Все, що обов’язково треба знати про заземлення, онлайн журнал електрика

Заземлення - електронне з'єднання предмета з провідного матеріалу з землею. Заземлення складається з заземлювача (провідної частини або сукупності з'єднаних між собою провідних частин, що знаходяться в електронному контакті з землею безпосередньо або через проміжну провідне середовище) і заземлюючого провідника, яка з'єднує заземлювальний пристрій з заземлювачем. Заземлювач може бути звичайним залізним стрижнем (в більшості випадків залізним, рідше мідним) або складним комплексом частин спеціальної форми.

Провідники захисного заземлення в усіх електроустановках, також нульові захисні провідники в електроустановках напругою до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю, в тому числі шини, зобов'язані мати буквене позначення РЕ і колірне позначення чергуються поздовжніми або поперечними смугами схожою ширини (для шин від 15 до 100 мм) жовтуватого і зеленуватого кольорів.

Нульові робочі (нейтральні) провідники позначаються літерою N та блакитним кольором. Поєднані нульові захисні і нульові робочі провідники повинні мати буквене позначення PEN і колірне позначення: блакитний колір по всій довжині і жовто-зелені смуги на кінцях.

Помилки в пристрої заземлення

Час від часу в якості заземлювача вживають водопровідні труби або труби опалення, але їх не можна використовувати в якості заземлюючого провідника. У водопроводі можуть бути непровідні вставки (наприклад, пластмасові труби), електронний контакт між трубами може бути порушений через корозію, і, врешті-решт, частина трубопроводу може бути розібрана для ремонту.

Об'єднання робочого нуля і PE-провідника

Іншим нерідко зустрічається порушенням є об'єднання робочого нуля і PE-провідника за точкою їх поділу (якщо вона є) по ходу розподілу енергії. Таке порушення може привести до виникнення досить значущих струмів по PE-провідника (який не повинен бути токонесущей в звичайному стані), також до невірних спрацьовувань пристрою захисного відключення (якщо воно встановлено). Неправильне поділ PEN-провідника

Дуже небезпечним є наступний метод «створення» PE-провідника: прямо в розетці визначається робочий нульовий провідник і ставиться перемичка між ним і PE-контактом розетки. Таким чином, PE-провідник навантаження, приєднаної до цієї розетки, виявляється сполученим з робочим нулем.

Небезпека даної схеми в тому, що на заземляющем контакті розетки, а як слід, і на корпусі приєднаного приладу з'явиться фазний потенціал, при виконанні будь-якого з наступних умов:

- Розрив (роз'єднання, перегорання і т.д.) нульового провідника на ділянці між розеткою і щитом (також далі, прямо до точки заземлення PEN-провідника);

- Перестановка місцями фазного і нульового (фазний замість нульового і навпаки) провідників, що йдуть до цієї розетки.

Захисна функція заземлення

Захисна дія заземлення засноване на 2-ух принципах:

- Зменшення до безпечного значення різниці потенціалів між заземлювальним проводять предметом і іншими провідними предметами, що мають природне заземлення.

- Відведення струму витоку при контакті заземлюється проводить предмета з фазним проводом. В вірно спроектованій системі виникнення струму витоку призводить до негайного спрацьовування захисних пристроїв (пристроїв захисного відключення - УЗО).

Таким чином, заземлення більш відмінно виключно в комплексі з впровадженням пристроїв захисного відключення. В даному випадку при більшості порушень ізоляції потенціал на заземлених предметах не перевищить небезпечних величин. Більш того, несправний ділянку мережі звучати одну дуже короткого часу (десяті соті частки секунди - час спрацьовування УЗО).

Робота заземлення при дефектах електричного обладнання Звичайний випадок несправності електричного обладнання - потрапляння фазної напруги на залізний корпус приладу внаслідок порушення ізоляції. Залежно від того, які захисні заходи реалізовані, можливі наступні варіанти:

- Корпус не заземлений, УЗО відсутнє (страшніший варіант). Корпус приладу буде перебувати під фазним потенціалом і це ніяк не буде знайдено. Дотик до такого несправного приладу може бути смертельно небезпечним.

- Корпус заземлений, УЗО відсутнє. Якщо струм витоку по ланцюгу фаза-корпус-заземлювач досить великий (перевищує поріг спрацьовування запобіжника, що захищає цей ланцюг), то запобіжник спрацює і відключить ланцюг. Найбільше чинне напруга (щодо землі) на заземленому корпусі складе Umax = RGIF, де RG. опір заземлювача, IF. ток, при якому спрацьовує запобіжник, що захищає цей ланцюг. Даний варіант недостатньо безпечний, тому що при високому опорі заземлювача і величезних номіналах запобіжників потенціал на заземленому провіднику може досягати досить значних розмірів. Наприклад, при опорі заземлювача 4 Ом і запобіжнику номіналом 25 А потенціал може досягати 100 вольт.

- Корпус не заземлений, УЗО встановлено. Корпус приладу буде перебувати під фазним потенціалом і це не буде знайдено до того часу, поки не виникне шлях для проходження струму витоку. У гіршому випадку витік станеться через людське тіло, що торкнулося відразу несправного приладу і предмета, що має природне заземлення. УЗО відключає ділянку мережі з несправністю, як з'явилася витік. Людина отримає тільки короткостроковий удар струмом (0,010,3 секунди - час спрацьовування УЗО), як правило, не заподіює шкоди здоров'ю.

- Корпус заземлений, УЗО встановлено. Це більш безпечний варіант, так як два захисних заходи взаємно доповнюють один одного. При попаданні фазної напруги на заземлений провідник струм тече з фазного провідника через порушення ізоляції в заземлюючий провідник і далі в землю. УЗО негайно виявляє цей витік, навіть якщо та дуже незначна (зазвичай поріг чутливості УЗО становить 10 мА або 30 мА), і стрімко (0,010,3 секунди) відключає ділянку мережі з несправністю. Крім цього, якщо струм витоку досить великий (перевищує поріг спрацьовування запобіжника, що захищає цей ланцюг), то може також спрацювати і запобіжник. Яке конкретно захисний пристрій (УЗО або запобіжник) відключить ланцюг - знаходиться в залежності від їх швидкодії і струму витоку. Може бути також спрацьовування обох пристроїв.

Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) запропонована німецьким концерном АЕГ (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) в 1913 році. Робочий нуль і PE-провідник (Protection Earth) в цій системі поєднані в один провід. Найбільшим недоліком було утворення лінійної напруги (в 1,732 рази вище фазного) на корпусах електроустановок при аварійному обриві нуля.

Незважаючи на це, на сьогодні можна зустріти цю систему заземлення в будівлях держав колишнього СРСР.

На зміну умовно небезпечною системи TN-C в 1930-х була розроблена система TN-S (фр. Terre-Neutre-Separe), робочий і захисний нуль в якій ділилися прямо на підстанції, а заземлитель являв собою досить складну конструкцію залізної арматури.

Таким чином, при обриві робочого нуля посеред смуги, корпусу електроустановок не отримували лінійної напруги. Пізніше така система заземлення дозволила створити диференціальні автомати і спрацьовують на витік струму автомати, здатні відчути незначний струм. Їх робота і до теперішнього часу грунтується на законах Кіргхофа, згідно з якими поточний по фазному проводу струм повинен бути чисельно рівним поточному по робочому нулю струму.

Також можна стежити систему TN-C-S, де поділів нулів відбувається посеред смуги, але в разі обриву нульового проводу до точки поділу корпусу виявляться під лінійною напругою, що буде становити небезпеку для життя при торканні.

Що потрібно заземлювати в електроустановках

ПУЕ в питаннях і відповідях. Заземлення і захисні заходи електробезпеки

Правила і схеми підключення захисних провідників РЕ і зрівняння потенціалів

Найскандальніший питання - заземлення (занулення)