Безпека

Заземлення та занулення електроустановок: функції, специфіка, пристрій

Заземлення та занулення електроустановок

Все наше життя невіддільна від всіляких електричних приладів. Вихід з ладу будь-якого електроустаткування – це часте і цілком нормальне явище, ні один пристрій не може працювати вічно і без єдиного збою. Наше завдання – убезпечити цих електричних помічників від короткого замикання або виникають в ланцюзі перевантажень, а себе – від ушкодження організму високою напругою. У першому випадку на допомогу приходять всілякі захисні апарати, а ось для захисту людини застосовується заземлення та занулення електроустановок. Це одна з найскладніших частин електрики, але ми спробуємо розібратися, в чому ж відмінність цих робіт, і в яких випадках потрібно застосовувати ті чи інші захисні заходи.

зміст

  • Засоби захисту від електроударом
  • Що таке заземлення
  • Класифікація систем заземлення
  • Застаріла система TN-C
  • Для модернізації старих будинків TN-C-S
  • Специфіка системи TN-S
  • Система TT, особливості
  • Характерні відмінності системи IT
  • Що таке занулення
  • Занулення і заземлення: в чому різниця?
  • Вимоги до заземлення (занулення)
  • Що і коли необхідно заземлювати

Засоби захисту від електроударом

Якщо автомати, пробки та інші захисні пристрої не спрацьовують на несправність, і в результаті утворюється пробою внутрішньої ізоляції, на металевому корпусі установки виникає підвищена напруга. Дотик людиною такого приладу може призвести до паралічу м’язів (при силі струму 20-25 мА), що перешкоджає самостійному відриву від контакту, аритмії, порушень струму крові (при 50-100 мА) і навіть летального результату.

Якщо частини електроустановки в силу технічних особливостей повинні перебувати під напругою, то їх обов’язково захищають відповідно до загальноприйнятої технікою безпеки, наприклад, спеціальними кожухами, бар’єрами або сітчастими загородженнями. Для того щоб запобігти випадковому ураження струмом при пошкодженні ізоляційних шарів, застосовується захисне заземлення та занулення. Щоб зрозуміти, чим відрізняється заземлення від занулення, потрібно знати, що вони собою являють.

Що таке заземлення

Часто початківці електрики не зовсім розуміють, в чому ж полягає відмінність занулення від заземлення. Заземлення – це з’єднання електроустановки з землею з метою зниження напруги дотику до мінімуму. Воно застосовується тільки в мережах з ізольованою нейтраллю. В результаті установки заземляющего обладнання велика частина струму, що надходить на корпус, повинна піти по заземляющей частини, опір якої повинно бути менше за інших ділянок ланцюга.

Але це не єдина функція заземлення. Захисне заземлення електроустановок ще і сприяє збільшенню аварійного струму замикання, як би це не суперечило його призначенням. При використанні заземлювача з високим значенням опору струм замикання може бути занадто малий для спрацьовування захисних пристроїв, і установка в аварійній ситуації залишиться під напругою, представляючи велику загрозу для людини і тварин.

Заземлювач з провідниками утворює заземлюючих пристроїв, де він, по суті, і є провідник (група провідників), що з’єднує струмопровідні частини установок з землею. За призначенням ці пристрої поділяються на такі групи:

  • грозозащітние.Подвесние, для відводу імпульсного струму блискавки. Застосовуються для заземлення блискавковідводів і розрядників;
  • робочі, для підтримки необхідного режиму роботи електроустановок, як в нормальних, так і в аварійних ситуаціях;
  • захисні, для запобігання пошкодження живих організмів електричним струмом, що виникають при пробої фазного проводу на металевий корпус пристрою.

Все заземлювачі діляться на природні і штучні.

  1. Природні – це трубопроводи, металоконструкції залізобетонних споруд, обсадні труби і інші.
  2. Штучні заземлювачі – це конструкції, що споруджуються спеціально для цієї мети, тобто сталеві стрижні і смуги, уголковая сталь, некондиційні труби і інше.

Важливо: для використання в якості природного заземлення не підходять трубопроводи горючих рідин і газів, труби, покриті антикорозійним ізоляцією, алюмінієві провідники і оболонки кабелів. Категорично забороняється використовувати в якості заземлюючих провідників в житлових приміщеннях водопровідні та опалювальні труби.

Класифікація систем заземлення

Залежно від схеми з’єднання і кількості нульових захисних та робочих провідником можна виділяються наступні системи заземлення електроустановок:

  • TN-C;
  • TN-C-S;
  • TT;
  • IT.

