Жизнь современного человека невозможно представить без электричества. Приходя домой, мы включаем свет, смотрим телевизор, стираем одежду. Оно помогает нам справляться со всеми бытовыми делами. Электричество – один из лучших друзей человека, то таящий в себе большую опасность. Электрический ток не видим, но при контакте с человеком может нанести серьезную травму или даже привести к смерти. При этом не обязательно хвататься за оголённые провода, достаточно прикоснуться к корпусу неисправного бытового электроприбора.
Для того чтобы избежать таких ситуаций существует защитное заземление. Это конструкция, выполненная в виде металлического контура, обеспечивающая соединение электрооборудования или электроприбора с землёй, для отведения в неё электрического тока. Заземления регламентируются правилами устройства электроустановок (ПУЭ).
В этом нормативном документе содержатся все требования к параметрам, конструкциям и способам установки заземляющих контуров. Данные правила будут наиболее понятны только для тех, кто профессионально связан с электричеством. Поэтому необходимо объяснить более просто, что такое заземление и для чего оно применяется.
Для чего нужно заземление 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 (ПУЭ п.1.7.53).
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.
А при грамотно налаженной защите появление фазного напряжения на заземленном корпусе любого прибора должно приводить к отключение автоматического выключателя или УЗО в электрощите. Таким образом, заземление позволяет отключить электроприбор от сети при возникновении неисправностей опасных для человека.
Как выглядит заземление на практике
Чтобы понять, что такое заземление нужно не только знать его назначение, но и понимать его устройство. Что такое защитное заземление и как оно устроено? Этот вопрос рано или поздно возникает у тех, кто сталкивается с электричеством. На самом деле, мы видим его довольно часто, просто не обращаем внимания.
Заземлитель, непосредственно контактирующий с землёй, состоит из трёх прутов (может быть и больше в зависимости от свойств грунта), вбитых в землю на одинаковом расстоянии друг от друга. Они являются вершинами равностороннего треугольника и соединены между собой проводником (металлической полосой).
Наружные части заземления (шины, провода, кабели) имеют отличную от основной электрической цепи окраску. На них нанесены чередующиеся между собой жёлто-зелёные полосы.
Как у любого устройства, у заземления имеются свои критерии качества. Главным является сопротивление и чем оно будет меньше тем соответственно лучше. Его можно улучшить несколькими способами:
- увеличить количество вертикальных заземлителей (штырей);
- увеличить глубину залегания штырей.
Так как ток всегда протекает по пути наименьшего сопротивления, а эти методы его снижают, то качество заземления повышается, обеспечивая более качественную защиту.
Работа заземления совместно с УЗО
Защитное заземление является основной защитой от поражения электрическим током. Но одной меры предосторожности не всегда может быть достаточно.
Для дополнительной защиты в цепь устанавливается устройство защитного отключения (УЗО). Если объяснять техническим языком, то УЗО – это коммутационный аппарат, предназначенный для автоматического отключения от сети поврежденного прибора при появлении тока утечки.
| Для домашнего использования следует применять УЗО с номинальным током отключения не более 30 мА — ПУЭ 1.7.50 |
Когда внутри электроприбора (будь до стиральная машина, бойлер, компьютер и т.п) происходит повреждение изоляция и фаза попадает на заземленный корпус, ток начинает стекать в землю.
На протекание этого тока реагирует УЗО, которое мгновенно срабатывает и отключает поврежденный прибор, тем самым оставляя цепь без напряжения. По внешнему виду и принципу работы УЗО похоже на обычный автомат.
Только автомат защищает саму электрическую цепь от больших токов, а УЗО человека от попадания под напряжение.
При установке устройства защитного отключения в трехпроводной сети (с заземляющим проводником), УЗО и заземление работают «в команде», защищая от поражения электрическим током. При возникновении фазы на корпусе оборудования возникает ток утечки. УЗО чувствует его появление и отключается, прекращая подачу электричества.
При установке УЗО в сети где нет заземления (обычно это старые двухпроводные сети), оно сработает только в том случае, если вы уже коснулись корпуса, на который попала фаза, и через вас КРАТКОВРЕМЕННО пройдет электрический ток. В этой ситуации УЗО МГНОВЕННО отключится, разорвав цепь и, тем самым, освободив вас от напряжения.
Защитная функция заземления
Давайте разберемся простым языком, что такое заземление, как мера защиты. Функция заземляющего контура включает в себя 2 составляющие:
- Уменьшение разности потенциалов (напряжения) до безопасного уровня между заземлённым оборудованием и другими естественно заземлёнными предметами способными проводить электрический ток.
