Заземление: определение понятия, для чего нужно, как работает

О заземлении простыми словами

Само понятие «заземление» происходит от слова «земля», то есть почва или земля, цель которых — служить стоком для опасных токов, протекающих по специально организованной цепи. Для его образования требуется неразрывное соединение всех частей системы защиты, которое начинается от точки соприкосновения корпуса заземляющего элемента и заканчивается погруженным в землю элементом заземляющего устройства (ЗЗ).

Внешнее заземляющее кольцо частного дома (слева). Внутреннее заземление (справа), заземляющий провод обозначен пунктирной линией.

Согласно определениям, приведенным в технической документации, заземление — это преднамеренное электрическое соединение металлических корпусов агрегатов с помощью специальной цепи заземления. На основании рассмотренных фактов можно сделать вывод, что заземлением называется преднамеренный электрический контакт защищаемого оборудования с землей.

Назначение заземления

Заземляющие устройства (ЗУ) представляют собой комбинацию заземляющего проводника и заземляющих проводов, которые соединяют электрические системы, электрические устройства и машины с землей. Зарядное устройство помогает создать надежные соединения для разряда напряжения от постоянно находящихся под напряжением элементов. Причинами этого могут быть:

• мощные молнии;
• возникновение вторичной индукции, вызванной очень близкими активными частями;
• удаление потенциала за пределами внешнего ограждения здания или электрической системы.

В угольных шахтах, реках и водохранилищах, а также других искусственных или природных объектах с аналогичными свойствами роль земли играет вода или почва.

Требования к заземлению

Разобравшись, что такое определение самого понятия заземления, можно переходить к тем категориям и нормам, которые вводятся действующими стандартами. Согласно ПУЭ к заземляющему устройству в основном предъявляются следующие требования:

• назначение зарядного устройства — эффективно отводить опасные токи в земле, для чего в их конструкции предусмотрен целый набор проводников и металлических стержней;
• все части электросистемы, в том числе металлические дверцы распределительных щитов, подлежат заземлению;
• общее контактное сопротивление контактов в системе заземления не должно превышать 4-30 Ом;
• при размещении его в распределенных нагрузках необходимо использовать систему выравнивания потенциалов (ее цель — исключить неравномерное распределение напряжений).

Дополнительная информация: Поскольку основное назначение заземления — обеспечение безопасности персонала, работающего с оборудованием, при его эксплуатации особое внимание уделяется надежности его работы.

Качество его работы обеспечивается целым рядом периодически проводимых профилактических мероприятий и обследований.

Принцип работы заземления

Когда вы ознакомитесь с определением систем заземления и их требованиями, вам необходимо понять, что такое заземление и для чего оно предназначено. Для этого в первую очередь следует знать, что ноги человека всегда в той или иной степени касаются земли через железобетонный пол.

Когда человек касается корпуса оборудования, находящегося под воздействием высокого потенциала, ток течет через его тело и ноги в землю, то есть является звеном в этой цепи.

Примечание: даже малые токи опасны для человека и, если они достигнут значения 100 мА, возможен летальный исход.

Чтобы понять, как работает система заземления, следует отметить, что корпус электрооборудования заземлен (заземлен) через серию металлических проводов и штырей. Благодаря такому продуманному подключению критический потенциал для человека снижается до безопасного уровня. В этом случае аварийные токи «текут» через заземленный корпус на землю, минуя тело человека.

Функции и отличия

Заземление имеет широкий спектр целей, и основной принцип защитного заземления заключается в отводе электрического тока в землю с металлических поверхностей электрических устройств. Рассмотрим, для каких целей используется защитное заземление и чем оно отличается от обычного заземления ?

Основная функция обычного, так называемого рабочего заземления — защита электроприборов от нестабильной работы и сбоев, а также предотвращение нештатных ситуаций, таких как короткое замыкание.

Основная функция ЗАЩИТА ЗАЗЕМЛЕНИЯ — защита человека в аварийной ситуации, когда высока вероятность поражения электрическим током при контакте с металлическими частями электроприборов.

Также этот тип подключения:

• соответствует правилам ПУЭ (правила электромонтажа);
• снижает помехи в работе электрооборудования;
• это отличная защита здания от молнии.

В современном доме / квартире просто необходимо провести работы по прокладке заземляющего кабеля и подключению его к общему «контуру заземления». Это связано с тем, что современные бытовые приборы имеют серьезные показатели мощности, они способны потреблять большое количество энергии, а их части тела, как правило, сделаны из металлов, которые, как известно, хорошо проводят электрический ток. Отсутствие цепи заземления может иметь серьезные последствия, особенно при установке такого оборудования, как:

• стиральные машины;
• холодильники;
• электрическая плитка;
• водонагреватели и бойлеры;
• микроволновая печь.

Прямое подключение через такую ​​цепь предотвращает появление высокого напряжения на поверхностях этих электроприборов и снижает количество помех, возникающих во время работы этого оборудования.

Из чего состоит конструкция заземляющего устройства

Во-первых, вам следует ознакомиться с теми элементами, которые являются частью его дизайна. Типичный контур заземления представляет собой конструкцию из трех стальных заземляющих электродов, вбитых в землю по углам траншеи, вырытой на глубине примерно 0,7-0,8 метра. Заземлители могут быть угловыми стальными или медными стержнями.

Длина погруженной в землю части заземляющих стержней должна быть не менее 2,5 метров. Точные значения этих параметров подбираются с учетом характера почвы в месте расположения контура и климатических условий местности. Подробнее о контуре заземления и его установке вы можете узнать в нашей статье «Контур заземления, что это такое и как он работает».