Перша буква в назві системи говорить про тип заземлення джерела живлення:

  • I – струмопровідні частини повністю ізольовані від землі;
  • T – нейтраль джерела живлення з’єднується з землею.

За другою букві можна визначити, яким чином заземлені відкриті провідні частини електроустановки:

  • N – безпосередній зв’язок з точкою заземлення джерела живлення;
  • T – безпосередній зв’язок із землею.

Букви, які стоять відразу за N, через дефіс, кажуть про спосіб пристрою захисного PE і робочого N нульових провідників:

  • C – функції провідників забезпечуються одним провідником PEN;
  • S – функції провідників забезпечуються різними провідниками.

Застаріла система TN-C

Таке заземлення електроустановок використовується в трифазних чотирипровідних і однофазних двопровідних мережах, які переважають в будівлях старого зразка. На жаль, ця система, не дивлячись на свою простоту і доступність, не дозволяє досягти високого рівня електробезпеки та на знову споруджуваних будинках не застосовується.

Для модернізації старих будинків TN-C-S

Захисне заземлення електроустановок такого типу використовується переважно в реконструйованих мережах, де робочий і захисний провідники об’єднані під ввідному пристрої схеми. Іншими словами, ця система використовується в тому випадку, якщо в старій будівлі, де експлуатується заземлення типу TN-C, планується розташувати комп’ютерну техніку або інші телекомунікації, тобто для здійснення переходу до системи TN-S. Ця відносно недорога схема відрізняється високим рівнем безпеки.

Системи TN-C-S і TN-C

Система TN-C-S дозволяє перейти від застарілої TN-C до TN-S

Специфіка системи TN-S

Така система відрізняється розташуванням нульового і робочого провідників. Тут вони прокладаються окремо, причому нульовий захисний провідник PE з’єднує відразу все струмопровідні частини електроустановки. Щоб уникнути повторного заземлення, досить влаштувати трансформаторну підстанцію, що має основне заземлення. До того ж така підстанція дозволяє домогтися мінімальної довжини провідника від входу кабелю в електроустановку до заземлювального пристрою.

Система TN-S

Система TN-S: 1. Заземлитель; 2. Струмопровідні частини установки.

Система TT, особливості

Система, де всі струмоведучі відкриті частини безпосередньо пов’язані з землею, причому заземлювачі електроустановки не мають електричної залежності від заземлювача нейтралі підстанції, отримала назву TT.

Система заземлення TT

Система заземлення TT відрізняється наявністю заземлювачів на кожну струмопровідну частина установки

Характерні відмінності системи IT

Відмінністю цієї системи є ізоляція нейтралі джерела живлення від землі або її заземлення через пристрої з великим опором. Такий спосіб дозволяє максимально знизити струм витоку на корпус або в землю, тому його краще використовувати в будівлях, де встановлені жорсткі вимоги з електробезпеки.

система IT

Система IT: 1. Опір заземлення нейтралі джерела живлення. 2. Заземлювач. 3. Відкриті струмопровідні частини. 4. Заземляющее пристрій.

Що таке занулення

Занулення – це з’єднання металевих частин, які не перебувають під напругою, або з заземленою нейтраллю понижуючого джерела трифазного струму, або з заземленим висновком генератора однофазного струму. Використовується для того, щоб при пробої ізоляції і попаданні струму на будь-яку неструмоведучих частин пристрою, відбувалося коротке замикання, що приводить до швидкого спрацьовування автоматичного вимикача, перегорання плавких запобіжників або реакції інших систем захисту. В основному застосовується в електроустановках з глухозаземленою нейтраллю.

Схема занулення електроустановок

Принципова схема занулення електроустановок

Додаткова установка УЗО в лінію призведе до його спрацьовування в результаті різниці сил струму в фазному і нульовому робочому дроті. Якщо будуть встановлені і УЗО, і автоматичний вимикач, то пробій приведе до спрацьовування або обох пристроїв, або до включення більш швидкодіючого елемента.

Важливо: При установці занулення необхідно враховувати, що струм короткого замикання обов’язково повинен досягати значення плавлення вставки запобіжника або відключення автоматичного вимикача, інакше вільне протікання струму замикання по ланцюгу призведе до виникнення напруги на всіх занулених корпусах, а не тільки на пошкодженій ділянці. Причому значення цієї напруги буде дорівнює добутку опору нульового провідника на струм замикання, а значить надзвичайно небезпечним для людського життя.

За справністю нульового проводу необхідно стежити найретельнішим чином. Його обрив призводить до появи напруги на всіх занулених корпусах, так як вони автоматично опиняються підключеними до фази. Саме тому категорично забороняється монтаж в нульовий провід будь-яких засобів захисту (вимикачів або запобіжників), що утворюють його розрив при спрацьовуванні.

Для того щоб зменшити ймовірність пошкодження струмом при обриві нульового проводу, через кожні 200 м лінії виконуються повторні заземлення. Такі ж заходи вживаються на кінцевих і вступних опорах. Опір кожного повторного заземлення не повинно перевищувати 30 Ом, а загальний опір всіх таких заземлений – 10 Ом.

Занулення і заземлення: в чому різниця?

Головна різниця між занулением і заземленням полягає в тому, що при заземленні безпека забезпечується швидким зниженням напруги струму, а при зануленні – відключенням ділянки кола, в якому стався пробій струму на корпус або будь-яку іншу частину електроустановки, при цьому в проміжок часу між замиканням і припиненням подачі живлення відбувається зниження потенціалу корпусу електроустановки, в іншому випадку через тіло людини пройде розряд електричного струму.

Електрична схема заземлення та занулення

Електрична схема заземлення та занулення

Вимоги до заземлення (занулення)

У всіх електроустановках, де нейтраль ізольована, обов’язково виконується захисне заземлення, а також повинна бути передбачена можливість швидкого пошуку замикань на землю.

Якщо пристрій має глухозаземленою нейтраллю, а його напруга менше 1000 В, то можна застосовувати тільки занулення. При оснащенні такої електроустановки розділяє трансформатором, вторинна напруга має бути не більше 380 В, що знижує – не більше 42 В. При цьому від розділового трансформатора дозволяється живити тільки один електроприймач з номінальним струмом захисного пристрою не більше 15 А. У цьому випадку забороняється заземлення або занулення вторинної обмотки.

Якщо нейтраль трифазної мережі до 1000 В ізольована, то такі електроустановки повинні мати захист від пробою в результаті пошкодження ізоляції між обмотками трансформатора і пробивний запобіжник, який монтується в нейтраль або фазу з боку нижнього напруги.

Що і коли необхідно заземлювати

Захисне заземлення і занулення електроустановок необхідно проводити в наступних випадках:

  1. При змінному номінальній напрузі понад 42 В і постійному номінальному понад 110 В особливо небезпечних і зовнішніх установках.
  2. При змінній напрузі понад 380 В і постійному понад 440 В в будь-яких електроустановках.

Заземлюються корпусу електроустановок, приводи апаратів, каркаси і металеві конструкції розподільних шаф і щитів, вторинні обмотки трансформаторів, металеві оболонки кабелів і проводів, кабельні конструкції, шинопроводи, короба, троси, сталеві труби електропроводки і електрообладнання, розташоване на рухомих частинах механізмів.

У житлових і громадських будівлях обов’язково підлягають занулення (заземлення) електроприлади потужністю понад 1300 Вт. Якщо підвісні стелі виконані з металу, то необхідно заземлити всі металеві корпуси освітлювальних приладів. Ванни і душові піддони, виконані з металу, повинні з’єднуватися з водопровідними трубами металевими провідниками. Робиться це для вирівнювання електричних потенціалів. Для заземлення корпусів кондиціонерів повітря, електроплит і інших електроприладів, потужність яких перевищує 1300 Вт, застосовується окремий провідник, що приєднується до нульового провідника мережі живлення. Його перетин і перетин фазного проводу, прокладеного від розподільного щита, повинні бути рівними.

Для вирівнювання електричних потенціалів ванну слід обов'язково замкнути на водопровідні труби

Для вирівнювання електричних потенціалів ванну слід обов’язково замкнути на водопровідні труби

З повним переліком обладнання, що вимагає заземлення або занулення, а також пристроїв, де навпаки, можна знехтувати цими захисними заходами, можна ознайомитися в ПУЕ (Правила улаштування електроустановок). Тут же можна знайти всі основні правила заземлення електроустановок.

Влаштування заземлення та занулення – це дуже відповідальна робота. Найменша помилка в розрахунках або нехтування, здавалося б, одним незначним вимогою може призвести до великої трагедії. Виконувати заземлення зобов’язані тільки люди, які мають необхідні знання та досвід роботи.

logo