Заземление. Про заземление и зануление для "чайников"

Электрическое соединение предмета из проводящего материала с землёй. Заземление состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.

Качество заземления определяется значением электрического сопротивления цепи заземления, которое можно снизить, увеличивая площадь контакта или проводимость среды - используя множество стержней, повышая содержание солей в земле и т.д. в России требования к заземлению и его устройство регламентируются .

Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью, в том числе шины, должны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.

Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.

Ошибки в устройстве заземления

Неправильные PE-проводники

Иногда в качестве заземлителя используют водопроводные трубы или трубы отопления, однако их нельзя использовать в качестве заземляющего проводника. В водопроводе могут быть непроводящие вставки (например, пластиковые трубы), электрический контакт между трубами может быть нарушен из-за коррозии, и, наконец, часть трубопровода может быть разобрана для ремонта.

Объединение рабочего нуля и PE-проводника

Другим часто встречающимся нарушением является объединение рабочего нуля и PE-проводника за точкой их разделения (если она есть) по ходу распределения энергии. Такое нарушение может привести к появлению довольно значительных токов по PE-проводнику (который не должен быть токонесущими в нормальном состоянии), а также к ложным срабатываниям устройства защитного отключения (если оно установлено). Неправильное разделение PEN-проводника

Крайне опасным является следующий способ «создания» PE-проводника: прямо в розетке определяется рабочий нулевой проводник и ставится перемычка между ним и PE-контактом розетки. Таким образом, PE-проводник нагрузки, подключенной к этой розетке, оказывается соединенным с рабочим нулем.

Опасность данной схемы в том, что на заземляющем контакте розетки, а следовательно, и на корпусе подключенного прибора появится фазный потенциал, при выполнении любого из следующих условий:
- Разрыв (рассоединение, перегорание и т.д.) нулевого проводника на участке между розеткой и щитом (а также далее, вплоть до точки заземления PEN-проводника);
- Перестановка местами фазного и нулевого (фазный вместо нулевого и наоборот) проводников, идущих к этой розетке.

Защитная функция заземления

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств ().

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые сотые доли секунды - время срабатывания УЗО).

Работа заземления при неисправностях электрооборудования Типичный случай неисправности электрооборудования - попадание фазного напряжения на металлический корпус прибора вследствие нарушения изоляции. В зависимости от того, какие защитные мероприятия реализованы, возможны следующие варианты:

Корпус не заземлен, УЗО отсутствует (наиболее опасный вариант). Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это никак не будет обнаружено. Прикосновение к такому неисправному прибору может быть смертельно опасным.

Корпус заземлен, УЗО отсутствует. Если ток утечки по цепи фаза-корпус-заземлитель достаточно велик (превышает порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь), то предохранитель сработает и отключит цепь. Наибольшее действующее напряжение (относительно земли) на заземленном корпусе составит Umax=RGIF, где RG ? сопротивление заземлителя, IF ? ток, при котором срабатывает предохранитель, защищающий эту цепь. Данный вариант недостаточно безопасен, так как при высоком сопротивлении заземлителя и больших номиналах предохранителей потенциал на заземленном проводнике может достигать довольно значительных величин. Например, при сопротивлении заземлителя 4 Ом и предохранителе номиналом 25 А потенциал может достигать 100 вольт.

Корпус не заземлен, УЗО установлено. Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это не будет обнаружено до тех пор, пока не возникнет путь для прохождения тока утечки. В худшем случае утечка произойдет через тело человека, коснувшегося одновременно неисправного прибора и предмета, имеющего естественное заземление. УЗО отключает участок сети с неисправностью, как только возникла утечка. Человек получит лишь кратковременный удар током (0,010,3 секунды - время срабатывания УЗО), как правило, не причиняющий вреда здоровью.

