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.

Заземление

Начало формы

Конец формы

Предупреждение : статья носит чисто информативный характер и не является нормативным документом. При выполнении работ, связанных с электричеством, следует руководствоваться Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Определения

Заземление - это преднамеренное соединение нетоковедущих элементов оборудования, которые в результате пробоя изоляции могут оказаться под напряжением, 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. Как правило, электрическое сопротивление заземления нормируется. Главный заземляющий зажим. Для сведения к минимуму электромагнитных помех и обеспечения электробезопасности заземление следует выполнять с минимальным количеством замкнутых контуров. Обеспечение этого условия возможно при выполнении так называемого главного заземляющего зажима (ГЗЗ), или шины. Главный заземляющий зажим должен быть расположен как можно ближе к входным кабелям питания и связи и соединен с заземлителем (заземлителями) проводником наименьшей длины. Такое расположение ГЗЗ обеспечивает наилучшее выравнивание потенциалов и ограничивает наведенное напряжение от индустриальных помех, грозовых и коммутационных перенапряжений, приходящее извне по экранам кабелей связи, броне силовых кабелей, трубопроводам и антенным вводам. К ГЗЗ (шине) должны быть присоединены:

заземляющие проводники;

защитные проводники;

проводники главной системы уравнивания потенциалов;

проводники рабочего заземления (если оно необходимо).

С главным заземляющим зажимом (шиной) должны быть соединены заземлители защитного и рабочего (технологического, логического и т. п.) заземления, заземлители молниезащиты и др. Подробно правила и требования устройства ГЗЗ изложены в ПУЭ. Открытая токопроводящая часть – доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением, но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции. К открытым проводящим частям относятся металлические корпуса электрооборудования. Токоведущая часть – электропроводящая часть электроустановки, находящаяся в процессе ее работы под рабочим напряжением. Косвенное прикосновение – электрический контакт людей и животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции. То есть это прикосновение к металлическому корпусу электрооборудования при пробое изоляции на корпус.

Обозначения

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. Графические символы, используемые для обозначения проводников на схемах:

Обозначение заземления:

Буквенные обозначения системы заземления

Первая буква в обозначении системы заземления определяет характер заземления источника питания: T – непосредственное соединения нейтрали источника питания с землёй; I – все токоведущие части изолированы от земли. Вторая буква определяет характер заземления открытых проводящих частей электроустановки здания: T – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с землёй, независимо от характера связи источника питания с землёй; N – непосредственная связь открытых проводящих частей электроустановки здания с точкой заземления источника питания. Буквы, следующие через чёрточку за N, определяют характер этой связи – функциональный способ устройства нулевого защитного и нулевого рабочего проводников: S – функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников обеспечиваются раздельными проводниками; C – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечивается одним общим проводником PEN.

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 токоведущим 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

Принцип защитного действия 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 (устройств защитного отключения - УЗО ).

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием УЗО. 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. Следует отметить, что современные электроприборы, имеющие импульсный источник вторичного электропитания, и снабжённые трёх-полюсной вилкой (такие как системный блок ПЭВМ), при отсутствии заземления имеют опасный потенциал на корпусе, даже когда они полностью исправны. 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=RG IF, 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 (0,01÷0,3 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 (0,01÷0,3 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.

Разновидности систем заземления

В России требования к заземлению и его устройство регламентируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Классификация типов систем заземления приводится в качестве основной из характеристик питающей электрической сети. ГОСТ Р 50571.2 рассматривает следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

Система TN Нейтраль источника глухо заземлена, корпусы электрооборудования присоединены к нейтральному проводу. Режим TN может быть трех видов: TN-C, TN-S, TN-C-S. Система TN-C Система TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) предложена немецким концерном АЭГ (AEG, Allgemeine Elektricitäts-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 систему заземления в постройках стран бывшего СССР. Система 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 Кирхгофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току. Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделение 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. Система TN-C-S В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи на участке трансформаторная подстанция – электроустановки здания применяется совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник (PEN), в основной части электрической цепи – отдельный нулевой защитный проводник (PE).

Система TT В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически не зависимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции. Система IT Нейтраль источника изолирована или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, корпуса электрооборудования глухо заземлены. Система IT применяется, как правило, в электроустановках зданий и сооружений специального назначения.

ВЫВОДЫ

В качестве общих рекомендаций для выбора той или иной сети можно указать следующее: 1. Сети ТN-C и ТN-C-S не следует использовать из-за низкого уровня электро- и пожаробезопасности, а также возможности значительных электромагнитных возмущений. 2. Сети TN-S рекомендуются для статичных (не подверженных изменениям) установок, когда сеть проектируется «раз и навсегда». 3. Сети ТТ следует использовать для временных, расширяемых и изменяемых электроустановок. 4. Сети IT следует использовать в тех случаях, когда бесперебойность электроснабжения является крайне необходимой. Возможны варианты, когда в одной и той же сети следует использовать два или три режима. Например, когда вся сеть получает питание по сети TN-S, а часть ее через разделительный трансформатор по сети IT. Резюмируя изложенное выше, отметим, что ни один из способов заземления нейтрали и открытых проводящих частей не является универсальным. В каждом конкретном случае необходимо проводить экономическое сравнение и исходить из критериев: электробезопасности, пожаробезопасности, уровня бесперебойности электроснабжения, технологии производства, электромагнитной совместимости, наличия квалифицированного персонала, возможности последующего расширения и изменения сети.

ПРИМЕЧАНИЯ

Пункт 1.1.29 ПУЭ пункты 1.7.122 и 1.7.123 ПУЭ 1.7.135 ПУЭ При других типах неисправностей заземление менее эффективно, поэтому они здесь не рассматриваются В схеме импульсного источника вторичного электропитания присутствуют входные проходные или обычные конденсаторы, включенные как между питающими проводниками, так и (в случае наличия металлического корпуса и трёхполюсной вилки) между каждым питающим проводником и корпусом прибора, в этом случае они представляют делитель напряжения, сообщающий корпусу потенциал, примерно равный половине напряжения питания. Этот потенциал обычно присутствует, даже когда прибор выключен имеющимися у него средствами. В наличии потенциала на корпусе можно убедиться с помощью неонового пробника.

В статье использованы материалы из Википедии , и сайта журнала «Новости Электротехники».

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:

1. устройства защитного отключения или УЗО;
2. 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:

1. преднамеренное зануление корпусов всех бытовых приборов;
2. 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.

(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.