В заголовке намеренно задан вопрос, который раскрывает изложение дальнейшего материала. Раньше все электрические розетки создавались с двумя контактами, которых вполне достаточно для образования цепи питания электроэнергией любого бытового однофазного электроприбора.
Несколько десятилетий назад стали массово внедряться модели с тремя контактами. Причем старые пылесосы, утюги, настольные лампы и прочие приборы с двухконтактными вилками успешно работают при установке в новые трехпроводные розетки.
Двух рабочих контактов, обеспечивающих подвод к потребителю тока потенциалов фазы и нуля вполне достаточно для его нормальной работы при оптимальных условиях питания. Однако, как показал опыт эксплуатации, внутри электрической сети периодически возникают неисправности в самых неожиданных местах и приводят сбалансированную систему к аварийным ситуациям.
Для безопасной ликвидации подобных режимов и служит контакт защитного нуля на вилке и розетке.
Как работает розетка с двумя контактами при утечке тока
В зданиях старой постройки используется двухпроводная схема электрических магистралей, подводимая потенциалами фазы L и нуля PEN, объединенного рабочим N и защитным PЕ-проводниками.
Такой способ питания электроэнергии (система TN-C) раньше был узаконен государственными стандартами, считался вполне приемлемым. Ведь электрических приборов было мало. Они не потребляли большого количества энергии, использовались периодически.
Возникающие в схеме аварии устранялись перегоранием пробок или отключением автоматических выключателей. Правда, иногда на корпусе бытового прибора мог появиться потенциал фазы из-за нарушения слоя изоляции в каком-то ее месте. Тогда человек, прикоснувшийся к этому устройству, тоже попадал под действие напряжения.
Часто такие случаи заканчивались благополучно, ибо люди ходят по диэлектрическому полу в не проводящей ток обуви, редко касаются заземленных металлоконструкций. В результате небольших происшествий их «било током» несильно и они говорили. что стиральная машина, например, стала «щипать» или «драться».
Самая опасная ситуация создавалась тогда, когда человек, оказавшийся под потенциалом фазы, дополнительно дотрагивался своей конечностью до водопроводного крана, батареи отопления, газового оборудования или других токопроводящих предметов, имеющих непосредственный либо случайный контакт с землей.
При этом часть тока нагрузки через нарушенный участок изоляции проходила сквозь корпус электроприбора, а далее, например, на руку человека и по его телу передавалась на потенциал земли. Затем ток утечки направлялся уже по земле к контуру заземления питающей трансформаторной подстанции, образуя замкнутый путь с потенциалом фазы.
Вспомним, что наш организм состоит в основном из водных физиологических растворов, хорошо проводит электрический ток, не имеет возможности оказывать ему большое сопротивление и подвергается воздействию необратимых процессов от движения направленных зарядов. В отдельных случаях пятидесяти миллиампер бывает достаточно для образования фибрилляции мышечных тканей сердца и летального исхода из-за его остановки.
К сожалению, подобные явления происходили не только раньше, но продолжаются сейчас. Об этом свидетельствует статистика несчастных случаев с населением, регистрирующая происшествия при работе с бытовыми электроприборами.
Почему защитные автоматы не справляются с возникающими токами утечек
Вопрос в том, что автоматические выключатели или пробки предназначены работать при прохождении через них токов больших перегрузок или коротких замыканий, значительно превышающих номинальные параметры. К тому же ни одна защита не работает мгновенно. Ей надо время для того, чтобы:
- своим измерительным органом определить уже возникшую неисправность;
- выполнить определенный алгоритм логических операций;
- выдать команду исполнительному органу на отключение;
- отработать силовым контактом разрыв цепи после получения соответствующей команды.
В зависимости от сложившихся обстоятельств время отключения подобных неисправностей может составлять от нескольких секунд до десятков минут или вообще не произойти. Ведь доля тока утечки в общем потоке через автоматический выключатель может быть не такой уж и большой.
