Зачем нужно заземление электроприборов

Зачем нужно заземление электроприборов

Зачем нужно заземление и что такое УЗО

Практически в любом руководстве по эксплуатации современного бытового электроприбора указывается о необходимости его заземления. Как его заземлить? Можно ли включать без заземления? Будет ли он при этом нормально работать? Можно. Будет.
Большая часть наших сограждан живет в домах, где заземления нет. А современная бытовая техника есть у всех. Соответственно большая часть техники рассчитанной на заземление, довольно успешно эксплуатируется без него.

Зачем нужно заземление?

Заземление применяется для защиты человека от поражения электрическим током. При нормальной работе электроприбора его корпус надежно изолирован от находящихся под напряжением токоведущих частей. При поломке прибора находящиеся под напряжением токоведущие части могут коснуться корпуса и тогда он окажется под напряжением. Прикоснувшегося к такому прибору человека ударит током.

Автоматический выключатель в данном случае не поможет, поскольку протекающего через человека тока будет явно недостаточно для его срабатывания. Зато этого тока вполне хватит для того чтобы лишить человека здоровья и даже жизни.

Для исключения подобных ситуаций корпуса всех электрических устройств, к которым может прикоснуться человек, должны быть заземлены, то есть электрически соединены с землей через проводники. В этом случае ток с корпуса устройства, а вместе с ним и опасное напряжение, будут уходить в землю, не причиняя никакого вреда человеку.

Для обеспечения такого заземления европейцы добавили в электропроводку жилых помещений заземляющий провод. Электропроводка получилась трехпроводной. Два провода, как и в наших проводках – фаза и ноль, предназначены для питания электроприборов, а третий и есть защитное заземление.

Розетки такой проводки должны иметь три контакта — нулевой, фазный и заземляющий. Рассчитанные на такую проводку бытовые приборы имеют трехжильный шнур и вилку с тремя контактами. Две жилы шнура это фаза и ноль, а третья предназначена для присоединения корпуса прибора к заземлению электропроводки. Заземляющий контакт розетки (металлические полоски сверху и снизу) присоединяется к защитному заземлению электропроводки. Заземляющий контакт вилки соединен с корпусом электроприбора.

Включая вилку в розетку, мы соединяем металлический корпус прибора с защитным заземлением. Теперь, даже при появлении напряжения на корпусе прибора, весь заряд будет стекать в землю, и неисправный прибор не будет биться током.

Заземление бытовой техники возможно только в том случае если в доме есть контур заземления. В домах старой постройки, его, к сожалению нет. В те времена проводка выполнялась двухжильным проводом, одна из жил была нулем, а другая фазой. Розетки и вилки тоже имели по два контакта, нулевой и фазный. Ни о каком заземлении никто тогда не думал. Ведь в то время у людей практически не было бытовой техники и в домах вполне хватало предохранительных пробок на шесть ампер. То есть если мощность всех включенных в квартире электроприемников достигала полутора киловатт, пробки перегорали.

С развитием техники в жилищах людей становилось все больше электрических помощников. Где то с середины шестидесятых годов в домах начали появляться телевизоры, холодильники, стиральные машины, электрические утюги. Девяностые годы принесли в наш быт компьютеры, стиральные машины-автоматы, посудомоечные машины, кондиционеры и т. д. Вместе с увеличением количества и мощности электроприемников стало увеличиваться число случаев поражения людей электрическим током от неисправных электроприборов. Эту проблему нужно было как то решать и с 1997 строителей обязали оборудовать все строящиеся здания защитным заземлением.

В домах современной постройки вся электропроводка выполняется трехжильной, и проблем с эксплуатацией современной техники нет.

В старых домах, с двухжильной проводкой, биться током может даже абсолютно исправная техника. Дело в том, что бытовые электроприборы оснащены встроенным сетевым фильтром, защищающим электронные схемы прибора от резких скачков напряжения. Конструкция фильтра такова, что он через конденсаторы соединяет нулевой и фазный провод с корпусом прибора.

Если корпус прибора не заземлен, то на нем появляется напряжение 110 вольт. То есть на корпусе стиральной машины, холодильника, микроволновки, компьютера присутствует напряжение 110 вольт.

