задача защитного заземления и защитного зануления одинаковая — предотвратить электротравму человека при повреждении изоляции между элементами, находящимися под напряжением и металлическим корпусом оборудования.

Однако эти приспособления выполняют свои функции по-разному и главное, чем отличается зануление от заземления это способом защиты и используемой защитной аппаратуры.

Принцип работы заземления

Для поражения электрическим током необходима разность потенциалов между корпусом оборудования и поверхностью, на которой стоит человек. Обычно это заземлённый пол или сантехника. При повреждении изоляции заземляющий провод отводит высокое напряжение в землю и шунтирует тело человека.

Согласно нормам ПУЭ п.1.8.39 сопротивление контура заземления должно быть не более 4 Ом, что многократно превышает сопротивление тела человека, даже если контакт был произведён мокрыми руками.

В результате ток, протекающий через организм, становится намного меньше величины, при которой он начинает ощущаться как лёгкое покалывание.

Ток, протекающий через заземляющий провод, называется ток утечки и его появление приводит к срабатыванию дифференциальной защиты, а при его увеличении выше уставки автоматического выключателя происходит аварийное отключение автомата линии.

Принцип работы зануления

Зануление является менее надёжной защитой и предназначено для отключения линии в аварийных ситуациях защитным автоматом. Это защитное устройство сработает только при коротком замыкании между внутренней частью электрооборудования и корпусом.

Фактически, нулевой проводник в сетях с глухозаземлённой нейтралью выполняет две функции — заземления и зануления и является совмещённым проводом PEN, однако его сопротивление не нормируется и разность потенциалов между занулённым корпусом и заземлёнными элементами здания может достигать значительной величины, особенно если линия проложена тонким проводом и имеет значительную протяжённость и сопротивление.

Подходящий к квартире или частному дому однофазный двухжильный кабель кроме двухполюсного автомата проходит через дифреле, которое не отключает питание при нарушении изоляции. Такая защита сработает только при прикосновении к корпусу оборудования с повреждённой изоляцией.

В чем практическая разница между заземлением и занулением

Если заземляющий и нейтральный проводники оба проходят от потребителя к глухозаземлённой нейтрали трансформаторной подстанции, где подключаются к контуру заземления, то возможно не имеет значения, как их использовать?

Несмотря на то, что с точки зрения электротехники эти проводники равнозначные, отличия в монтаже делают недопустимым произвольное подключение земли и ноля в щитке и к электроприборам. Согласно ПУЭ, у каждого из этих проводов свои требования и область применения:

  • Заземление. Используется для того, чтобы обеспечить отсутствие напряжения на корпусе электроприбора. При нарушении изоляции напряжение по заземляющему проводнику отводится в землю, при этом появляется ток утечки. Если его величина превышает 30мА, то срабатывает УЗО или дифавтомат, установленные в электрощитке. Заземляющий провод должен проходить от контура заземления до розетки или корпуса оборудования без автоматов или выключателей без контакта с нейтралью.
  • Зануление. Согласно ПУЭ п.1.7.132 использовать подключение к рабочему нулевому проводнику для защиты от поражения электричеством запрещено, поэтому зануление применяется для разделения трёхфазного электропитания на три однофазных линии. Для подключения к нейтрали корпуса оборудования необходимо выполнить отвод от нулевого провода с дополнительным заземлением места разделения. В этом случае дополнительный провод считается заземляющим.
Заземление и зануление служат для защиты человека от поражения электрическим током. Основное отличие зануления от заземления в том что они по разному осуществляют эту защиту. Заземление обеспечивает безопасность путем снижения напряжения прикосновения до безопасной величины (электрический ток уходит в землю). Зануление — путем отключения поврежденного оборудования от сети.

Что лучше

Главное, чем отличается заземление от зануления, это надёжностью защиты от поражения электрическим током. По нейтральному проводу протекает электрический ток, что может привести к разрушению мест соединений и подгоранию контактов автоматов и рубильников.

Согласно ПУЭ, нулевой проводник должен отключаться одновременно с фазным, но это не гарантирует одновременного включения контактов выключателя. В этом случае на корпусе занулённого электроприбора через электросхему появится фазное напряжение.

В отличие от защитного заземления, установленное в схеме зануления УЗО будет отключать питание только в случае попадания человека под напряжение.

Ток утечки, протекающий через повреждённую изоляцию и зануление, вызовет только срабатывание автоматического выключателя при коротком замыкании. Незначительный ток может привести к полному разрушению электроприбора и его возгоранию.

