Чем отличается заземление от зануления

Защита от удара током

То, что сделал Рихман для уловления атмосферных зарядов, очень напоминает современный громоотвод (молниеотвод). Только атмосферные заряды/разряды сейчас считается за благо сразу отправить поглубже в землю, не дожидаясь, чтобы они сами кого-нибудь отправили… туда же, куда и Рихмана. И, оказалось, это вполне надежно и безопасно — Земля принимает все. Ну а человека от этого процесса лучше всего хорошо изолировать.

Таким образом и получилось заземление — отвод лишних, ненужных, опасных зарядов в землю. А так как шальные заряды из атмосферы, тем более молнии, могут нести колоссальную электрическую энергию, и необходимо предоставить для движения этого потока металлические проводники солидного сечения. Чтобы ничего не расплавилось и беспрепятственно отвело энергию от греха подальше в земную глубь.

И вот начали на зданиях, башнях ставить везде эти самые громоотводы.

А потом вскоре изобрели и системы выработки электрической энергии. И передачу электрических сигналов на расстояние с помощью проводов. Ну а уж вскоре точно так же и передачу энергии. И заметили, что металлические линии передач притягивают к себе это самое атмосферное электричество. И совсем даже не стоит дожидаться, когда электричество придет «к нам в гости». Поэтому сразу и подумали о защите сети в первую очередь от него.

Задачи заземления

Искусственно созданный контакт между электроустановкой и землей называется заземлением. Его задача — понизить напряжение на корпусе устройства до безопасного для живых существ уровня. При этом большая часть тока отводится в грунт. Чтобы заземлительная система работала эффективно, ее сопротивление должно быть значительно ниже, чем на остальных участках цепи. Такое требование основывается на свойстве электрического тока всегда выбирать наименьшее сопротивление на своем пути.

Тока замыкания иногда недостаточно при использовании заземлителя с относительно высоким для реакции защитных устройств сопротивлением. Поэтому еще одна задача заземлительной системы — рост аварийного тока замыкания.

Типы заземляющих устройств:

1. Молниезащитные. Отводят импульсные токи, поступающие в систему в результате ударов молнии. Используются в молниеотводах и разрядниках.
2. Рабочие. Предназначены для поддержания нормальной работоспособности электрических установок. Используются как в обычных, так и в аварийных ситуациях.
3. Защитные. Защищают людей и животных от поражения током, проходящим по металлическим предметам в случае пробоя фазовых проводников.

Устройства заземления бывают естественными и искусственными:

1. К естественным относят металлические изделия, основная функция которых не заключается в отводе тока в землю. К таким заземлителям относятся трубопроводы, железобетонные элементы зданий, обсадные магистрали и т.п.
2. Искусственные заземлители — системы, созданные специально для отвода тока. Это стальные полосы, трубы, уголки и другие металлические элементы.

Для заземлительной системы нельзя использовать трубы, предназначенные для транспортировки горючих веществ (как газов, так и жидкостей), алюминиевые детали, кабельные оболочки. Также не подходят для этой цели предметы, покрытые антикоррозийным изоляционным слоем. Запрещено использовать как заземляющие проводники трубы водопровода и отопления.

Что такое заземление, принцип действия и устройство

При создании электросети, в помещениях различного назначения, требуется создание защиты, которая предотвратит вероятное поражение током. Чтобы избежать этого выполняется устройство заземления. В соответствии с ПЭУ п.1.7.53 заземление выполняется в электрооборудовании с напряжением более 50 В переменного и 120 В постоянного тока.

Шина заземления от ГРЩ к потребителю

Заземление – намеренное соединение нетоковедущих металлических частей электроустановок (которые могут оказаться под напряжением) с землей или ее эквивалентом. Данная защитная мера предназначена для исключения вероятности поражения человека электротоком при замыкании на корпус оборудования.

Принцип действия

Принцип работы защитного заземления заключается в:

• снижении разности потенциалов, между заземляемым элементом и другими токопроводящими предметами с естественным заземлением, до безопасного значения;
• отвод тока в случае непосредственного контакта заземляемого оборудования с фазным проводом. В грамотно спроектированной электросети возникновение тока утечки вызывает мгновенное срабатывание устройства защитного отключения (УЗО).

Схемы заземления в трехфазных сетях

Из вышесказанного следует, что заземление имеет большую эффективность при использовании в комплексе с УЗО.

Устройство заземления

Конструкция системы заземления состоит из заземлителя (проводящая часть, которая имеет непосредственный контакт с землей) и проводника, обеспечивающего контакт между заземлителем и нетоковедущими элементами электрооборудования. Обычно в качестве заземлителя используется стальной или медный (очень редко) стержень, в промышленности это как правило, сложная система, состоящая из нескольких элементов специальной формы.