Если вы живете в доме со старой проводкой без заземления и у вас есть кое-какие познания в электротехнике, попробуйте измерить напряжение на корпусе вашего компьютера, холодильника и стиральной машины. Вполне возможно, что там будет присутствовать напряжение 220 В. Это утверждение похоже на бред. Ведь производители прекрасно понимают, что выпускаемая ими техника должна быть абсолютно безопасной для человека и ни в коем случае не нести вред его здоровью. Но далекие от российской реальности создатели импортной техники не представляют, что где-то она может работать без заземления. Это обстоятельство позволяет понять логику производителя. Новая техника рассчитана на то, что небольшое количество тока должно стекать с конденсаторов в землю через корпус прибора. Напряжение 110 В появляется на корпусе только в том случае если он не соединен с землей.

Несмотря на большую величину, серьезной опасности это напряжение не представляет. Небольшая емкость конденсаторов фильтра ограничивает величину тока так, что он не может нанести серьезного вреда человеку. От него можно лишь получить неприятный удар током если одновременно коснуться находящегося под напряжением корпуса, и какого либо заземленного предмета, например батареи или водопроводного крана. Хотя специально делать этого не стоит, благополучный исход такого эксперимента не может гарантировать никто.

Гораздо хуже ситуация когда из-за поломки прибора его корпус соединяется с питающим проводом. В этом случае на корпусе прибора окажется 220 В и величина тока уже не будет ограничиваться конденсаторами сетевого фильтра. Прикосновение к такому прибору может, при неблагоприятном стечении обстоятельств привести к смерти.

Несмотря на то, что неисправные бытовые приборы могут быть источником серьезной опасности, большая часть населения нашей страны живет в домах без заземления и даже не подозревает о подстерегающих их опасностях. Практически каждого из нас било током, но мало кому довелось пережить серьезные электро травмы. Чем же объясняется такая избирательность тока? Почему одних он калечит и убивает, а других лишь слегка щелкает?

Действие тока на организм человека определяется его величиной. Человек способен почувствовать ток величиной в один миллиампер. Ток величиной от одного до десяти миллиампер вызывает у человека болезненные ощущения. Ток выше десяти миллиампер вызывает судорожное сокращение мышц, в результате чего человек не может самостоятельно разжать руку, чтобы разорвать контакт с находящейся под напряжением токонесущей частью. При токе свыше сорока миллиампер наступает паралич дыхания, и нарушение работы сердца Ток величиной в сто миллиампер приводит к остановке сердца и смерти.

Величина протекающего через тело человека тока зависит от величины приложенного к нему напряжения и от сопротивления цепи, по которой проходит ток. Для того чтобы понять, почему при одном и том же напряжении, ток в одном случае может лишь вызвать у человека неприятные ощущения, не причинив ему при этом никакого вреда, а в другом убить, необходимо уяснить, что такое токовая цепь и как она создается.

Токовая цепь это путь прохождения тока и этот путь всегда замкнут. Ток в наш дом приходит с трансформаторной подстанции по фазному проводу, после чего возвращается на эту же подстанцию по нулевому проводу. Причем сколько тока пришло с подстанции в дом, столько же должно вернуться с дома на подстанцию, не больше и не меньше.

Ток не обязательно возвращается на подстанцию только по нулевому проводу. При повреждении изоляции возможна утечка тока в землю. В этом случае часть тока будет возвращаться на подстанцию по земле, а часть по нулевому проводу. Но и в этом случае полный, вернувшийся на подстанцию ток, будет равен току, идущему от подстанции к потребителю.

Если по каким либо причинам возвращение тока на подстанцию невозможно, например, отгорел нулевой провод у подстанции, то тока в домах потребителя не будет. В розетках будет напряжение, причем как в фазном, так и нулевом контактах по 220 вольт, но ток через приборы не пойдет и они работать не будут.

Почему в домах нельзя выполнять зануление?

Кстати этот случай наглядно показывает, почему в домах нельзя выполнять зануление, то есть присоединять корпуса приборов к нулевому проводу, как это иногда делают горе-электрики в домах где нет заземления. Действительно, пока все работает нормально, нет большой разницы к нулевому или заземляющему проводу присоединены корпуса защищаемых электроприборов. Но при отгорании нулевого провода на нем, а следовательно и на всех присоединенных к нулевому проводу приборах, появится напряжение 220 В. То же самое произойдет, если при ремонте распределительного щитка электрик перепутает нулевой провод с фазным. В этом случае корпуса приборов окажутся присоединенными не к нулевому, а к фазному проводу и на них тоже будет присутствовать напряжение 220 В.