Опасность зануления в быту

Для защиты от поражения электрическим током применяются два вида защит — заземление и зануление. В чем разница между ними понимают не все электромонтёры, а тем более домашние мастера.

Поэтому при монтаже электропроводки иногда вместо заземляющего провода используется подключение к нейтрали. Выполнить эту работу по всем нормам ПУЭ, описанным в главе 1.7, затруднительно и вместо этого просто производится соединение нейтральной и заземляющей шин в электрощитке после вводного автомата или даже в розетке.

Такое зануление выполняет свои защитные функции до тех пор, пока нейтральный проводник сохраняет свою целостность на всем протяжении. При аварийных ситуациях на заземляющих клеммах и корпусах электроприборов гарантировано появляется напряжение, что может быть опасным для жизни.

Поэтому использование рабочего нулевого проводника в качестве защитного запрещено нормами ПУЭ.

Вывод

Главное, чем отличается заземление от зануления — это надёжность защиты. В случае подключении корпуса к заземлению высокое напряжение отводится в землю и появляющийся при этом ток утечки вызывает срабатывание дифференциальной защиты. При монтаже зануления отключение производится автоматическим выключателем только в случае короткого замыкания. Поэтому при выборе способа защиты зануление следует устанавливать только при невозможности произвести монтаж заземления.

Заземление и зануление: разбираемся в чем разница

Любая электроустановка должна быть заземлена. Это требование Правил устройства электроустановок (ПУЭ) одинаково распространяется на электроприборы с металлическим и пластиковым корпусом, устройства подключения и коммутации: распределительные и вводные щитки, розетки, выключатели.

Для чего необходимо заземление

Если энергоснабжение в помещении организовано в соответствии с ПУЭ, на входе, в распределительном щитке установлены защитные автоматы.

Эти выключатели срабатывают при превышении установленной силы тока: нагревается биметаллическая пластина, происходит ее деформация, и контакты автомата механически размыкаются.

Важно! Именно для этого, автоматы устанавливаются в разрыв фазного проводника. Нулевая шина может быть подключена напрямую.

Происходит разрыв цепи, находящейся под напряжением, электроустановка (или вся цепь) обесточивается, обеспечивая безопасность. Как это работает на практике, и что такое заземление в данной цепочке?

Заземление, это электрический контакт между линией, специально выделенной в электросети, и реальной (физической) землей. То есть шина заземления имеет электрический контакт с грунтом. Одновременно, любая установка, вырабатывающая или распределяющая электрический ток, соединена нулевым проводом с той же землей.

Мы с вами рассматриваем однофазные сети, в которых для питания используются две линии: ноль и фаза. Трехфазные системы в быту применяются редко, поэтому знание этих систем необходимо лишь профессионалам.

Даже если к вам в дом заведено три фазы (такое встречается в частном секторе), для конечного потребления все равно используется два провода: ноль и фаза.

Допустим, у вашей электроустановки (холодильник, бойлер, стиральная машина), особенно с металлическим корпусом, произошла утечка фазы. То есть, провод под напряжением касается корпуса (отсоединился контакт, нарушена изоляция, протекла вода). Прикоснувшись к электроприбору, вы будете поражены электрическим током. Кроме того, сопротивление в точке касания мизерное, вследствие чего произойдет мгновенный нагрев провода, и возгорание электроприбора.

Читайте также  В чем разница между словами “матрас” и “матрац”

Если ваш бойлер заземлен, электрический ток потечет по пути наименьшего сопротивления, то есть по контуру: фаза — «земля» — нулевая шина. Сила тока спонтанно возрастет, и сработает аварийное отключение в автомате защиты. Никто не пострадает, материальный ущерб не будет нанесен.

Если вы имеете поверхностные знания устройства электроустановок, возникает вопрос: а зачем нужно заземление, если то же самое произойдет между фазным и нулевым проводом? И собственно, чем отличается заземление от зануления?

Разберем ситуацию со схемами

С точки зрения протекания электрического тока, отличия между заземлением от занулением нет. Нулевой провод в любом случае имеет электрический контакт с физической землей.

Соответственно, при замыкании фазы на корпус, произойдет то самое короткое замыкание, и сработает отключение защитного автомата. Разумеется, (при условии правильного подключения: розетка должна иметь третий земляной контакт, как и электроприбор. По этой причине, электрики, нарушая требования Правил устройства электроустановок, часто разводят земляную шину от нулевого контакта вводного щитка.