Корпус заземлен, УЗО установлено. Это наиболее безопасный вариант, поскольку два защитных мероприятия взаимно дополняют друг друга. При попадании фазного напряжения на заземленный проводник ток течет с фазного проводника через нарушение изоляции в заземляющий проводник и далее в землю. УЗО немедленно обнаруживает эту утечку, даже если та весьма незначительна (обычно порог чувствительности УЗО составляет 10 мА или 30 мА), и быстро (0,010,3 секунды) отключает участок сети с неисправностью. Помимо этого, если ток утечки достаточно велик (превышает порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь), то может также сработать и предохранитель. Какое именно защитное устройство (УЗО или предохранитель) отключит цепь - зависит от их быстродействия и тока утечки. Возможно также срабатывание обоих устройств.

Типы заземления

TN-C

Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) предложена немецким концерном АЭГ (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник (Protection Earth) в этой системе совмещены в один провод. Самым большим недостатком было образование линейного напряжения (в 1,732 раза выше фазного) на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля.

Несмотря на это, на сегодняшний день можно встретить данную в постройках стран бывшего СССР.

TN-S

На замену условно опасной системы TN-C в 1930-х была разработана система TN-S (фр. Terre-Neutre-Separe), рабочий и защитный ноль в которой разделялись прямо на подстанции, а заземлитель представлял собой довольно сложную конструкцию металлической арматуры.

Таким образом, при обрыве рабочего нуля в середине линии, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения. Позже такая система заземления позволила разработать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные почувствовать незначительный ток. Их работа и по сей день основывается на законах Киргхофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току.

Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделений нулей происходит в середине линии, однако в случае обрыва нулевого провода до точки разделения корпуса окажутся под линейным напряжением, что будет представлять угрозу для жизни при касании.

(Last Updated On: 02.11.2017)

Современные бытовые приборы почти всегда требуют надежной изоляции – высокая мощность обусловливает высокие требования к уровню безопасности. В конструкции таких приборов, как правило, уже имеется специальный заземляющий элемент и специальный контакт на штепселе, поэтому для их безопасной эксплуатации необходима только розетка с заземляющим контактом и соответствующая электропроводка. В современных домах практически всегда проводка имеет отдельный провод заземления, который подключается к розетке, поэтому в обязанности домовладельца входит только приобретение и установка необходимой розетки. В целом процесс ее подключения не намного сложнее, чем монтаж классического советского варианта, однако нужно знать определенные тонкости, на которые нужно обязательно обращать внимание.

Чем выгодно заземление приборов?

Главное преимущество использования штепсельных розеток с третьим заземляющим контактом в том, что при включении электроприбора первым используется как раз этот контакт. То есть прибор защищается от подачи напряжения на его корпус, возможный скачок напряжения уйдет в заземление. Такие элетророзетки бывают нескольких видов в зависимости от заземляющего контакта:

• французская разновидность – контакт выполнен в виде отдельного штыря, который входит в тело штепселя;
• американская – здесь заземление обеспечивается контактом, размещенным в боковых прорезях основных отверстий;
• немецкая – заземляющие контакты располагаются по бокам углубления под штепсель, они напоминают своим внешним видом зажим, который плотно фиксирует вилку и прилегает к заземляющим контактам штепселя.

В России чаще всего встречается немецкая разновидность. Такие розетки внутренние используются как в городских квартирах, так и в загородных домах. По способу подключения они могут быть как скрытыми, так и открытыми, при этом найти розетки с заземляющим контактом для проводки открытого типа значительно сложнее – такой вариант проводки сегодня значительно меньше распространен, поэтому и предложение электроприборов для него меньше. Что касается полюсов и количества фаз, то предпочтительнее двухполюсные трехфазные модели.

Подключение розетки

Если в доме проведен трехжильный провод, то проблем не возникнет – один из проводов как раз и есть заземление. А если же в штатной электропроводке нет такого провода, то придется потрудиться и протянуть его самостоятельно. Сделать это можно 2 способами:

• протягивание витого медного провода из квартиры к щитку в подъезде;
• присоединение к заземляющему контакту нулевого провода. В целом такой вариант ничем не хуже, потому что при замыкании такого провода также сработает устройство защитного отключения и автомат, зато трат времени и денег значительно меньше.