Читать еще:  Перепланировка хрущевки

Итак, токовая цепь это путь тока от подстанции к потребителю и обратно от потребителя к подстанции. Если в каком-то месте она нарушена, тока в цепи не будет. Сидящих на проводах птиц не бьет током только потому, что нет цепи для прохождения тока. Стоящего на резиновом коврике электрика не бьет током, потому что коврик мешает току вернуться на подстанцию по цепи: фазный провод -> электрик -> земля -> подстанция. Вот и причина того почему при одном и том же напряжении ток может лишь слегка щипнуть человека, а может и убить. Все зависит от того есть ли у него надежный путь для возвращения на трансформаторную подстанцию или нет. Если есть, то попавшему под напряжение человеку мало не покажется.

В интернете описан трагический случай, произошедший с мальчиком, захотевшим сделать уроки в вечернем саду. Он взял включенную в сеть настольную лампу с удлинителем и начал выносить ее из дома. Лампа была неисправна – находящийся под напряжением фазный провод касался корпуса лампы. Мальчик держал в руках находящийся под напряжением корпус лампы, но током его не било. Сухой деревянный пол мешал току вернуться к подстанции. Как только мальчик сошел с крыльца и наступил на землю, создалась замкнутая токовая цепь: трансформаторная подстанция -> фазный провод -> настольная лампа -> человек -> земля -> снова трансформаторная подстанция и мальчик был убит током. Трагедии могло не быть. Если бы лампа, удлинитель и проводка в доме были заземлены, то ток с корпуса лампы утекал бы через заземление, не причиняя вреда мальчику.

Если в доме нет возможности установить заземление, то хотя бы следует помнить что у тока не должно быть возможности возвратиться на подстанцию через землю. Только по специально предназначенному для этого нулевому проводу. Ни в коем случае нельзя одновременно касаться электроприборов и заземленных частей, таких как батареи, водопроводные трубы и т п, чтобы не дать току возможность пройти через вас в землю и вернуться к подстанции. Если в помещении сырой пол, то желательно чтобы на вас была обувь с непромокаемой подошвой, которая станет преградой между вами и проводящим полом, в случае если вы случайно попадете под напряжение.

Что такое УЗО?

Если вас не устраивают такие способы обеспечения электробезопасности, а установить заземление не представляется возможным, то есть еще одно мощное средство способное надежно обезопасить вас от травмирующего действия электрического тока. Это устройство защитного отключения, больше известное под аббревиатурой УЗО. Оно сравнивает ток фазы с током нуля. Если ток в фазном проводе, хотя бы чуть-чуть больше тока в нулевом проводе, значит, существует утечка и часть тока возвращается на подстанцию через землю. В этом случае УЗО мгновенно отключит линию и если причиной утечки будет попавший под напряжение человек, через которого ток утекает в землю, то с ним не произойдет ничего страшного. УЗО успеет отключить ток до того как он успеет навредить человеку. Хотя несчастные случаи с участием электрического тока в домашних условиях очень редки, не стоит экономить на подобных устройствах. Ведь жизнь человека слишком дорога, чтобы пренебрегать подобной опасностью.

Видео: зачем нужно заземление и что такое УЗО

Заземление приборов. Что, зачем и как сделать?

Надёжная изоляция электрических приборов является важной составляющей электробезопасности. Однако, какой бы надёжной ни была изоляции, полностью полагаться на неё нельзя. Происходящие по разным причинам перенапряжения в электрической сети ведут к повреждению изоляции, что несёт в себе прямую угрозу для жизни людей.

Заземление бытовых приборов

Для защиты от поражения электрическим током используют заземление. Достичь электробезопасности можно путём применения заземляющих устройств, состоящих из заземлителей и заземляющих проводников. Заземление может использоваться в сетях, рассчитанных на любое напряжение.

Заземление бытовых приборов в квартире многими людьми рассматривается, как излишняя предосторожность. Однако количество бытовых электротравм, связанных с эксплуатацией техники, имеющей повреждения изоляции, свидетельствует об обратном. Большинство несчастных случаев вызвано одновременным касанием имеющего повреждение изоляции бытового прибора и проводящего предмета. В жилых домах в качестве таких предметов чаще всего выступают радиаторы и трубы центрального отопления, металлические мойки и незаземлённые варочные плиты.

Рисунок №1. Электрооборудование в доме

Какие бытовые приборы необходимо заземлять в доме

Большая часть домашнего электрооборудования является источником повышенной опасности поражения электрическим током в быту. Для полного исключения возможных рисков необходимо заземлять стиральные машины, электрические и индукционные плиты, микроволновые печи, персональные компьютеры, бойлеры. Безопасности бойлеров следует уделить самое пристальное внимание. Вода является наилучшим проводником электричества. Нарушение изоляции бойлера приведёт к тому, что, прикоснувшись к водонагревателю человек получит удар электрическим током. Смонтированное заземление примет на себя большую часть тока. Попадание фазы на заземленный бак бойлера ведёт к мгновенному срабатыванию автоматического выключателя.