Пробки и автоматы плохо реагируют на подобные неисправности. Поэтому для защиты разработаны и внедрены специальные приборы:
- устройства защитного отключения или УЗО;
- дифференциальные автоматы.
Но для их надежной и правильной работы требуется применение в схеме электропроводки РЕ-проводника или защитного нуля. Это уже трехпроводная система питания. Принцип работы подобных защит изложен в другой статье.
Как работает розетка с тремя контактами при утечке тока
Трехпроводная система работает за счет расщепления PEN-проводника на щите трансформаторной подстанции или во вводно́м щите здания на нули:
- рабочий N;
- защитный РЕ.
Через провода рабочего нуля образуется путь для прохождения номинальных токов нагрузок, обеспечивающих функциональность электрической схемы. Возникающие при эксплуатации токи коротких замыканий ликвидируются разрывом цепи контактами автомата или пробки.
Когда возникает пробой изоляции, ведущий к появлению опасного потенциала на корпусе электрического потребителя, то ток станет стекать по подключенному РЕ-проводнику и этим сразу снизит величину потенциала на преднамеренно заземленные металлические части.
Поэтому при трехпроводной схеме напряжение между корпусом и землей не должно превышать опасной для жизни человека величины.
Следовательно, ток, который может пройти через тело пострадавшего при подобном подключении, не должен причинить заметного вреда здоровью. К тому же вероятность работы автоматических выключателей при таком способе значительно повышается, а прикосновения человека к потенциалу корпуса для создания цепи отключения не требуется.
Практически же полную безопасность этой схемы может обеспечить только комплексное использование дифавтоматов или УЗО.
Типичные ошибки «домашних рационализаторов»
Начитавшись подобных статей в интернете, владельцы квартир со старой двухпроводной схемой самостоятельно выполняют эксперименты по «повышению электробезопасности».
При этом встречается два варианта ошибок:
- преднамеренное зануление корпусов всех бытовых приборов;
- использование вместо РЕ-проводника трубопроводов водопровода, отопления, газа, канализации, каркаса железобетонного здания, рельс лифта или других заземленных конструкций.
В какой-то мере это оправданные действия, но они запрещены правилами. Чем же это чревато?
Зануление в домашней проводке
Если корпус электроприбора подключен к нулю, то при пробое изоляции фазы ее потенциал сразу создаст короткое замыкание в схеме, которое приведет к отключению питания автоматическим выключателем.
Этот принцип используется в промышленных установках при работе с устаревшим электрифицированным инструментом класса 1.
Механически копировать и переносить его действие на домашнюю проводку нельзя по нескольким причинам. Но главная из них в том, что существует большая вероятность неграмотной эксплуатации электрической схемы и возможность перепутывания проводов фазы и нуля во многих местах как домашним мастером, так и специалистами ЖКХ.
В итоге сразу возникает короткое замыкание со всеми вытекающим последствиями.
Вред подключения к нестандартным заземлителям
При проектировании электропроводки здания и ее монтаже учитывается конфигурация электрической сети, характер распределения токов в нормальном и аварийном режимах. На них влияют предусмотренные проектом способы заземления.
Самовольное внесение изменений в алгоритм работы энергоснабжающей организации влечет нарушения заранее подготовленного порядка работы защитных устройств. За это придется отвечать. Выплата огромных сумм штрафа за самовольное нарушение схемы электроснабжения - не единственная мера ответственности, которая может быть принята на законном основании к нарушителю.
Кроме того, самодельные и нестандартные заземлительные устройства, как правило, обладают завышенным сопротивлением и являются источником рисков поражения случайных жильцов электрическим током.
Например, водопроводные сети периодически подвергаются ремонту или доработкам. Многие хозяева самостоятельно меняют металлические трубы на пластиковые, которые без воды обладают хорошими диэлектрическими свойствами.