Монтаж выполняется следующим образом:

• в стене высверливается отверстие нужного диаметра;
• в стене выполняется штроба под проводку;
• на гипс в отверстие усаживается подрозетная коробка;
• в штробу укладывается кабель и прихватывается в нескольких местах тем же гипсом;
• снимается напряжение с кабеля;
• концы провода освобождаются от изоляции и разделяются на жилы;
• провода подсоединяются к контактам;
• подключенная розетка фиксируется в подрозетнике и закрывается крышкой.

Чтобы убедиться, что заземление работает, нужно проверить контакт индикатором. Если нет уверенности, что розетка с заземляющим контактом подключена грамотно, лучше обратиться к специалистам – в противном случае цена халатности может быть очень высокой. Поэтому лучше лишний раз не рисковать.

Мой горький опыт электрика позволяет мне утверждать: Если у Вас "заземление" сделано как надо - то есть в щитке есть место присоединения "заземляющих" проводников, и все вилки и розетки имеют "заземляющие" контакты - я вам завидую, и вам не о чем беспокоиться.

Правила подключения заземления

В чем же состоит проблема, почему нельзя подключать провод заземления на трубы отопления или водоснабжения?

Реально в городских условиях блуждающие токи и пр. мешающие факторы столь велики, что на батарее отопления может оказаться что угодно. Однако основная проблема, в том, что ток срабатывания автоматов защиты достаточно велик. Соответственно один из вариантов возможной аварии - пробой накоротко фазы на корпус с током утечки как раз где-то на границе срабатывания автомата, то есть, в лучшем случае 16 ампер. Итого, делим 220в на 16А - получаем 15 ом. Всего каких-то тридцать метров труб, и получите 15 ом. И потек ток куда-то, в сторону не пиленого леса. Но это уже не важно. Важно то, что в соседней квартире (до которой 3 метра, а не 30, напряжение на кране почти те же 220.), а вот на, скажем, канализационной трубе - реальный ноль, или около того.

А теперь вопрос - что будет с соседом, если он, сидя в ванной (соединившись с канализацией посредством открывания пробки) коснется крана? Угадали?

Приз - тюрьма. По статье о нарушении правил электробезопасности повлекшем жертвы.

Не надо забывать, что нельзя делать имитацию схемы "заземления" , соединяя в евророзетке "нулевой рабочий" и "нулевой защитный" проводники, как иногда практикуют некоторые "умельцы". Такая замена крайне опасна. Не редки случаи отгорания "рабочего нуля" в щите. После этого на корпусе Вашего холодильника, компьютера и т.д. очень прочно размещается 220В.

Последствия будут примерно такими же, как и с соседом, с той разницей, что за это ни кто ответственности нести не будет, кроме того, кто сделал такое соединение. А как показывает практика, это делают сами же хозяева, т.к. считают себя достаточными специалистами, чтобы не вызывать электриков.

"Заземление" и "зануление"

Одним из вариантов "заземления" является . Но только не как в случае описанном выше. Дело в том, что на корпусе распределительного щита, на Вашем этаже имеется нулевой потенциал, а если точнее, нулевой провод, проходящий через этот самый щиток, просто-напросто имеет контакт с корпусом щита посредством болтового соединения. Нулевые проводники с расположенных на этом этаже квартир, тоже присоединяются к корпусу щита. Давайте рассмотрим этот момент поподробнее. Что мы видим, каждый из этих концов заведен под свой болт (на практике правда часто встречается по парное соединение этих концов). Вот как раз туда и надо подсоединять наш новоиспеченный проводник, который в последствии будет называться "заземлением".

В этой ситуации тоже есть свои нюансы. Что мешает "нулю" отгореть на входе в дом. Собственно говоря, ни чего. Остается лишь надеяться, что домов в городе меньше чем квартир, а значит и процент возникновения такой проблемы значительно меньше. Но это опять же русский "авось", который проблему не решает.

Единственно правильное решение, в этой ситуации. Взять металлический уголок 40х40 или 50х50, длинной метра 3, забить его в землю, чтобы за него не запинались, а именно, копаем яму на два штыка лопаты в глубину и максимально забиваем туда наш уголок, а от него провести провод ПВ-3 (гибкий, многожильный), сечением не менее 6 мм. кв. до, Вашего распределительного щита.