Рисунок №2. Схема проводки в квартире

Зачем нужно заземлять бытовые приборы

Согласно установленным нормативам, напряжение в бытовых электросетях не может превышать 220 В. Бытовые приборы подключаются к сетям через розетки. К каждой розетке идут два провода. Один из них, называемый фазным, является непосредственно токоведущим проводником. Второй провод, называемый нулевым, служит для отвода электричества после того, как замкнутся контакты розетки и выключателя.

При контакте фазного и нулевого проводов вне розетки возникает короткое замыкание. В подобных ситуациях ток достигает больших значений, что ведёт к срабатыванию автоматических выключателей, которые осуществляют разрыв цепи и отключают проводку от источника питания.

Настоящие короткие замыкания случаются довольно редко. Значительно чаще износ изоляции приводит не к замыканию двух проводов, а к появлению токов утечки. В результате появившееся на корпусе бытовых приборов напряжение может привести к поражению электрическим током. Токи утечки должны фиксироваться устройством защитного отключения (УЗО), которое размыкает цепь в случае превышения опасной для человека величины тока.

Правила заземления приборов

Для заземления приборов необходимы специальной конструкции розетки с заземляющими контактами. На таких розетках есть место заземления прибора. Если предусмотрено присоединение провода заземления напрямую к корпусу, обозначение заземления указывается на приборах специальным знаком.

Рисунок №3. Розетка с контактами заземления

К розетке нужно подвести трёхжильный провод. Современные кабели, используемые для проводки имеют три провода, которые для идентификации маркируются разными цветами. Нулевой провод окрашивают в синий цвет, фазный в коричневый или чёрный. Третий проводник−заземляющий, может быть жёлтым, зелёным или двухцветным (жёлтый +зелёный).

Рисунок №4. Кабель с жилой заземления

При трёхпроводных сетях в квартире фазу, ноль и заземление нужно брать в распределительной коробке, относящейся к линии розеток. Заземление приборов, в случае когда проводка двухжильная, делается несколько иначе. При двухпроводных сетях, когда заземляющий провод отсутствует, его проводят от электрощита. При этом следует принять во внимание, что сечение медного заземляющего проводника не должно быть меньше 2,5 мм.
Категорически запрещается использовать в качестве заземлителя водопроводные и газовые трубы, или трубы центрального отопления.

Универсальное модульное заземление

При мероприятиях по организации электробезопасности в жилых и промышленных объектах удобно использовать модульное заземление ZANDZ. Этот тип заземлителя состоит из покрытых слоем меди стальных штырей. Все составные части конструкции объединены между собой в единое заземляющее устройство посредством резьбового соединения. При этом сварка элементов заземления не требуется, весь монтаж выполняется силами одного человека с помощью отбойного молотка. Площадь земли, занимаемая заземлителем, составляет менее 0,6 м 2 , благодаря чему можно монтировать модульное заземление в подвалах домов и в непосредственной близости от стен. Медное покрытие заземляющих штырей устойчиво к коррозии, что обеспечивает стабильную работу заземления на протяжении долгих лет.

Зачем нужно заземление – ликбез по электробезопасности

Что такое заземление

Заземлением называют подключение токопроводящих элементов, в норме не пребывающих под напряжением, к заземлителю — заглубленной в грунт металлической конструкции с низким электрическим сопротивлением. В качестве упомянутых токопроводящих элементов могут выступать металлический корпус электроустановки, рабочие органы машин или бытовых приборов и т.д.

Также заземляют экранирующие оплетки электрических кабелей.

Для чего нужно заземление

Защитное заземление обеспечивает безопасную эксплуатацию электроустановок.

Функциональное используется для работы прибора или схемы — играет ту же роль, что и нулевой проводник в электросети.

В системах молниезащиты заземлитель подключается к молниеприемнику.

Принцип работы

Контур заземления функционирует за счет способности грунта поглощать электрический заряд. Если корпус оборудования в результате пробоя изоляции оказался под напряжением, то заряд будет стекать в землю. Когда пользователь коснется корпуса, ток все равно будет двигаться по пути наименьшего сопротивления, то есть через заземление, а не через тело человека. Не будь заземления, в подобной ситуации пользователь получил бы электротравму.

Читать еще:  Лестница из уголка 50х50

Условием нормального функционирования заземления является низкое сопротивление заземлителя. Эта величина зависит от параметров грунта:

  • плотность;
  • влажность;
  • соленость;
  • площадь контакта с заземлителем.