Представим ситуацию, когда нулевой провод по какой-то причине разорван:

  • потеря контакта по причине коррозии (в старых многоэтажках это рабочая ситуация);
  • механический разрыв кабеля вследствие ремонтных работ с нарушениями технологии (к сожалению, тоже не редкость);
  • несанкционированное вмешательство доморощенного «электрика»;
  • авария на подстанции (возможно отключение только нулевой шины).

На схеме это выглядит следующим образом:

При организации защитного зануления, электрическая цепь между физической «землей» и контактом заземления электроприбора разрывается. Установка становится беззащитной. Кроме того, свободная фаза без нагрузки может создать потенциал, равный входному напряжению на ближайшей подстанции. Как правило, это 600 вольт. Можно представить, какой ущерб будет нанесен включенному в этот момент электрооборудованию. При этом утечки тока на физическую землю нет, и защитный автомат не сработает.

Представьте, что в этот момент, вы одновременно коснетесь фазы (пробой на корпус электроустановки), и металлического предмета, имеющего физическую связь с грунтом (водопроводный кран или батарея отопления). Можно получить поражение электротоком при напряжении 600 вольт.

А теперь посмотрим, в чем разница между заземлением и занулением (на нашей схеме). При разрыве нулевой шины, просто пропадет питание на всех электроустановках в этой цепи. Поражения электротоком не будет, ни при каких обстоятельствах: электрическая цепь между физической землей и контактом заземления электроприборов не нарушена. Здоровье мы уже сохранили. Теперь посмотрим, что произойдет с электроустановками. Максимум ущерба — это перегоревшая лампа накаливания, ближайшая к вводному щитку. Причем неприятность произойдет лишь в случае повышения напряжения на фазном проводе. Сила тока возрастет (согласно закону Ома), сработает автомат защиты, и возможно, остальные электроприборы не пострадают.

Именно по этой причине, ПУЭ жестко предписывают: защитное заземление и зануление электроустановок должно быть организовано независимо друг от друга, с помощью разных линий.

Для справки: Обычно используется цветовая маркировка проводов:

  1. Фаза — коричневого или белого цвета.
  2. Рабочий ноль — синего цвета.
  3. Защитное заземление — желто-зеленая оболочка.

Если у вас жилье современной постройки, значит зануление и заземление выполнено согласно Правилам устройства электроустановок. Это легко проверить, взглянув на вводной кабель в щитке. Кроме того, вы сами можете проверить правильность подключения.

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.

А как быть, если в вашем доме вообще не предусмотрено защитное заземление

Понятное дело, при проведении капитального ремонта, электрики заменят проводку в соответствии с Правилами устройства электроустановок. Как минимум, в вашем вводном щитке появится три независимых провода: фаза, рабочий ноль и защитное заземление. Останется лишь заменить проводку в розеточной сети.

Но капитальный ремонт может быть выполнен через несколько лет, а вы уже сегодня пользуетесь бойлером и стиральной машинкой без заземления, или того хуже — с защитным занулением. Выход один: организовывать заземление самостоятельно. Если вы живете в частном доме — техническая сторона вопроса существенно упрощается. А вот для многоэтажек, стоимость и сложность работ зависит от этажа.

Как вариант — организовать вскладчину с соседями шину заземления, с распаячными коробками на каждой лестничной клетке.

Шина должна быть неразъемной до самого ввода в грунт. Вблизи фундамента, желательно не в дорожном покрытии, а на клумбе, организуется контур заземления согласно Правилам устройства электроустановок. Каждый жилец подъезда может подключится общей шине и завести «землю» в квартиру. Далее есть два варианта:

  1. Организовать контактную группу заземления в распределительном щитке, и заменить всю электропроводку на трехжильную.
  2. Внутри плинтуса, протянуть земляной кабель под каждую розетку, и завести его в монтажные коробочки.

При любом способе, вы защитите и свои электроприборы, и главное — свое здоровье.

Важно! Как нельзя организовывать защитное заземление

То, что «землю» нельзя брать из рабочего ноля, понятно из нашего материала. Есть любители заземлиться на трубы водоснабжения или отопления. Теоретически – стальная труба имеет связь с грунтом. На практике, по стояку могут быть вставки из полипропиленовых труб, и никакого контакта с «реальной землей» нет.