В результате появления потенциала фазы на таком участке его стекания на землю не будет, а сосед по подъезду, решивший принять ванну в своей квартире без вашего разрешения, включит воду и получит удар током. Останется только ждать прихода квалифицированной комиссии, которая сделает техническое заключение о влиянии самовольного подключения и привлечении виновного к ответственности.
Что делать владельцам квартир с двухпроводной схемой
В стране уже давно законодательно введен переход схем питания жилого сектора на трехпроводную систему. Все новые здания строятся только по ней, а для старых создан план реконструкции и график его реализации при проведении капитальных ремонтов.
Уточнить все эти сроки можно в энергоснабжающих организациях. После этого надо просто выждать время и не предпринимать технического изменения схемы без согласования с компетентными органами. В своей квартире при проведении очередного ремонта рекомендуется заменить старую проводку и собрать ее по системе TN-C-S с прокладкой РЕ-проводника. Но подключать его к розеткам и приборам не стоит до реконструкции здания.
Если вас интересует более подробная информация по вопросу использования контура заземления, то смотрите видеоролик Михаила Чистякова.
Задавайте вопросы по непонятным моментам.
Заземление - необходимая мера безопасности при работе с различными электроустановками. Розетки с заземлением позволяют избежать случайных поражений током. При повреждении изоляции токоведущих жил в приборе, его корпус может оказаться под напряжением. Заземление, через систему проводников, отводит возникшее на корпусе напряжение в землю, предотвращая возможность случайного поражения. Подобное явление происходит, потому что сопротивление человеческого тела гораздо выше, чем сопротивление земли.
Согласно современным правилам ПУЭ наличие заземляющего проводника (соответственно и заземляющего контакта в розетке) в электросети необходимо. Однако соблюдается данное правило в случае возведения новых объектов. В зданиях, возведенных до вступления упомянутого правила в силу, электросеть в большинстве случаев имеет только два проводника. Дооснастить ее проводником заземления возможно, но в большинстве случаев подобного не происходит из-за высоких затрат и большого объема работ. При этом электросеть с заземлением или без него необходимо использовать электрофурнитуру разной конфигурации.
Конструктивные особенности розеток с заземлением
Конструкций контактов заземления в современных розетках существует множество, однако, на территории России используется тип F. Также подобные розетки зовутся «европейскими» или «schuko». Подобное определение не совсем точно, потому что под ним подразумевается диаметр контактных штырей (4,8 мм), а не наличие контакта заземления. С другой стороны - розетки и штепсели подобного стандарта в большинстве случаев снабжаются контактом заземления. Поэтому использование любого из упомянутых определений вполне приемлемо.
В розетках типа F контакты заземления размещены перпендикулярно основным контактам. Они представляют собой металлические пластины, которые прилегают к соответствующим контактам на штепселе. Конструкция устроена так, что при подключении штепселя первыми замыкаются контакты заземления, а основные после них. Такая конструкция позволяет снять опасное напряжение еще до того, как оно попадет на корпус устройство. При этом заземление не будет происходить, если соответствующие конструктивные особенности не предусмотрены в устройстве.
В плане конфигурации подобные устройства могут быть любых существующих типов. Розетки с заземлением производятся в единичных и сдвоенных моделях, для монтажа в скрытую или открытую проводку. Имеются подобные модели и в модульных сериях.
Особенности монтажа
В сетях с тремя токоведущими жилами проблем с монтажом не возникнет. Установка внутренней или наружной розетки с заземлением не отличается от прочих розеток. Необходимо только подключить заземляющую жилу к правильной клемме. Обычно такая клемма располагается между нулевой и фазной или над/под ними. Соответствующая маркировка должна располагаться рядом с клеммой и в схеме подключения, прилагаемой к изделию. Провод заземления, как правило, заключен в изоляцию зелено-желтого цвета. Естественно, при монтаже необходимо соблюдать все правила безопасности (отключать напряжение в сети, правильно зачищать проводники и прочее).