В идеале должен состоять из 3х - 4х уголков, которые свариваются металлической полосой той же ширины. Расстояние между уголками должно составлять 2 м.

Только не надо сверлить в земле дыру метровым буром и опускать туда штырь. Это не правильно. Да и КПД такого заземления близко к нулю.

Но, как и в любом способе здесь есть свои минусы. Вам, конечно, повезло, если Вы живете в частном доме, или хотя бы, на первом этаже. А как быть тем, кто живет этаже на 7-8? Запастись 30-ти метровым проводом?

Так как же найти выход из создавшейся ситуации? Боюсь, что ответ на этот вопрос Вам не дадут даже самые опытные электромонтажники.

Что требуется для разводки по дому

Для разводки по дому Вам понадобится медный провод заземления, соответствующей длины, и сечением не менее 1,5 мм. кв. и, конечно, розетка с "заземляющим" контактом. Короб, плинтус, скоба - дело эстетики. Идеальный вариант, это когда Вы делаете ремонт. В этом случае я рекомендую выбрать кабель с тремя жилами в двойной изоляции, лучше ВВГ. Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенной с корпусом щита, а второй - на "заземляющий" контакт розетки. При наличии в щите УЗО заземляющий проводник не должен нигде на линии иметь контакта с N проводником (в противном случае будет срабатывать УЗО).

Не надо так же забывать, что "земля" не имеет права разрываться, посредством каких либо выключателей.

Подключение розетки с заземлением может вызвать определенные трудности у людей, мало знакомых с электротехникой. Но это не является поводом вызывать электрика, которому за такую простую работу придется отдать определенную сумму денег. Работа это не сложная, и вы вполне способны разобраться в таком подключении и самостоятельно. Главное — следовать нашим советам!

Для того чтобы подключить розетку с заземляющим контактом, нам потребуется: непосредственно сама розетка, трехжильный провод соответствующего сечения (см. ), и, конечно, инструмент. И если с инструментом более-менее все понятно – нужна отвертка, пассатижи, индикатор напряжения и нож, то с выбором провода и розетки могут возникнуть проблемы.

Ведь вы наверняка знаете, что розетки следует подбирать в зависимости от электроустановки, которую она будет питать, а провод должен соответствовать классу розетки. На этих вопросах мы и остановимся более детально.

Итак:

• Начнем наш разговор с розетки. Она имеет два основных номинальных параметра это напряжение, которое для домашних условий составляет 220В, и номинальный ток, который в зависимости от подключаемой электроустановки может варьироваться.
• Прежде всего, остановимся на напряжении. Как мы уже отметили выше, для однофазной сети, которая имеется в большинстве квартир и домов нашей страны номинальным значением, является 220 Вольт. На розетке может стоять номинальное напряжение в 240 – 380В. Это не страшно, главное, чтобы номинальное значение напряжения розетки было не ниже значения в 220В.
• А вот с номинальным током все немного сложнее. Дело в том, что сейчас на рынке представлены розетки с номиналами в 6, 10, 16, 25 и иногда можно встретить в 32А. Чем выше номинальный ток, тем выше цена. Отличаются такие розетки контактной частью, которая для изделий с большим номиналом более качественная и плотнее зажимает контакты вилки.

• Для того, чтобы правильно выбрать номинальный ток розетки, нам необходимо знать номинальный ток электроустановки, которая будет подключаться к данному изделию. Номинальный ток можно посмотреть в паспорте прибора.
• Если его там нет, то можно произвести вычисления по упрощенной формуле I=P/U, где I – это наш номинальный ток, Р – мощность прибора в Вт, а U – номинальное напряжение, которое, как мы уже знаем, составляет 220В.
• В итоге получаем, что прибор мощностью в 1кВт=1000Вт потребляет ток около 4,5А. Для такой электроустановки, будет достаточно установить розетку с номиналом в 6А.

Обратите внимание! Если при упрощённом расчете получается, что ток равен или очень близок к одному из значений номинального тока розеток, то лучше выбрать розетку, следующую по кратности тока. В любом случае, полученное значение не должно быть выше номинального тока розетки.