Кроме того, что вы не получаете надежного заземления, ставятся под удар соседи, которые могут получить удар током, просто взявшись за батарею отопления.

Видео по теме

Основные отличия между занулением и заземлением

Главное требование к любому электробытовому прибору — безопасность эксплуатации. Особенно это касается техники, контактирующей с водой. При отсутствии дополнительной защиты даже небольшая проблема с электропроводкой (прожог изоляционного слоя, пробивка между витками двигателя) опасны. На корпусе неисправного прибора появляется электрический потенциал. В этом случае человека или животное, прикоснувшихся к корпусу, может ударить током. Чтобы избежать этого, разработаны такие способы защиты, как зануление и заземление.

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.

Обратите внимание! Заземление используется исключительно в электросетях с изолированной нейтралью.

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:

  1. Молниезащитные. Отводят импульсные токи, поступающие в систему в результате ударов молнии. Используются в молниеотводах и разрядниках.
  2. Рабочие. Предназначены для поддержания нормальной работоспособности электрических установок. Используются как в обычных, так и в аварийных ситуациях.
  3. Защитные. Защищают людей и животных от поражения током, проходящим по металлическим предметам в случае пробоя фазовых проводников.

Устройства заземления бывают естественными и искусственными:

  1. 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.
  2. 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.

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.).

Читайте также  В чем разница между бандеролью и посылкой

Зануление

Процесс зануления состоит в объединении металлических элементов, не находящихся под напряжением с заземленной нейтралью понижающего источника 3-фазного тока. Также используют заземленный вывод генератора 1-фазного тока. Зануление используется с целью провоцирования короткого замыкания в случае пробоя изоляционного слоя или проникновения тока на нетоковедущий элемент оборудования. Смысл возникновения короткого замыкания в том, что после этого срабатывает автомат-выключатель, перегорают плавкие предохранители или включаются другие защитные средства. Зануление используется в электрических установках с глухозаземленной нейтралью.

Если установить на линию устройство защитного отключения, оно будет срабатывать из-за разницы сил тока на фазе и нуле. Установленный в дополнение к УЗО автомат-выключатель позволит срабатывать обоим устройствам в случае пробоя или же подключать наиболее быстро подключающийся элемент защиты.

При монтаже зануления следует иметь в виду, что короткое замыкание должно приводить к оплавлению предохранителя или отключению выключателя-автомата. Если этого не произойдет, свободное течение тока замыкания по электроцепи станет причиной появления напряжения на всех зануленных предметах, а не только на месте пробоя. Показатель напряжения — произведение сопротивления нуля на ток замыкания, что очень опасно при ударе током живого существа.

Необходимо внимательно следить за исправным состоянием нулевого проводника. При его обрыве возникает напряжение на всех зануленных элементах, поскольку они автоматически входят в контакт с фазой. По этой причине запрещена установка на нулевой проводник любых защитных устройств (помимо выключателей и предохранителей), из-за которых происходит разрыв при срабатывании.

Чтобы снизить опасность удара током при обрыве нулевого проводника, каждые 200 метров линии создаются дополнительные заземления, как и на концевых и вводных опорах. Уровень сопротивления на каждом новом заземлителе не должен быть выше 30 Ом.

Отличие заземления от нуля

Главной разницей между заземлением и занулением является назначение систем. Заземление нужно, чтобы быстро понизить напряжение до приемлемого уровня. Задача зануления — полностью отключить ток на участке, где возник пробой на корпус или другой нетоковедущий элемент. Зануление связано с уменьшением потенциала корпуса в период между замыканием и отключением подачи электричества.

В новостройках зануление не используют. В новых зданиях прокладывают 3-проводный кабель с фазой, нулем и землей (1-фазная система) или 5-проводный кабель (три фазы, ноль и земля) в 3-фазной системе. Чаще всего используется схема TN-S, но встречается и TN-C-S.

Нужно ли делать зануление в квартире

Применять зануление в целях защиты жильцов и электроустановок в квартире не стоит — бывают ситуации, когда холодильник (или другой прибор) занулен, и при этом случается пробой тока. Также нередко встречается некорректно выполненный электромонтаж (электрик ведь мог и перепутать провода и вместо нуля подключил фазу). В таких случаях бытовая техника выходит из строя еще до того, как сработает автомат-выключатель.

Установка устройства защитного отключения, дифференциального автомата или автомата-выключателя необходима только вместе с занулением.

