Защитное зануление и его особенности

В чем разница между заземлением и занулением

Перво-наперво, необходимо рассмотреть систему трехфазного переменного тока, чтобы точно понять, что такое заземление и зануление, а также какую функцию оно там выполняет.

Понятие и особенности

Под занулением понимают подключение металлического корпуса и прочих деталей бытовой техники и промышленного оборудования, которые не должны находиться в рабочем состоянии под линией сетевого напряжения, к нулевому или нейтральному проводу системы подачи энергии. В одной из точек провод должен иметь глухое заземление.

Важным является отличие нейтрального защитного провода от нулевого провода основной питающей сети. Проводники совершенно различны. Сеть с трехфазовой подачей представляет собой нулевой провод, проходящий от устройств, генерирующих электроэнергию, или силовой трансформаторной подстанции. Однофазная имеет только прочно заземлённый провод.

Главное целевое назначение механизма — организация защиты людей от поражения электрическим током при возникновении короткого замыкания фазы сети на токопроводящие части установленного оборудования.

Что такое электричество

Чтобы уяснить для себя, что такое электробезопасность, защитное заземление, зануление, как это всё работает, напомним суть явления электрического тока.

Все тела во Вселенной состоят из атомов, строение которых известно каждому школьнику: положительно заряженное ядро внутри и вращающиеся вокруг ядра отрицательные электроны. Существует ряд химических элементов – металлов, у которых несколько электронов, находящихся на самых дальних от ядра орбитах, легко могут быть оторваны (притянуты сильным положительным зарядом).

Таким образом, если взять металлический провод, приложить к его концам противоположные электрические заряды, то электроны, оторвавшись от своих атомов, начнут движение в сторону положительного заряда.

Однако при движении в толще металла электроны постоянно «натыкаются» на атомы, заставляют их слегка вибрировать в узлах кристаллических решёток. Это приводит к выделению тепла. Причём нагрев может быть таким сильным, что металл способен раскаляться до тысяч градусов (как спираль лампы накаливания). В некоторых случаях металл и вовсе может расплавиться и даже испариться.

Чем отличается заземление от зануления

Для безопасной работы на различных электоустановках и проводниках используется соединение открытых металлических отводов с землей и подключение сети к нулевому кабелю. Но немногие начинающие мастера точно знают, чем отличается заземление и зануление электроустановок и электрооборудования.

Что такое заземление и для чего она нужна?

Под заземлением подразумевают металлическую конструкцию, предназначенную для снижения степени напряжения до неопасных для человека параметров. Важнейшей особенностью монтажа является установка системы в местах, обеспечивающих надежную изоляцию нейтрального провода.

Помимо этого, наличие заземления позволяет существенно увеличивать аварийный ток. Необходимость повышения этого параметра связана с тем, что при повышенном сопротивлении заземляющего контура, несмотря на критическое состояние электроприборов тока замыкания в некоторых случаях недостаточно для срабатывания защитных механизмов при этом опасность получения электротравмы сохраняется.

Принципиально, заземляющий контур является системой из нескольких проводников, обеспечивающих соединение токопроводящих элементов оборудования с грунтом. По назначению эти системы можно разделить на три основных типа:

1. Рабочий тип разработан для обеспечения работоспособности оборудования, как в обычных условиях, так и в условиях непредвиденных ситуаций;
2. Защитный тип обеспечивает защиту обслуживающего персонала в случае пробоя токоведущих элементов на корпус;
3. Грозозащитный тип обеспечивает отвод в землю атмосферных электрических разрядов.

Помимо этого, различают искусственное и естественное заземление и зануление. Разница в том что искусственное представляет собой специально изготовленную металлическую рамку. К естественным, можно отнести металлические конструкции, изготовленные для других целей и используемые в качестве заземления.

Что такое заземление: как устроено, принцип работы и преимущества такой защиты

Принцип работы заземления в том, чтобы не допустить прохождения электрического тока через тело человека, если в силу каких-либо обстоятельств корпус электроприбора окажется под напряжением. Такое может случиться при повреждении изоляции жил кабеля. Рассмотрим пример. Жила с поврежденной изоляцией соприкасается с металлическим корпусом микроволновой печи. Хозяйка, готовя пищу на кухне, прикасается к электроприбору, который не заземлен. Это приводит к тому, что ток устремляется к земле, используя человеческое тело, как проводник. Итог может быть самым плачевным, вплоть до летального исхода.