В случаях, когда электросеть объекта не имеет заземляющего провода, заземляющий контакт соединяется с нулем. Делать так запрещено, ведь подобная схема подключения может привести к тому, что на корпусе потребителя появится опасное для человека напряжение. Такое происходит, когда при работах в основном электрощите монтажники меняют местами нулевую и фазную жилы. Для обеспечения дополнительной безопасности также устанавливаются устройства защитного отключения (УЗО). Они обнаруживают утечку тока (как разницу между фазой и нулём) и прекращают подачу питания на потребитель. Подавать заземление с розетки на трубы водопровода или системы отопления также категорически запрещено.
Таким образом, розетки с заземлением обеспечивают безопасность эксплуатации электротехники благодаря дополнительному контакту. Кроме того, использование подобных розеток повышает стабильность работы и сохранности собственно техники, но при строгом соблюдении норм и правил электромонтажа.
Современная бытовая техника требует соблюдения мер безопасности, при использовании электрооборудования. Поэтому вопрос, как подключить розетку с заземлением, на сегодня очень актуален. Эта дополнительная защита поможет избежать последствий утечки электрического тока на корпус электроприбора. Для этого применяется специальная розетка, которая устанавливается собственноручно.
Принцип действия такого прибора, основан на том, что первым срабатывает заземляющий контакт, а потом проводящие электрический ток элементы. Такая особенность является гарантом безопасности. Розеткас заземляющим контактом, внешне имеет отличие от обычной модели. Она имеет дополнительные контакты в виде третьего штыря (на французских моделях), на американских приборах имеются отверстия с боковыми вырезами. Страны бывшего союза используют модели немецкого типа. Они имеют овальное углубление для вилки, а по бокам расположены выступающие контакты, которые обеспечивают безопасное подключение.
Все розетки делятся на два типа: встроенные и открытые. Первый вид обычно применяется в коммунальных квартирах. Дляуст ановки пробивают углубление под корпус, а под проводку делается неглубокая штраба, которую потом скрывают. Приборы открытого типа чаще используют в загородных домах и дачах.
Обязательно ли нужно заземление
Некоторые люди не понимают, зачем заземлять различные электрические источники. Заземление является залогом безопасного пользования электроприборами. Оно обеспечивает их стабильную работу и защищает человека от поражения электрическим током. При повреждении кабеля или других элементов цепи, напряжение может пойти на корпус. При наличии защиты ток уйдёт в землю. В случае короткого замыкания, всю нагрузку заземление берёт на себя.
Не рекомендуется включать оборудование, имеющее металлический корпус: микроволновка, электроплита или другой нагревающий прибор. При случайном коротком замыкании, или нарушении оболочки проводов, на корпус может пробить электроток. Если он попадёт на один из токопроводящих элементов, заземляющий проводник возьмёт его на себя и отведёт в землю. Не меньшую опасность могут представлять приборы, не оснащённые защитой, которые взаимодействуют с водой: водонагревательные баки, посудомоечные и стиральные машины.
Инструменты
Монтаж любого типа розетки требует наличия следующих инструментов, от которых зависит оперативность работы:
Особенности установки
В частных угодьях, где проведена трёхжильная проводка при установке розетки с заземлением не возникает лишних проблем. Что нельзя сказать о замене устройства в городских многоэтажках. Чтобы осуществить подключение, необходимо выполнить ряд подготовительных действий. В квартире верхних этажей это сделать будет проще. На нижних этажах, нужно полностью тянуть шинную проводку под заземление. На это уходит много времени, поэтому жители коммунальных квартир, часто игнорируют эту проблему.
Важно знать, что провода не просто так маркируются различными цветами. Таким образом можно отличить силовые жилы от заземляющих. Фаза обычно имеет коричневый или белый цвет. Синий, чёрный или голубой — цвет у ноля. А заземляющая жилы окрашена жёлтым или жёлто-зелёным цветом.
Способы подведения земли к розетке
Заземляющую шину из квартиры, можно подвести к распределительной коробке на лестничной площадке. Для подключения земли электрических приспособлений, применяют витые медные провода.
Второй метод заземления, электрики считаю намного предпочтительней. Он заключается в подсоединении земли к нулевой жиле. Преимуществом такого способа, является срабатывание устройства защитного отключения (УЗО) и автоматических тумблеров при коротком замыкании.
Если в квартире имеется распределительная коробка или щиток, защитные контакты подводятся к ним напрямую. Фаза и нейтраль подключаются к УЗО, а от него проводка распределяются по щиткам и розеткам, согласно заранее продуманной схеме размещения источников питания.
Подключение силовых проводников
Силовые контакты обычно подключаются по бокам. Куда именно не имеет значения. Силовые жилы можно поменять местами. По европейским стандартам, они оба являются силовыми источниками. Заземляющий контакт обычно расположен по центру устройства. Он должен выглядеть в виде металлической пластины, напоминающей букву «П». Она имеет отверстие, в которое вкручивается контактный болт с винтовой резьбой. Фазную и нейтральную жилы заводят с нижней стороны болта, а затем затягиваются посредством закручивания болта.
Закреплённые провода в контактах прибора, закреплены достаточно хорошо, но со временем они ослабляются и начинают подгорать. Что свести к минимуму этот эффект, зачищенные концы предварительно скручивают кольцом, а затем надевают на болт. Такой способ обеспечивает максимальную площадь соприкосновения, благодаря этому, увеличивается контакт и уменьшается их нагрев.
Как выбрать место для установки
Перед установкой розеток, необходимо тщательно обдумать её месторасположение, чтобы в будущем не возникало осложнений. При этом необходимо учесть назначение комнаты и электроприборы, которые будут подключаться. Эти факторы помогут понять где лучше всего . На кухне розеткаустанавливают чуть выше уровня кухонного стола. Таким образом, при покупке новой кухонной мебели, приборы не будут закрываться.
По европейским стандартам розетки должны располагаться не менее 30 см от пола. Но четких нормативов нигде нет. Самым оптимальным и часто используемым вариантом, является расположение от 70 до 150 см от уровня пола. Иногда их устанавливают над плинтусом, а иногда прямо в нём. К сожалению такое размещение мешает при уборке. Дизайнеры рекомендуют монтировать источники электропитания в районе установки электрооборудования. Например розетку, для подключаемого плазменного телевизора, подвешенного на стене, устанавливают под самым верхом.
Необходимо запомнить, что существует допустимое количество розеток в одной комнате. В больших помещениях можно подключить не более четырёх, а небольшим комнатам вполне хватит двух розеток. На всякий случай, лучше сделать лишнюю розетку, чем потом загромождать пространство лишними проводами.
Монтаж встраиваемого устройства
Как подключить розетку с заземлением внутреннего типа? Если она устанавливается на новом месте, понадобится перфоратор, чтобы выбрать нишу для подрозетника, и канавку для укладки кабеля. Для фиксации кабеля пригодится гипс и гнездо для фланца. Сначала на месте будущей розетки сверлят отверстие, а затем расширяют его. можно пробить перфоратором, предварительно установив направление при помощи уровня.
После приготовления ниши и канавки приступают к укладке кабеля, который фиксируется гипсом. Затем вставляют пластиковый корпус в нишу, фиксируя тем же раствором. Пока гипс не схватился, проверяют уровнем положение подрозетника.
Как правильно подключить устройство? В первую очередь необходимо отключить электропитание. Для этого выкручивают пробки или выключают автоматику. После этого лучше ещё раз убедится, что электричество отключено, используя индикатор. Далее нужно снять защитную оболочку и оголить концы кабеля, разделив каждую жилу. к соответствующим контактам, как было описано выше.
Сердцевина розетки с подсоединёнными жилами прикручивается саморезами к коробке, установленной в нише. Провода нужно аккуратно засунуть внутрь подрозетника. Затем зафиксировать конструкцию с помощью специальных лапок или винтов. Если вилка выходит очень туго из гнёзд, со временем лапки могут расшатываться, а вот винтовое крепление держит намного надёжнее.
Завершается процесс прикручиванием крышки и декоративной рамки, которая фиксируется с помощью защёлок. Если устройство установлено слишком низко или вмонтировано в плинтус, его необходимо закрыть декоративной крышкой, чтобы обеспечить защиту при наличии маленьких детей. Также рекомендуют применять розетки с закрытыми гнёздами.
Примите к сведению, что нельзя подключать две силовых жилы к одной пластине. Иначе может случится короткое замыкание и повредит проводку.
Подключение устройства открытого типа
Подключение розетки с заземлением открытого типа осуществляется аналогичным способом. Разница только в креплении. У такого типа розеток имеется задняя установочная панель, прикручиваемая саморезами. Чтобы правильно установить наружную розетку необходимо снять крышку и приложить корпус к месту крепления. Затем сделать отметки на стене через крепёжные отверстия. После чего сверлят отверстия и вставляют дюбеля. Задний корпус прикручивают саморезами.
После установки необходимо проверить правильность подключения, включив электропитание. Если заземление использовалось в виде зануления, то вполне возможна, часто совершаемая ошибка, когда защиты объединена с фазой.
Это можно проверить при помощи индикатора. Если заземляющая жила показывает фазу, значит допущена ошибка. Для точной проверки работы заземления понадобятся специальные приборы, которыми пользуются электрики.
Чтобы правильно подключить розетку с защитными контактами, особых навыков не требуется. Это может сделать каждый хозяин. Главное соблюдать меры предосторожности и действовать согласно инструкциям.
В новостройках применяются новые требования к электрической проводке. Сегодня в нее обязательно введены заземляющие контуры. Это связано с тем, что некоторые бытовые приборы – это электроустановки с большой мощностью и металлическим корпусом. А всегда есть вероятность образования короткого замыкания, которое может негативно воздействовать на человека. Поэтому такой прибор, как штепсельная розетка с заземляющим контуром, в настоящее время один из основных элементов электрической сети зданий (жилых и нежилых).
Чем она отличается от традиционных? В конструкции розетки присутствуют три контакта (если сеть однофазная) или пять контактов (если сеть трехфазная). Во всем остальном отличительных особенностей нет. Поэтому розетки данного типа могут быть:
- Одинарными.
- Двойными.
- Тройными.
- Скрытыми.
- Накладными.
Как правильно провести подключение
Вопрос, поставленный названием раздела, достаточно серьезный. Особенно когда дело касается мощных бытовых приборов. К примеру, стиральной машинки или варочной электрической печи. На что необходимо обратить внимание?
Здесь важно не запутаться, поэтому электрики свою работу проводят строго по действующим стандартам. Если производится однофазное подключение, то к фазному разъему штепсельной розетки с заземлением подключается жила в коричневой оплетке или белой, к нулевому контакту подсоединяется синий провод, а к заземлению желто-зеленый. Если производится трехфазное подключение, то фазные жилы кабеля – это красный, коричневый и белый.
Штепсельная розетка заземления (РЗ) повышенного токового номинала имеет буквенное обозначение нулевого контакта – это латинская буква «N». Заземляющий контакт обозначается специальным знаком – это вертикальная линия, под ней две горизонтальные: верхняя длиннее нижней. Фазный контакт (разъем) ничем не обозначается.
Внимание! Цветовая и контактная маркировка чисто технически – мера необязательная. Сделана она для удобства монтажного процесса. Правда, необходимо учитывать, что есть ситуации, когда придерживаться этих норм надо обязательно. К примеру, если нулевой разъем должен принимать большие токовые нагрузки, а соответственно он больше по размеру.