Требования к заземлению и занулению

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

Существует несколько правил, которых следует придерживаться при создании защитной системы:

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

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

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

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

Обратите внимание! Сечения фазного и нулевого проводника должны быть одинаковыми.

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

Создание системы заземления и зануления крайне важно, от этого зависит безопасность людей и сохранение имущества. Поэтому цена ошибки велика. Рекомендуется поручать эту работу только квалифицированным работникам.

В чем разница между заземлением и занулением

При монтаже электросетей в помещениях разного назначения обязательно должна быть предусмотрена защита, предотвращающая возможное поражение человека током. И для этого используется заземление и зануление. Причем далеко не все знают, в чем их разница. Ведь обе они обеспечивают безопасность использования электрических приборов.

По сути, эти два понятия во многом схожи, из-за чего их часто путают, но выполняют они свои функции по-разному. Поэтому постараемся разобраться, что в них общего и чем отличаются.

Заземление

Начнем с разбора каждой системы по отдельности.

Так, заземление – это преднамеренное соединение электрической сети, прибора или оборудования со специальной конструкцией, закопанной в землю посредством нулевого проводника.

По сути, это единая система, соединяющая между собой токопроводящие элементы приборов и оборудования (к примеру, их корпусы), подсоединенные к ним провода, и штыри, закопанные в землю (контур).

Благодаря высокому сопротивлению контура при касании фазного провода на корпус в случае пробоя, большая часть напряжения уходит в землю, и хоть потенциал все же будет оставаться на корпусе, но его значение будет значительно сниженным и неопасным для человека.

Международный стандарт, разработанный МЭК, включает в себя несколько систем заземления, различия между которыми сводится к разным видам заземления источника питания (генератора или трансформаторной подстанции), и заземления открытых участков сети, приборов.

В стандарт входит три системы – TN, TT и IT.

Первая буква индекса указывает на тип заземления источника (T – «земля), получается, что в первых двух системах трансформаторная подстанция подключается к заземляющему контуру.

Что касается третьей (IT), то у нее источник питания заизолирован, либо же подключен к прибору, обеспечивающему высокое сопротивление (I – изоляция).

Вторая буква индекса указывает на тип заземления открытых участков сети. В системе TN (N — нейтраль) эти участки соединены с нейтральным проводником источника, подключенного к заземляющему контуру (глухое заземление нейтрали).

Для соединения оборудования и приборов используются рабочий (N) и защитный (PE) нулевые проводники.

Что касается двух других систем – TT и IT, то второй буквенный индекс указывает на то, что открытые участки сети, оборудование и приборы заземляются своим отдельным контуром.

В свою очередь система TN делится на подсистемы, их три – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Различия между ними сводятся к использованию разных защитных проводников, которыми потребители соединяются с нейтралью источника.

В подсистеме TN-C используется объединенный проводник (PEN), совмещающий в себе и рабочий, и защитный «нуль». Эта подсистема является уже устаревшей, поэтому при укладке новых электросетей она не используется.

Подсистема TN-S отличается тем, что у нее рабочий и защитный «нули» — это разные проводники. То есть, к нейтрали подключается N-проводник, а к заземляющему контуру – PE-проводник, хоть они совмещены на источнике питания.

Третья подсистема – TN-C-S является промежуточным звеном между первыми двумя подсистемами. У нее от нейтрали отходит PEN-проводник, то есть нулевые проводники объединены, но на определенном участке сети они разделяются и к потребителям подходит отдельно рабочий и защитный «нули». После разделения защитный «нуль» дополнительно заземляется.

Более подробно о системах заземления, их достоинствах и недостатках можно почитать здесь https://elektrikexpert.ru/sistemy-zazemlenij.html.

Требования, выдвигаемые заземлению достаточно серьезные. Ведь оно должно обеспечить отвод опасного напряжения с прибора или оборудования в случае пробоя.

Заземление в обязательном порядке делается для сетей, в которых напряжение выше 42 В переменного тока или 110 В – постоянного тока.

Поэтому при проектировании должны правильно подбираться части сети и оборудования, которые подлежат обязательному заземлению, осуществляться контроль за тем, чтобы заземляющая цепь нигде не прерывалась.

Серьезно подходят и к выбору проводников, их сечение должно обеспечивать соответствующую пропускную способность.

Все требования, которые выдвигаются системам заземления прописаны в ПУЭ (Правила устройства электроустановок).