Неисправная электропроводка приводит к возникновению напряжения на корпусе бытовых приборов

Теперь разберем для чего нужно заземление, как оно работает. Тот же пример, но уже с использованием защиты. Требования к заземлению применяются самые жесткие. При замерах сопротивление контура должно практически отсутствовать, что позволяет току беспрепятственно уходить в землю по шине. Законы физики не дают напряжению протекать через человеческое тело, которое имеет свое сопротивление. У одних оно больше, у других меньше, но наличие его не оспаривается. Получается, что ток утекает по пути наименьшего сопротивления, через заземлитель. Если при этом в схему включено УЗО, оно определит утечку и отключит подачу электроэнергии на прибор.

Устройство защитного отключения (УЗО) срабатывает при малейшей утечке тока

Как работает зануление?

В трехфазных системах энергосбережения, нулевой проводник исполняет множество функций. В защитных целях он используется для создания КЗ с потенциалом фазы, который проник на корпус электроприбора.  Ток короткого замыкания возникает при превышении номинального значения защитного автоматизированного выключателя. Он выключается в последнюю очередь.

Зануление бытового устройства происходит через отдельный провод, который подключается к рабочему нулю N в щитке. При этом используется третья жила в подводящем кабеле и специальный выход в розетке.

Минус подобной защиты – необходимое возникновение тока утечки превышает выставленную уставку на включение защиты. Если выключатель позволяет работать устройствам при нагрузке не превышающую 15.5 А, то из-за выхода небольшого тока зануление бессильно.

При этом организм человека не может воспрепятствовать току подобной величины. Благоприятные условия – 55 мА переменного тока хватает для нарушения работы сердца и полной остановки оного. На подобные точки зануление не работает. Оно защищает при возникновении критической нагрузки на автоматизированный выключатель.

Особенности зануления:

1. При использовании трехжильного провода с изоляцией первая жила предназначена для фазы, друга для нуля и третья для земли.
2. Землю ставят по окончании монтажа электричества в доме. Особенно эффективно проведение специального заземляющего отвода у щита.
3. Для защиты устанавливают специальный выключатель питания и другие установки для защиты.

См. также

• Правила устройства электроустановок
• Заземление

Что лучше?

Чтобы Вы полностью усвоили материал, для начала предоставим отличия в использовании каждой системы, на основании чего и сделаем собственный вывод.

• Заземление дома можно запросто сделать своими руками, имея под рукой сварочный аппарат и немного металла. В то же время для создания зануления требуются определенные знания, связанные с расчетами и выбором оптимальной точки подключения провода к нейтрали.
• Проводник, обеспечивающий указанные соединения зануляемых частей с глухозаземлённой нейтралью источника называется нулевым защитным проводником.
• Нулевой защитный проводник отличается от нулевого рабочего проводника, который также соединён с глухозаземлённой нейтральной точкой источника. Он предназначается для электроснабжения источника.
• Если произойдет обрыв нулевого провода в распределительном щитке, система зануления не будет работать, и Вы можете стать жертвой поражения электрическим током. В этом плане с системой защитного заземления проще, т.к. в отличие от нуля провод PE не отгорает и практически не отваливается, если хотя бы раз в год подтягивать клемму. Хотя насчет этого можно сказать, что контур «земли» из-за того, что находится на улице, также может со временем повредиться, особенно в местах сварки электродов. Опять-таки, если Вы делаете ежегодную ревизию, проблем не будет.

Исходя из этого, можно сделать такой вывод – правильное заземление в частном доме не сложно сделать своими руками и к тому же такая система более долговечная, а значит и безопасная. Что касается зануления, для его создания нужен вызов мастера и в то же время более частый осмотр целостности нулевого провода, что является огромным минусом при сравнении отличий. Такой вариант не рекомендуется использовать, лучше подключить УЗО для защиты. Надеемся, что теперь Вы поняли, в чем разница зануления и заземления, как работают обе системы и какая более эффективная для дома и квартиры.

Отличительные признаки — часть 1

Отличительные признаки — часть 2

Похожие материалы:

• Как заменить электропроводку в квартире
• Как сделать заземление в квартире своими руками
• Как найти провод в стене

Почему бьёт током

Чтобы разобраться для чего нужно заземление, для начала разберёмся в каких случаях и почему нас бьет током. Главное, что нужно для протекания электрического тока – это разность потенциалов. Это значит, что если вы стоите на полу и возьметесь за оголенный провод или другую токоведущую часть руками – то ток через ваше тело и пол стечёт в землю. Переменный ток силой всего в 50 мА уже является опасным для человека. А если вы обеими руками возьметесь за токоведущую часть и повисните на ней не касаясь земли, то скорее всего ничего не произойдёт, проверять это, конечно не стоит.