Части стальных заготовок, выступающие из земли на 10-15 см, сваривают между собой металлическими пластинами шириной 40 мм (толщиной не менее 4 мм). Вверху одного из вертикальных электродов расположена зона контакта в виде приваренного к нему болта с резьбой. На нем с помощью гайки закрепляется конец медной шины, отходящий от корпуса заземляемого устройства, поперечное сечение которого должно быть не менее 6 мм2.

Дополнительная информация: это соединение иногда припаяно для уменьшения сопротивления цепи стока аварийного тока.

Внешнее заземляющее кольцо

По окончании основных работ траншею с помещенной в нее конструкцией засыпают забракованной ранее землей, из которой удаляются ненужные камни и мусор.

Согласно требованиям ПУЭ, любая система заземления должна соответствовать техническим нормам по максимально допустимому сопротивлению току утечки. Его значение должно быть:

1. менее 8 Ом в промышленных сетях с фазным напряжением 220/127 Вольт;
2. менее 4 Ом для линейного напряжения 380 вольт;
3. в домашних сетях не более 30 Ом (этот показатель считается максимально допустимым).

Медный проводник, проложенный конструкцией зарядного устройства, закрепляется вторым концом на специальной планке, установленной на электрощите объекта (в частности, в доме). Она называется основной шиной заземления (ГЗШ) и предназначена для сборки всех защитных проводов в одном месте. От него отходят медные проводники напрямую к потребителям (через розетки к корпусам приборов).

Заземляющая цепь в квартирах и частных домах

Не все знают, что когда одна и та же микроволновая печь работает без «заземления», возникает множество помех, которые отрицательно влияют на человеческий организм. А в случае установки стиральной машины такие «контуры» безопасности крайне необходимы, так как при поломке агрегата и появлении протечек риск поражения электрическим током для человека значительно возрастает!

Поэтому на большинстве устройств этого класса часто есть отметка на корпусе или в инструкции о необходимости подключения к цепи заземления, часто без указания типа заземления. Лучше еще раз перестраховаться и подключить такую ​​технику через отдельный вывод на корпусе, особенно если не указан способ заземления.

Современные бытовые приборы специально предназначены для работы с розетками, имеющими «заземленную» розетку, но розетки, установленные в домах, не всегда включаются в эту розетку. Особенно это актуально для старых построек, без модернизированной электропроводки. Это связано с тем, что при строительстве зданий (до 1998 г.) действовали совершенно разные ГОСТы, нормы и правила проведения электрических цепей, а у населения не было мощного электрооборудования, требующего отдельного заземления.

Однако позже ситуация изменилась, и в распределительных щитах здания появились заземлители. В частных домах ситуация немного иная, цепь заземления может быть установлена, а может и вовсе отсутствовать, все зависит от того, позаботились ли собственник или строительная компания о прокладке электропроводки, соответствующей всем необходимым стандартам, или нет.

Виды заземлений

Электропроводка и заземление в зданиях могут быть разных типов:

• тип TN-C (нейтраль, соединенная с землей), подача напряжения по двум проводам, один из которых нейтраль, а второй под напряжением, БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, должны быть проложены (возможно только в частном доме);
• тип TN-S (используется трехполюсный кабель) — НАЛИЧИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, возможно, потребуется провести проводку с заземлением в помещении;
• тип TN-CS (используется пятижильный кабель — фаза 3-х проводный, 4-проводный — нейтральный, 5-проводный — защитное заземление, подключение к отдельной шине в экране), НАЛИЧИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ, может потребоваться подключение с земля в комнате.

Основные различия между системами TN-C и системами TN-S (TN-CS) заключаются в наличии отдельного заземляющего провода в системе TN-S (TN-CS), в то время как архаичные системы TN-C не имеют отдельного заземления, делается вместе с нулем.

Защитное заземление

Основное назначение защитного заземления (PE) — защитить обслуживающий персонал от поражения электрическим током в аварийной ситуации. В случае внезапного появления опасного напряжения на нетоковедущей металлической поверхности электроустановок.

Это может произойти из-за обрыва изоляции или обрыва провода и контакта с корпусом. В результате человек подвергается воздействию опасного напряжения.

На рисунке ниже представлена ​​схема защитного заземления. Из него понятно устройство и принцип работы ZZ.

Защитное заземление (PE) — это намеренное соединение металлических частей корпуса оборудования с землей, заземляющим проводом или аналогичным устройством. Основная задача — защитить обслуживающий персонал от поражения электрическим током.

Для расчетов нужно знать, сколько Ом должно иметь устройство защиты (зарядное устройство). Его значение при расчете не должно превышать 4 Ом.

Применяется в следующих случаях:

• В трехфазных сетях с изолированной нейтралью переменного напряжения до 1 кВ.
• В однофазных сетях переменного тока.
• В сетях постоянного тока с изолированной серединой обмоток источника тока.
• В сетях переменного и постоянного тока с любым режимом работы обмоток источника на напряжение выше 1 кВ.

Рабочее заземление

Предназначен для обеспечения нормальной работы оборудования во всех режимах работы. Это касается и аварийных ситуаций.

Функциональное или функциональное заземление — это заземление точки или точек частей оборудования под напряжением, предназначенное для обеспечения работы электрического оборудования, а не для электробезопасности.

На рисунке ниже представлена ​​схема из учебника рабочего заземления для различных сетей.

Функциональное назначение данной опции — поддержание работы оборудования и защитных устройств в штатном и аварийном режимах. Часто используется для активации специальных устройств.

Это могут быть предохранители, резисторы и т.д. Основная цель функции — предотвратить неисправности, локализовать их и предотвратить их распространение.

Правила техники безопасности запрещают совмещать защитное и рабочее заземление. Это связано с тем, что электрические атмосферные помехи, например, от молниезащиты зданий и сооружений, могут сочетаться с токами сети.