Зануление

А теперь по занулению. В определении этого термина указывается, что зануление – преднамеренное соединение токопроводящих, но не находящихся под напряжением, элементов приборов и оборудования с глухозаземленной нейтралью (трехфазные трансформаторы), выводом источника тока (однофазный трансформатор), средней точкой источника, подающего постоянный ток.

То есть, корпус любого прибора, подключенного к сети, должен быть дополнительно соединен с нейтралью источника питания.

Для систем TT и IT зануление не применяется, поскольку для заземления потребителей используется отдельный контур.

Для создания зануления используется нулевой защитный проводник (PE), который соединяется с нейтралью источника.

Но в ПУЭ сразу же дается пояснение, что в качестве защитного проводника может использоваться и рабочий (N), что подразумевает, что для создания зануления может использоваться и PEN-проводник.

В чем их отличие?

Получается, что зануление, по сути, это то же заземление, сделанное по системе ТN, но если рассматривать более подробно, то разница между ними есть.

Первое, это то, что при заземлении совмещенный нулевой PEN-проводник (системы TN-C и TN-C-S) и PE-проводник (система TN-S) выступают в качестве посредника между приборами и заземляющим контуром трансформатора.

То есть, имеется источник питания, возле которого закопан контур и вместе они соединены.

Проводка от источника идет на потребитель (помещение), где она разветвляется, чтобы обеспечить запитку всех электроприборов и оборудования.

Чтобы заземлить эти приборы (обеспечить защиту), используется та же проводка, а именно нулевые проводники, и контур трансформатора.

А вот при занулении выполняется соединение не с контуром, а непосредственно с нейтральным проводником трансформатора.

А поскольку в обоих случаях используется один проводник — нулевой (в совмещенном – PEN-проводник, в разделенном – РЕ-проводник), то в конструктивном плане заземление и зануление – одно и то же.

Второе, каждый из них работает по-разному, хоть и конструкция – одинакова.

В случае с заземлением, при появлении опасного потенциала на незакрытых участках сети, он будет отводиться в землю посредством заземляющего контура, обладающего высоким сопротивлением.

Зануление же работает с точностью до наоборот. При соприкосновении фазы с корпусом, подключенным к нулевому проводнику, происходит резкое возрастание силы тока в следствие малого сопротивления, то есть происходит короткое замыкание, в результате которого срабатывают автоматические выключатели, устройства защитного отключения, либо же плавятся предохранители.

Читайте также  Разница между открытой и закрытой камерой сгорания

Вот и получается, что заземление и зануление в техническом плане – одно и то же, но обеспечивают они защиту по-разному.

В целом же, обе они направлены на обеспечение максимальной защиты человека от возможного поражения электрическим током при пробое фазы на нуль, и дополняют друг друга.

Особенности создания заземления и зануления

Теперь о том, как все выглядит на деле. При создании подсистемы TN-C-S совмещенный нулевой проводник (PEN) тянется от трансформатора к помещению.

В вводном распределительном устройстве (ВРУ) происходит разделение его на N и PE-проводники. На конечный потребитель при этом доходит три провода – фаза, рабочий и защитный нули.

При подключении прибора получается, что посредством PE-проводника он соединяется с PEN-проводником, который является и соединителем с заземляющим контуром, и глухозаземленной нейтралью.

Примерно то же происходит и в подсистеме TN-S с той лишь разницей, что заземление и зануление осуществляется разделенными нулевыми проводниками.

То есть в этих двух подсистемах создавая заземление, автоматически выполняется и зануление.

А вот в системе TN-C этого не происходит. Дело в том, что в ней используется PEN-проводник, который не расщепляется на вводе.

Получается, что к конечному потребителю доходит только два провода – фаза и рабочий ноль, а защитного РЕ-проводника – нет, по сути, конечный потребитель не заземлен.

Поэтому и создается зануление – соединение корпусов потребителей с нулевым рабочим проводником.

Если в вышеуказанных подсистемах создавая заземление сразу же появляется и зануление, то в этой его приходится создавать отдельно.

В данном случае зануление является альтернативой заземлению, чтобы обеспечить хоть какую-то защиту.

Поэтому TN-C считается устаревшей, поскольку она не обеспечивает должную безопасность.

Часто возникает вопрос – зачем вообще нужно зануление, ведь заземления считается более безопасной системой.

Моделируем ситуацию: произошел пробой фазы на корпус. Заземление обеспечило отвод большей части напряжения в землю, но часть его все же осталась на корпусе, при этом произойдет повышение значения тока, хоть и незначительно.

Это не опасно для человека, но может привести к неприятным последствиям. Поскольку из-за отсутствия зануления не произойдет сильного скачка тока, то защитные средства просто не сработают, и поврежденный участок не отключиться.

В результате возможно повреждение оборудования или участка электросети, возникновение пожара.

Получается, что зануление и заземление дополняют друг друга, первый делает отключение поврежденного участка цепи, а второй нейтрализует негативные последствия возникшего КЗ в сети, обеспечивая максимально возможную защиту от поражения электрически током.

Часто указывается, что в системах TN-S и TN-C-S зануление не делается. И это так, но только частично. Ведь согласно изложенному, создавая заземление, делаем сразу и зануление. И только у TN-C зануление – отдельный вид работ.

Отсюда можно сразу и судить, где используется зануление, а где нет. Присутствует оно везде, где используется система TN. Но если в старых постройках его приходилось создавать отдельно, то в новых зданиях оно делается в процессе монтажа заземления.

Электробезопасность: в чём разница между заземлением и занулением

Некоторые аспекты электробезопасности не вполне понятны обывателю, а ведь именно это отличает его от профессионала, имеющего допуск к монтажу электрических сетей. Сегодня поговорим о важнейших составляющих любой системы электрификации — заземлении и занулении.

Роль зануления в трёхфазной сети

Любая электрическая система построена на трёхфазной сети переменного тока или является её частью. Не углубляясь в теорию слишком сильно, напомним базовые определения работы любой трёхфазной системы.

Между любыми двумя взятыми фазами 50 раз в секунду возникает напряжение 380 В. Конкретно в этот момент времени один из проводников превращается в землю — источник свободных электронов, а другой проводник эти электроны принимает.

Такое же явления возникает и в двух других парах фаз, но разница во времени между тем, как фазы «переключаются», составляет примерно треть от периода колебания в одной из них. Такая схема работы обязана своим появлением наиболее популярному типу электрических машин. Если расположить фазы по окружности в нужном порядке, то возникновение тока в них так же следовало бы по кругу и было бы способно толкать круглый сердечник двигателя. В самом простом варианте электрических соединений все три фазы должны быть соединены в одной точке, при этом в конкретный момент времени в пике мощности будут находиться только две из них.

Основная проблема в том, что сопротивление рабочих элементов (обмоток двигателя или нагревательных спиралей), включённых в каждую из фаз, не могут быть абсолютно равными. Поэтому ток в каждой из трёх цепей всегда будет разным, и это явление нужно каким-то образом компенсировать. Поэтому точку схождения всех трёх фаз присоединяют к земле, чтобы уводить в неё остаточный электрический потенциал.

Как работает заземляющий контур

Любой подъезд многоэтажного дома можно смоделировать по той же схеме. Но квартиры, распределенные по трём имеющимся фазам, потребляют электричество как попало, при чём это потребление постоянно меняется. Конечно, в среднем в точке подключения домового кабеля в распределительном пункте (РП) разница в токах на фазах составляет не более 5% от номинальной нагрузки. Однако в редких случаях это отклонение может быть выше 20%, и такое явление сулит серьёзные проблемы.

Если на мгновение представить, что электрический стояк, а точнее, его рамная часть, на которую прикручены все нулевые провода, оказался изолированным от земли, столь высокая разница между потреблением квартир на разных фазах выливается в следующую закономерность:

  1. На наиболее нагруженной фазе происходит падение напряжения соразмерно нагрузке.
  2. На оставшихся фазах это напряжение, соответственно, возрастает.

Нулевой провод, соединённый с контуром заземления, служит запасным источником электронов как раз на такой случай. Он помогает устранить асимметрию нагрузок и избежать появления перенапряжений на смежных ветках трёхфазной цепи.

Отличие заземления от зануления

Если во время работы отдельно взятой пары фаз нагрузка на них не будет одинаковой, в точке схождения непременно возникнет положительный электрический потенциал. То есть, если при обрыве заземляющего контура человек возьмётся за корпус подъездного щитка, его ударит током, и сила этого удара будет зависеть от степени асимметрии нагрузок.

Большинство электрических машин сконструированы таким образом, чтобы нагрузки распределялись по всем трём фазам равномерно, ведь иначе одни проводники будут нагреваться и изнашиваться быстрее других. Поэтому точку соединения фаз в некоторых устройствах выводят в отдельный четвёртый контакт, к которому подсоединяется нулевой проводник.