Поэтому птиц не бьет током на проводах. Но вернёмся к разговору о заземлении. Как мы уже сказали, корпуса электроприборов заземляют. Для чего это нужно? Проводка и другие узлы оборудования, такие как электродвигатели, ТЭНы и прочее в нормальном состоянии не имеют контактов фазы с корпусом прибора, металлорукавом или бронёй кабеля. Но в случае неполадок фаза может оказаться на корпусе. Это может произойти при повреждении изоляции обмоток двигателей и трансформаторов, пробоя диэлектрического слоя ТЭНов, повреждения изоляции соединительных проводов внутри прибора и кабельных линий.

В результате на корпусе окажется опасный потенциал, простым языком: корпус окажется “под фазой”. Когда вы коснетесь его стоя босиком на плитке, бетонном и даже деревянном полу – вас ударит током. В худшем случае, это может привести к смерти. Чаще всего такая ситуация возникает в результате частичного выхода из строя ТЭНов стиральных машин, водонагревательных баков, проточных нагревателей. А особенно ярко такое ощущается при одновременном касании стиральной машины и водопроводных и отопительных труб, или в случае с водонагревательным баком, когда вы принимаете душ или ванную вас, бьёт током. Последняя проблема решается организацией системы уравнивания потенциалов (заземлением ванны и других металлических частей водопровода).

Если корпус занулён – сработает обычный автомат, так как это будет коротким замыканием на корпус (ноль в данном случае). Дифавтоматы и УЗО определяют утечку тока путём сравнения токов фазного и нулевого провода – если ток в фазе больше чем в нуле, значит ток втекает в землю, через заземляющий провод или через тело человека. Такие приборы срабатывают при дифференциальном токе (разнице токов) обычно в 10 мА и более.

Поэтому современный электрощит – это сложное устройство с большим набором коммутационных защитных приборов, а наличие заземления является обязательным во всех зданиях, построенных или отремонтированных после 2003 года. То есть в них должна быть проложена 3-проводная однофазная или 5-проводная трёхфазная электропроводка. Если вы хотите высказать своё мнение по вопросам заземления – пишите в комментариях об этом.

Преимущества заземления

Заземление обладает многими положительными качествами, среди которых особое внимание уделяется следующим:

• эффективной защите
• безопасности
• быстрому сбросу напряжения

Поэтому данный метод зашиты наиболее эффективен, в отличие от зануления. Чтобы смонтировать заземляющий механизм, не нужно каких-то особых навыков и серьезных познаний в электрике. В бытовых сетях оно применяется повсеместно. Вот чем отличается заземление от зануления, хотя и второй способ имеет свои достоинства.

Зануление и  заземление: в чем разница

Разница этих систем в методе осуществления защиты. При устройстве защитного заземления роль отсекателя напряжения при возникновении аварийной ситуации берет на себя УЗО, а в случае монтажа зануления УЗО становится бессильно, сработать может только автомат. Почему так происходит? Устройство защитного отключения реагирует только на токовые утечки, совершенно игнорируя любые перегрузки, включая короткое замыкание. В случае монтажа зануления и включения в схему УЗО без автомата, при коротком замыкании УЗО не срабатывает, а попросту сгорает, не отключив напряжение с линии.

Вот  к чему может  привести неправильный  монтаж защитного зануления

Чем отличается заземление от зануления: обобщение

Заземление отличается от зануления способом защиты и монтажом. Такие системы противоречат друг другу, а значит монтаж схемы с включением обоих вариантов, неприемлем. Зануление устраивается только в многоквартирных домах, не оборудованных собственным контуром. В иных случаях такой монтаж запрещен. О способах его устройства сейчас поговорим подробнее.

Искусственное заземление

Этот вид достигается за счёт монтажа заземляющего устройства ЗУ, забиваемого или закапываемого в землю. Его конструкция имеет форму треугольника или квадрата. Выполняется из всевозможных уголков, труб и металлических штырей, вбиваемых в землю на глубину порядка 2 м.

Обеспечение эффективности определяется достижением наименьшего значения сопротивления заземления и подвержено влиянию качества грунта, площади и количества используемых электродов.

Требования к заземлению и занулению

Главное требование – правильная реализация, которая обеспечит полную безопасность и защиту человека от поражения электрическим током в случае аварийных или нештатных ситуаций.

Основные требования к заземлению – отвод напряжения в слои почвы. Земля поглощает электрический ток, предотвращая нанесение урона человеческому здоровью.

Требования к занулению – отключение защитной автоматики, если произошло соприкосновение токонесущих элементов или оголенных проводов с поверхностями металлических  корпусов электротехнических деталей и бытовой техники, где напряжения быть не должно.

Зануление и заземление – в чем разница

Обе системы защиты выполняют одинаковую функцию – защищают домочадцев от поражения электрическим током при касании оголенного провода или неисправных электроустановок. Разница заключается в том, что зануление моментально обесточивает помещение при опасном контакте, а заземление отводит всю «опасность» в землю.

Отличие по области применения

Основное правило, которые должны знать все электромонтажники – одновременно реализовать оба способа защиты запрещается. Если есть возможность организовать заземление, рассматривать вариант зануления не стоит.

• В многоквартирных зданиях заземление монтируют по двум сторонам здания или вокруг. Старые здания в большинстве своем исключения, в них вовсе может отсутствовать контур. В загородных домах реализация заземляющего контура – забота домовладельца. Как правило, заземляющий контур имеет треугольную форму.
• Защитное зануление в квартирах применяется лишь при отсутствии заземления. Как правило, речь идет о многоквартирных домах старого образца. Реализуя этот способ защиты, дополнительно требуется приобретать и устанавливать автоматы и УЗО.

В промышленных отраслях зануление представляет собой одну из составляющих общего заземления больших помещений и всего оборудования, находящегося в них. Зануление в бытовых условиях – не совсем безопасный способ коммутации заземляющего контура электрических приборов к рабочему нулю.

Что лучше

Заземление в сравнении с занулением имеет большое количество преимущественных особенностей.

• Заземляющий контур можно реализовать самостоятельно в домашних условиях. Для этого потребуется небольшое количество металла и сварочный аппарат. Если же говорить о занулении, то для реализации защиты требуются знания, которые связаны не только с проведением подсчетов, но и выбором наиболее подходящей точки подсоединения провода к нейтрали.
• Если произойдет обрыв нулевого провода в распределительном щитке, система зануления сразу выйдет из строя и будет неработоспособной. Заземление в этом случае имеет превосходство, поскольку используемый провод РЕ не отваривается и не отгорает. Рекомендуется раз в год проверять его состояние и при необходимости подтягивать клеммы.

Для чего нужно в доме

Электричество является неотъемлемой частью быта человека. Оно обеспечивает нам комфортную жизнь и облегчает выполнение множества дел. Но к нему нельзя относиться слишком халатно, так как поражение электрическим током может иметь серьёзные последствия. Электротравмы могут возникать не только из-за незнания и неосторожности, но и из-за неисправности электроприборов. В таких случаях металлический корпус может оказаться под напряжением и при прикосновении к нему человек может серьёзно пострадать. Поэтому необходимо обратить внимание на ваше заземление в частном доме и квартире, чтобы уберечь себя от травмы.

Именно для предотвращения таких ситуаций существуют специальные правила по электробезопасности, которые предусматривают защитные меры. К ним относится заземление. Оно подключается в качестве дополнительного проводника в действующую электропроводку и соединяется с заземлителем, который монтируется в грунт. По этому контуру в аварийных ситуациях и будет отводиться в землю электрический ток.

Согласно правилам устройства электроустановок обязательно должно заземляться любое электрооборудование напряжением 50 В в сети с переменным током и 120 В с постоянным. В случае установки оборудования в помещениях повышенной опасности заземление потребуется и при более низких напряжениях. После повреждения изоляции оборудования, например стиральной машинки ее корпус окажется под напряжением, что безусловно несет опасность для того кто к ней будет прикасаться. Однако если корпус будет заземлен (в доме имеется заземление) напряжение прикосновения за счет стекания тока в землю будет снижено до безопасной величины. Человек, который дотронется к ст. машинке почувствует лишь легкое пощипывание.

Частые ошибки

Неопытные мастера в попытке все работы провести самостоятельно часто совершают грубые ошибки. Очевидным становится тот факт, что заземлителем не может служить рабочий ноль. Есть те, кто пытается обеспечить отвод напряжения посредствам труб отопления или системы водоподведения. Делать это целесообразно только, если система полностью сделана из металла и гарантировано контактирует с землей.

На практике в многоэтажных зданиях часто встречаются участки со вставками из полипропилена. Да и трубопровод может и вовсе не соприкасаться с почвой. В результате подключения к такой системе соседи получат сильнейший удар током.

Что такое заземляющее устройство: это должен знать каждый

Заземляющим устройством называют конструкцию в форме треугольника или квадрата из металлических шин или уголков, сваренных между собой, а также штырей, вбитых в землю на 1.5-2 м (бывает и более), которая имеет минимальное сопротивление. ЗУ соединяется с заземляющей шиной в распределительном щите.

Заземляющее устройство – что это: будет интересно каждому

Заземляющее устройство – это система, включающая непосредственно заземлитель и заземляющие проводники, которые используются для соединения бытовой техники с заземлителем. Заземляющие устройства принято разделять на следующие типы:

1. Рабочий, позволяющие обеспечить бесперебойную работу оборудования;
2. Защитный. Обеспечивает безопасную работу приборов;
3. Грозозащитный, позволяющий отвести разряд молнии в молниеотвод или разрядник.

Также заземление принято делить на:

• Искусственное, изготавливаемое специально для защиты от напряжения. Состоит из металлических стержней и провода, труб некондиционного типа, стальных уголков. Специалисты рекомендуют выбирать стальные полосы или уголки толщиной минимум 4 мм, пруты диаметром от 10 мм и длиной более 10 м;
• Естественное. Такие металлические конструкции изначально изготавливались для других целей, но могут использоваться для защиты от напряжения. Тем, кто впервые столкнулся с понятием естественный заземлитель, что является определением данного термина – будет интересно. Сюда относятся изделия из железобетона, трубопроводы, осадные трубы. Исключение составляют системы, предназначенные для транспортировки газа и горючей жидкости.

Заземляющее устройство может быть в виде полосы

В условном обозначении к заземляющему устройству можно определить его тип. Первая буква показывает:

• Т – источник питания соединяется с землей напрямую;
• I – токоведущие элементы изолируются от земли.

Второй символ в условном обозначении показывает:

• Т – открытые детали, находящиеся под напряжением, должны быть заземлены, независимо от их связи с грунтом;
• N – открытые части, находящиеся под напряжением, защищаются от источника питания через глухозаземленную нейтраль.

Буквы, следующие в условном обозначении через тире после N, отражают характер связи и метод обустройства проводников:

• S – защиту РЕ нулевого и N-рабочего проводников выполняют раздельными проводами;
• С – защита выполнена одним проводом.

Меры защиты от повреждения током

Для защиты от электричества люди используют следующие средства защиты – резиновые перчатки, специализированный инструментарий. Для предотвращения повреждений проводят регулярные осмотры электрической проводки и профилактические работы. Для жилых домов профилактику рекомендуется проводить 1 раз в год, а для промышленных — 1 раз в три года.

Технические особенности обеих систем

Почему в разных условиях применяются различные методы защиты, чем отличается заземление от зануления в эксплуатации?

— заземление предусматривает также возможность молниезащиты (хотя специалисты и не рекомендуют этого делать), зануление не предназначено для этого;

— зануление предполагает обязательное использование автоматов защиты, без них устройство зануления запрещено;

— зануление не всегда применимо в технике из-за обесточивания определённых участков электропроводки при срабатывании.

Заземляющий контур

Это основа заземления, от того, как он сделан, зависит степень защиты от перепадов напряжения в сети. Способов его изготовления очень много. Чаще всего используются металлические уголки длинной до 3-х метров. Они забиваются глубоко в землю, и к ним подключаются многожильные провода, которые ведутся к распределительному щитку. Вот и всё, заземление готово. Именно таким способом чаще всего осуществляется защита от перепадов напряжения в частных жилых домах, хотя он подойдет и для крупных предприятий. Он эффективен и абсолютно безопасен.

 

Видео о заземлении и занулении

Лучше разобраться, в чем разница между заземлением и занулением, понять схемы их подключения и особенности поможет небольшой видеоролик.

Создание правильной системы заземления – гарантия безопасности использования всех электроприборов. Лучше доверить эту работу профессионалам. Ценой недостатка знаний и навыков в этой области может стать человеческая жизнь.