Способность грунта впитывать заряд сильно падает при замерзании. Поэтому штыри заземлителя вбивают на глубину ниже отметки промерзания, зависящей от широты местности. Данные о глубине промерзания грунта для разных регионов Российской Федерации приведены в СНиП «Строительная климатология».

Наглядная демонстрация заземления

На каменистых, песчаных и вечномерзлых грунтах, в которые сложно заглубиться, применяют электролитические заземлители из Г-образной перфорированной трубы. Внутри содержится реагент, формирующий соленую среду. Последняя характеризуется высокой проводимостью и низкой температурой замерзания. Длинную часть заземлителя закапывают в неглубокую траншею, короткую выводят на поверхность. Ее используют трояко:

  • для подключения шины заземления;
  • для засыпки нового реагента;
  • для заливки воды (провоцирует химическую реакцию в засушливый период).

Другой современный вариант заземлителя — модульный. Состоит из множества секций, соединяемых резьбовым или иным способом. По мере забивания в грунт навинчиваются все новые и новые секции. Так что такой заземлитель, в отличие от классического из нескольких штырей, можно установить на любую глубину. Соединяют секции по особым правилам и с применением токопроводящей пасты. При забивании используют особую насадку, защищающую резьбу от повреждений. Модули выполнены из стали и покрыты медью или цинком, отчего их сопротивление падает, а срок службы увеличивается.

Электролитический и модульный заземлители стоят дорого, потому их традиционные аналоги остаются востребованными. Штыри в такой конструкции располагают по-разному:

  • в вершинах равностороннего треугольника рядом с объектом;
  • по углам объекта;
  • по периметру объекта.

Число стержней и расстояние между ними определяются расчетом.

Совокупная защита заземляющих устройств и предохранителей

Заземление не только отводит опасный ток, но при наличии аппарата защиты вызывает отключение аварийного оборудования. При контакте фазного проводника с заземленным корпусом сеть работает в режиме, близком к короткому замыканию (КЗ), сопровождающемся резким увеличением силы тока в цепи. На это реагирует выключатель автоматический (ВА), обязательно устанавливаемый на вводе электрической линии на объект.

Правда, подобное возможно лишь при очень низком сопротивлении заземлителя, что бывает крайне редко. В большинстве случаев вероятность отключения ВА довольно низкая. К примеру, при сопротивлении заземлителя в 10 Ом ток в цепи составит I = 220 / 10 = 22 А. Автоматы, согласно требованиям ГОСТ, выдерживают в течение часа ток, в 1,42 раза превышающий номинальное значение. То есть автомат на 16 А при силе тока в 22 А не отключится в течение почти 60-ти мин (16 * 1,42 = 22,72 А).

Более надежный автомат защиты — выключатель дифференциального тока или устройство предохранительного отключения (УЗО). Этот прибор сравнивает токи в фазном и нулевом проводниках и при обнаружении разницы, свидетельствующей об утечке, разъединяет цепь. По чувствительности, то есть минимальной величине утечки тока, вызывающей срабатывание, УЗО делятся на несколько категорий:

  1. Защищающие от поражения электротоком: 10 мА – устанавливаются в помещениях с высокой влажностью и 30 мА – в сухих.
  2. Противопожарные – на 100, 300 и 500 мА.

Противопожарные УЗО применяют на объектах, где короткое замыкание может вызвать пожар. Ими защищают участки сети, где поражение током практически исключено, например, цепи освещения.

Заземленное неэлектрическое оборудование

К заземлителю подключаются и конструкции, никак с электричеством не связанные:

  1. Ограждения и прочие конструкции на эстакадах и галереях, в которых при разряде молнии на близком расстоянии наводится опасная разность потенциалов. То же может произойти с трубопроводом или емкостью, содержащими горючее вещество. Из-за наведенного напряжения возможно искрение с последующим взрывом, потому такие конструкции также заземляют.
  2. Изделия, в которых в процессе эксплуатации накапливается статический заряд. В основном это трубопроводы и емкости: статическое электричество образуется из-за трения частиц транспортируемой среды. По этой причине ограничивают скорость подачи топлива в авиалайнеры.
  3. Трубопроводы значительной протяженности. В соответствии с законом электромагнитной индукции, в таких трубопроводах при изменении магнитного поля Земли, а оно всегда нестабильно под действием солнечного ветра, образуются так называемые блуждающие токи. Потому их подключают с определенным шагом к заземлителям.