Это может привести к отказу оборудования, такого как компьютеры, сложная электроника и т.д. А также к отказу оборудования.

Кроме того, такая комбинация сделает неэффективной защиту по напряжению. А в экстренном случае вообще перестанет работать.

Металлические стержни используются в качестве заземляющих проводов. Их должно быть не менее двух и расстояние между ними 1м.

В этом случае необходимо соблюдать следующие правила, определенные ПУЭ:

1. Ни в коем случае не используйте трубы как рабочую площадку.
2. запрещается выводить кабель наружу и подключать к шине в не подготовленном для этого месте. Так как плохой контакт не обеспечит надежной защиты, а в процессе эксплуатации он испортится из-за коррозии металла.
3. категорически запрещается подключать оборудование последовательно к шине заземления.
4. запрещается подключать несколько кабелей оборудования к контактной площадке на шине заземления.

На рисунке выше показан пример металлического соединения с электрооборудованием.

Естественное и искусственное заземление

Естественное заземление — это объект или конструкция, которые благодаря своим функциям имеют надежный контакт с землей. В эту категорию входят:

• водопроводные и отопительные трубы проложены прямо в земле;
• любые металлические конструкции и их элементы, имеющие хороший контакт с землей;
• оболочки кабелей для сварки и т.п;
• металлическая ипотека и мужской и женский полюс и т д.

Стоит отметить! В этом случае не требуется особых усилий для организации функционального заземления, так как элементы естественного заземляющего электрода уже готовы для подключения заземляющих проводов.

В ситуации, когда таких систем не найти, приходится позаботиться об установке самодельных запоминающих устройств.

Искусственное заземление — это намеренно установленный электрический контакт между двумя телами, одно из которых является защищаемым устройством, а второе — так называемым «контуром заземления». Этот компонент представляет собой особую распределенную (иногда точечную) конструкцию на основе металлических стержней, помещенных глубоко в землю.

Как правило, в качестве электродов с вертикальным приводом используются стальные прутки диаметром до 12 мм и длиной не менее 2,5 метров. Для устройства горизонтальных перемычек, обеспечивающих электрический контакт между двумя телами, берутся металлические уголки 50х50х6 мм и длиной 2,5-3 метра (их можно заменить на трубы диаметром около 6 мм и более).

Почему бьёт током

Чтобы понять, для чего нужно заземление, давайте сначала попробуем разобраться, в каких случаях и почему нас бьют током. Главное, что необходимо для протекания электрического тока, — это разность потенциалов. Это означает, что если вы встанете на пол и схватитесь руками за оголенный провод или другую токоведущую деталь, ток через ваше тело и пол будет стекать в землю. Переменный ток всего 50 мА уже опасен для человека. А если взять живую часть обеими руками и повиснуть, не касаясь земли, скорее всего, ничего не произойдет, проверять явно не стоит.

Максимальная прочность заземляющих устройств опор ВЛ.

Таким образом, птицы не получают ударов током по проводам. Но вернемся к разговору о заземлении. Как мы уже говорили, корпуса электроприборов заземлены. Что нужно? Электропроводка и другое оборудование, такое как электродвигатели, нагревательные элементы и т.д., в нормальном состоянии не имеют фазового контакта с корпусом устройства, металлической трубкой или броней кабеля. Но в случае неисправности ступень могла оказаться случайной. Это может произойти при повреждении изоляции обмоток двигателей и трансформаторов, нарушении диэлектрического слоя нагревательных элементов, повреждении изоляции соединительных проводов внутри устройства и кабельных линий.

В результате на теле появится опасный потенциал, попросту говоря: тело будет «не в фазе». Если вы коснетесь его босиком на кафельном, бетонном или даже деревянном полу, вас ударит током. В худшем случае это может привести к летальному исходу. Чаще всего такая ситуация возникает из-за частичного выхода из строя ТЭНов стиральных машин, баков подогрева воды, проточных нагревателей. И это особенно заметно при одновременном прикосновении к стиральной машине и трубам воды и отопления, а в случае водонагревателя, когда вы принимаете душ или ванну, вы испытываете шок. Последняя проблема решается организацией системы уравнивания потенциалов (заземление бака и других металлических частей водопровода).

Таким образом, современный электрощит представляет собой сложное устройство с большим набором устройств коммутационной защиты, и наличие заземления обязательно во всех зданиях, построенных или реконструированных после 2003 года. То есть они должны иметь однофазную 3-проводную или трехпроводную проводку. -фазный с 5 проводами. Если хотите высказать свое мнение по основным проблемам, напишите об этом в комментариях.

Для чего нужно в доме

Электричество — неотъемлемая часть жизни человека. Это обеспечивает нам комфортную жизнь и облегчает выполнение многих дел. Но не следует относиться к нему слишком небрежно, поскольку поражение электрическим током может иметь серьезные последствия. Электротравмы могут возникнуть не только из-за незнания и халатности, но и из-за неисправности электроприборов. В таких случаях металлический корпус может быть под напряжением, и человек может получить серьезные травмы при прикосновении. Поэтому нужно обратить внимание на собственное укоренение в частном доме и квартире, чтобы обезопасить себя от травм.

Классификация электрических систем по мерам электробезопасности.

именно для предотвращения таких ситуаций существуют специальные правила электробезопасности, предусматривающие меры защиты. К ним относится заземление. Он подключается в качестве дополнительного проводника к существующей электропроводке и подключается к заземляющему электроду, который монтируется в земле. По этой схеме в аварийных ситуациях электрический ток будет отводиться на землю.

Согласно правилам электроустановок, любое электрооборудование с напряжением 50 В в сети переменного тока и 120 В постоянного тока должно быть заземлено. Если оборудование устанавливается во взрывоопасных зонах, потребуется заземление и при более низких напряжениях. После повреждения изоляции оборудования, например, стиральной машины, его тело будет заряжено энергией, что, безусловно, представляет опасность для тех, кто к нему прикасается. Однако, если корпус заземлен (в доме есть заземление), контактное напряжение будет снижено до безопасного значения из-за тока, протекающего в землю. Человек, прикоснувшийся к машине, почувствует лишь легкое покалывание.

При правильно отрегулированной защите появление фазного напряжения на заземленном корпусе любого устройства должно приводить к отключению автоматического выключателя или УЗО в электрощите. Таким образом, заземление позволяет отключать электроприбор от сети в случае возникновения опасных для человека неисправностей.

Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Работа заземляющих устройств невозможна без дополнительных устройств. К основным относятся УЗО и УЗО. Несмотря на внешнее сходство, они используются для нескольких задач:

1. УЗО отключается в тот момент, когда в сети появляется так называемый ток утечки, который может привести, с одной стороны, к возгоранию (при повреждении электропроводки изоляция начинает сильно перегреваться), а на другое другое — поражение электрическим током при прикосновении к неисправному оборудованию. УЗО всегда работает «в паре» с обычным автоматом.
2. Дифференциальный автомат сочетает в себе функции дифференциального устройства и автоматического устройства, то есть защищает систему электропроводки от перегрузок и коротких замыканий, а человека — от поражения электрическим током.

Следовательно, заземление — это металлический провод, который входит в землю и предназначен для «утечки» тока в землю в случае неисправности энергосистемы.

Как выглядит заземление на практике

Чтобы понять, что такое заземление, необходимо не только знать его назначение, но и понимать его структуру. Что такое защитное заземление и как оно работает? Этот вопрос рано или поздно возникает у тех, кто сталкивается с электричеством. На самом деле мы видим это довольно часто, просто не обращаем внимания. Заземлитель, который находится в непосредственном контакте с землей, состоит из трех стоек (возможно, больше, в зависимости от свойств почвы), установленных в земле на одинаковом расстоянии друг от друга. Они являются вершинами равностороннего треугольника и соединены между собой проводником (металлической полосой).

Внешние части заземления (шины, провода, кабели) имеют цвет, отличный от основной электрической цепи. Они отмечены чередующимися желто-зелеными полосами. Как и у любого устройства, у заземления есть свои критерии качества. Главное — сопротивление и чем меньше, тем лучше. Его можно улучшить несколькими способами:

• увеличить количество вертикальных заземлителей (штырей);
• увеличить глубину штифтов.

Поскольку ток всегда течет по пути наименьшего сопротивления, и эти методы уменьшают его, качество заземления повышается, обеспечивая лучшую защиту.

Как выглядит заземление.

Как просто представить работу заземления в бытовой проводке

Опасность электричества очень помогает понять принцип действия мышеловки: голодная мышь выходит из норки и перед ним на специальной подставке лежит аппетитная корочка хлеба и даже капля душистого масла.

Животное приближается к предложенному угощению, слегка касается его и скрытая сила мощной пружины моментально ударяет мышку о металлический каркас… Совершенно неожиданно, человек получает травму от электричества.

Электрический ток всегда течет только в замкнутой цепи под действием приложенного напряжения. Он направлен от потенциала большей ценности к меньшему. Когда эта цепь разрывается, значит нет тока и риск попасть под ее влияние огромен.

В наших домах существует несколько факторов, когда опасный потенциал, например, фазы могут проникать в проводящие конструкции (корпус бытового прибора) и оставаться на них, потому что дальнейшая цепь изолирована диэлектрическим слоем.

Это свойство используется «подстановочными знаками», которые не до конца понимают последствия своих действий.

Достаточно создать высокопотенциальный контакт с землей, так как через нее сразу проходит ток (земля имеет высокую проводимость), который отводит эту энергию. Если грядет живое существо, участь его не позавидуешь.

Таким образом, все токопроводящие корпуса современной бытовой техники особым образом (намеренно) подключаются через заземляющие устройства (ЗУ). Это позволяет мгновенно отводить опасный заряд через специальный контур заземления в сети с глухозаземленной нейтралью.

Надежный электрический контакт создается вдоль цепи заземления заземления с главным источником напряжения распределительного щита (MSB) на подстанции.

Когда фазные потенциалы, захваченные на корпусе, и земля соединяются, возникает ток короткого замыкания. Он должен быть активирован переключателем SQ локального размера.

Этот процесс называется защитным отключением. Это подробно описано в главе 1.7 ПУЭ.

В нашей стране схема заземления с глухозаземленной нейтралью применяется на подстанциях 0,4 кВ с трехфазными генераторами. Их обмотки собраны по схеме «звезда» с подведением общей точки к заземляющему устройству.

Точно так же связаны и потребители. Благодаря такому подключению обеспечивается равенство потенциалов земли и нулевого провода.

Заземление создается заранее. Его цель — защитить людей и электрические устройства от воздействия опасного электрического тока.

Помимо защитной функции, он также может выполнять технологические задачи, связанные с нормальной работой электрооборудования.

Схемы заземления дома

Одним из основных элементов, необходимых для обеспечения электротехнической и пожарной безопасности конструкции, является защитное заземление, поэтому естественно, что грамотное технологическое изготовление такой системы является фундаментальной задачей. Добиться желаемого результата решения данной задачи невозможно без правильного выбора схематического варианта подключения и подключения элементов заземления.

Запомнить! Каждый элемент, с помощью которого выполнено защитное заземление, имеет схематическое обозначение. Чтобы выбрать оптимальный вариант схематического обоснования подключения такой системы, человек должен понимать и буквенные, и графические, и цветные обозначения рисунка.

Чаще всего на практике используются два типа подключения: схемы TN-CS и TT. Отличия в схемотехнике:

1. Схема TN-CS. При устройстве защитного заземления объекта по данной схеме предусмотрено выполнение следующих пунктов:
   • роль защитного и нулевого проводника (рабочего) выполняет кабель (PEN);
   • локализация — участок электрической сети от трансформатора до ГЗШ (главная заземляющая шина). Уже на ГЗШ провод ПЭН делят на нулевой рабочий (Н) и защитный (РЕ).
     Цифра 1 на изображении указывает на заземление источника, а цифра 2 — на заземленный объект (дом).

     Важно! Выбирая схему TN-CS в качестве основы для производства заземляющих работ, важно учитывать наличие глухозаземленной нейтрали. Получается, что ГЗШ дома подключается к заземлению самого трансформатора, питающего объект.

   • элементы подключаются независимо, исключено соединение с нейтралью трансформатора;
   • заземлитель всех построек электрооборудования в доме не зависит от аналогичного элемента источника питания;
   • в электропроводке дома обязательно используется УЗО (устройство защитного отключения).

Цифра 1 на рисунке указывает на заземление источника; номер 2 — это дом, а 3 — это настоящее заземляющее устройство дома.

Важно! В схеме ТТ нет организации, защищающей пользователя от тока утечки при пробое изоляции. Поэтому обязательно установка УЗО на электропроводку, выполненную по схеме ТТ.

Из-за значительной сложности изготовления заземляющих работ по схеме ТТ большинство объектов заземляют по системе TN-CS.

Заземление — важный элемент обеспечения пожарной безопасности здания и электробезопасности его жителей. Не стоит начинать работу над его созданием, руководствуясь только общими представлениями, определяющими, что такое защитный фундамент. Необходимо изучить теоретические и практические характеристики устройства системы электрозащиты, понять расчет ее параметров и уметь измерить значение ее сопротивления после установки. При отсутствии необходимых навыков и оборудования необходимо доверить выполнение таких работ профильным специалистам.

Что такое нейтраль?

Нейтраль — это нулевой защитный проводник, который соединяет нейтрали электроустановок в трехфазных сетях электрического тока. Область применения — заземление электрических систем.

Понижающая подстанция, в которой расположен трансформаторный блок, имеет собственный контур заземления. Эта схема состоит из стальной шины и стержней, специально закопанных в землю. К источникам потребления в распределительном щите от подстанции проложен 4-жильный кабель. Когда потребителю электроэнергии требуется питание от трехфазной цепи, необходимо подключить все 4 жилы. Когда к проводникам подключаются разные нагрузки, нейтраль в системе смещается, чтобы избежать этого смещения, используется нейтральный провод. Это помогает симметрично распределить нагрузку на все фазы.

Что такое PE и PEN проводники?

PEN-проводник — это проводник, который сочетает в себе функции защитного нейтрального проводника и нейтрального рабочего проводника. Он идет от подстанции и делится на провода PE и N непосредственно к пользователю.

PE-проводник — это защитное заземление, которое мы используем, например, в квартире в заземленной розетке. PE-проводник используется для заземления устройств, установок и устройств, где уровень напряжения не превышает 1 кВ.

Этот тип заземления используется только для обеспечения безопасности. Это заземление обеспечивает постоянное соединение всех открытых и внешних частей. Механизм обеспечивает отвод тока на землю, возникший в результате попадания электрического тока на корпус устройства.

PEN-проводник (комбинация нейтрального защитного проводника и нейтрального рабочего проводника) используется при использовании системы заземления типа TN-C.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

• TN-C;
• TN-S;
• TNC-S;
• TT.

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ система ТН — это система, в которой нейтраль источника питания жестко заземлена, а открытые токопроводящие части электроустановки соединены с глухозаземленной нейтралью источника посредством нулевых проводников защита.

TN включает такие элементы, как:

• заземлитель средней точки, который принадлежит источнику питания;
• внешние токопроводящие части устройства;
• нейтральный проводник;
• комбинированные проводники.

Нейтраль источника надежно заземлена, а внешние проводники установки подключены к средней точке источника с твердым заземлением с помощью защитных проводов.

Система TN-C

В этой системе защитный и нейтральный проводники объединены в один PEN-проводник. Они объединены по всей системе. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, не требующий больших усилий и затрат. Установка не требует доработки уже проложенных кабелей и воздушных линий электропередач, которые имеют всего 4 токопроводящих устройства.

Недостатки:

• увеличивается вероятность получить удар электрическим током;
• возможно появление линейного напряжения на корпусе электроустановки при обрыве цепи;
• высокая вероятность выхода из строя цепи заземления при повреждении токопроводящего устройства;
• такая система защищает только от коротких замыканий.

Система TN-S

Особенность системы в том, что электроэнергия к потребителям подается по 5 проводам в трехфазной сети и по 3 проводам в однофазной сети.

Всего от сети отходят 5 токопроводящих источников, 3 из которых выполняют функцию фазы мощности, а оставшиеся 2 являются нейтральными проводниками, подключенными к нулевой точке.

Дизайн:

1. ПН — нейтральный механизм, включенный в цепь электрооборудования.
2. PE — это глухой заземленный провод, выполняющий защитную функцию.

Преимущества:

• простота установки;
• низкая стоимость покупки и обслуживания системы;
• высокая степень электробезопасности;
• не требуется создание контура;
• возможность использовать систему как устройство против утечки тока.

Система TN-C-S

Система TN-CS предполагает разделение проводника PEN на PE и N в одной части цепи. Обычно разделение происходит в приборной панели дома и перед этим их совмещают.

Преимущества:

• простое устройство механизма молниезащиты;
• защита от короткого замыкания.

Минусы использования:

• низкий уровень защиты от перегорания нулевого проводника;
• возможность появления фазного напряжения;
• высокие затраты на установку и обслуживание;
• напряжение нельзя отключить автоматикой;
• на открытом воздухе нет действующей защиты.

Система TT

TT разработан для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются неизолированные провода, электроустановки, расположенные на открытом воздухе или закрепленные на опорах.

ТТ монтируется на четырех проводниках:

• 3-х фазные питающие напряжения сдвинуты на угол 120 ° относительно друг друга;
• 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.

Преимущества TT:

• высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
• защита от короткого замыкания;
• возможность использования на высоковольтных электроустановках.

Недостатки:

• сложное устройство молниезащиты;
• невозможность отследить фазы короткого замыкания в электрической цепи.

Правила устройства ЗУ в частных домах

Людей, живущих в загородных домах, часто беспокоит, нужно ли устанавливать в их домах заземляющие устройства. Получить ответ поможет ПУЭ (правила электромонтажа). Этот документ содержит информацию о мере защиты, которая считается обязательной. Изготовление заземляющей конструкции в частных домах намного проще, чем в городских домах с несколькими квартирами.

Для установки заземления на дачном участке нужно выбрать место недалеко от дома и разместить устройство с дополнительным питанием по медной шине. Сделать это в городе практически невозможно. Строительные нормы и правила не предусматривают надежных заземлителей возле дома.

В этом случае необходимо использовать заземление, которое располагается в подстанциях электроснабжения на достаточном удалении от жилых домов.

Техническая проверка систем заземления

Чтобы проверить текущее состояние механизма, необходимо время от времени проверять его конструкцию и соответствие характеристик установленным требованиям к заземляющим устройствам. Процедура проверки должна включать следующие шаги:

• визуально осмотреть открытые участки механизма;
• внимательно осмотрите контакты между отдельными частями цепи заземления;
• измерить активное сопротивление;
• выборочно осмотрите те части, которые находятся в земле, вскройте землю в этих местах.

При необходимости во время испытаний специалисты могут измерить параметры цепи заземления распределительного устройства и контактное напряжение. В комплекте обязательно должен присутствовать технический паспорт заземляющего устройства с информацией о дате начала эксплуатации зарядного устройства, схема его работы и информация о текущем состоянии системы.

Контролируемые параметры ЗУ

От общего сопротивления цепи заземления зависит надежная работа всего механизма. В свою очередь, он образуется за счет соединения шин и самой конструкции заземляющего электрода. Уменьшение значения этого значения подразумевает безопасную работу устройств и всего оборудования, для которого предусмотрена защита. Процесс организации контуров заземления осуществляется путем выбора соответствующих форм конструкций, тем самым искусственно увеличивая территорию взаимодействия ключевых элементов с грунтом. Также производится замер заземляющих устройств.

Того же результата можно достичь, специально увеличивая процентное содержание соли в земле, которая находится в непосредственном контакте с металлической частью системы заземляющих электродов. Такой способ снизит сопротивление поступающей в землю электричества, что повысит уровень надежности работы схемы механизма.

Чтобы проверить значение всех показателей, необходимо организовать обслуживание системы заземления, провести испытания заземляющих устройств. Они предполагают наличие обязательного измерения заданных параметров. При обнаружении существенных отклонений от требований ПУЭ следует осмотреть заземляющее устройство, отремонтировать, а затем повторно проверить сопротивление заземления.

Заземляем сами

При прокладке цепи защиты заземления в первую очередь нужно выбрать тип цепи, по которой будут производиться работы. Опытные мастера рекомендуют выбирать схему типа TN-CS. Его главное преимущество в том, что техника имеет прямой контакт с землей. Контакт нейтрали и земли осуществляется одним проводником, а при входе в экран они разделены на 2 отдельных. Такая схема обеспечивает надежную защиту, поэтому устанавливать УЗО не нужно, достаточно простых машин. Однако согласно ПУЭ в обязательном порядке необходимо выполнить требования по механической защите общего контакта нейтрали и заземления (PEN), а также создать дополнительное резервное заземление на опорах на расстоянии 200 м или 100 м.

создать цепь защитного заземления довольно просто, если соблюдать правила, перечисленные ниже. Прежде всего, для создания схемы нужно выбрать схему защитного заземления, их несколько видов, самые надежные и удачные:

• закрытые (выполняются, как правило, в форме треугольника);
• линейный.

В замкнутой цепи все заземляющие проводники заглублены, находятся на одинаковой глубине и соединены между собой металлической перемычкой. Главное преимущество — работоспособность при поломке (от коррозии или других воздействий) металлического моста.

В линейной схеме жилы выровнены в линию и соединены перемычкой последовательно друг с другом. Эту схему создать немного проще, но у нее есть один недостаток: при повреждении перемычки выходит из строя вся система.

Создание контура заземления

Итак, для создания контура заземления нам потребуются следующие инструменты и материалы:

• Лопата.
• Сварочный аппарат (обязательно).
• Пила по металлу или болгарка.
• Клуб.
• Плоскогубцы, гаечные ключи.
• Металлический уголок / швеллер / П-образный профиль из нержавеющей стали длиной два метра (сечением до 150 мм²).
• Металлические полоски длиной 110 см, шириной 4 см, толщиной 4-5 мм.
• Металлическая полоса необходимой длины (от места происшествия до места соприкосновения с домом) шириной 4 см, толщиной 4-5 мм.
• Большие болты, гайки и шайбы (М8-М10).
• Медный провод с минимальной толщиной 6 мм².

После того, как все необходимое будет в наличии, можно приступать к установке защитного заземления. В первую очередь следует выбрать место, лучше выбрать участок земли, где редко встречаются люди или животные, так как при сливе электричества в землю могут возникнуть поражения электрическим током. Лучше выбирать место на границе участка, на максимальном удалении от зоны постоянного посещения.

Далее необходимо выкопать узкую траншею глубиной 60-70 см от места соприкосновения с домом до места снятия электричества. В месте отвода электричества необходимо выкопать соответствующую фигуру (в зависимости от выбранной схемы) со сторонами ~ 1,2 м между проводниками.

Итак, в каждом углу фигуры (у нас есть треугольник) — металлические уголки вкапываются в землю на глубину 2 м и более. К выступающим концам выдолбленных проводников привариваются подготовленные металлические пластины, на одном конце которых приваривается полоса проводников, идущая непосредственно к точке соприкосновения с землей дома.

Вместо заземляющего контакта на эту пластину монтируется медный провод, который уже выходит из земли и направляется к распределительному щиту.

После завершения этих работ траншеи закапываются. На этом работы по защитному грунту можно считать завершенными.

Защитное заземление: общие цели и способы монтажа

Домашний уют — это то, что окружает человека на протяжении всей его жизни. Но если что-то пойдет не так, домовладелец больше не сможет наслаждаться тем же теплом и комфортом. В этой статье мы поговорим об электробезопасности, а точнее обсудим вопрос, что такое защитное заземление и как его применяют на практике в домашних условиях.

Заземление и зануление электроустановок — безопасность для людей

Заземление электрических систем — это электрическое подключение оборудования к заземляющему устройству. Эти меры необходимы для обеспечения безопасности персонала, использующего электрическое оборудование, механизмы или установки.

Заземление и нейтрализация электрических систем: характеристики и назначение

Если изоляция проводов не повреждена, металлический корпус системы не свободен от напряжения относительно земли, однако в случае повреждения изоляции любая часть системы может быть под напряжением относительно земли. В таком случае прикосновение к этой электрической системе может привести к серьезным последствиям.

Защитное заземление электрических систем снижает напряжение, которое может быть у пользователя системы, но это напряжение еще не равно нулю. Это связано с тем, что заземляющий провод, заземляющий электрод и даже земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции поражение электрическим током будет не таким значительным, как при 200 В, но оно будет достаточно заметным и для снижения напряжения необходимо увеличить количество электродов, что снизит сопротивление заземления электрода до земля. Есть еще одна мера защиты: обнуление установок.

Обнуление установки (рис. 1 слева — защитное заземление, справа — обнуление) — это соединение ее элементов с нейтралью трансформатора с помощью нулевого провода сети. Рисунок

Если изоляция повреждена после заземления, цепь тока короткого замыкания обеспечивает небольшое сопротивление, которое является суммой фазного и нулевого сопротивлений сети. В этом случае сила тока значительно выше, чем при установке только заземления, поэтому средства защиты срабатывают быстрее и эффективнее, отключая поврежденное оборудование. Таким образом, заземление электроустановок дополняют друг друга и создают максимально надежную и безопасную систему.

Различные системы заземления для электроустановок

В соответствии с ПЭУ существует несколько систем заземления:

• для электроустановок напряжением до 1 кВт применяется система TN, в которой нейтраль жестко заземлена, а открытые части соединены с нейтралью источника посредством нейтральных проводников;
• система TN-C, в которой защитный и рабочий проводники нейтрали соединены по всей длине;
• TN-CS, где функции нейтрального и защитного проводников выполняет проводник или его часть;
• система IT, в которой нейтраль установки изолирована от земли или заземлена с помощью устройств с высоким сопротивлением;
• система TT, в которой нейтраль надежно заземлена, а открытые части, по которым проходит ток, заземлены с помощью заземляющего устройства.

Монтаж схемы для электроустановок

Чтобы провести искусственное заземление электроустановок, необходимо установить специальную схему. Для этого заземлители (стальной уголок, стержень) выполняются в форме геометрической фигуры, например, треугольника. Вертикальные заземляющие электроды закапывают в землю (рис. 2), после чего измеряют сопротивление — оно не должно превышать допустимое значение. Вертикальные заземлители изготовлены из горячеоцинкованной стали, горизонтальные — из стальных полос, а заземляющая шина для эквипотенциального соединения — из никелированной латуни.

Выбор сечения заземлителя

Еще одна необходимая составляющая — это проводник, с помощью которого будет осуществляться заземление электроустановок. Для заземления отлично подходят гибкие кабели марок ПВ3 и ПуГВ, с медной жилой и оболочкой из ПВХ. Требуемое сечение кабеля необходимо выбирать с учетом возможности возникновения аварийной ситуации, например, обрыва линии. Проводник должен выдерживать нагрузки и не вызывать перегрева соединений с заземляющим устройством.

После выбора жилы проводится защитное заземление установок: жилу надежно подключают к контуру заземления и подключают с помощью болтов или сварки.

Общие основы и цели заземления

Защитным заземлением считается устройство, подключенное к эквивалентному заземлению и состоящее из проводников, по которым не протекает ток, однако существует вероятность того, что они будут находиться под напряжением. В первую очередь задача такого устройства — снизить ток отключения до минимального значения.

Важно! Создание защитного заземления — еще один шаг в обеспечении безопасности вашего дома.

Такой вариант заземляющего устройства выполняется не только для бытовых условий, но и встречается в промышленности, государственные учреждения также защищают помещения от воздействия атмосферного электричества. Этот тип заземлителя используется для трехфазной и трехфазной электрической цепи. На этом этапе мы разобрались с концепцией того, что называется защитным заземлением, перейдем к следующим не менее важным моментам.

Защита от попадания молнии

Воздушная среда представляет собой участок с высоким сопротивлением, но разряд имеет большую мощность, чем это сопротивление, поэтому он разрушает его. На своем пути от верхних слоев атмосферы к земле молния выбирает области с наименьшим сопротивлением: заболоченные земли, стены, деревья и капли воды. Этим объясняется тот факт, что стоки часто попадают в дерево — оно имеет меньшее сопротивление, чем окружающий воздух. Попадая в здание, ток также проходит через участки с наименьшим сопротивлением: это металлические трубы, приборы или их металлические части, влажные стены. Если устройство не заземлено, прикосновение к нему во время зарядки может быть смертельным.

Когда на крыше установлен громоотвод, заряд попадает в него, затем уходит в землю и нейтрализуется. Важно, чтобы токи не проходили внутрь объекта, поэтому материалы, используемые для организации заземления, имеют низкое сопротивление. По правилам оно не должно превышать 4 Ом. Сам молниеотвод необходимо подключить к заземляющим электродам.

Защита от импульсного перенапряжения

Электронное оборудование чувствительно к скачкам напряжения или мощным электрическим системам, работающим в пределах его диапазона. Внезапный удар молнии поблизости может повредить электронику.

Например: во время грозы может возникнуть перегрузка медного кабеля, соединяющего дома и по которому течет ток. Заряд по мере увеличения его размера может разрушить кабель. В этом случае на линии питания устанавливается УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений, чтобы избыточный заряд сбрасывался в землю.

Защита людей

Ящики для инструментов, все металлические элементы способны проводить ток. Если вы дотронетесь до незаземленного прибора, который накапливает статическое электричество, вы можете получить сильный удар. В основном это повлияет на сердечно-сосудистую и нервную системы. Резиновые туфли, резиновые перчатки и абсолютно сухая комната помогают уменьшить удар, но люди редко заходят в квартиру или офис в резиновых сапогах. Подключив третий провод к корпусу устройств, а затем подключив его к электродам, можно заземлить избыточный ток.

В старых частных и многоквартирных домах меры заземления не проводились, поэтому все электроприборы представляют потенциальную опасность для людей.

Самодельные приспособления могут выглядеть так: к корпусу приспособления крепится провод, который выносится на улицу и соединяется с вбитым в землю металлическим изделием (труба, уголок, ведро, арматура). Эти изделия являются хорошими проводниками тока, в отличие от человеческого тела, поэтому ток отбирает металл и уходит в землю.

Защитное заземление: его назначение и устройство

Во-первых, непосредственной целью заземления считается устранение опасной ситуации в связи с электрическими сбоями, которые могут нанести вред человеку и бытовой технике и привести к плачевным последствиям. Кроме того, устройство предотвращает утечку напряжения на корпус электрооборудования.

Наличие заземления в доме характеризуется следующими весьма специфическими преимуществами:

• эта версия схемы очень проста в установке и использовании в дальнейшем;
• контурная фигура в результате получается компактной с уменьшенными размерами, при этом отлично справляясь с поставленными задачами;
• все используемые детали устойчивы к коррозии, поэтому о механическом повреждении целостности конструкции не может быть и речи;
• соединение электродов осуществляется крепежом, в результате чего исключаются сварочные швы.

Важно! Пренебрегать преимуществами ни в коем случае нельзя, они играют первостепенную роль при установке контура защитного заземления.

Устройство защитной схемы выполнено следующим образом: металлические части любого электрооборудования заземляются специальными проводниками, эти части просто попадают под напряжение при нарушении изоляции проводки или возникновении короткого замыкания. Устранение напряжения и снижение его до нормальных значений, не причиняющих вреда, происходит в момент уменьшения потенциала подключенных к земле устройств. Другими словами, выравнивание одного и того же потенциала происходит за счет увеличения сопротивления базы устройства.

Молниезащита или особенности монтажа заземления

В отличие от искусственного электричества, заземление для молниезащиты имеет совершенно другие характеристики. Однако между всеми системами заземления есть общее сходство, а именно используемые материалы и детали.

Конструкция защитного заземления может состоять из различных типов металлических частей, однако к ним предъявляются отдельные требования, не менее важные, чем положения, касающиеся правил установки. Например очень важно, чтобы использовались заземляющие элементы необходимого размера, как указано стандартами и ПУЭ, стержни должны иметь гладкую конструкцию диаметром не менее 5 мм. Сам металл и основание конструкции должны быть устойчивы к воздействиям окружающей среды, то есть лучше, если электроды будут стальными элементами, ведь от этого зависит срок эксплуатации защитного заземления. Известно, что сталь практически не подвергается коррозии и отлично проводит электрический ток к земле. При установке схемы необходимо использовать метод кольцевой установки, фундаментальный или глубокий.

Важно! Каждый из способов установки защитного заземления для молниезащиты имеет индивидуальные правила. Не применяйте одну и ту же тактику установки для всех следующих вариантов.

• Петлевой метод — это металлическое крепление в виде замкнутой петли, которая устраивается вокруг всего здания, подлежащего заземлению.
• Фундаментальный тип используется в начале строительства, поэтому схема такого заземления продумывается заранее. Важно, чтобы в дальнейшем элементы, предназначенные для подключения токоведущих металлических проводов, выступали из здания.
• Глубинный метод не предусматривает жестких параметров при установке, однако необходимо руководствоваться типом грунта и его структурой, отсюда и рассчитывать оптимальную глубину установки электродов. Доступность и простота установки — большое преимущество этого метода.

Линейные размеры при установке системы заземления

В нашей статье мы подробно разобрали, для каких целей используется защитное заземление и каково предназначение защитного заземления, поэтому в заключение следует подчеркнуть, что такое устройство не может быть устранено в современных условиях.

Меры предосторожности от поражения током

Чтобы максимально защитить людей от контакта с токоведущими частями электрической системы, а также с ее металлическими частями, необходимо полностью изолировать опасный объект. Для этого вокруг электроустановок устанавливают различные ограждения.