• Что касается исполнения розетки, то здесь все зависит от места установки. Если ее устанавливают во влажных помещениях, то она должна иметь соответствующую защиту от пыли и влаги.
• Если устанавливают под открытую проводку, то открытого исполнения — под скрытую проводку, соответственно, скрытого исполнения. Но в любом случае, заземление в розетке должно быть, ведь этого требуют нормы ПУЭ.
• Обычно для этого используют специальный контакт. Причем, к нему предъявляются повышенные требования – он должен замыкаться раньше силовых контактов, а размыкаться позже.

• Далее, остановимся на выборе провода. Здесь тоже есть свои нюансы. Прежде всего следует помнить, что провод для установки в жилые помещения должен быть медным. Этого требуют нормы ПУЭ (Правила устройства электроустановок).
• Алюминиевые провода можно было применять до 2000 года. Если провод монтируется на постоянной основе, то класс гибкости изделия не так важен. Если же это будет переноска, то класс гибкости должен быть не ниже 5. Вообще же лучше применять для этого класс шнуров.
• Теперь, что касается сечения провода. Оно так же должно соответствовать номинальному току, но на этот раз не электроустановки, а розетки. Но здесь есть зависимость от способа его монтажа. Ведь как бы нам не хотелось, но в проводе есть потери.
• Эти потери нагревают провод, что может привести к его перегоранию или воспламенению. Поэтому он должен охлаждаться. Когда провод проложен на открытом воздухе, то его теплоотдача не очень хорошая. Если же он под слоем штукатурки, то намного лучше.
• А чем лучше теплоотдача, тем больший ток он сможет пропустить через себя без каких-либо повреждений. Рассчитать все это своими руками будет достаточно сложно, поэтому при выборе пользуются таблицей 2.2 ПУЭ.

Обратите внимание! При совместной прокладке более 4 проводов, их номинальный ток должен быть уменьшен на 10%. Ведь провода будут нагревать друг друга. Это следует учитывать при выборе сечения.

Разобравшись с основными вопросами, связанными с выбором провода и самой розетки, можно переходить к вопросу: как подключить двойную розетку с заземлением, или его одинарного собрата. Начнем с более простого подключения одиночной розетки.

Подключение розетки с заземляющим контактом

Итак, у нас есть одиночная розетка с заземляющим контактом. От нее проброшен, но не подключен провод к распределительной коробке.

Нам требуется выполнить подключение в распределительной коробке и в розетке:

На этом наше подключение окончено. После нанесения изоляции на токоведущие части, и установки розетки на место, можно подавать напряжение. Если вы все сделали в соответствии с нашими рекомендациями, то все будет работать много лет.

Монтаж двойной розетки

С двойной розеткой все не намного сложнее.

Но здесь возможны два варианта:

• Первый вариант — это спаренная розетка от производителя.
• Второй вариант — это две одинарные розетки, устанавливаемые под спаренную накладку.

В первом случае, подключение полностью идентично подключению одинарной розетки. Это связано с тем, что производитель уже выполнил подключение между розетками, и вам достаточно подключить одну из них, для нормальной работы обеих.

Во втором случае, нам следует выполнить операции по подключению первой одинарной розетки. После этого, от первой розетки запитываем вторую. Сделать это достаточно просто. От силовых контактов первой розетки, подключаем силовые контакты второй розетки. От контакта заземления перовой розетки, подключаем заземляющий контакт второй. Все.

Эту процедуру можно проделать для трех, четырех и большего числа розеток, устанавливаемых под одной накладкой. Здесь главное помнить, что провод, питающий первую розетку, питает и все последующие — то есть, его сечение должно соответствовать суммарному току всех розеток.

Вывод

Как видите, подключение двойной розетки с заземлением не требует особых знаний и умений. Тут главное — не забывать о технике безопасности и следить за соответствием подключаемых проводов. В остальном, подключение розеток, выключателей и другой электроустановочной аппаратуры, не представляет сложности, и вполне может быть выполнено человеком без специфических знаний.