- Отвод в землю тока утечки, возникающего, при попадании фазы на корпус оборудования.
Именно при действии второй составляющей вступает в работу УЗО, время срабатывания которого составляет 0.02 – 0.03 секунды. Это значит, что повреждённый участок будет обесточен так быстро, что почти исключается попадание человека под напряжение при случайном прикосновении к корпусу неисправного прибора. Поэтому, для наиболее эффективной защиты, рекомендуется комплексные меры.
Работа заземления при неисправностях электрооборудования
В работе электрооборудования иногда возникают неисправности. Из-за большой нагрузки или плохого контактного соединения может оплавляется изоляция, голый провод соприкасается с корпусом, тем самым приводя к возникновению на нем «фазы».
Такое повреждение опасно тем, что человек, случайно прикоснувшись к такому оборудованию, попадает под напряжение. В данной ситуации, в зависимости от схемы цепи, возможно несколько вариантов развития событий:
Корпус не заземлён, УЗО отсутствует
Корпус повреждённого оборудования находится под напряжением. Внешних проявлений электрический ток не имеет, что опасно прикосновением к прибору человека, не подозревающего о наличии напряжения. Из-за отсутствия защиты это приведет к электротравме или летальному исходу.
- Такой вариант электроснабжения является наиболее опасным, так как и УЗО и заземлении отсутствуют.
Корпус заземлён, УЗО отсутствует
Стандартные электрические схемы защищаются автоматическими выключателями. В случае возникновения значительного тока утечки они отключаются, тем самым разрывая цепь и снимая напряжение. Есть в такой схеме и подводные камни. Величина тока утечки не всегда может быть достаточной, чтобы на нее среагировал автоматический выключатель. На это может ряд причин.
Как правило, пробой изоляции происходит через некоторое сопротивление, из-за этого ток утечки может составлять лишь несколько Ампер или десятые доли Ампера. Естественно, что автомат с номиналом 16 Ампер на это не среагирует. В таком случае защита не сработает, или сработает, но с большой выдержкой времени.
Корпус не заземлён, УЗО установлено
УЗО не может сработать без возникновения тока утечки, а при отсутствии заземления он протекать не будет. В этом случае корпус оборудования будет находиться под напряжением, до соприкосновения его с человеком.
Тогда ток через тело пройдёт, так как оно имеет естественное заземление (контакт ног с полом или землей). Только после этого УЗО почувствует утечку и сработает через 0,02 секунды. Напряжение снято — вы в безопасности.
Корпус заземлён, УЗО установлено
Данная схема является самой эффективной для защиты от поражения электрическим током, так как каждое из устройств подкрепляет работу другого. При замыкании оголённого провода на корпус оборудования, последний оказывается под напряжением.
За счёт наличия заземления создается схема: повреждённый провод-корпус-заземлитель, создавая ток утечки. На него мгновенно реагирует УЗО, так как порог его чувствительности составляет от 10мА до 30мА.
Подключение и установка розетки с заземляющим контактом
По современным стандартам, бытовая проводка в домах и квартирах должна быть трехпроводной: фаза, ноль и защитное заземление. Соответственно, все устанавливаемые розетки, должны иметь три контакта для подключения проводов. Наличие заземления продиктовано соображениями безопасности: в нашей жизни появляется все больше электрических приборов.
Мы постоянно с ними контактируем, что повышает риск поражения электрическим током. Для минимизации этих рисков и необходимо защитное заземление. При возможности следует заменить старые двухконтактные розетки.
Тем более что многие производители бытовой техники выполняют гарантийные обязательства только при условии подключения устройств через розетку с заземлением.
Что такое розетка с заземлением
Первоначально разберемся, что из себя представляет розетка с заземлением. Начнем с выяснения зачем необходимо заземление и как оно работает. Чтобы расширить кругозор наших читателей, скажем, что заземление бывает защитным и рабочим. Выдержка из ПУЭ Глава 1.7. Часть 1. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ:
1.7.7. Защитным заземлением называется заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.
1.7.8. Рабочим заземлением называется заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.
В статье мы рассматриваем исключительно защитное заземление. Итак, говоря простыми словами, система заземления предназначена для защиты человека от поражения электротоком. Для этого в землю закапывают стальные стержни (заземлители), соединенные стальной полосой.
Эта конструкция называется «контур заземления». К этому контуру подключают провод, который выводится на специальную колодку, расположенную в электрическом шкафу. Провод выбирают большого сечения, все соединения делают надежно — с хорошим электрическим контактом.
Провод идет напрямую — от контура на шину, без каких-либо дополнительных коммутирующих устройств (не заходит ни на автоматы, ни на УЗО, ни на любые другие устройства). Все остальные приборы и устройства подключаются к шине заземления отдельными проводами.
Получается, что заземление — отдельная сеть с очень низким сопротивлением.
Заземляющий провод к розетке подключается напрямую — без автоматов и других устройств
Разберемся, как работает заземление. Оно защищает при прикосновении к корпусу прибора, который оказался под напряжением. Это обычно происходит при повреждении изоляции. Тогда на корпусе появляется потенциал, он через заземляющий провод уходит на контур заземления.
Почему? Потому что правильно подключенная «земля» всегда имеет низкое сопротивление. Поэтому ток уйдет по пути с более низким сопротивлением, и через контур (металлические штыри) рассеется в земле. Так что термин «заземление» имеет к земле непосредственное отношение. Потенциал буквально уходит в землю.
А дальше должна сработать защита — УЗО, который обнаружит ток утечки (тот, который ушел в землю) и отключит питание.
Ранее у нас проводка была двухпроводная — фаза и ноль. И именно ноль (нейтраль) работал как защита. Пока приборов было мало, оно как-то работало. Но сегодня, когда электроприборы в любом доме исчисляются десятками, такой защиты недостаточно.
Теперь старые сети с защитным нулем заменяют на защитное заземление. Ноль при этом остается «рабочим». Даже не вдаваясь в подробности схем, можно отличить систему c заземлением: проводка трехпроводная, стоят розетки с заземляющим контактом.
В розетке с заземлением есть еще один контакт
Устройство розетки с заземляющим контактом
Розетка с заземлением, кроме двух обычных контактов для подключения фазы и нейтрали, имеет еще один — для подключения «земли». То есть подключается она тремя проводами.
Первый идет от автомата размещенного в щитке — фаза, второй — от шины нейтрали, третий — от земляной шины.
При этом обычно соблюдается цветовая маркировка проводов: земля подключается желто-зеленым проводом (иногда зеленым), нейтраль — синим или голубым, фаза — может быть красной, черной, коричневой и т.д.
Так выглядит двойная розетка с заземлением без крышки. В данном случае представлена продукция французской компании Schneider Electric («Шнейдер Электрик»)
Если посмотрите на фото, увидите пластину заземления из меди. Она может быть белого цвета — если медь луженая, но это более дорогие модели для использования на улице или во влажных помещениях. Форма контактов такова, что они выглядывают в прорези корпуса. Также на пластине есть контактная площадка с прижимным винтом — сюда подключается заземляющий провод. Все действительно несложно.
Как работает заземление в розетке
Зачем нужны розетки с заземлением и чем они отличаются от обычных? Как уже сказано выше, розетки с заземляющим контактом имеют специальные разъемы для подключения провода от шины заземления. На вилках современной бытовой техники также есть заземляющий контакт. Когда вы включаете прибор в сеть, земляные контакты на вилке и розетке замыкаются, через них прибор подключается к заземлению.
Конструкция у пары вилка-розетка такая, что первыми замыкаются земляные контакты. То есть, при включении прибора при помощи шнура, сначала прибор заземляется, затем на него подается напряжение.
В вилке есть тоже металлическая пластина, которая соединяется с подключенным к земле контактом розетки
Так что наличие земляного контакта в розетке позволяет заземлять подключаемые через нее приборы. Даже если в розетку включить удлинитель с заземляющими контактами, а в него уже приборы, то они тоже будут заземлены. Вот так работает заземление в розетке.
Виды розеток с заземляющим контактом
Заземленные розетки различают по нескольким критериям:
- По способу монтажа — наружные (открытой или скрытой проводки), внутренние (скрытые).
- Мощность подключаемой нагрузки: силовые и стандартные. Через силовые подключаются мощные приборы, они могут пропускать большие токи. Но из-за этого выглядят грубовато. Для установки стараются выбрать место так, чтобы такая розетка не бросалась в глаза.
Двухгнездовая (сдвоенная) розетка внутреннего монтажа со шторками - По степени защищенности — для внутреннего (в помещениях) или наружного монтажа (на улице).
- Количество гнезд: с одним, двумя, тремя и более разъемами. Если разъемов более трех, называется изделие розеточный блок. Может быть совмещен с выключателем.
А вообще, есть разные модели розеток с заземлением. Например, с крышками. Их ставят на улице. Крышки нужны чтобы защитить контактные гнезда от засорения, заливания водой и попадания снега. Можно увидеть их и в доме.
Но тут такие модели ставят, в основном, чтобы перекрыть доступ детям. Есть даже крышки на розетках, которые закрываются на ключ.
Их можно, снова-таки, использовать как защиту от детей, а можно как защиту от несанкционированного подключения.
Бывают со всякими наворотами
Еще полезными могут быть розетки со шторками — это заменитель крышки. В них небольшие кусочки пластмассы крепятся при помощи пружин, закрывая разъемы. Шторки защищают разъемы от пыли, служат какой-никакой защитой от детей. Все-таки тяжелее воткнуть посторонний предмет в розетку, так как отодвигаются они только если нажимать сразу на обе шторки.
Как подключить розетку с заземлением
Розетка с заземлением устанавливается в обычную монтажную коробку, которую часто называют «подрозетник». Размеры монтажной коробки выбирают в зависимости от количества гнезд.
В коробку от электрического щитка должно прийти три провода: фаза, нейтраль и заземление. Если проводов всего два, заземляющую розетку не поставить. Выход — тянуть дополнительный провод от земляной шины.
Если ее нет, делать контур заземления, завести провод от него в шкаф и подключить к шине.
Перед тем как подключить розетку с заземлением, выключаем питание. Сделать это можно в щитке, выключив вводной автомат. Если шит старый, выкрутите пробки.
Провода для установки розетки с заземлением выведены в монтажную коробку
Перед тем как подключить розетку с заземлением рассмотрим, как она выглядит поближе. Сначала надо снять пластиковую крышку — она крепится одним или двумя винтами. Винт выкручиваем, снимаем крышку.
Под ней находится пластиковая или керамическая часть с прикрепленной к ней рамкой и контактами. Контакт для подключения земляной шины найти несложно. Разъемы для подключения фазы и нейтрали могут быть сверху или снизу. Зажимы, как правило, винтовые.
Чтобы завести в них провода, винт ослабляют (повернуть на пару оборотов против часовой стрелки).
Так выглядит розетка с заземлением без крышки
Порядок подключения проводов в розетке с заземлением обычно такой: справа фаза, слева — нейтраль, по центру — земля. Порядок действий такой:
- Обрезаем лишнюю длину проводов, которые торчат из монтажной коробки. Оптимальная длина — 10 см. Все что больше — отрезаем.
- Зачищаем изоляцию на проводах. Длина оголенного проводника 1-1,5 см.
- Под контактную пластину заводим провод, прижимаем винтом. Для проверки дергаем несколько раз. Если провод держится плотно, все нормально. Если шевелится — подтягиваем винт.
Как подключить розетку с заземлением: провода подключены
После этого остается закрепить розетку в подрозетнике. Для этого в рамке есть отверстия под винты. Вставляем внутреннюю часть с подключенными проводами в подрозетник и прикручиваем двумя винтами. После этого можно закрепить декоративную крышку. Собственно все — как подключить розетку с заземлением знаете. Но надо еще проверить, рабочее заземление или нет.
Как проверить наличие земли в розетке
С тем как подключить розетку с заземлением разобрались, но желательно еще понять, работает заземление или нет. Чтобы сделать все официально, надо пригласить электриков. Они при помощи омметра проведут измерения параметров заземления.
Вообще, эта процедура обязательна перед вводом электропроводки в эксплуатацию — сегодня без заземления никто вам электричество не подключит. Причем заземление должно отвечать требованиям, но вот на розетках его никто не проверяет.
Надо только приглашать электриков.
В разных странах розетки и заземляющие контакты имеют разную форму. В нашей стране действует тип F
Самостоятельная проверка
Можно проверить качество заземление в розетке самостоятельно. Но учтите: все подобные способы запрещены нормативными документами. «Нормальных» и безопасных просто нет. Есть рискованные, при которых можно получить поражение электротоком.
Проверяют обычно при помощи контрольки — это патрон с лампой накаливания на 220 В небольшой мощности (25-30 Вт). К выводам патрона прикручены/припаяны два провода сечением 2,5 мм². Для удобства к концам проводов можно припаять крокодилы.
И лучше, если они будут иметь изолированный корпус — проще будет соблюдать технику безопасности.
Проверки при помощи лампочки запрещены
Сначала на розетке определяем фазу. Даже если вы ее только что подключили, перепроверьте. Сделать это можно при помощи отвертки-индикатора: если при прикосновении щупом отвертки горит светодиод — это фаза.
Далее, к найденной фазе подключаем один из проводов контрольки. Вторым проводом касаемся нуля — лампочка должна загореться. При прикосновении к земляному проводу — должно сработать УЗО, так как своей проверкой вы создали ток утечки.
Если так и произошло — заземление и УЗО у вас работают нормально.
Если проводка старая и УЗО нет, лампа просто будет гореть. По яркости ее свечения можно определить нормальные или нет параметры у заземления. По идее, яркость горения при подключении через ноль и землю отличаться не должны. Это если «земля» нормально работает. Если с «землей» яркость заметно падает, параметры заземления плохие и необходимо переделывать, проверять контакты, штыри и т.д.
К вопросу о безопасности
Еще раз обращаем внимание: для проверки работоспособности заземления в розетках лучше пригласить электрика. Он проведет замеры, и по результатам даст заключение. Но если вы все-таки решили испробовать один из методов самостоятельной проверки, надо хорошо подготовится, соблюдать все возможные предосторожности:
Не прикасаемся руками к оголенным проводам и металлическим частям
- Под ноги положить резиновый коврик.
- Браться руками только за изолированные части.
- Не проверять одному. Чтобы «в случае чего» было кому отреагировать.
Но как мы уже сказали неоднократно выше, лучше позовите электрика. Пусть подключить розетку с заземлением вы в состоянии самостоятельно, но проверить качество работ лучше все-таки доверить профессионалу.
Что такое заземление и для чего – , —
Наличие заземляющего контакта в современных электророзетках стало привычным делом. Ему соответствует контакт на вилке любого электроприбора. Попробуем разобраться, зачем нужно заземление.
Заземлением называют подключение токопроводящих элементов, в норме не пребывающих под напряжением, к заземлителю — заглубленной в грунт металлической конструкции с низким электрическим сопротивлением. В качестве упомянутых токопроводящих элементов могут выступать металлический корпус электроустановки, рабочие органы машин или бытовых приборов и т.д.
Также заземляют экранирующие оплетки электрических кабелей.
Для чего нужно заземление
В зависимости от назначения, различают несколько видов заземления:
- защитное;
- функциональное;
- для молниезащиты.
Защитное заземление обеспечивает безопасную эксплуатацию электроустановок.
Функциональное используется для работы прибора или схемы — играет ту же роль, что и нулевой проводник в электросети.
В системах молниезащиты заземлитель подключается к молниеприемнику.
Принцип работы
Контур заземления функционирует за счет способности грунта поглощать электрический заряд. Если корпус оборудования в результате пробоя изоляции оказался под напряжением, то заряд будет стекать в землю.
Когда пользователь коснется корпуса, ток все равно будет двигаться по пути наименьшего сопротивления, то есть через заземление, а не через тело человека.
Не будь заземления, в подобной ситуации пользователь получил бы электротравму.
Условием нормального функционирования заземления является низкое сопротивление заземлителя. Эта величина зависит от параметров грунта:
- плотность;
- влажность;
- соленость;
- площадь контакта с заземлителем.
Способность грунта впитывать заряд сильно падает при замерзании. Поэтому штыри заземлителя вбивают на глубину ниже отметки промерзания, зависящей от широты местности. Данные о глубине промерзания грунта для разных регионов Российской Федерации приведены в СНиП «Строительная климатология».
Наглядная демонстрация заземления
На каменистых, песчаных и вечномерзлых грунтах, в которые сложно заглубиться, применяют электролитические заземлители из Г-образной перфорированной трубы.
Внутри содержится реагент, формирующий соленую среду. Последняя характеризуется высокой проводимостью и низкой температурой замерзания.
Длинную часть заземлителя закапывают в неглубокую траншею, короткую выводят на поверхность. Ее используют трояко:
Другой современный вариант заземлителя — модульный. Состоит из множества секций, соединяемых резьбовым или иным способом. По мере забивания в грунт навинчиваются все новые и новые секции.
Так что такой заземлитель, в отличие от классического из нескольких штырей, можно установить на любую глубину. Соединяют секции по особым правилам и с применением токопроводящей пасты. При забивании используют особую насадку, защищающую резьбу от повреждений.
Модули выполнены из стали и покрыты медью или цинком, отчего их сопротивление падает, а срок службы увеличивается.
Электролитический и модульный заземлители стоят дорого, потому их традиционные аналоги остаются востребованными. Штыри в такой конструкции располагают по-разному:
- в вершинах равностороннего треугольника рядом с объектом;
- по углам объекта;
- по периметру объекта.
Число стержней и расстояние между ними определяются расчетом.
Сопротивление заземлителя периодически проверяют. Максимально допустимая величина — 30 Ом.
Совокупная защита заземляющих устройств и предохранителей
Заземление не только отводит опасный ток, но при наличии аппарата защиты вызывает отключение аварийного оборудования.
При контакте фазного проводника с заземленным корпусом сеть работает в режиме, близком к короткому замыканию (КЗ), сопровождающемся резким увеличением силы тока в цепи.
На это реагирует выключатель автоматический (ВА), обязательно устанавливаемый на вводе электрической линии на объект.
Правда, подобное возможно лишь при очень низком сопротивлении заземлителя, что бывает крайне редко. В большинстве случаев вероятность отключения ВА довольно низкая.
К примеру, при сопротивлении заземлителя в 10 Ом ток в цепи составит I = 220 / 10 = 22 А. Автоматы, согласно требованиям ГОСТ, выдерживают в течение часа ток, в 1,42 раза превышающий номинальное значение.
То есть автомат на 16 А при силе тока в 22 А не отключится в течение почти 60-ти мин (16 * 1,42 = 22,72 А).
Схема заземления
Более надежный автомат защиты — выключатель дифференциального тока или устройство предохранительного отключения (УЗО). Этот прибор сравнивает токи в фазном и нулевом проводниках и при обнаружении разницы, свидетельствующей об утечке, разъединяет цепь. По чувствительности, то есть минимальной величине утечки тока, вызывающей срабатывание, УЗО делятся на несколько категорий:
- Защищающие от поражения электротоком: 10 мА – устанавливаются в помещениях с высокой влажностью и 30 мА – в сухих.
- Противопожарные – на 100, 300 и 500 мА.
Противопожарные УЗО применяют на объектах, где короткое замыкание может вызвать пожар. Ими защищают участки сети, где поражение током практически исключено, например, цепи освещения.
УЗО и ВА не являются взаимозаменяемыми. ВА защищает от коротких замыканий и перегрузок, УЗО — от поражения электротоком. В идеале ввод и каждая группа потребителей должны быть защищены и ВА, и УЗО.
К заземлителю подключаются и конструкции, никак с электричеством не связанные:
- Ограждения и прочие конструкции на эстакадах и галереях, в которых при разряде молнии на близком расстоянии наводится опасная разность потенциалов. То же может произойти с трубопроводом или емкостью, содержащими горючее вещество. Из-за наведенного напряжения возможно искрение с последующим взрывом, потому такие конструкции также заземляют.
- Изделия, в которых в процессе эксплуатации накапливается статический заряд. В основном это трубопроводы и емкости: статическое электричество образуется из-за трения частиц транспортируемой среды. По этой причине ограничивают скорость подачи топлива в авиалайнеры.
- Трубопроводы значительной протяженности. В соответствии с законом электромагнитной индукции, в таких трубопроводах при изменении магнитного поля Земли, а оно всегда нестабильно под действием солнечного ветра, образуются так называемые блуждающие токи. Потому их подключают с определенным шагом к заземлителям.
Отличие от зануления
Занулением называют подключение токопроводящих частей электроустановки к глухозаземленной нейтрали источника тока (к нулевой жиле). Ее сопротивление намного меньше сопротивления заземлителя. Потому при замыкании фазы на зануленный корпус устройства гарантированно возникает ток КЗ, приводящий к срабатыванию автоматического выключателя.
В наиболее распространенной системе заземления типа TN одновременно осуществляется и заземление, и зануление.
Подключение к нулевой жиле осуществляется выше УЗО. Иначе токи в фазном и нулевом проводниках после замыкания фазы на корпус останутся равными и аппарат защиты не сработает.
О системах заземления
Применяют несколько систем заземления, обозначаемых комбинацией букв. Буквы имеют следующее значение:
- I: изолированный проводник;
- N: имеется подключение к глухозаземленной нейтрали;
- Т: имеется подключение к заземляющему проводу.
Основных видов систем заземления три:
- Тип IT — система с изолированным нейтральным проводом. В данной системе провод заземления изолирован от нейтрали либо контактирует с ней через резистор с высоким номиналом или воздушный промежуток. В жилых домах не применяется. Предназначена для подключения приборов, предъявляющих особые требования к безопасности и стабильности. В основном используется в лабораториях и лечебных учреждениях.
- Тип TT — система с независимыми заземлителями. Оптимальный вариант для частных и хозяйственных строений. Предусматривает использование двух заземлителей – для источника электротока и металлических элементов системы, не имеющих защиты. Провод заземления (РЕ) в этой системе независим, а его работоспособность на участке между оборудованием и трансформатором улучшена. Возможны сложности при подборе диаметра для собственного заземлителя. Этот недостаток компенсируется путем устройства системы защитного отключения.
- Тип TN. Провод заземления в такой системе совмещен с нейтралью, потому при пробое фазы на корпус происходит КЗ и автомат разъединяет цепь. Этим обеспечивается высокий уровень безопасности.
Различные системы заземления
Системы TN получили наибольшее распространение. Есть три их подвида:
- TN-S: вариант с нулевым и разделенным рабочим проводником. С целью повышения безопасности вместо одного нулевого провода применяется два: один используется как защитный, второй — как нейтральный с подключением к глухозаземленной нейтрали. Такая система обеспечивает наилучшую защиту от поражения током.
- TN и TN-C-S: вариант с PEN-проводом и парой нулей. К оборудованию подключается нулевой провод, расщепленный на жилы PE и N.
- В TN-C-S после разделения устанавливается второй заземлитель, чем обеспечивается бесперебойная работа системы.
Достоинства системы TN:
- устройство довольно простое;
- осуществляется защита от разрядов молнии;
- для защиты проводки достаточно установить автоматы от замыкания.
Недостатки:
- существует вероятность перегорания нуля снаружи с последующим пробоем металлических корпусов оборудования;
- требуется оборудование для уравнивания потенциалов.
Система TN мало подходит для сельских населенных пунктов.
От правильности организации заземления подчас зависят жизни людей. Под организацией подразумевается не только устройство, но и своевременный контроль сопротивления заземлителя. Из-за окисления или изменения параметров грунта оно может оказаться завышенным, вследствие чего защитный эффект заземления будет утрачен.
proprovoda.ru
Что такое заземление и для чего оно предназначено
Что такое заземление, виды заземления, и зачем оно нужно?
Что такое заземление и зачем оно надо?
Заземление — это умышленное соединение бытового и промышленного электрооборудования с заземлителем, для обеспечения защиты от удара электрическим током. Простыми словами, заземление нужно для того, чтобы утечка тока происходила в землю, а не через тело человека или животного.
Некоторые электрические приборы, такие как водонагреватель, например, и вовсе не рекомендуется использовать без предварительного заземления. Дело в том, что проржавевший ТЭН, может стать причиной утечки электрического тока через воду, а это грозит серьёзными последствиями.
Поэтому, заземление и предназначено для того, чтобы максимально снизить при контакте с электрическим током, его губительное воздействие на человеческий организм. О том, что такое заземление, про существующие виды заземления, и зачем оно нужно, читайте в строительном журнале samastroyka.ru.
Что такое заземление
Как было сказано выше, заземление — это преднамеренное соединение электрических приборов со специальными заземляющими элементами. Такими заземляющими элементами, служат металлические заземлители, которые погружаются в грунт на глубину в несколько метров.
В качестве заземлителей, может быть использована металлическая арматура, штыри и прочий металлопрокат. Не допускается в качестве заземлителей использовать металлические трубы центрального отопления и водопровода, трубопроводы покрытые изоляцией от коррозии, и другие металлоконструкции, которые не предназначены специально для этого.
Зачем нужно заземление?
Заземление нужно для того, чтобы обеспечить максимальную защиту от поражения электрическим током при использовании всевозможных электроприборов. Это одна из основных функций заземления — защитная.
Однако заземление способно сберечь жизнь не только человеку, но и значительно продлить срок эксплуатации электроприборов в доме. Речь идёт о «рабочей функции» заземления, которая призвана защищать работу многих электроприборов в доме.
Дело в том, что при эксплуатации электроприбора, через его металлический корпус не должен проходить электрический ток. Заземление электроприборов с металлическим корпусом, будет являться залогом их нормальной и бесперебойной работы.
Виды заземления
Заземление может быть, как естественного происхождения, так и искусственным. К естественному заземлению относятся различные металлические конструкции всё время находящиеся глубоко в земле. Ярким примером естественного заземления, может служить железобетонный фундамент частного домостроения.
Искусственное заземление представляет собой умышленное подключение электроприборов с заглублённым в землю металлическим проводником, который называется заземлителем. Такой заземлитель может быть выполнен в виде одного или нескольких металлических элементов, расположенных друг от друга на определенном расстоянии.
Чем больше расстояние между заземлителями, тем больше площадь, и соответственно выше сопротивление заземления, что является основным его показателем.
Увеличить сопротивление заземления, можно несколькими способами:
- Сделав расстояние между заземляющими электродами больше, увеличив тем самым рабочую площадь между ними;
- Увеличив количество заземлителей и их длину;
- Нагреванием грунта, и добавлением в него где будут заложены заземлители, соли.
Основная роль заземления — это обеспечения электробезопасности. Благодаря заземлению, люди использующие электроприборы, будут надёжно защищены от поражения электрическим током, а сами приборы более устойчивыми к повышенному напряжению и его чрезмерным скачкам.
Устройство защитного отключения (УЗО)
Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для отключения напряжения при возникновении тока утечки. Простыми словами, УЗО предназначено для защиты человека от поражения электрическим током.
Как оно работает?
Как известно из школьного курса физики, ток, проходящий в электрической цепи, на любом ее участке имеет одинаковое значение, т. е. ток в начале цепи равен току в конце цепи. УЗО и занимается как раз тем, что проверяет это равенство. И когда это равенство нарушается, УЗО отключает напряжение.
Практически каждого человека когда-нибудь било током, от какого либо бытового прибора (холодильник, стиральная машинка, электроплита).
Вся причина заключается в том, что корпуса таких приборов имеют металлический корпус (который проводит электрический ток), а в розетках очень редко можно встретить клемму заземления, к которой и должен подключатся корпус электроприбора.
Поэтому если на контакты попадает влага, или из-за естественного старения ухудшаются изоляционные свойства токоведущих частей, или по каким-либо другим причинам происходит утечка тока, существует угроза для поражения человека электрическим током. С этой целью и было придумано и разработано устройство защитного отключения.
Конечно хорошо, что благодаря такому устройству уменьшается угроза для человека, но при этом придётся обращаться в сервисные центры по ремонту ваших приборов, так как УЗО не позволит вам пользоваться опасным оборудованием.
А если поставить УЗО в квартире со старой алюминиевой проводкой, вы рискуете остаться без света, так как изоляция через 10-15 лет покрывается микротрещинами, в которые может попасть влага со стены (очень частая проблема в ванной комнате), так что переде тем как устанавливать УЗО, лучше заменить электропроводку.
Что выбрать
Устройство защитного отключения в быту приобрело название дифференциальное реле (диф-реле) или дифференциальный выключатель.
Все это благодаря тому, что более привычные понятия для наших электриков переплелись с не совсем точным переводом с английского языка residual current circuit breaker (RCCB) — защитное устройство по дифференциальному (разностному) току.
Впоследствии появилось еще одно устройство, которое по аналогии с диф-реле назвали диф-автоматом.
И так в чем же разница между этими двумя устройствами? УЗО является целостным устройством, выполняющим определенную функцию, описанную выше. А диф-автомат это комбинация двух устройств – УЗО и автоматического выключателя.
Так как УЗО выполняет только функцию выявления тока утечки, но при этом не может определить повышенную нагрузку, и при коротком замыкании сгорит вместе с проводкой, УЗО необходимо защищать автоматом.
Поэтому и появилось комбинированное устройство УЗО и автомата, которое назвали диф-автоматом.
Почему до сих пор применяются схемы с последовательно соединенными УЗО и автоматом, а не удобные, казалось бы, диф-автоматы? По нескольким причинам.
Самое главное, с финансовой точки зрения, диф-автомат стоит немного дешевле, чем суммарная стоимость УЗО и автомата, а с другой стороны при выходе из строя одного из приборов его замена выйдет дешевле чем замена диф-автомата.
Еще не маловажное значение имеет качество устройства – прибор рассчитанный для одной цели всегда надежней многофункциональных устройств. Ну и последнее это наличие места для установки УЗО или диф-автомата. Два отдельных прибора занимают больше места чем диф-автомат.
Как отличить
Устройство защитного отключения и диф-автомат внешне очень похожи и не специалисту довольно тяжело определить что есть что. Но на самом деле все те так сложно как кажется на первый взгляд. Во-первых это указание номинального тока. На УЗО указывается только значение номинального тока, т.е. это максимальный ток, который не представляет угрозы повреждения для УЗО. На диф-автомате тоже указано значение номинального тока, но еще и указан тип характеристики электромагнитного и теплового расцепителей, обозначенный буквой латинского алфавита. Как показано на рисунке на УЗО это «16А», а на диф-автомате «С16А». Еще обычно можно встретить принципиальную схему на приборе, на которой структурно изображено устройство защитного отключения, а на диф-автомате помимо схемы УЗО имеется схема магнитного и теплового расцепителей. Ну и последнее отличие, которое можно встретить на российских и украинских устройствах это надпись «Выключатель дифференциальный УЗО» или «Автоматический выключатель дифференциального тока».
Заземление. Что это такое и как его сделать
…из сборника «Заземление: ответы на вопросы» …перепубликация статьи, размещенной на » Хабрахабр»
Мой рассказ будет состоять из трёх частей.
1 часть. Заземление (общая информация, термины и определения)
2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж)
3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж)
В первой части я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования. Во второй части будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть 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.
А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления
В. Качество заземления. Сопротивление заземления
А. Термины и определения
Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта. Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).
И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.
Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).
Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он является некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.
Заземляющее устройство