Эффективность системы заземления во многом определяется величиной сопротивления защитного устройства, которую можно уменьшить, повышая полезную площадь заземлителей или увеличивая проводимость среды, для чего задействуется несколько стержней, повышается уровень солей в земле и т.п.

Заземляющее устройство это…

Выше мы рассмотрели в общих чертах, что такое защитное заземление. Однако стоит упомянуть, что используемые в системе заземлители различаются на естественные и искусственные.

В качестве устройств заземления в первую очередь предпочтительнее использовать такие естественные заземлители, как:

• трубы водоснабжения, находящиеся в грунте;
• металлоконструкции зданий и сооружений, имеющие надежный контакт с землей;
• обсадные трубы артезианских скважин;
• металлические оболочки кабелей (исключение составляет алюминий).

Вариант использования трубы в качестве естественного заземлителя

Естественные заземлители должны иметь соединение с защитной системой из двух и более разных точек.

В роли искусственного заземлителя может использоваться:

• стальная труба с толщиной стенок 3,5 мм и диаметром 30÷50 мм и длиной порядка 2÷3 м;
• стальные полосы и уголки толщиной от 4 мм;
• стальные пруты длиной до 10 и более метров и диаметром от 10 мм.

Использование металлических полос в качестве искусственного заземлителя

Для агрессивных почв необходимо использование искусственных заземлителей с высокой устойчивостью к коррозии и изготовленных из меди, оцинкованного или омедненного металла. Итак, мы разобрались с тем, что является определением понятия искусственного и естественного заземлителя, теперь же рассмотрим, когда применяется заземление.

Предлагаемое видео наглядно объясняет, что такое защитное заземление:

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

• TN-C;
• TN-S;
• TNC-S;
• TT.

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ TN-система — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.

TN включает в себя такие элементы, как:

• заземлитель средней точки, которая относится к источнику питания;
• внешние проводящие части устройства;
• проводник нейтрального типа;
• совмещенные проводники.

Нейтраль источника глухо заземлена, а внешние проводники установки подключены к глухозаземленной средней точке источника при помощи проводников защитного типа.

Сделать заземляющий контур можно только в электроустановках, мощность которых не превышает 1 кВ.

Система TN-C

В данной системе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник. Они совмещены на всем протяжении системы. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, который не требует больших усилий и денежных затрат. Для монтажа не требуется улучшение уже установленных кабельных и воздушных линий электропередачи, у которых есть всего 4 проводящих устройства.

Недостатки:

• возрастает вероятность получения удара током;
• возможно появление линейного напряжения на корпусе электрической установки во время обрыва электрической цепи;
• высокая вероятность потери заземляющей цепи в случае повреждения проводящего устройства;
• такая система защищает только от короткого замыкания.

Система TN-S

Особенность системы заключается в том, что электричество поставляется к потребителям через 5 проводников в трехфазной сети и через 3 проводника в однофазной сети.

Всего от сети отходит 5 проводящих источников, 3 из которых выполняют функцию силовой фазы, а оставшиеся 2 — это нейтральные проводники, подсоединенные к нулевой точке.

Конструкция:

1. PN — нейтральный механизм, который задействован в схеме электрического оборудования.
2. PE — глухозаземленный проводник, выполняющий защитную функцию.

Преимущества:

• легкость монтажа;
• низкая стоимость покупки и содержания системы;
• высокая степень электробезопасности;
• не требуется создание контура;
• возможность использовать систему в качестве устройства от защиты утечки тока.

Система TN-C-S

TN-C-S система предполагает разделение проводника PEN на PE и N в каком-то участке цепи. Обычно разделение происходит в щитке в доме, а до этого они совмещены.

Достоинства:

• простое устройство защитного механизма от попадания молний;
• наличие защиты от короткого замыкания.

Минусы использования:

• слабый уровень защиты от сгорания нулевого проводника;
• возможность появления фазного напряжения;
• высокая стоимость монтажа и содержания;
• напряжение не может быть отключено автоматикой;
• отсутствует защита от тока на открытом воздухе.

Система TT

TT разработана для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются оголенные провода, электроустановки, которые расположены на открытом воздухе или закреплены на опорах.

TT монтируется по схеме четырех проводников:

• 3 фазы, подающие напряжение, смещаются под углом 120° между собой;
• 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.

Преимущества TT:

• высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
• защита от КЗ;
• возможность использования на электроустановках высокого напряжения.

Недостатки:

• сложное устройство защиты от молний;
• невозможность отследить фазы короткого замыкания электрической цепи.