Отличие от зануления

Занулением называют подключение токопроводящих частей электроустановки к глухозаземленной нейтрали источника тока (к нулевой жиле). Ее сопротивление намного меньше сопротивления заземлителя. Потому при замыкании фазы на зануленный корпус устройства гарантированно возникает ток КЗ, приводящий к срабатыванию автоматического выключателя.

В наиболее распространенной системе заземления типа TN одновременно осуществляется и заземление, и зануление.

О системах заземления

Применяют несколько систем заземления, обозначаемых комбинацией букв. Буквы имеют следующее значение:

  • I: изолированный проводник;
  • N: имеется подключение к глухозаземленной нейтрали;
  • Т: имеется подключение к заземляющему проводу.

Основных видов систем заземления три:

  1. Тип IT — система с изолированным нейтральным проводом. В данной системе провод заземления изолирован от нейтрали либо контактирует с ней через резистор с высоким номиналом или воздушный промежуток. В жилых домах не применяется. Предназначена для подключения приборов, предъявляющих особые требования к безопасности и стабильности. В основном используется в лабораториях и лечебных учреждениях.
  2. Тип TT — система с независимыми заземлителями. Оптимальный вариант для частных и хозяйственных строений. Предусматривает использование двух заземлителей – для источника электротока и металлических элементов системы, не имеющих защиты. Провод заземления (РЕ) в этой системе независим, а его работоспособность на участке между оборудованием и трансформатором улучшена. Возможны сложности при подборе диаметра для собственного заземлителя. Этот недостаток компенсируется путем устройства системы защитного отключения.
  3. Тип TN. Провод заземления в такой системе совмещен с нейтралью, потому при пробое фазы на корпус происходит КЗ и автомат разъединяет цепь. Этим обеспечивается высокий уровень безопасности.

Различные системы заземления

Системы TN получили наибольшее распространение. Есть три их подвида:

  1. TN-S: вариант с нулевым и разделенным рабочим проводником. С целью повышения безопасности вместо одного нулевого провода применяется два: один используется как защитный, второй — как нейтральный с подключением к глухозаземленной нейтрали. Такая система обеспечивает наилучшую защиту от поражения током.
  2. TN и TN-C-S: вариант с PEN-проводом и парой нулей. К оборудованию подключается нулевой провод, расщепленный на жилы PE и N.
  3. В TN-C-S после разделения устанавливается второй заземлитель, чем обеспечивается бесперебойная работа системы.

Достоинства системы TN:

  • устройство довольно простое;
  • осуществляется защита от разрядов молнии;
  • для защиты проводки достаточно установить автоматы от замыкания.
  • существует вероятность перегорания нуля снаружи с последующим пробоем металлических корпусов оборудования;
  • требуется оборудование для уравнивания потенциалов.

Система TN мало подходит для сельских населенных пунктов.

От правильности организации заземления подчас зависят жизни людей. Под организацией подразумевается не только устройство, но и своевременный контроль сопротивления заземлителя. Из-за окисления или изменения параметров грунта оно может оказаться завышенным, вследствие чего защитный эффект заземления будет утрачен.

Зачем нужно заземление

Многие «продвинутые» обыватели устанавливают у себя в квартире или частном доме (чаще всего) заземление, зачастую мало понимая, что это такое и зачем оно нужно. При этом они забывают, что незнание в данном вопросе может привести к большим негативным последствиям, чем вообще отсутствие заземления. В данной статье мы рассмотрим вопрос — зачем нужно заземление.

Электрическое заземление существует двух видов: рабочее и защитное.


Рабочее заземление необходимо для правильного функционирования электрических приборов и устройств. Рабочее (функциональное) заземление — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ). Примером данного вида заземления является преднамеренное соединение с землей разрядников, нейтралей трансформаторов или генераторов. Рабочим заземлением является также присоединение к заземлению молниеотводов, защищающих электроустановки от прямых ударов молнии и от индуцированных перенапряжений. Их выделяют в особый класс грозозащитных заземлений.

Этот вид заземления применяется на производстве. Нас же больше всего интересует другой вид заземления — защитный. Защитное заземление предназначено для защиты человека от поражения электрическим током. О том как данный вид заземления обеспечивает безопасность человека, мы и рассмотрим более подробно на примере квартиры или частного дома.

Главным элементом всей системы бытового защитного заземления является контур заземления. Это конструкция, состоящая из металлических электродов (заземлителей) — уголков, стержней, труб, которые находятся в земле (грунте). Эффективность заземления определяется по способности заземлителей рассеивать ток. При монтаже защитного заземления следует учитывать многие факторы, определяющие эффективность рассеивания: состав грунта и климатические условия.

Грунт состоит из земли, песка, глины и т.д. Каждый компонент имеет собственную удельную проводимость, поэтому знание состава почвы позволяет рассчитать удельную проводимость, необходимую для правильного проектирования заземления.

Читать еще:  Вертикальная стойка с УШМ для резки кругов

Внутренняя электропроводка квартиры или частного дома по современным стандартам должна быть выполнена трехжильным проводом (фаза + ноль + заземление). Все электроприборы, электроустройства и электрические установочные изделия соединяются с контуром заземления с помощью проводов (проводников) защитного заземления.

Наверняка, многие обращали внимание на то, что современные электрические розетки и штепсельные вилки электроприборов оснащены заземляющими контактами. Провод защитного заземления соединяется с заземляющим контактом в розетке, а контакт на вилке соединен с корпусом электроприбора. Включая вилку в розетку, мы соединяем контур заземления (земля) с металлическим корпусом прибора.


Если в цепи электропроводки или в электроприборе фазный провод начинает контактировать с нулевым или заземляющим проводами, либо с металлическим корпусом прибора, то возникает короткое замыкание. При коротком замыкании появляется ток очень большой величины — порядка 150-300 Ампер. При таком электрическом токе срабатывает автоматический выключатель и УЗО, т.е. они отключают электрическую цепь от питания. Это спасет электропроводку от возгорания, а ваше жилье и имущество от пожара.

Но бывают случаи, при чем сравнительно часто, когда повреждение изоляции на фазном проводе не приводит к возникновению настоящего короткого замыкания. Когда изношена изоляция проводов, либо замкнул понижающий трансформатор, то на металлических корпусах бытовых электроприборов может появиться ток утечки — небольшой ток в несколько десятых Ампера и более. При таком токе автоматы защиты не срабатывают, т.е. не отключают цепь от напряжения. Но данное напряжение на корпусах приборов и оборудования очень опасно для человека, не только для его здоровья, но порой и для жизни.

Для защиты человека от токов утечки устанавливают устройства защитного отключения. Именно УЗО срабатывает на малые электрические токи в цепи. Более подробно о работе данного устройства защиты можно узнать здесь.

В обоих случаях, и при больших токах и при малых, заземление выполняет функцию — «беру огонь на себя». Т.е. электрический ток, попав на корпус электроприбора, устремляется через защитные заземляющие проводники к контуру заземления. И чем лучшими электротехническими характеристиками обладает контур, тем быстрее ток растекается по земле (грунту), тем самым защитив нас от «удара» током.

Правильная работы системы защитного заземления в квартире или частном доме обеспечивается только при правильно смонтированном заземляющем устройстве. В процессе эксплуатации необходимо проводить периодическую проверку заземляющего устройства, которая включает в себя визуальный осмотр с частичной откопкой грунта и измерение сопротивления заземляющего устройства. Состояние контактных соединений между корпусами электроприборов и заземляющим устройством также должно регулярно проверяться – такая проверка называется проверкой металлосвязи и включает в себя проверку состояния контактных соединений в цепи защитного заземление и проверку состояние соответствующих проводников.

Заземление: теория и практика

В данной статье будут рассмотрены следующие вопросы:

  • Для чего нужно заземление (защитное зануление)
  • Требования Правил устройства электроустановок (ПУЭ) к заземлению (защитному занулению)
  • Способы реализации заземления (защитного зануления).

Итак, для чего же заземление все-таки нужно? Компьютер без него вполне работоспособен и, как правило, с успехом выполняет возложенные на него пользователем задачи. В общем и целом все так. Но… есть ряд небольших нюансов.

Помехи

В большинстве блоков питания компьютеров на входе стоит элементарный фильтр, состоящий из двух конденсаторов, задача которого сводится к тому, чтобы не пропустить высокочастотную составляющую. Фильтр может быть и более продвинутым, включающим в себя катушки индуктивности (зависит от «серьезности» производителя БП), но, в большинстве случаев, это фильтр, показанный на рисунке. В результате, в зависимости от емкости конденсаторов, мы получаем на корпусе компьютера потенциал порядка 100 В относительно фазного (L) и нулевого (N) провода. Иначе говоря, при определенных условиях при прикосновении к корпусу компьютера можно получить удар электрическим током. Впрочем, в помещениях, где разводка сети выполнена по трехфазной схеме, ситуация гораздо хуже: разность потенциалов между корпусами компьютеров, сидящих на разных фазах, пойдет уже на сотни вольт. В результате, при объединении компьютеров, к примеру, в сеть, практически гарантированно получаем повреждение аппаратного обеспечения.