И вот здесь вопрос: где взять этот самый нулевой проводник? Если вы обратите внимание на столбы высоковольтных ЛЭП, на них присутствует только три провода, то есть три фазы. И для транспортировки электроэнергии этого вполне достаточно, ведь все трансформаторы на понижающих подстанциях имеют симметричную нагрузку на обмотках и заземляются каждый независимо от других.

А появляется этот четвёртый проводник на самых последних трансформаторных подстанциях (ТП) в цепочке преобразований, там, где 6 или 10 кВ превращаются в привычные нам 220/380 В, и возникает неиллюзорная вероятность асинхронной нагрузки. В этом месте начала трёх обмоток трансформатора соединяются и подключаются к общей системе заземления и от этой точки берёт своё начало четвёртый, нулевой провод.

И теперь мы понимаем, что заземление — это система стержней, погруженных в грунт, а зануление — это вынужденное присоединение средней точки к заземлению для устранения опасного потенциала и асимметрии. Соответственно, нулевой проводник — подсоединённый к точке зануления или ближе, а провод защитного заземления — подключённый непосредственно к самому заземляющему контуру.

Типы систем заземления

Вы замечали, что нулевой провод в трёхфазном кабеле имеет меньшее сечение, чем остальные? Это вполне объяснимо, ведь на него ложится не вся нагрузка, а только разница токов между фазами. Хотя бы один контур заземления в сети должен быть, и обычно он находится рядом с источником тока: трансформатор на подстанции. Здесь система требует обязательного зануления, но при этом нулевой проводник перестаёт быть защитным: что бывает, если в ТП «отгорел ноль», знакомо многим. По этой причине заземляющих контуров по всей протяжённости ЛЭП может быть несколько, и обычно так оно и есть.

Конечно, повторное зануление, в отличие от заземления, вовсе не обязательно, но зачастую крайне полезно. По тому, в каком месте выполняется общее и повторные зануления трехфазной сети, различают несколько типов систем.

В системах под названием I-T или T-T защитный проводник всегда берётся независимо от источника, для этого у потребителя устраивается собственный контур. Даже если источник имеет свою точку заземления, к которой подключен нулевой проводник, защитной функции последний не имеет, и с защитным контуром потребителя никак не контактирует.

Системы без заземления на стороне потребителя более распространены. В них защитный проводник передаётся от источника потребителю, в том числе и посредством нулевого провода. Обозначаются такие схемы приставкой TN и одним из трёх постфиксов:

  1. TN-C: защитный и нулевой проводник совмещены, все заземляющие контакты на розетках подключаются к нулевому проводу.
  2. TN-S: защитный и нулевой проводник нигде не контактируют, но могут подключаться к одному и тому же контуру.
  3. TN-C-S: защитный проводник следует от самого источника тока, но там всё равно соединяется с нулевым проводом.

Ключевые моменты электромонтажа

Итак, чем вся эта информация может быть полезна на практике? Схемы с собственным заземлением потребителя, естественно, предпочтительны, но иногда их технически невозможно реализовать, например, в квартирах высоток или на скальном грунте. Вы должны знать, что при совмещении нулевого и защитного проводника в одном проводе (называемом PEN) безопасность людей не ставится в приоритет, а потому оборудование, с которым контактируют люди, должно иметь дифференциальную защиту.

И здесь начинающие монтажники допускают целый ворох ошибок, неправильно определяя тип системы заземления/зануления и, соответственно, неверно подключают УЗО. В системах с совмещённым проводником УЗО может устанавливаться в любой точке, но обязательно после места совмещения. Эта ошибка часто возникает в работе с системами TN-C и TN-C-S, а особенно часто, если в таких системах нулевой и защитный проводники не имеют соответствующей маркировки.

Поэтому никогда не используйте жёлто-зелёные провода там, где в этом нет необходимости. Всегда заземляйте металлические шкафы и корпуса оборудования, но только не совмещённым PEN-проводником, на котором при обрыве нуля возникает опасный потенциал, а защитным проводом PE, который подключается к собственному контуру.

Кстати, при наличии собственного контура на него выполнять незащищённое зануление очень и очень не рекомендуется, если только это не контур вашей собственной подстанции или генератора. Дело в том, что при обрыве нуля вся разница асинхронной нагрузки в общегородской сети (а это может быть несколько сотен ампер) проследует в землю через ваш контур, раскаляя соединяющий провод до бела.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: