Какие элементы должна включать схема зануления

Что такое зануление простыми словами

Для защиты от поражения электрическим током используются два вида проводников — заземление и зануление. В сетях с глухозаземлённой нейтралью это похожие понятия, так как оба провода на подстанции соединяются с нулевой точкой вторичной обмотки и контуром заземления. Однако между землёй и нейтралью есть отличия в способе монтажа и области применения. Поэтому при прокладке и подключении электросетей важно чётко понимать, что такое зануление.

Для чего нужно зануление

Согласно ПУЭ п.1.7.31 занулением является искусственно выполненное соединение электроприбора с нейтралью питающего трансформатора. В электросетях 380/220 В имеются два типа зануления — рабочее и защитное. Как правило, если речь идёт о занулении, имеется в виду именно защитная функция этих проводников

Если назначение зануления, которое используется в качестве нейтрали в трёхфазной сети, заключается именно в разделении линии 380 В на три однофазных линии 220 В и для других целей в квартирной электропроводке использовать её запрещено ПУЭ п.1.7.132 , то защитное зануление, как видно из его названия, предназначено для защиты людей от поражения электрическим током.

Этот провод присоединяется к металлическим элементам корпуса электроприбора и при повреждении изоляции между этими деталями и другими частями электросхемы возникает короткое замыкание. Принцип работы защитного зануления заключается в отключении аппарата от сети автоматическим выключателем или предохранителями при появлении тока утечки большой величины через повреждённую изоляцию.

Принцип действия защитного зануления

Защитное зануление используется для предотвращения электротравм при прикосновении к корпусу оборудования с повреждённой изоляцией. Принцип действия защитного зануления заключается в возникновении сверхтока при коротком замыкании внутри электроприбора.

Ток, протекающий при этом по нулевому проводу, должен обеспечить время срабатывания автоматического выключателя не более 0,4 с.

Вторым фактором, повышающим электробезопасность, является снижение потенциала на корпусе электроприбора до величины напряжения нейтрали, однако это увеличивает защищённость людей не во всех ситуациях.

В городе с небольшими расстояниями до подстанции зануление понижает напряжение до 2-3 В, но в сельской местности при большой протяжённости линии электропередач, малом сечении проводов и неравномерном распределении нагрузки потенциал на занулённом корпусе может достигать 50-70 Вольт.

В этом случае прикосновение к исправному аппарату будет болезненным и даже опасным, поэтому использование зануления в однофазных сетях запрещено.

Информация! В сети 220 В вместо защитного зануления устанавливается УЗО или дифавтомат и подключается защитное заземление.

Требования в нормативных документах

Одним из основных документов, регламентирующих требования к защитному занулению, является ГОСТ 12.1.030-8. Согласно этому ГОСТу, данное средство защиты должно соответствовать следующим параметрам:

• при нарушении изоляции должна соблюдаться селективность защиты и происходить отключение ближайшего к месту повреждения защитного устройства;
• в цепи защитного зануления должны отсутствовать автоматические выключатели и разъединители, кроме устройств, обеспечивающих одновременное отключение всех проводов сети;
• сопротивление контура заземления, к которому подключен нейтральный провод, в сети 380/220 В должно быть не более 4 Ом;
• время отключения в аварийной ситуации не более 0,4 с.

Эти требования аналогичны тем, которые предъявляются к защитному заземлению и обеспечивают достаточно надёжную защиту от поражения электрическим током.

Область применения зануления

Большинство трёхфазных электроустановок подключены к сети при помощи четырёхжильного провода, в котором имеются три фазных проводника и нейтраль. В сетях 0,4 кВ нулевой проводник одним концом присоединяется к заземлённой средней точке вторичной обмотки питающего трансформатора и при подключении второго конца провода к корпусу электроустановки получается защитное зануление.

Отключение сети с защитной нейтралью происходит только в случае короткого замыкания между занулённым корпусом и фазными проводниками, дифференциальная защита в таких сетях работать не будет, так как дифреле подключается ДО места аварии и появляющийся ток утечки проходит через УЗО и не влияет на его работу. Это может привести к нагреву и возгоранию повреждённой изоляции.

В связи с тем, что нейтральный проводник обеспечивает менее надёжную защиту, чем специально проложенное заземление, область применения зануления ограничена трёхфазными электроприборами в сетях 380/220 В и 660/380 В. В основном это промышленные предприятия и электроустановки.

Если защитное зануление выполнено отдельным проводом или является отводом от совмещённого проводника PEN, выполненным с подключением к контуру заземления, то этот провод в ПУЭ и других нормативных документах может называться заземляющим проводником РЕ.

Информация! В некоторых ситуациях вместо подключения к нейтрали трансформатора используется соединение корпуса с контуром заземления. Такая защита не может называться занулением.

Схема зануления электрооборудования

Существует несколько схем зануления, выбор которых зависит от системы электроснабжения данного жилого дома или микрорайона. Такие объекты питаются от понижающих трансформаторов с глухозаземлённой нейтралью и системы заземления в этих сетях являются одновременно системами зануления.

Система TN-C

Самая старая система, в которой электроснабжение осуществляется по четырёхпроводной схеме с заземлением нейтрали только на трансформаторной подстанции.

В этой системе защитное зануление подключается к подходящему нулевому проводу напрямую или через четырёхполюсный автомат. При этом нейтральный проводник выполняет сразу две функции — рабочего зануления N и защитную РЕ, поэтому на электросхемах он обозначается PEN.

Важно! Согласно ПУЭ использовать такую защиту в однофазных сетях запрещено.

Система TN-S

Современная система заземления, выполнена по пятипроводной схеме, в которой нейтральный провод N и заземляющий РЕ разделены на всём протяжении от подстанции до потребителя.

В этой схеме нейтраль используется для преобразования трёхфазного напряжения в три однофазных, а так же для выравнивания напряжения между разными фазами. Защита осуществляется только защитным заземлением РЕ.

Согласно ПУЭ п.1.7.145 этот провод не должен проходить через автоматы, разъединители или другую коммутационную или защитную аппаратуру, в том числе предохранители.

Система TN-C-S

Современная система заземления TN-S, обеспечивающая максимальную защиту, является одновременно самой дорогостоящей и требует полной замены всех линий электропередач и кабельных сетей напряжением 0,4кВ.

Поэтому для повышения электробезопасности без замены подходящих проводов была разработана компромиссная схема электроснабжения TN-C-S. В этой системе к вводному щитку в здание подходит совмещённый проводник PEN, где он повторно заземляется и разделяется на два провода — нейтраль N и заземление РЕ.

Важно! Разделение проводов производится до автомата или рубильника, после чего их соединение запрещено ПУЭ п. 1.7.131.

Заземление и зануление в чем разница

В электросетях используются два типа защитных проводников — заземление и зануление. В чем разница между ними не всегда могут разобраться даже опытные электромонтёры. Фактически, оба этих провода соединены с нейтралью питающего трансформатора, поэтому они могут считаться занулением.

В этом случае заземлением будет подключение корпуса оборудования к специально изготовленному контуру или естественным заземлителям без присоединения к обмоткам трансформатора.

Однако такое заземление используется только при невозможности обеспечить надёжную защиту по схеме TN-C-S и поэтому при описании электропроводки и систем электроснабжения часть проводников называют заземляющими или защитным занулением, а часть нейтралью или рабочим занулением.

В отличие от рабочей нейтрали заземляющим проводом называют только такой нулевой проводник, который не только соединён с нулевой точкой трансформатора и подключён к контуру заземления, но при этом не используется для подвода электроэнергии. На электросхемах этот провод обозначается РЕ (от английских слов Protective Earth — защитное заземление).

В системах заземления TN-C и TN-C-S провод, соединённый с заземлением на подстанции и является совмещённым нулевым и заземляющим. На электросхемах он обозначается PEN (от английской фразы Protective Earth and Neutra — защитное заземление и нейтраль).

На практике именно этот проводник называют нейтралью. Он может так же обозначаться N — нейтраль, но такое название должно относиться только к рабочей нейтрали в схемах TN-S и к участку после разделения провода PEN в системе заземления TN-C-S.

Можно ли делать зануление в квартире

Зная, что такое зануление, можно дать однозначный ответ на вопрос, можно ли его использовать для защиты в квартире.

Одним из видов «опасного зануления» является неправильное подключение розетки. Согласно которому в самой розетке ставится перемычка от нулевой клеммы на клемму заземления. Это является ГРУБЕЙШЕЙ ОШИБКОЙ. Сделав такое подключение, « специалисты » думают, что обезопасили людей от поражения током заземлив таким образом электротехнику.

На самом деле такая безопасность во много раз увеличивает шансы получить удар током, возможно даже со смертельным исходом.

Еще одна ошибка зануления — неправильное разделение PEN проводника. В чем заключается ошибка? Выполняется такое разделение PEN на PE и N как правило в квартирном или этажном щите.

В этом случае в щите устанавливается дополнительная заземляющая шина PE от нее отходят желто-зеленые жилы для заземления электроприборов. Заземляющая шина подключена перемычкой с нулевой шиной N, на которую подключается PEN проводник с питающей линии.

Если на корпусе электроприбора появится опасное напряжение благодаря перемычке между шинами N и PE возникнет короткое замыкание и автомат отключится. Но если возникнет обрыв нуля все последствия как в примере выше, возникнет опасный потенциал на всех заземленных/зануленных таким образом приборах. При этом ни одна защита не отработает.

Ошибки здесь две:

1. 1) разделение PEN проводника выполняется после вводного автомата ( должно производиться до ).
2. 2) отсутствие повторного заземления.

Почему нельзя делать зануление в квартире и доме

Согласно нормам ПУЭ это делать запрещено по нескольким причинам:

1. Нулевой проводник, подходящий к домашней электропроводке, является совмещённым нулевым защитным и нулевым рабочим проводом PEN, или рабочей нейтралью. Применение этого проводника в качестве защитного запрещено ПУЭ п.1.7.132.
2. В однофазной электропроводке устанавливается вводной двухполюсный автомат, отключающий одновременно фазный и нулевой провода. Согласно ПУЭ п.1.7.145 защитный проводник в однофазных сетях нельзя подключать через коммутационную аппаратуру.

Эти правила включены в ПУЭ в связи с тем, что при обрыве рабочей нейтрали присоединённые к ней корпуса электроприборов окажутся под напряжением через включённые в розетку электроприборы и светильники.

Как правильно заземлить квартирную проводку

Единственный способ заземлить домашние электроприборы — это проложить дополнительный провод к вводу в здание и подключить его ДО коммутационной аппаратуры с одновременным заземлением (повторным) места соединения, превратив систему электроснабжения TN-C в TN-C-S.

Однако чаще всего нейтраль вводного кабеля уже присоединена к естественным заземлителям, таким, как арматура фундамента и другие металлоконструкции, находящиеся в земле.

Вывод

Для защиты от поражения электрическим током все металлические части электроприборов необходимо заземлять. Зная, что такое зануление, становится понятно, что использовать для этой цели допускается только защитное зануление.

Подключение оборудования к рабочей нейтрали может привести к трагическим последствиям и запрещено ПУЭ и другими нормативными документами.

Глава 1.7 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

1.7.120. Если здание имеет несколько обособленных вводов, главная заземляющая шина должна быть выполнена для каждого вводного устройства. При наличии встроенных трансформаторных подстанций главная заземляющая шина должна устанавливаться возле каждой из них. Эти шины должны соединяться проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (PEN)-проводника той линии среди отходящих от щитов низкого напряжения подстанций, которая имеет наибольшее сечение. Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к непрерывности и проводимости электрической цепи.

Защитные проводники (PE-проводники)

1.7.121. В качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:

1) специально предусмотренные проводники:

жилы многожильных кабелей;

изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;

стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;

2) открытые проводящие части электроустановок:

алюминиевые оболочки кабелей

стальные трубы электропроводок;

металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления.

Металлические короба и лотки электропроводок можно использовать в качестве защитных проводников при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование, о чем имеется указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения;

3) некоторые сторонние проводящие части:

металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т. п.);

арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований 1.7.122;

металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

1.7.122. Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве PE— проводников допускается, если они отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и непрерывности электрической цепи.

Сторонние проводящие части могут быть использованы в качестве РЕ-проводников, если они, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям:

1) непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений;

2) их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.

1.7.123. Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников:

металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей;

трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;

водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

.7.124. Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.

1.7.125. Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.

1.7.126. Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.7.5.

Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S ≤ 16 16 35	S 16 S/2

Допускается, при необходимости, принимать сечение защитного проводника менее требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения ≤ 5 с):

где S — площадь поперечного сечения защитного проводника, мм 2 ;

I — ток короткого замыкания, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом в соответствии с табл. 1.7.1 и 1.7.2 или за время не более 5 с в соответствии с 1.7.79, А;

t — время срабатывания защитного аппарата, с;

k — коэффициент, значение которого зависит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значение k для защитных проводников в различных условиях приведены в табл. 1.7.6-1.7.9.

Если при расчете получается сечение, отличное от приведенного в табл. 1.7.5, то следует выбирать ближайшее большее значение, а при получении нестандартного сечения — применять проводники ближайшего большего стандартного сечения.

Значения максимальной температуры при определении сечения защитного проводника не должны превышать предельно допустимых температур нагрева проводников при КЗ в соответствии с гл. 1.4, а для электроустановок во взрывоопасных зонах должны соответствовать ГОСТ 22782.0 «Электрооборудование взрывозащищенное. Общие технические требования и методы испытаний».

1.7.127. Во всех случаях сечение медных защитных проводников, не входящих в состав кабеля или проложенных не в общей оболочке (трубе, коробе, на одном лотке) с фазными проводниками, должно быть не менее:

2,5 мм 2 — при наличии механической защиты;

4 мм 2 — при отсутствии механической защиты.

Сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников должно быть не менее 16 мм 2 .

1.7.128. В системе ТN для обеспечения требований 1.7.88 нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными проводниками.

Значение коэффициента k для изолированных защитных проводников, не входящих в кабель, и для неизолированных проводников, касающихся оболочки кабелей (начальная температура проводника принята равной 30 °С)

Параметр	Материал изоляции
	Поливинилхлорид (ПВХ)	Поливинилхлорид (ПВХ)	Бутиловая резина
Конечная температура, °С	160	250	220
k проводника: медного алюминиевого стального	143 95 52	176 116 64	166 110 60

Значение коэффициента k для защитного проводника, входящего в многожильный кабель

Параметр	Материал изоляции
	Поливинилхлорид (ПВХ)	Сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина	Бутиловая резина
Начальная температура, °С	70	90	85
Конечная температура, °С	160	250	220
k проводника: медного алюминиевого	115 76	143 94	134 89

Значение коэффициента k при использовании в качестве защитного проводника алюминиевой оболочки кабеля

Параметр	Материал изоляции
	Поливинилхлорид (ПВХ)	Сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина	Бутиловая резина
Начальная температура, °С	60	80	75
Конечная температура, °С	160	250	220
k	81	98	93

Значение коэффициента k для неизолированных проводников, когда указанные температуры не создают опасности повреждения находящихся вблизи материалов (начальная температура проводника принята равной 30 °С)

Материал проводника	Условия	Проводники
		Проложенные открыто и в специально отведенных местах	Эксплуатируемые
			в нормальной среде	в пожароопасной среде
Медь	Максимальная температура, °С	500*	200	150
	k	228	159	138
Алюминий	Максимальная температура, °С	300*	200	150
	k	125	105	91
Сталь	Максимальная температура, °С	500*	200	150
	k	82	58	50

_______________
* Указанные температуры допускаются, если они не ухудшают качество соединений.

1.7.129. В местах, где возможно повреждение изоляции фазных проводников в результате искрения между неизолированным нулевым защитным проводником и металлической оболочкой или конструкцией (например, при прокладке проводов в трубах, коробах, лотках), нулевые защитные проводники должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.

1.7.130. Неизолированные РЕ-проводники должны быть защищены от коррозии. В местах пересечения РЕ-проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, в местах их ввода в здания и в других местах, где возможны механические повреждения РЕ-проводников, эти проводники должны быть защищены.

В местах пересечения температурных и осадочных швов должна быть предусмотрена компенсация длины РЕ-проводников.

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)

1.7.131. В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм 2 по меди или 16 мм 2 по алюминию, функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.

1.7.133. Не допускается использование сторонних проводящих частей в качестве единственного PEN-проводника.

Это требование не исключает использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного PEN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.

1.7.134. Специально предусмотренные PEN-проводники должны соответствовать требованиям 1.7.126 к сечению защитных проводников, а также требованиям гл. 2.1 к нулевому рабочему проводнику.

Изоляция PEN-проводников должна быть равноценна изоляции фазных проводников. Не требуется изолировать шину PEN сборных шин низковольтных комплектных устройств.

1.7.135. Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой- либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

Проводники системы уравнивания потенциалов

1.7.136. В качестве проводников системы уравнивания потенциалов могут быть использованы открытые и сторонние проводящие части, указанные в 1.7.121, или специально проложенные проводники, или их сочетание.

1.7.137. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, если сечение проводника уравнивания потенциалов при этом не превышает 25 мм 2 по меди или равноценное ему из других материалов. Применение проводников большего сечения, как правило, не требуется. Сечение проводников основной системы уравнивания потенциалов в любом случае должно быть не менее: медных — 6 мм 2 , алюминиевых — 16 мм 2 , стальных — 50 мм 2 .

1.7.138. Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее:

при соединении двух открытых проводящих частей — сечения меньшего из защитных проводников, подключенных к этим частям;

при соединении открытой проводящей части и сторонней проводящей части — половины сечения защитного проводника, подключенного к открытой проводящей части.

Сечения проводников дополнительного уравнивания потенциалов, не входящих в состав кабеля, должны соответствовать требованиям 1.7.127.

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов

1.7.139. Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи. Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» ко 2-му классу соединений.

Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений.

Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

1.7.140. Соединения должны быть доступны для осмотра и выполнения испытаний за исключением соединений, заполненных компаундом или герметизированных, а также сварных, паяных и спрессованных присоединений к нагревательным элементам в системах обогрева и их соединений, находящихся в полах, стенах, перекрытиях и в земле.

1.7.141. При применении устройств контроля непрерывности цепи заземления не допускается включать их катушки последовательно (в рассечку) с защитными проводниками.

1.7.142. Присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к открытым проводящим частям должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.

Присоединения оборудования, подвергающегося частому демонтажу или установленного на движущихся частях или частях, подверженных сотрясениям и вибрации, должны выполняться при помощи гибких проводников.

Соединения защитных проводников электропроводок и ВЛ следует выполнять теми же методами, что и соединения фазных проводников.

При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

1.7.143. Места и способы присоединения заземляющих проводников к протяженным естественным заземлителям (например, к трубопроводам) должны быть выбраны такими, чтобы при разъединении заземлителей для ремонтных работ ожидаемые напряжения прикосновения и расчетные значения сопротивления заземляющего устройства не превышали безопасных значений.

Шунтирование водомеров, задвижек и т. п. следует выполнять при помощи проводника соответствующего сечения в зависимости от того, используется ли он в качестве защитного проводника системы уравнивания потенциалов, нулевого защитного проводника или защитного заземляющего проводника.

1.7.144. Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается.

Присоединение проводящих частей к основной системе уравнивания потенциалов должно быть выполнено также при помощи отдельных ответвлений.

Присоединение проводящих частей к дополнительной системе уравнивания потенциалов может быть выполнено при помощи как отдельных ответвлений, так и присоединения к одному общему неразъемному проводнику.

1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ— и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на РЕ— и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

1.7.146. Если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединителя, что и соответствующие фазные проводники, розетка и вилка штепсельного соединителя должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов.

Если корпус штепсельной розетки выполнен из металла, он должен быть присоединен к защитному контакту этой розетки.

Переносные электроприемники

1.7.147. К переносным электроприемникам в Правилах отнесены электроприемники, которые могут находиться в руках человека в процессе их эксплуатации (ручной электроинструмент, переносные бытовые электроприборы, переносная радиоэлектронная аппаратура и т. п.).

1.7.148. Питание переносных электроприемников переменного тока следует выполнять от сети напряжением не выше 380/220 В.

В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током (см. гл. 1.1) для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники, могут быть применены автоматическое отключение питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение, двойная изоляция.

1.7.149. При применении автоматического отключения питания металлические корпуса переносных электроприемников, за исключением электроприемников с двойной изоляцией, должны быть присоединены к нулевому защитному проводнику в системе TN или заземлены в системе IT, для чего должен быть предусмотрен специальный защитный (РЕ) проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила кабеля или провода — для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая или пятая жила — для электроприемников трехфазного тока), присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки штепсельного соединителя. РЕ-проводник должен быть медным, гибким, его сечение должно быть равно сечению фазных проводников. Использование для этой цели нулевого рабочего (N) проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками, не допускается.

1.7.150. Допускается применять стационарные и отдельные переносные защитные проводники и проводники уравнивания потенциалов для переносных электроприемников испытательных лабораторий и экспериментальных установок, перемещение которых в период их работы не предусматривается. При этом стационарные проводники должны удовлетворять требованиям 1.7.121-1.7.130, а переносные проводники должны быть медными, гибкими и иметь сечение не меньше чем у фазных проводников. При прокладке таких проводников не в составе общего с фазными проводниками кабеля их сечения должны быть не менее указанных в 1.7.127.

1.7.151. Для дополнительной защиты от прямого прикосновения и при косвенном прикосновении штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, должны быть защищены устройствами защитного отключения с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.

При применении защитного электрического разделения цепей в стесненных помещениях с проводящим полом, стенами и потолком, а также при наличии требований в соответствующих главах ПУЭ в других помещениях с особой опасностью, каждая розетка должна питаться от индивидуального разделительного трансформатора или от его отдельной обмотки.

При применении сверхнизкого напряжения питание переносных электроприемников напряжением до 50 В должно осуществляться от безопасного разделительного трансформатора.

1.7.152. Для присоединения переносных электроприемников к питающей сети следует применять штепсельные соединители, соответствующие требованиям 1.7.146.

В штепсельных соединителях переносных электроприемников, удлинительных проводов и кабелей проводник со стороны источника питания должен быть присоединен к розетке, а со стороны электроприемника — к вилке.

.7.153. УЗО защиты розеточных цепей рекомендуется размещать в распределительных (групповых, квартирных) щитках. Допускается применять УЗО-розетки.

1.7.154. Защитные проводники переносных проводов и кабелей должны быть обозначены желто-зелеными полосами.

Передвижные электроустановки

1.7.155. Требования к передвижным электроустановкам не распространяются на: судовые электроустановки;

электрооборудование, размещенное на движущихся частях станков, машин и механизмов;

Для испытательных лабораторий должны также выполняться требования других соответствующих нормативных документов.

1.7.156. Автономный передвижной источник питания электроэнергией — такой источник, который позволяет осуществлять питание потребителей независимо от стационарных источников электроэнергии (энергосистемы).

1.7.157. Передвижные электроустановки могут получать питание от стационарных или автономных передвижных источников электроэнергии.

Питание от стационарной электрической сети должно, как правило, выполняться от источника с глухозаземленной нейтралью с применением систем TN-S или TN-C-S. Объединение функций нулевого защитного проводника РЕ и нулевого рабочего проводника N в одном общем проводнике PEN внутри передвижной электроустановки не допускается. Разделение PEN— проводника питающей линии на РЕ— и N-проводники должно быть выполнено в точке подключения установки к источнику питания.

При питании от автономного передвижного источника его нейтраль, как правило, должна быть изолирована.

1.7.158. При питании стационарных электроприемников от автономных передвижных источников питания режим нейтрали источника питания и меры защиты должны соответствовать режиму нейтрали и мерам защиты, принятым для стационарных электроприемников.

1.7.159. В случае питания передвижной электроустановки от стационарного источника питания для защиты при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.79 с применением устройства защиты от сверхтоков. При этом время отключения, приведенное в табл. 1.7.1, должно быть уменьшено вдвое либо дополнительно к устройству защиты от сверхтоков должно быть применено устройство защитного отключения, реагирующее на дифференциальный ток.

В специальных электроустановках допускается применение УЗО, реагирующих на потенциал корпуса относительно земли.

При применении УЗО, реагирующего на потенциал корпуса относительно земли, уставка по значению отключающего напряжения должна быть равной 25 В при времени отключения не более 5 с.

1.7.160. В точке подключения передвижной электроустановки к источнику питания должно быть установлено устройство защиты от сверхтоков и УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, номинальный отключающий дифференциальный ток которого должен быть на 1-2 ступени больше соответствующего тока УЗО, установленного на вводе в передвижную электроустановку

При необходимости на вводе в передвижную электроустановку может быть применено защитное электрическое разделение цепей в соответствии с 1.7.85. При этом разделительный трансформатор, а также вводное защитное устройство должны быть помещены в изолирующую оболочку.

Устройство присоединения ввода питания в передвижную электроустановку должно иметь двойную изоляцию.

1.7.161. При применении автоматического отключения питания в системе IT для защиты при косвенном прикосновении должны быть выполнены:

защитное заземление в сочетании с непрерывным контролем изоляции, действующим на сигнал;

автоматическое отключение питания, обеспечивающее время отключения при двухфазном замыкании на открытые проводящие части в соответствии с табл. 1.7.10.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы IT в передвижных электроустановках, питающихся от автономного передвижного источника

Номинальное линейное напряжение, U, В	Время отключения, с
220 380 660 Более 660	0,4 0,2 0,06 0,02

Для обеспечения автоматического отключения питания должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, или устройством непрерывного контроля изоляции, действующим на отключение, или, в соответствии с 1.7.159, УЗО, реагирующим на потенциал корпуса относительно земли.

1.7.162. На вводе в передвижную электроустановку должна быть предусмотрена главная шина уравнивания потенциалов, соответствующая требованиям 1.7.119 к главной заземляющей шине, к которой должны быть присоединены:

нулевой защитный проводник РЕ или защитный проводник РЕ питающей линии;

защитный проводник передвижной электроустановки с присоединенными к нему защитными проводниками открытых проводящих частей;

проводники уравнивания потенциалов корпуса и других сторонних проводящих частей передвижной электроустановки;

заземляющий проводник, присоединенный к местному заземлителю передвижной электроустановки (при его наличии).

При необходимости открытые и сторонние проводящие части должны быть соединены между собой посредством проводников дополнительного уравнивания потенциалов.

1.7.163. Защитное заземление передвижной электроустановки в системе IT должно быть выполнено с соблюдением требований либо к его сопротивлению, либо к напряжению прикосновения при однофазном замыкании на открытые проводящие части.

При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований к его сопротивлению значение его сопротивления не должно превышать 25 Ом. Допускается повышение указанного сопротивления в соответствии с 1.7.108.

При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований к напряжению прикосновения сопротивление заземляющего устройства не нормируется. В этом случае должно быть выполнено условие:

где R_з — сопротивление заземляющего устройства передвижной электроустановки, Ом;

I_з — полный ток однофазного замыкания на открытые проводящие части передвижной электроустановки, А.

1.7.164. Допускается не выполнять местный заземлитель для защитного заземления передвижной электроустановки, питающейся от автономного передвижного источника питания с изолированной нейтралью, в следующих случаях:

1) автономный источник питания и электроприемники расположены непосредственно на передвижной электроустановке, их корпуса соединены между собой при помощи защитного проводника, а от источника не питаются другие электроустановки;

2) автономный передвижной источник питания имеет свое заземляющее устройство для защитного заземления, все открытые проводящие части передвижной электроустановки, ее корпус и другие сторонние проводящие части надежно соединены с корпусом автономного передвижного источника при помощи защитного проводника, а при двухфазном замыкании на разные корпуса электрооборудования в передвижной электроустановке обеспечивается время автоматического отключения питания в соответствии с табл. 1.7.10.

1.7.165. Автономные передвижные источники питания с изолированной нейтралью должны иметь устройство непрерывного контроля сопротивления изоляции относительно корпуса (земли) со световым и звуковым сигналами. Должна быть обеспечена возможность проверки исправности устройства контроля изоляции и его отключения.

Допускается не устанавливать устройство непрерывного контроля изоляции с действием на сигнал на передвижной электроустановке, питающейся от такого автономного передвижного источника, если при этом выполняется условие 1.7.164, пп. 2.

1.7.166. Защита от прямого прикосновения в передвижных электроустановках должна быть обеспечена применением изоляции токоведущих частей, ограждений и оболочек со степенью защиты не менее IP 2X. Применение барьеров и размещение вне пределов досягаемости не допускается.

В цепях, питающих штепсельные розетки для подключения электрооборудования, используемого вне помещения передвижной установки, должна быть выполнена дополнительная защита в соответствии с 1.7.151.

1.7.167. Защитные и заземляющие проводники и проводники уравнивания потенциалов должны быть медными, гибкими, как правило, находиться в общей оболочке с фазными проводниками. Сечение проводников должно соответствовать требованиям:

уравнивания потенциалов — 1.7.136-1.7.138.

При применении системы IT допускается прокладка защитных и заземляющих проводников и проводников уравнивания потенциалов отдельно от фазных проводников.

1.7.168. Допускается одновременное отключение всех проводников линии, питающей передвижную электроустановку, включая защитный проводник при помощи одного коммутационного аппарата (разъема).

1.7.169. Если передвижная электроустановка питается с использованием штепсельных соединителей, вилка штепсельного соединителя должна быть подключена со стороны передвижной электроустановки и иметь оболочку из изолирующего материала.

Электроустановки помещений для содержания животных

1.7.170. Питание электроустановок животноводческих помещений следует, как правило, выполнять от сети напряжением 380/220 В переменного тока.

1.7.171. Для защиты людей и животных при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания с применением системы TN-C-S. Разделение PEN-проводника на нулевой защитный (РЕ) и нулевой рабочий (N) проводники следует выполнять на вводном щитке. При питании таких электроустановок от встроенных и пристроенных подстанций должна быть применена система TN-S, при этом нулевой рабочий проводник должен иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников на всем его протяжении.

Время защитного автоматического отключения питания в помещениях для содержания животных, а также в помещениях, связанных с ними при помощи сторонних проводящих частей, должно соответствовать табл. 1.7.11.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN в помещениях для содержания животных

Номинальное фазное напряжение, U0, В	Время отключения, с
127 220 380	0,35 0,2 0,05

Если указанное время отключения не может быть гарантировано, необходимы дополнительные защитные меры, например дополнительное уравнивание потенциалов

1.7.172. PEN-проводник на вводе в помещение должен быть повторно заземлен. Значение сопротивления повторного заземления должно соответствовать 1.7.103.

1.7.173. В помещениях для содержания животных необходимо предусматривать защиту не только людей, но и животных, для чего должна быть выполнена дополнительная система уравнивания потенциалов, соединяющая все открытые и сторонние проводящие части, доступные одновременному прикосновению (трубы водопровода, вакуумпровода, металлические ограждения стойл, металлические привязи и др.).

1.7.174. В зоне размещения животных в полу должно быть выполнено выравнивание потенциалов при помощи металлической сетки или другого устройства, которое должно быть соединено с дополнительной системой уравнивания потенциалов.

1.7.175. Устройство выравнивания и уравнивания электрических потенциалов должно обеспечивать в нормальном режиме работы электрооборудования напряжение прикосновения не более 0,2 В, а в аварийном режиме при времени отключения более указанного в табл. 1.7.11 для электроустановок в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках — не более 12 В.

1.7.176. Для всех групповых цепей, питающих штепсельные розетки, должна быть дополнительная защита от прямого прикосновения при помощи УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

1.7.177. В животноводческих помещениях, в которых отсутствуют условия, требующие выполнения выравнивания потенциалов, должна быть выполнена защита при помощи УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не менее 100 мА, устанавливаемых на вводном щитке.

Зануление в двухпроводной сети когда нет заземления. Мысли вслух

Многим конечно же эта статья не понравится как с технической точки зрения, так и со стороны безопасности. Уже вижу как кто-то полез в ПУЭ или ТКП (у меня в Беларуси оно называется «Технический Кодекс установившейся Практики»), что бы сказать мне, что так делать нельзя. Оно скорее всего так и есть, но написать статью хочется. Да и заработанную карму потратить на этом сайте негде (в смысле применить эти набранные очки с пользой для себя или кого-то ещё).

Всё что будет написано ниже не стоит воспринимать как призыв к действию. Воспринимайте это как рассуждение, разминку для мозга.

Речь пойдёт о двух известных проблемах в жилых домах где нет отдельного заземляющего проводника даже в виде деления PEN на PE и N в ВРУ здания:

1. Как заземлиться где нет «земли»?
2. Защита при отгорании магистрального нулевого провода

Без защитного проводника

Единственным вариантом защиты человека от поражения электрическим током при попадании фазы на не заземлённый (и не занулённый) корпус эл.прибора возможен с электромеханическим УЗО. Есть ещё СУП (Система Уравнивания Потенциалов), но если она нормально не заземлена это может нести ещё больший риск.

Здесь всё просто, при протекании тока через условный пол — тело человека — корпус электроприбора УЗО сработает от разности токов втекающих и вытекающих по нулю и фазе. То есть не важно по какому пути пойдёт эта утечка тока: фаза-пол, ноль-пол или фаза и отгоревший ноль — пол — УЗО сработает в любом из этих вариантов. Важно одинаковое направление этих токов.

Но помимо безопасности существуют трудности которые порой носят непреодолимый характер:

1. Электроприбор «кусается» из-за его конструктивных особенностей (конденсаторы в блоке питания).
2. Электроприбор изначально не «кусался», но начал «кусаться», при этом он как и прежде работает. Переворачивание вилки в розетке не помогает. Денег, времени и пр. на ремонт нет, хочется только устранить «кусания» или даже «подёргивания» и пользоваться пока окончательно не сломается.
3. Электроприбор не «кусается», однако из-за наличия «гуляющего» напряжения на корпусе не хочет нормально работать (например длинный USB провод от компьютера к принтеру, гудение в динамиках звуковых усилителей, плохой приём радиосигнала и др).

Что бы избавиться от этих проблем, многие жертвуют безопасностью подсоединяя корпуса эл.приборов на прямую к «заземлению» в виде труб отопления, арматуры, или если позволяют условия: закопав металлический штырь в землю. Опасность этих способов «заземления» давно известна. На определённых участках трассы трубы могут быть соединены пластиком, а не металлом, иметь большое сопротивление с заземлением. Токи утечки от электроприборов способствуют быстрой коррозии труб. При попадании фазы на корпус автоматический выключатель или УЗО может не сработать если протекаемые токи будут малы. Появится риск поражения эл.током не только того кто сделал такое заземление, но и всех тех кто волею случая оказался в зоне поражения (сантехник меняющий трубу или соседи этажом ниже и выше).

Зануление от щита

Здесь необходимо сделать отступление.

Хоть в наших электросетях ноль и соединён с контуром заземления на ТП, из-за неравномерной токовой нагрузки по фазам, а так же большой протяжённости кабельных линий, у удалённых потребителей электроэнергии напряжение между нулём и заземлением может составлять больше десятка вольт. Падение напряжения есть и в нулевом проводе!

Стоя на мокром бетонном полу и касаясь руками к корпусу занулённого водонагревателя или металлического крана соединённого металлическими шлангами, вы определённо сможете почувствовать это напряжение. А если соединить нулевой провод с закопанными в землю металлическими трубами или прочими конструкциями, по ним может пойти не слабый такой ток в несколько ампер.

То есть даже теоретически не каждым нулевым проводом можно сделать «зануление» если оно намертво прикручено в ВРУ с разделением там же PEN на PE и N. Такие случаи бывают, например когда у здания нет своего контура заземления. Между настоящей землёй (точка соединения на ТП контура заземления и отходящего нулевого провода) и разделённой «землёй» в ВРУ здания возникнет потенциал.

Если ноль не «кусается», то можно пофантазировать на тему как можно им защитится на время пока он цел. А что бы знать что он цел, необходимо привязаться к некой точке у которой хотя бы в теории будет неизменный нулевой электрический потенциал (опорное напряжение) относительно земли. Этой точкой может стать место присоединения нулевого провода к шине заземления на ТП, а сама земля быть как бы идеальным проводником на котором условно нет падения напряжения на участке «земля ТП — земля подключенного здания». Вот к примеру цитата одного комментария на ютубе на эту же тему

… есть такое понятие ( статистический(искусственный 0), если его использовать относительно естественного 0 можно решить это проблему гораздо проще и дешевле). Разница между искусственным 0 и естественным достигает при перекосах и обрывах фаз от 0,5 до 10 в. Проверено опытным путём.

Важным условием для такого «опорного заземления» — это возможность пропустить через себя ток величиной достаточной для срабатывания защиты, при этом возникшее напряжение между «опорным заземлением» и «естественной землёй» не должно превысить опасных значений, к примеру 30 вольт.

Где найти такое опорное заземление в квартире — большой вопрос. Трубы отопления, водопровода и газа откидываем по причинам описанным выше. Вариант подключения к СУП в санузле, но неизвестно как это СУП соединено между собой и другими квартирами, опасно. Получается, единственный вариант — это арматура в стенах и потолке, сваренная между собой и имеющая сопротивление с настоящей землёй менее 1 кОм. Хотя в кирпичном или деревянном здании и этого может не быть.

Но если есть, тогда можно провести испытание её «качества». Взять вольтметр и измерить напряжение между нулём в розетке и арматурой в стенке. Если оно не равно нулю, а к примеру 3 и более вольт, закоротив ноль и арматуру через предохранитель на 100мА, этот предохранитель должен сгореть (при условии, что сопротивление между арматурой и настоящей землёй маленькое). Либо если напряжение между нулём и арматурой близко к нулю, подцепить последовательно в цепь батарейку типа «крона», добавив 9 вольт.

Сгоревший предохранитель — как индикатор пройденного теста «опорного заземления».

Для теоретического эксперимента понадобится четырёхполюсное электромеханическое УЗО или Диф автомат типа AC на ток утечки 30мА, как самое распространённое.

Ориентируясь на то, что схема защиты работает относительно «опорного заземления» рисую первую схему.

Схема схожа со схемой подключения УЗО в двухпроводной сети, с той лишь разницей, что «защитный» нулевой проводник взятый с корпуса щитка у нас так же подключен через третий контакт УЗО, но снизу. Ситуации:

А. Ноль в щитке целый. При возникновении токов утечки с корпуса эл.прибора на фазу или ноль, УЗО заметит разницу токов втекающих и вытекающих, защита сработает.

Б. Ноль не приходит на корпус щитка (обрыв). На корпусе напряжение относительно «опорного заземления». Если ток пойдёт по цепочке «защитный ноль — корпус — тело — пол» УЗО отреагирует и на эту утечку.

А если нужно, что бы УЗО не срабатывало на токи утечки с нуля на корпус или с фазы на корпус? Садим защитный ноль на верхние контакты УЗО. Теперь токи суммируются и вычитаются по другому.

А. Ноль в щитке целый. При возникновении токов утечки с корпуса эл.прибора на фазу или ноль УЗО не заметит разницу токов втекающих и вытекающих, УЗО не сработает.

Б. Ноль не приходит на корпус щитка (обрыв). На корпусе напряжение относительно «опорного заземления». Если ток пойдёт по цепочке «защитный ноль — корпус — тело — пол» УЗО отреагирует на эту утечку.

Защита при обрыве нуля

Четвёртый контакт УЗО можно использовать как детектор обрыва нуля. Опять же используя наше «опорное заземление». Как только в щитке на защитном нулевом проводе появится напряжение более 30 вольт относительно «опорного заземления» появится ток утечки и защита сработает.

Комментарий из интернета

Кстати, в далеком 2000г. в бутике на Подоле в Киеве (дореволюционный дом, воздушный ввод) мне удалось заставить УЗО реагировать на обрыв ноля. Я поставил между нолем и чистой землей (сам сделал контур) резистор 1кОм, при нормальном напряжении на ноле 5В утечка с ноля 5мА, при обрыве ноля на нем хотя бы 50В, утечка 50мА, УЗО отключалось.

Минус резистора — ток в несколько миллиампер при малых напряжениях между землёй и нулём, то есть может всегда висеть 10-15мА, что не есть хорошо для всего остального что подключено к УЗО которое может сработать например при 17-20мА.

Варистор имеет не совсем хорошую ВАХ, сопротивление при пробитии падает не резко, в добавок если даже и ограничить ток резистором, всё равно у него ограниченное количество срабатываний.

Газовые разрядники от 75вольт, это слишком много. Сопротивление зависит от приложенного напряжения.

Гораздо проще собрать схему на диодах, стабилитроне и транзисторе. Можно и на двух мощных стабилитронах, но их сложнее найти в продаже.

Условие работы схемы:

1. Минимальное напряжение стабилизации стабилитрона Uст.мин должно быть больше чем амплитудное значение напряжения между «опорной землёй» и защитным нулём.
2. Коэффициент усиления транзистора h21э должен быть не более 20 — 40. Что бы единицы микроампер на базе не превратились в десятки миллиампер на коллекторе. Транзистор обычный биполярный.
3. Резистор ограничивающий ток схемы подбирается из условия, что при 30V между «опорной землёй» и защитным нулём должен протекать ток 30мА.

Когда напряжение между «опорной землёй» и защитным нулём меньше Uст.мин ток через схему составляет единицы микроампер. При увеличении напряжения до 30 и более вольт, ток через схему резко увеличится до нужных нам 30 и более миллиампер.

Всё вместе будет выглядеть так

Если без паяния схем, то можно поставить простую защиту от перенапряжения между рабочим нулём и фазой. При отгорании нуля в щитке и появлении более 250 вольт вместо 220, через четвёртый контакт УЗО потечёт ток, защита так же сработает.

Вариаций схем на эту тему наверно можно придумать много.

Учитывая что в продаже есть электронные реле напряжения или аналогичные механические расцепители для УЗО и автоматов от производителей электротехнической продукции, такое «кулибинство» возможно свести на нет или до минимума. Главное знать, что такие аппараты защиты существуют и иметь общее представление где и как их применяют.

P.S. Важное замечание с обсуждения на одном форуме

что будет, если ты применишь 4-х полюсное УЗО, которое соединяет через свои контакты батарею с нулём в щите, когда на батарее, но не твоей, а соседской, появится желающий использовать её в виде нуля? Это к тому, что тогда через контакты твоего УЗО потечёт куда больший ток, чем предполагалось изначально

Здесь важен такой момент, что «защитный ноль» на корпусе может быть электрически связан с водопроводными трубами, например при соединении стиральной машины или водонагревателя шлангами к трубам (не обязательно металлическими). По защитному нулю, через корпус эл.прибора по шлангам на батарею пойдёт уравнивающий ток, УЗО сработает, но и токи даже в единицы миллиампер — не есть хорошо. Плюс ситуации, описанные в начале статьи.

Для лучшего понимания как работают устройства защиты по дифференциальному току и их необычного применения, крайне рекомендую к просмотру цикл видео «Устройства дифференциального тока против обрыва, нагрева и дуги» автора ID — Vladimir Melnikov (на хабре Vladimir Melnikov).

Заземление и зануление электроустановок на предприятии. В. Зануление

Если вы самостоятельно организуете электроснабжение квартиры, офиса или гаража – значит, ответственность за безопасность лежит также на вас. Для защиты электросетей и вашего здоровья (а иногда и жизни) применяется заземление и зануление.

В каком случае востребована защита?

При физическом (точнее – электрическом) контакте с корпусом фазного проводника, или элемента схемы, на который в данный момент подано напряжение – возникает две опасности:

Система заземления и зануления электрооборудования обеспечивает защиту от рассмотренных опасностей, или хотя бы минимизирует последствия. Многие неопытные доморощенные электрики путают эти два понятия. Или же намеренно пользуются рабочим нулем при организации заземления.

Особенно это актуально в многоэтажках старой постройки, где отдельного контура заземления не предусмотрено. При полностью исправных линиях подвода электроэнергии, это не так опасно. Однако при повреждении нулевого провода на магистрали, или ухудшении контакта на клеммных соединениях, рабочий ноль теряет электрическую связь с реальной «землей».

Вы надеетесь на защиту от фазы, и без опаски работаете с электроприбором. В критический момент защита не срабатывает, и в лучшем случае происходит порча оборудования, а в худшем – пожар или поражение человека электрическим током.

Важно! Использовать рабочий ноль в качестве защиты пользователей – запрещено!

Защитное заземление и зануление принципиально отличаются по способу соединения с физической землей. Если использовать ноль, как заземление, могут произойти неприятности:

• Например, вы заземлили бойлер на рабочий ноль. В случае пробоя фазы на корпус, устройство защитного отключения (УЗО) может не сработать. Через воду, из-под горячего крана, напряжение передается на вас. Если вы находитесь в ванной, через вас будет протекать электрический ток, опасный для жизни;
• Вы пользуетесь электроплитой, расположенной рядом с батареей отопления. Система подачи горячей воды проложена в грунте, и имеет надежный контакт с землей. Если электроплита не имеет заземления, либо заземлена на ноль, в случае повреждения нулевого провода на корпусе может появиться фаза. При одновременном касании руками корпуса под напряжением, и заземленной батареи – поражение электротоком гарантировано.

Заземление и зануление, в чем разница?

Заземление.
Контур монтируется отдельно, вне зависимости от способа подключения рабочего энергоснабжения. На противоположном конце (от электроустановки) подключается заземляющее устройство. От него должен быть проложен проводник с надежным контактом. Этот проводник соединяется с корпусом электроустановки.

Как правило, в домашних условиях отдельного контакта на корпусе электроустановки не предусмотрено. Сетевой кабель имеет три жилы: фаза, ноль и «земля». Рабочее заземление подключено к соответствующей контактной группе в электрической розетке. При подключении электроприбора, происходит одновременное соединение с питающими контактами и «землей».

Важно! Такой способ подключения является единственно возможным с точки зрения безопасности.

Зануление.
Система электропитания имеет фазные и нулевые проводники. В случае однофазного питания (традиционные 220 вольт в нашей розетке), это нулевой провод от ближайшей трансформаторной подстанции. Он имеет непосредственный контакт с реальной «землей», в непосредственной близости от трансформатора. Такой вывод называется глухозаземленным.

При организации трехфазного питания – нулем будет являться нейтральный вывод трансформатора. Принцип подключения такой же. Нейтраль имеет непосредственный контакт с «землей» в пределах трансформаторной подстанции.

Чем отличается заземление от зануления с точки зрения защиты?

При кажущейся схожести, эти два способа принципиально отличаются по способу защиты. Причем основные споры возникают вокруг возможности заменить один способ другим, или вообще организовать заземление и зануление в одной электроустановке.

Внимание! Забегая вперед, сразу определим: объединять или заменять заземление занулением, или наоборот – нельзя.

Рассмотрим принцип действия этих способов защиты, и вам станет понятно, почему.

Что происходит в нештатной ситуации с заземленной электроустановкой или при отсутствии заземления?

Предположим, что на металлический корпус электроприбора попадает фаза. Это может произойти при сильном увлажнении, повреждении изоляции, обрыве крепления монтажной платы и соединении токоведущих частей с корпусом. Короткого замыкания не происходит, питание продолжает поступать.

Вы касаетесь рукой корпуса, и через вас начинает протекать электрический ток. Его сила зависит от влажности кожи, от того, во что вы обуты, и на чем вы стоите.

Проще говоря – если вы только что вышли из душа, встали босиком на кафельный пол, и схватились рукой за полотенце-сушилку с фазой на корпусе – сила тока может быть смертельно опасной. А если вы обуты в резиновые сапоги, стоите на деревянном полу и в помещении относительно сухой воздух – то можно не почувствовать никаких неприятных ощущений.

Если электроприбор заземлен, неважно каким способом, на корпус или через штатную вилку – основной ток потечет через землю, поскольку сопротивление там значительно ниже, чем у тела человека. Подключение к заземлителю находится непосредственно на корпусе, поэтому надежность не вызывает опасений.

Единственная опасность такого способа защиты – электрооборудование может выйти из строя. Питание, как правило, не прерывается, поскольку сопротивление физической «земли» недостаточно для короткого замыкания и срабатывания защитного автомата.

Следующий вариант защиты – зануление.
Корпус прибора подключен к рабочему нулю или нейтрали трехфазного трансформатора. При возникновении пробоя фазы на корпус, через рабочий ввод питания начинает протекать ток, стремящийся к бесконечности. Его величина ограничена лишь мощностью точки энергоснабжения.

Эта ситуация называется «коротким замыканием». Резкий скачок значения тока приводит к моментальному срабатыванию автомата, через который организовано питание. Или к перегоранию предохранителей.

Внимание! Пример показывает, насколько важно иметь работоспособные предохранительные системы.

Фактически, неисправная электроустановка моментально обесточивается, и опасность поражения электрическим током отсутствует.

Подводный камень в том, что при отсоединении рабочего нуля от реального заземлителя или от нулевого контакта – защита пропадает.

Несмотря на отличие заземления от зануления, они выполняют схожую функцию – защищают пользователя от поражения электротоком. А какой вариант выбрать – зависит от особенностей энергоснабжения вашего помещения.

Защитное заземление и зануление

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно состоит (рис. 24.6) из заземлителя 3 (металлических проводников, находящихся в земле с хорошим контактом с ней) и заземляющего проводника 2, соединяющего металлический корпус электроустановки 1 с заземлителем.

Совокупность заземлителя и заземляющих проводов называют заземляющим устройством. Защитное заземление применяют в трехфазных трехпроводных и однофазных двухпроводных сетях переменного тока напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью (так называемая система IT), а также в сетях напряжением выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.

Защитное действие заземляющего устройства основано на снижении до безопасной величины тока, проходящего через человека в момент касания им поврежденной электроустановки. При попадании напряжения на корпус электроустановки человек, коснувшись ее и имея хороший контакт с землей, замыкает собой электрическую цепь: фаза С – корпус электроустановки 1 – человек – земля – емкостные Х A, X B) и активные R A, R B сопротивления связи проводов с землей, фазы А и В. По человеку пойдет ток. Несмотря на то что электрические провода сети установлены на изолированных опорах, между ними и землей существует электрическая связь. Она возникает за счет несовершенства изоляции проводов, опор и т.п. и наличия емкости между проводами и землей. При большом протяжении проводов эта связь становится значительной, а ее активное R и емкостное X сопротивления снижаются и становятся соизмеримыми с сопротивлением тела человека. Вот почему, несмотря на отсутствие видимой связи, человек, находящийся под напряжением и имеющий контакт с землей, замыкает собой электрическую цепь между различными фазами сети.

Рис. 24.6. Схема защитного заземления (система IT):

1 – электроустановка; 2 – заземляющий проводник; 3 – заземлитель

При наличии заземляющего устройства образуется дополнительная цепь: фаза С – корпус электроустановки – заземляющее устройство – земля – сопротивления Х А, R A, Х B, R B – фазы A и В. В результате ток замыкания распределяется между заземляющим устройством и человеком. Так как сопротивление заземлителя (оно не должно превышать 10 Ом) во много раз меньше сопротивления человека (1000 Ом), то через тело человека будет проходить малый ток, не вызывающий его поражения. Основная часть тока пойдет по цепи через заземлитель.

Заземлители могут быть естественными и искусственными. В качестве естественных заземлителей используют металлические конструкции и арматуру зданий и сооружений, имеющие хорошее соединение с землей, проложенные в земле водопроводные, канализационные и другие трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывоопасных газов и трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии).

В качестве искусственных заземлителей применяют одиночные или соединенные в группы металлические электроды длиной 2,5-3,0 м, забитые вертикально в землю с расстоянием друг от друга 2,5-3,0 м или уложенные горизонтально в землю. Электроды изготавливают из отрезков металлических труб, угловой стали, швеллеров с толщиной стенок не менее 4 мм. Более тонкие профили вследствие коррозии быстро выходят из строя.

Вертикальные электроды в групповом заземлителе соединяют между собой с помощью сварки перемычкой, выполненной из аналогичных материалов и тех же сечений, что и сами электроды. Заземляющее устройство должно иметь вывод наружу (на поверхность земли), выполненное на сварке из таких же материалов. Оно служит для подсоединения заземляющего проводника.

Для осуществления заземляющих функций сопротивление заземляющего устройства в электроустановках напряжением до 1000 В в сети с изолированной нейтралью должно быть не более 4 Ом. При мощности генераторов и трансформаторов, питающих сеть, 100 кВ А и менее допускается сопротивление заземлителей не более 10 Ом. Необходимое сопротивление достигают установкой соответствующего количества электродов в заземлителе, определяемого расчетом. Для глинистых, влажных почв обычно бывает достаточно двух-трех электродов, на сухих песчаных или каменистых участках этого может не хватить.

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

Различают выносное и контурное заземляющие устройства. Выносное устройство располагают за пределами площадки с заземляемым оборудованием. Его достоинство состоит в возможности выбора грунта с наименьшим удельным сопротивлением. Контурное заземление выполняют забивкой электродов по контуру заземляемого оборудования и между ним. Такая установка электродов создает дополнительный защитный эффект за счет повышения и выравнивания (более равномерного распределения) потенциалов земли в зоне нахождения человека.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением, с глухозаземленной нейтралью источника тока (генератора или трансформатора).

В четырехпроводных или пятипроводных сетях с нулевым проводом и глухозаземленной нейтралью источника тока напряжением до 1000 В (так называемая система TN) зануление – основное средство защиты. Заземление в таких сетях неэффективно.

Подсоединение корпусов электроустановок к нейтрали источника тока осуществляют с помощью нулевого защитного проводника (РЕ- проводника). Его нельзя путать с нулевым рабочим проводом (N-проводником), который также соединен с нейтралью источника, но служит для питания однофазных электроустановок. Нулевой защитный проводник РЕ прокладывают по трассе фазных проводов, в непосредственной близости от них. Систему, где присутствуют нулевой рабочий провод N и нулевой защитный проводник РЕ, и они разделены на всем протяжении трассы, называют системой TN-S. Буква S означает разделение указанных проводников на всем их протяжении.

В качестве нулевого защитного проводника в сетях до 1000 В в первую очередь рекомендуется использовать нулевой рабочий проводник (кроме специально оговоренных случаев), к которым подсоединяют корпуса электроустановок. В этом случае его называют совмещенным нулевым защитным и нулевым рабочим проводником (PEN-проводником), а саму систему – системой TN-С. Это система TN , в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (рис. 24.7).

Если же функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике только в какой-то ее части, начиная от источника питания, а далее они идут раздельно (первый из них служит для защиты электроустановок, а второй – для питания однофазных электроустановок), то такую систему называют системой TN-C-S.

Согласно требованиям ПУЭ снова объединять эти разделенные проводники уже нельзя.

Рис. 24.7. Схема зануления (система TN-C ):

1 – заземлитель нейтрали трансформатора; 2 – источник тока (трансформатор); 3 – нейтраль источника тока; 4 – зануление корпуса трансформатора; 5 – нулевой рабочий (он же и нулевой защитный) провод сети; 6″ – нулевой защитный провод электроустановки; 7 – предохранитель; 8 – электроустановка; 9 – повторное заземление нулевого защитного провода сети; L 2, L 3 – фазные провода; PEN – нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник, совмещенные в одном

Согласно ПУЭ не допускается использовать в качестве РЕ проводников:

Металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а так же свинцовые оболочки проводов и кабелей;

Трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;

Водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

Защитное действие зануления основано на снижении до безопасной величины тока, проходящего через человека в момент касания им поврежденной электроустановки, и последующем отключении этой установки от сети. Работает зануление следующим образом. При попадании напряжения на корпус зануленной электроустановки 8 (рис. 24.7) бо́льшая часть тока с него пойдет в сеть через нулевой защитный провод 6. Через тело человека по цепи: корпус электроустановки 8 – человек – земля – заземляющее устройство 9 – нулевой рабочий провод 5 пойдет незначительный ток, не вызывающий его поражения (ввиду более высокого сопротивления этой цепи по сравнению с сопротивлением цепи через нулевой защитный провод 6). Одновременно с этим замыкание на корпус фазного провода при такой схеме защиты автоматически превращается в однофазное короткое замыкание между фазным и нулевым рабочим проводом 5 сети, в результате чего через 0,2–7 с срабатывает токовая защита (перегорает предохранитель 7, выключается автоматический выключатель и т.п.) и электроустановка, а вместе с ней и человек, полностью обесточиваются. Таким образом, в первоначальный момент зануление работает аналогично защитному заземлению, а в последующем оно полностью прекращает действие тока на человека. Только при этом ток, проходящий через тело человека до срабатывания защиты, будет в несколько раз меньше, так как сопротивление зануляющего проводника обычно не превышает 0,3 Ом, а допустимое сопротивление заземлителя – 4 Ом.

В запуленных электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью надежного обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников и их соединений должна обеспечить ток короткого замыкания, не менее чем в три раза превышающий номинальный ток плавкого элемента ближайшего предохранителя или автоматического выключателя, имеющего расцепитель с обратнозависимой от тока характеристикой (тепловой расцепитель), в 1,4 раза – для автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями с силой номинального тока до 100 А и в 1,25 раза – с величиной тока более 100 А.

Нулевой защитный провод 5 сети должен обеспечивать надежное соединение корпусов электроустановок с нейтралью источника. Поэтому все соединения выполняют сварными. В нем запрещается установка предохранителей и выключателей (за исключением случая одновременного отключения и фазных проводов).

Нулевой защитный провод 5 сети заземляют: у источника тока с помощью заземлителя 1; на концах воздушных линий (или ответвлений от них) длиной более 200 м; на вводах воздушной линии к электроустановкам. Повторные заземления 9 необходимы для уменьшения опасности поражения электрическим током при обрыве нулевого провода и замыкании фазы на корпус электроустановки за местом обрыва, а также для снижения напряжения на корпусе в момент срабатывания токовой защиты. Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль источника тока, с учетом естественных и повторных заземлителей нулевого провода должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях источника трехфазного тока 660, 380 и 220 В. Сопротивление каждого повторного заземлителя в отдельности должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

В сети, где применяют зануление, нельзя заземлять корпуса электроустановок без их зануления, так как в случае замыкания фазы на корпус заземленной, но не зануленной электроустановки иод напряжением окажутся все корпуса других зануленных электроустановок. В то же время дополнительное заземление зануленных электроустановок весьма полезно. Оно повышает надежность заземления нулевого провода.

Если в помещении находится несколько электроустановок, то каждую из них заземляют или зануляют, подсоединяя к магистрали заземления (зануления), представляющей собой металлический проводник сечением не менее 100 мм2 (например, стальная полоса 40 х 4 мм), укрепленный по периметру помещения. Магистраль соединяют с заземлителем, или с нулевым защитным проводником (в зависимости от принятой системы защиты), или с тем и другим одновременно.

Последовательное заземление или зануление электроустановок (одна от другой) не разрешается (рис. 24.8).

Заземлители с магистралью зануления заземления соединяют не менее чем двумя проводниками, подсоединяя их к заземлителю в разных местах.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям выполняют сваркой, а к главному заземляющему зажиму, корпусам аппаратов, машин и опорам ЛЭП – болтовым соединением (для обеспечения возможности производства измерений) с принятием мер против ослабления контакта и его коррозии.

Рис. 24.8.

1, 4, 5 и 6 – правильное зануление электроустановки; 2 и 3 – неправильное зануление электроустановки; 7 – магистраль заземления (зануления)

Для обеспечения надежной защиты сечения всех защитных проводников (РE-проводников) должны быть не менее приведенных в табл. 24.3 при условии выполнения их из тех же материалов, что и фазные проводники.

Таблица 24.3

Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников РЕ

Сечение фазных проводников, мм2

Наименьшее сечение защитных проводников (РЕ-проводннков), мм2

16 Что используется в новостройках: заземление или зануление?

Новостройки по всем правилам обеспечиваются трехпроводным кабелем (фаза, ноль, земля) в однофазной системе и пятипроводным кабелем (три фазы, ноль, земля) в трехфазной системе, т.е. по системе заземления TN-C-S или TN-S. В таких системах занулением и не пахнет.

Можно ли в старом фонде сделать заземление?

Старый фонд очень редко подвергается реконструкции. Для того чтобы перевести с системы TN-C, т.е. двухпроводная система (фаза и ноль), на такие эффективные системы как TN-C-S и TN-S, в которых предусмотрен защитный проводник РЕ (земля), своими силами практически не возможно. Модернизацией в основном занимается специализированная электротехническая компания.

В системе TN-C нет защитного проводника (земли). Никто не станет тянуть из своей квартиры отдельный заземляющий провод для того, чтобы сделать заземление, к примеру, в подвале. Хотя, некоторые решаются обеспечить себя заземлением, если квартира расположена на первом этаже. Но большинству населения такой маневр осуществить не представляется возможным.

Прежде чем подключить защитный проводник РЕ (земля) из квартиры, нужно определить, какие есть возможности.Определите наличие заземления в щитовой, к которой можно подключить третий проводник. В щитовой должна быть либо заземляющая шина РЕ, либо все этажные щитовые должны быть соединены между собой металлической шиной, и в итоге подсоединены к общему контуру заземления дома, т.е. речь идет о повторном заземлении. Это дает возможность подключить к щиту заземляющий проводник из квартиры. Если эти два варианта отсутствуют, значит, в доме нет заземления и в этом случае делают запрещенное зануление. Как уже было сказано ранее, такой метод в жилом секторе совсем не безопасен.

Как делается зануление?

Зануление не выполняет роль заземления, такая схема расчитана на эффект короткого замыкания. На производстве нагрузки более или менее распределены равномерно, и ноль выполняет в основном защитные функции. Здесь нулевой проводник цепляют к корпусу электродвигателя. При попадании на корпус электродвигателя напряжения одной из фаз, произойдет короткое замыкание. В свою очередь, сработает на выключение автоматический выключатель или автомат дифференциальной защиты. Следует принять во внимание еще один неоспоримый факт — все электроустановки на производстве соединены между собой металлической заземляющей шиной и выведены на общий контур заземления всего здания.

Можно ли сделать зануление в квартире?

Можно,но не нужно. Чем это грозит? Предположим ваше оборудование (стиральная машина,бойлер и др.) занулены. Если нулевой провод по каким-либо причинам обгорит или электрик случайно перепутал подключение проводов (вместо нуля подключил фазу), то ваше оборудование просто перегорит из-за большого напряжения.

Если вы запланировали электромонтажные работы в своем жилье, а затем узнаете, что в доме нет заземления ни в каком виде, все же лучше прокладывать трехжильный кабель. Две жилы (фаза и ноль) подключаем планово, а вот третий проводник защитного заземления оставляем незадействованным до ожидания реконструкции стояков, где будет предусмотрено заземление.

Если вы все же надумали сделать в квартире зануление, нужно помнить, что вы берете на себя огромную ответственность. В любом случае, при наличии заземления или зануления, нельзя пренебрегать установкой защитной аппаратуры, таких как УЗО (Устройство защитного отключения) и ограничитель напряжения.

В. Зануление

Назначение, принцип действия, область применения.

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Нулевым защитным проводником (

PE – проводник в системе TN – S) называется проводник, соединяющий зануляемые части (открытые проводящие части) с глухозаземленной нейтральной точкой источника питания трехфазного тока или с заземленным выводом источника питания однофазного тока, или с заземленной средней точкой источника питания в сетях постоянного тока.

Нулевой защитный проводник следует отличать от нулевого рабочего и

Нулевой рабочий проводник (

N – проводник в системе TN – S ) – проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников соединенный с глухозаземленной нейтральной точкой генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.

PEN — проводник в системе TN– C ) нулевой защитный и нулевой рабочий проводник – проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника.

Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

Область применения зануления

• электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (система TN – S ; обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В);
• электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом;
• электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника.

Принцип действия зануления. При замыкании фазного провода на зануленный корпус электропотребителя (рис. 4.10) образуется цепь тока однофазного короткого замыкания (то есть замыкания между фазным и нулевым защитным проводниками). Ток однофазного короткого замыкания вызывает срабатывание максимальной токовой защиты, в результате чего происходит отключение поврежденной электроустановки от питающей сети. Кроме того, до срабатывания максимальной токовой защиты происходит снижение напряжения поврежденного корпуса относительно земли, что связано с защитным действием повторного заземления нулевого защитного проводника и перераспределением напряжений в сети при протекании тока короткого замыкания.

Рис. 4.6. Принципиальная схема зануления в системе TN — S

1 2 – R 0 – R П I к – ток КЗ; I н I з – корпус электроустановки (электродвигатель, трансформатор и т. п.); 2 – аппараты защиты от токов КЗ (предохранители): R 0 – сопротивление заземления нейтрали обмотки источника тока; R П – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; I к – ток КЗ; I н – часть тока КЗ, протекающего через нулевой защитный проводник; I з – часть тока КЗ, протекающего через землю – корпус электроустановки (электродвигатель, трансформатор и т. п.); 2 – аппараты защиты от токов КЗ (предохранители): R 0 – сопротивление заземления нейтрали обмотки источника тока; R П – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; I к – ток КЗ; I н – часть тока КЗ, протекающего через нулевой защитный проводник; I з – часть тока КЗ, протекающего через землю

Следовательно, зануление обеспечивает защиту от поражения электрическим током при замыкании на корпус за счет ограничения времени прохождения тока через тело человека и за счет снижения напряжения прикосновения.

В качестве максимальной токовой защиты, обеспечивающей быстрое отключение электроустановки в аварийном режиме могут использоваться плавкие предохранители и автоматические выключатели, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания, магнитные пускатели со встроенной тепловой защитой, контакторы в сочетании с тепловыми реле, осуществляющие защиту от перегрузки, автоматы с комбинированными расцепителями, осуществляющие защиту одновременно от токов короткого замыкания и перегрузки и др.

Назначение отдельных элементов схемы зануления.

Из рис. 4.6 видно, что для схемы зануления необходимы нулевой защитный проводник, глухое заземление нейтрали источника тока и повторное заземление нулевого защитного проводника.

Рассмотрим назначение этих элементов применительно к наиболее распространенным электрическим сетям – трехфазным переменного тока.

обмоток источника тока, питающего сеть до 1 кВ, предназначено для снижения напряжения зануленных открытых проводящих частей (а следовательно, нулевого защитного проводника) относительно земли до допустимого значения при замыкании фазного провода на землю.

Повторное заземление нулевого защитного проводника практически не влияет на время отключения электроустановки от сети. Однако, при эксплуатации зануления могут возникнуть такие ситуации, когда повторное заземление нулевого защитного проводника необходимо, например, при обрыве нулевого защитного проводника. При применении системы

TN рекомендуется выполнять повторное заземление PE – и PEN – проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления нулевых защитных проводников следует в первую очередь использовать естественные заземлители. В этом случае сопротивление растеканию тока заземлителя повторного заземления не нормируется. Внутри больших и многоэтажных зданиий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

Повторному заземлению подвергаются нулевые рабочие провода воздушных линий, которые одновременно используются как нулевые защитные проводники (

PEN – проводники). При этом в соответствии с ПУЭ повторные заземления выполняются на концах линий или ответвлений длиной более 200 м. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений.

Надежность зануления определяется в основном надежностью нулевого защитного проводника. В связи с этим требуется тщательная прокладка нулевого защитного проводника, чтобы исключить возможность его обрыва. Кроме того, в нулевом защитном проводнике запрещается ставить выключатели, предохранители и другие приборы, способные нарушить его целостность.

При соединении нулевых защитных проводников между собой должен обеспечиваться надежный контакт. Присоединение нулевых защитных проводников к частям электроустановок, подлежащих занулению, осуществляется сваркой или болтовым соединением, причем, значение сопротивления между зануляющим болтом и каждой доступной прикосновению металлической нетоковедущей частью электроустановки, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом. Присоединение должно быть доступно для осмотра.

Нулевые защитные провода и открыто проложенные нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску

: по зеленому фону желтые полосы .

В процессе эксплуатации зануления сопротивление петли “фаза-нуль” может меняться, следовательно, необходимо периодически контролировать значение этого сопротивления. Измерения сопротивления петли “фаза-нуль” проводят как после окончания монтажных работ, то есть при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации в сроки, установленные в нормативно технической документации, а также при проведении капитальных ремонтов и реконструкций сети.

Расчет зануления имеет целью определить условия, при которых оно надежно выполняет возложенные на него задачи — быстро отключает поврежденную установку от сети и в то же время обеспечивает безопасность прикосновения человека к зануленному корпусу в аварийный период. В соответствии с этим зануление рассчитывают на отключающую способность. При этом в соответствии с ПУЭ должны выполняться следующие требования.

TN время автоматического отключения питания не должно превышать значений, указанных в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения питания

Приведенные в таблице 4.1 значения времени отключения питания считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе и в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и другие щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Допускаются значения времени отключения более указанных в таблице 4.1, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитков или щитов при выполнении одного из следующих условий:

1) полное сопротивление защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом

Z ц – полное сопротивление цепи “фаза – нуль”, Ом; U – номинальное фазное напряжение сети, В; 50 – падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В. PE распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

Расчет зануления на отключающую способность заключается в определении параметров нулевого защитного проводника (длина, сечение, материал) и максимальной токовой защиты, при которых ток однофазного короткого замыкания, возникающий при замыкании фазного провода на зануленный корпус, вызвал бы срабатывание максимальной токовой защиты за время, указанное в таблице 4.1.

Электричество делает нашу жизнь комфортнее, удобнее и интереснее вот уже несколько сотен лет. Придумано и сделано великое множество разных машин, устройств и приборов, работающих на электричестве, создающих для нас материальные блага, или таких, как печально известный электрический стул. Но, к сожалению, электричество может убивать не только на электрическом стуле по приговору суда. Поток крохотных электронов представляет собой грозную и могучую силу, относиться к которой стоит с должным уважением. Естественно, что человеком придумано большое количество разнообразных способов защиты от поражения электрическим током. В чем разница? Заземление и зануление будут далее рассмотрены в качестве примера. Это два способа, помогающих уберечься от электрического тока путем отведения его потока в сторону. Оба метода работают по одному принципу, но в то же время отличаются друг от друга.

Что такое электричество

Чтобы уяснить для себя, что такое электробезопасность, защитное заземление, зануление, как это всё работает, напомним суть явления электрического тока.

Все тела во Вселенной состоят из атомов, строение которых известно каждому школьнику: положительно заряженное ядро внутри и вращающиеся вокруг ядра отрицательные электроны. Существует ряд химических элементов — металлов, у которых несколько электронов, находящихся на самых дальних от ядра орбитах, легко могут быть оторваны (притянуты сильным положительным зарядом).

Таким образом, если взять металлический провод, приложить к его концам противоположные электрические заряды, то электроны, оторвавшись от своих атомов, начнут движение в сторону положительного заряда.

Однако при движении в толще металла электроны постоянно «натыкаются» на атомы, заставляют их слегка вибрировать в узлах кристаллических решёток. Это приводит к выделению тепла. Причём нагрев может быть таким сильным, что металл способен раскаляться до тысяч градусов (как спираль лампы накаливания). В некоторых случаях металл и вовсе может расплавиться и даже испариться.

Как электрический ток действует на тело человека

Тело человека на три четверти состоит из воды. Вода является неплохим проводником электрического тока (правда, механизм проводника несколько иной, нежели у металлов — ионный). Прохождение электрического тока по телу человека сопровождается рядом неприятных явлений. На заземление и зануление электроустановок иногда тратятся огромные, в масштабах предприятий, средства, чтобы это действие предотвратить.

Электроны, двигаясь по живым тканям, вызывают их нагрев, жидкость, содержащаяся в клетках, мгновенно закипает. Кроме этого, электрический ток, воздействуя на нейронные окончания, вызывает конвульсивное спазматическое сокращение всех мышц. Судорога приводит к остановке сердца, к блокировке дыхания.

Для человека опасен проходящий по телу электрический ток от 0,1 А. А вот, какой величины он достигнет, зависит от ряда факторов: от сухости кожных покровов, качества контакта, напряжения, расположения точек «входа» и «выхода» электронов.

Самыми опасными «маршрутами» считаются следующие:

Правая нога — левая рука или наоборот;

Голова — любая часть тела.

Виды защиты от поражения электрическим током

Способы защититься от поражающих факторов тока делятся на активные и пассивные. Активные способы предполагают наличие защитной автоматики. Дело в том, что тело человека обладает определённым электрическим сопротивлением и ёмкостью, и, дотрагиваясь до оголённого провода, мы как бы «включаем» в сеть дополнительный элемент. Умные приборы в состоянии зафиксировать такое изменение и за доли секунды обесточить цепь.

Другие меры направлены на исключение непосредственно контакта тела с источниками: использование защитных перчаток, диэлектрической обуви, специальных ковриков.

Даже встав на табурет из сухого дерева во время проведения электромонтажных работ, человек в значительной степени уменьшает риск получить смертельный удар.

А есть и другие методы, такие как защитное заземление и зануление. Суть их действия, если говорить просто, сводится к тому, чтобы предоставить электрическому току более лёгкий и «привлекательный» маршрут по сравнению с человеческим телом.

Чем опасны электроприборы

Как эти меры работают и в чем разница? Заземление и зануление относятся к защитным мероприятиям, которым уделяется достаточно много внимания ещё на стадии проектирования электрических машин и производств.

Представим себе, что в каком-либо бытовом или промышленном приборе произошло замыкание фазы на корпус. Что произойдет, если человек голой рукой дотронется до машины?

Учитывая, что планета Земля — прекрасный приёмник электрического тока, электроны устремятся через человеческое тело в грунт.

Как сработает заземление

Итак, как защитит человека заземление? Все обращали внимание на третий контакт бытовых электрических вилок, появившийся в нашей стране в конце прошлого века. Два привычных контакта — это «ноль» и «фаза», куда же ведёт третий? А он и есть заземление и ведёт, как понятно из названия, в землю.

Что происходит, если человек дотрагивается до обычного или заземлённого прибора, в чем разница? Заземление и зануление как бы создают второй параллельный маршрут для потока электронов. В случае с заземлением с корпуса прибора проложен электрический провод с хорошим сечением и малым сопротивлением, подсоединённый к металлическим штырям или другим элементам, специально заглубленным в грунт (причём обязательно ниже точки промерзания — лёд плохой проводник).

Если объяснять принцип работы заземления простым языком: электроны, идя по пути наименьшего сопротивления, в основном двигаются в землю по проводу заземления, поток же, идущий через человеческое тело, за счёт этого значительно ослабевает.

Как защищает зануление

А вот другой, аналогичный метод защиты от поражения электрическим током. В чем разница между заземлением и занулением? Если заземление соединяет открытые детали электрических машин с почвой, то зануление — с нулевым проводом.

Электрический ток здесь опять-таки выбирает более лёгкий для себя путь, благодаря чему удар тока, получаемый человеком, значительно ослабевает. Но есть ещё одно существенное отличие заземления от зануления. При касании фазного провода зануления происходит фактически короткое замыкание системы. А это практически всегда приводит в действие автоматическую защиту и обесточивает систему. Таким образом несчастный случай предотвращается заранее.

Технические особенности обеих систем

Почему в разных условиях применяются различные методы защиты, чем отличается заземление от зануления в эксплуатации?

Заземление предусматривает также возможность молниезащиты (хотя специалисты и не рекомендуют этого делать), зануление не предназначено для этого;

Зануление предполагает обязательное использование автоматов защиты, без них устройство зануления запрещено;

Зануление не всегда применимо в технике из-за обесточивания определённых участков электропроводки при срабатывании.

Где применяется заземление

В быту с целью защиты от поражения электрическим током чаще применяется заземление. В качестве заземлителей прекрасно могут работать естественные конструкции, такие как металлические, зарытые в землю трубопроводы или арматура железобетонных конструкций. Но чаще делается специальный заземляющий контур из соединённых вместе вбитых в землю штырей.

В чем разница? Заземление и зануление предназначены для обеспечения электробезопасности, в то время как при замыкании фазного провода на заземляющий контур, он сам становится источником опасности. Если в вашем доме, к примеру, сосед заземлил свою стиральную машину на систему отопления, то в случае «пробития» электричества на корпус, элементы системы отопления лучше не трогать всем жителям здания.

При использовании же специального заземляющего контура жильцам ничего не грозит. При монтаже индивидуальных заземляющих систем в частном строительстве, часто их объединяют с системами молниезащиты. Специалисты делать этого ни в коем случае не рекомендуют, так как в случае удара молнии вся проводка в доме становится фактором повышенной опасности, а многие электроприборы просто выходят из строя.

Где делается зануление

Заземление применяется в основном в жилом фонде. В промышленности же чаще всего используется защитное заземление и зануление электроустановок в комплексе. Здесь учитывается, что при попадании напряжения на корпус того или иного прибора, агрегата, работающего от сети с напряжением гораздо выше бытового, опасность для человека возрастает многократно.

Кроме того, подвергается опасности дорогостоящее оборудование. Поэтому в этом случае лучше, если участок цепи будет мгновенно обесточен защитной автоматикой.

При использовании электрических машин и агрегатов с напряжением 380В и выше для переменного тока или 440В и выше для постоянного тока, монтаж системы зануления обязателен.

Меры безопасности при обращении с электричеством

Есть несложные правила, которые при пользовании бытовыми и промышленными электроприборами позволят избежать беды.

Вилку из розетки не вытягивают за шнур, её необходимо извлекать из гнезда, крепко обхватив пальцами;

Включать-выключать электроприборы или освещение (розеткой в вилку или посредством выключателя) ни в коем случае не стоит с мокрыми руками;

Не нужно использовать в светильниках лампы большей мощности, чем это указано в инструкции к данному осветительному прибору;

Если прибор заискрил, или при его работе слышится характерный треск короткого замыкания, проводить с ним какие-либо действия можно лишь после выключения его из розетки;

Полезно знать, где и как обесточивается вся электропроводка в доме, иногда это может сохранить жизни и имущество;

Если в руководстве к прибору не указано, что он относится к оборудованию, которое можно оставлять без присмотра, то делать это ни в коем случае нельзя.