Кстати, те господа, которые применяют сетевые фильтры (ZIS, APC и т. д.) при отсутствии заземления (защитного зануления), в свете вышесказанного на самом деле используют просто удлинители за $20 и выше.

Защита от электромагнитного излучения

В смысле того излучения, которое оказывает вредное влияние на организм человека. Фирмы-производители постоянно борются за снижение электромагнитного излучения. Приходится им бороться — постоянно ужесточаются стандарты и требования. В общем, частоты растут, а уровень излучения должен снижаться. Так вот, все эти мероприятия практически сводятся к нулю в результате неправильного подключения аппаратуры.

Подведем итог. Заземление нужно, чтобы:

  • Уменьшить электромагнитное излучение высокой частоты
  • Уменьшить выброс помех в электрическую сеть
  • Уменьшить влияние внешних помех на аппаратуру
  • Обеспечить нормальную работу аппаратуры в составе сети
  • Исключить поражение человека емкостным током

Теперь попробуем разобраться, какие требования предъявляются к электрической сети в общем, и к заземлению в частности.

Основным документом в данном вопросе, безусловно, являются «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). Все монтажные работы и, впоследствии, приемо-сдаточные испытания базируются на требованиях ПУЭ. Здесь стоит отметить один, на мой взгляд, любопытный факт. Дело в том, что те или иные требования к электроустановкам определяются в первую очередь исходя из категории помещения с точки зрения электробезопасности. Согласно ПУЭ существует три категории помещений:

  1. Без повышенной опасности
  2. С повышенной опасностью
  3. Особо опасные

Согласно этой классификации квартиры попадают в категорию помещений с повышенной опасностью. Но при этом, в ПУЭ до 1999 года они относятся к так называемым жилым помещениям где, оказывается, нет необходимости в заземлении (занулении). И только в седьмом издании ПУЭ (утверждено 06.10.1999) эта позиция была пересмотрена. Более того: были введены требования, которые уже давно применяются в, скажем так, передовых странах.

Ниже будут приведены некоторые пункты правил, касающиеся заземления, но вначале хотелось бы остановиться на некоторых понятиях.

Электрические сети делятся на сети с изолированной и глухозаземленной нейтралью. В наше стране для питания жилых помещений, как правило, используются сети с глухозаземленной нейтралью (заземлена средняя точка генератора), поэтому корректнее говорить не «заземление», а «защитное зануление» (РЕ).Фазное напряжение Напряжение между фазным (L) и рабочим нулевым (N) проводниками. Для сети 380/220 В — 220 В.Линейное напряжение Напряжение между двумя фазными (L) проводниками. Для сети 380/220 В — 380 В.Рабочий ноль (N) Проводник, обеспечивающий вместе с фазным проводником питание потребителя.УЗО — устройство защитного отключенияПринцип работы устройства основан на правиле Кирхгофа (сумма токов равна нулю). Устройство отслеживает токи утечки, возникающие при прикосновении человека к токоведущему проводу, повреждении изоляции и т. п. Наиболее распространены УЗО с током отсечки 10 мА, 30 мА и 300 мА. При этом в жилых и общественных помещениях, как правило, применяются УЗО с током отсечки 30 мА. Основная задача УЗО — защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара.

Выдержки из ПУЭ

При питании однофазных потребителей зданий от многофазной распределительной сети допускается для разных групп однофазных потребителей иметь общие N и PE проводники (пятипроводная сеть), проложенные непосредственно от ВРУ 1 , объединение N и PE проводников (четырехпроводная сеть с PEN) не допускается.

При питании однофазных потребителей от многофазной питающей сети ответвлениями от воздушных линий, когда PEN проводник воздушной линии является общим для групп однофазных потребителей, питающихся от разных фаз, рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве PEN проводника. Отключение должно производиться при вводе в здание, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.

При выборе аппаратов и приборов, устанавливаемых на вводе, предпочтение, при прочих равных условиях, должно отдаваться аппаратам и приборам, сохраняющим работоспособность при превышении напряжения выше допустимого, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве PEN или N проводника, при этом их коммутационные и другие рабочие характеристики могут не выполняться.

Во всех случаях в цепях PE и PEN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы.

Допускаются соединения, которые могут быть разобраны при помощи инструмента, а также специально предназначенные для этих целей соединители.

В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами².

В жилых зданиях сечения медных проводников должны соответствовать расчетным значениям, но быть не менее указанных в таблице:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector