Заземлення електрообладнання та занулення електроустановок

Заземлення різного електрообладнання та електроустановок, які підключені до мережевого харчування, проводиться з метою убезпечити людину від пошкодження електричним струмом. Ефективність такого методу залежить від різниці потенціалів на контакті захисного автомата. Чим вона більше, тим вище ефективність і швидкість роботи.

влаштування заземлення

Заземлення – це спеціальне з'єднання певної точки мережі, електроустановки або іншого енергоспоживача з заземлюючим пристроєм. Зниження напруги при дотику людини до безпечного рівня – ось для чого потрібно заземлення електрообладнання.

У багатоповерховому будинку воно виконується за допомогою вузької сталевої стрічки з чорного металу. У приватному будинку такі заходи є неефективними, тому що ця сталь не легована, і не сплав, схожий з арматурою. Наявність разнофазних мереж живлення в приватному будинку зустрічаються досить часто, і для 220 В і 380 В заземлення повинно бути роздільним, але не виключає включення всієї системи в один контур. Точка входу при цьому повинна виконувати функцію запобіжника, і в разі аварії спрацьовувати першої, а не після виходу з ладу струмопровідних ліній, в тому числі коли захисні автомати вийдуть з ладу.

Рівень захисту грунтується на ємності контуру заземлення, чим більше ємність, тим вища ефективність його роботи. Розмір контуру означає різницю потенціалів і швидкість включення захисту від аварії в разі прямого замикання.

Види і класифікація

На території Російської Федерації правила установки і експлуатації заземлення регламентується Правилами улаштування електроустановок в редакції сьомого видання.

Виділяють кілька видів заземлення в електротехніці:

природне. До цього виду відносять такі конструкції, пристрій яких передбачає постійне перебування в грунті, але їх опір нічим не регулюється, і до параметрів опору не встановлено ніяких конкретних вимог. Такий тип не можна використовувати для захисту при роботі з електроустановками.
штучне. Це спеціалізоване підключення в з'єднання будь-якої точки електромережі або обладнання до заземлювального пристрою. Складається воно заземлювача, (являє собою сукупність з'єднаних між собою в одну мережу струмопровідних частин) і заземлюючого провідника, який з'єднує точку мережі з заземлювачем. Заземлювач може бути як простим металевим стрижнем, так і складним фабричним елементом.

Якість установки заземлення визначається по параметру розтікання струму, ніж воно нижче, тим краще.

Типи систем штучного заземлення

Електроустановки за сукупністю заходів електробезпеки поділяються на:

Електрообладнання з робочою напругою вище 1 кВ в мережах з глухозаземленою або ефективно заземленою нейтраллю.
Електроустановки, що працюють під напругою вище 1 кВ, в мережах з встановленої ізольованою або заземленою через дугогасящий реактор або резистор нейтраллю (N).
Установки, що експлуатується під напругу до 1 кВ, в мережах з глухо заземленою нейтраллю (N).
Обладнання, що працює під напругу до 1 кВ, в мережах з ізольованою нейтраллю (N).

Залежно від технічних особливостей електроустановки і живлять мереж електропостачання її використання може вимагати використання різних систем заземлення.

Для електрообладнання з робочою напругою до 1 кВ прийняті наступне позначення:

Система TN – у якій провідник від джерела напруги має глухе заземлення, а відкриті елементи, які проводять струм, підключені до глухозаземленою лінії джерела живлення за допомогою нульового захисного провідника.
Система TN-C – підсистема TN, у якій лінії поєднуються в один провідник на всьому її протязі.Була створена німецьким концерном AEG в 1913 році. Робочий нуль і РЕ провідник у цій системи поєднуються в один провідник. Головним недоліком відзначається можливість появи лінійного напруга на відкритих частинах корпусу електроустановок при обриві нуля. На даний момент цю системи можна зустріти в будинках, побудованих за часів СРСР. У сучасних установках зустрічається лише в деяких випадках у вуличному освітленні.
Система TN-S – підсистема TN, в якій лінії йдуть окремо на всьому протязі. Розроблено в 1930 році на заміну вищеописаної системи. Захисний і робочий нуль ділилися прямо на підстанції, а заземлитель складався зі складної металевої конструкції на основі арматури. У разі обриву робочого нуля в середині лінії на корпус електроустановки не надходило лінійна напруга. Пізніше на основі цієї системи були розроблені диференціальні автомати та автомати обліку витікає струму, які могли фіксувати навіть незначні витоки струму і занулення електроустановок. Побудовані вони були на основі правил Кірхгофа, згідно з якими протікає струм по робочому нулю чисельно дорівнював геометричній сумі струму на фазі.
Система TN-C-S— підсистема TN, у якій функція нульового захисного і робочого провідника поєднується в один провідник в певному проміжку, виходячи від джерела напруги. Будь-яка трансформаторна підстанція має зв'язком між струмопровідними частинами з землею і наглухо заземленою нейтраллю (N).

З числа достоїнств варто відзначити дуже простий пристрій захисту від удару блискавки за умови неможливості появи пікового напруження між РЕ і N. А також захист від короткого замикання фази і корпусу приладу при установці звичайного автомата відключення.

З недоліків є дуже слабкий захист від обгорання контакту нуля, при якій руйнується PEN на шляху від КТП до точки розподілу провідників. Існував досвід застосування в пострадянських будовах за умови установки точки поділу на основі електрощита, при цьому РЕ проводилося тільки до електроплити. У сучасній будівельній сфері ця система актуальна тільки з точкою поділу в підвалі, а на всіх поверхах проходять незалежні N і PE.

Система I. T. Нейтраль (N) джерела живлення ізолюється від землі або заземлюється через пристрій, який має більший опір, а відкриті елементи електроустановки заземлюються. Використовується ця система, як правило, тільки в приміщеннях спеціального і особливого призначення, для яких пред'являються підвищені вимоги до надійності і безпеки.
система TT. У ній провідник від джерела напруги глухо заземлюється, а відкриті елементи, які проводять струм, заземляются за допомогою пристрою, електрично незалежного від глухозаземленою нейтралі джерела.

З числа достоїнств виділяється висока стійкість до руйнування N на шляху від точки харчування до споживача. У разі руйнування такої лінії на РЕ це ніяк не вплине.

З числа мінусів – це висока вимогливість до установки захисту від удару блискавки. В цьому випадку є можливість появи пікової напруги між N і PE і неможливість визначення звичайного короткого замикання силами автоматичного вимикача. Відбувається це через велику опору місцевого заземлення, яке може досягати до 40 Ом. Вкрай активно ця система використовується для установки в сільських районах.

визначення маркування

У перерахованої класифікації перша буква означає стан нейтралі джерела напруги щодо землі:

Т – заземлена нейтраль.
I – заізольована нейтраль.

Друга літера – стан відкритих елементів, які проводять струм щодо землі:

T – відкриті провідники закриті незалежно від ставлення землі до нейтралі джерела напруги.
N – відкриті провідні частини приєднані до глухозаземленою нейтралі джерела живлення.

Наступні букви в індексі – суміщення в один провідник або поділ функції нульового робочого і захисного провідника:

S – робочий нуль (N), і захисний нуль (PE), йдуть окремо.
З – завдання захисного і робочого нульового провідника поєднуються в один провідник (PEN).
N – робочий N провідник.
PE – захисний провідник.
PEN – N і PE провідники поєднуються в один.

Помилки при установці заземлення

На практиці фіксуються методи встановлення заземлення за допомогою труб системи водопостачання в багатоповерховому будинку, які категорично заборонено використовувати з цією метою. У зв'язку з тим, що на шляху труби можуть бути пластикові вставки, які струм не проводять. Також на заваді може бути корозія, а самий об'єктивний варіант – що частина труби може виявитися демонтованої. Для людини може існувати небезпека в разі дотику відкритою частиною тіла до металевої труби.

Ще одним помилковим думкою є, що комп'ютерне і телефонне обладнання потребує індивідуальної лінії заземлення від всієї системи будівлі. Помилковим його можна вважати з тієї причини, що пристрій має ненульовим опір, І в разі виникнення короткого замикання між фазою і РЕ, яка не буде зафіксовано автоматом захисту, буде починати протікати струм, паралельно збільшуючи потенціал через наявність опору.

У разі неправильного поділу PEN провідника є висока ймовірність виходу з ладу електрообладнання. А відбувається це внаслідок установки всередині розетки перемички між нульовим провідником і РЕ контактом розетки. І чого випливає, що РЕ провідник робочого струму виявляється підключеним до робочого нулю. І в разі розриву цієї перемички нульової лінії або перестановки місцями фазного і нульового провідника може виникнути фазний потенціал.

Заземлення та занулення електроустановок з якою метою воно проводиться, що для цього потрібно,