Виды штепсельных розеток с заземлением
Давайте подробнее рассмотрим розетки с заземлением разного вида. Необходимо отметить, что на российском рынке в основном встречаются три основные конструкции. Их название соответствует странам производителям, где они не только изготавливаются, но и в основном применяются.
- Французская розетка с заземлением. В ней заземляющий контакт – это штырь, который входит в штепсель при включении в розетку. Правда, придется под такое соединение искать специальный штепсель с отверстием под этот штырь.
- Немецкая. В этой конструкции заземляющие контакты располагаются по бокам и представляют собой своеобразные зажимы. С их помощью производиться не только подключение заземляющего контура, но и крепление штепселя в розетке.
- Американская. В этой конструкции заземляющие контакты располагаются в отверстиях основных разъемов.
Как показывает практика, в России в основном используются немецкие розетки с заземлением. Конечно, их сегодня выпускают и отечественные производители, поэтому разнообразие форм достаточно большое. Плюс ко всему такие розетки по способу подключения могут быть двух видов: скрытые и открытые (накладные). Скажем прямо, последний вариант сегодня редко используется за счет сложности проведения монтажных работ и подключения, а также за счет потери внешнего вида открытой электропроводки.
Если делать выбор между количеством полюсов и фаз, то оптимальный вариант – розетка двухполюсная с заземляющим контактом трехфазная. Обратите внимание, что эта разновидность бывает и скрытой и открытой. Многие могут сказать, что это трехполюсная розетка, и будут правы. Но так как отечественные бытовые приборы – это штепсель с двумя торчащими штырями, в Европе сегодня используют трехштырьевые штепсели, то многие наши потребители под них приобретают специальные переходники. Вот почему немецкий вариант прижился в нашей стране.
Самая простая конструкция – это штепсельная розетка заземления РЗ 001. Это одноместный вариант, который устанавливается в отверстия в стене, где закрепляется специальными зажимами. Предназначается она для подключения бытовых приборов, работающих от сети переменного тока напряжением 220 вольт и номинальным током не больше 10 ампер. Обычно изготавливают такую розетку из фторопласта с пластиковой декоративной крышкой. Контакты латунные.
Что касается категории «накладные розетки». Розетка накладная с заземлением часто используется в быту в виде переноски. Под нее устанавливают диэлектрический материал, к которому и крепят, подключают трехжильный кабель и штепсель. Если это сделал профессиональный электрик, то такое устройство можно использовать в качестве переноски. Почему? Все дело в том, что только электрик может точно рассчитать, какую токовую нагрузку может выдержать и кабель, и розетка с заземлением, и штепсель. И хотя на двух последних это обязательно указывается, то с проводом дело обстоит по-другому. Если не учесть суммарную мощность подключаемых к этой переноске бытовых приборов или электрического инструмента, то это гарантия, что кабель нагреется и сгорит.
Кстати, для переносок можно использовать различные розетки, к примеру, неплохо будет использоваться розетка двойная наружная с заземлением. Это увеличит число подключаемых потребителей.
Заземляющие контуры с защитными функциями, к примеру, с зануляющими, это современное требование электробезопасности. С появлением большого количества бытовых приборов, которые используются человечеством каждый день, повысилась и вероятность ударом электрическим током. И только защитные качества сети и самих приборов помогают избежать больших неприятностей.
В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.
Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией - ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.
Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками - лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.
Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.
Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.
1 часть. Заземление
В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
Напомню: это величина, определяющая - как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока - морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.
(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов , используемых в расчётах заземляющих устройств).
Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.Для ориентирования приведу следующие значения:
- для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
- при подключении телекоммуникационного оборудования , заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
- для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
- у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
- у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников , сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
- для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
- при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
- при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)
В3. Расчёт сопротивления заземления
Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.
Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:
Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта - на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади - образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.
В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже - значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.
Строительство заземлителей
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов - у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.)
Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить)