Для чего необходимо заземление

Если энергоснабжение в помещении организовано в соответствии с ПУЭ, на входе, в распределительном щитке установлены защитные автоматы.

Эти выключатели срабатывают при превышении установленной силы тока: нагревается биметаллическая пластина, происходит ее деформация, и контакты автомата механически размыкаются.

Происходит разрыв цепи, находящейся под напряжением, электроустановка (или вся цепь) обесточивается, обеспечивая безопасность. Как это работает на практике, и что такое заземление в данной цепочке?

Заземление, это электрический контакт между линией, специально выделенной в электросети, и реальной (физической) землей. То есть шина заземления имеет электрический контакт с грунтом. Одновременно, любая установка, вырабатывающая или распределяющая электрический ток, соединена нулевым проводом с той же землей.

Даже если к вам в дом заведено три фазы (такое встречается в частном секторе), для конечного потребления все равно используется два провода: ноль и фаза.

Допустим, у вашей электроустановки (холодильник, бойлер, стиральная машина), особенно с металлическим корпусом, произошла утечка фазы. То есть, провод под напряжением касается корпуса (отсоединился контакт, нарушена изоляция, протекла вода). Прикоснувшись к электроприбору, вы будете поражены электрическим током. Кроме того, сопротивление в точке касания мизерное, вследствие чего произойдет мгновенный нагрев провода, и возгорание электроприбора.

Если ваш бойлер заземлен, электрический ток потечет по пути наименьшего сопротивления, то есть по контуру: фаза — «земля» — нулевая шина. Сила тока спонтанно возрастет, и сработает аварийное отключение в автомате защиты. Никто не пострадает, материальный ущерб не будет нанесен.

Если вы имеете поверхностные знания устройства электроустановок, возникает вопрос: а зачем нужно заземление, если то же самое произойдет между фазным и нулевым проводом? И собственно, чем отличается заземление от зануления?

Зануление и заземление: в чем разница по области применения

Главное правило – оба вида защиты одновременно применять нельзя. Если есть возможность заземления, то зануление не рассматривается, как возможный вариант. В каких же случаях монтируется тот или иной вид? Сейчас узнаем.

Когда выполняется заземление оборудования

В многоквартирных домах контур заземления устраивается вокруг, либо по двум сторонам здания. Исключение составляют только дома старой постройки – в них контур может отсутствовать. В частных домах устройство контура ложится на плечи домовладельца. Как выглядит, каким образом монтируется заземляющее устройство, мы рассмотрим ниже.

Контур заземления имеет вид треугольника – это наиболее оптимально
Статья по теме:

УЗО, что это такое и для чего он нужен? Что выбрать УЗО или дифференциальный автомат? Как подключаем устройство к однофазной сети с заземлением и без него? Как правильно выбрать аппарат для защиты дома? Ответы на эти вопросы Вы узнаете из нашего обзоре.

Полезно знать! Заземление считается более надежным способом защиты, но при расключении вводного электрощита и разводке проводки внутри помещений нужно быть крайне внимательным. Нигде заземление не должно соприкасаться с нейтралью. Если такое произойдет, установленные устройства защитного отключения (УЗО) будут срабатывать без причины.

Что такое защитное заземление, где оно применяется, разобрались. А что со вторым видом?

Когда применяется защитное зануление в квартире

Такой вид защиты применим, при условии отсутствия заземления. Обычно это многоквартирные дома старой постройки. Используя такой вид защиты, необходима установка автоматов и УЗО. Выполняется оно следующим образом.

Такие дома не имеют контура заземления. Здесь придется обойтись занулением

Нулевой провод до подключения к УЗО выводится на отдельную шину, от которой и будет идти желто-зеленый провод глухозаземленной нейтрали. Основной ноль разводится по УЗО и следует в квартиру. Самый простой вариант – на разводку квартиры идет трехжильный кабель, два провода которого (фаза и ноль) проходят через защитную автоматику, а один (глухозаземленная нейтраль) напрямую. Он соединяется на заземляющие контакты розеток и осветительных приборов.

Так выглядит глухозаземленная нейтраль на трансформаторной подстанции

Устройство зануления в квартире

Вообще делать зануление в квартире можно. Но это чревато трагическими последствиями. Так, к примеру, при ошибочном подключении фазы к нулю или отгорания нуля произойдет выход из строя всего оборудования, которое находится в квартире и подключено в сеть.

При попытках устройства заземления в домах старой постройки оказывается, что его просто нет. Но по проведению масштабных работ по капитальному ремонту зданий надо добиваться, что бы проводились и работы по созданию систем заземления, путем проведения новых линий, отвечающих современным требованиям безопасности.

А до этого времени при замене проводки, необходимо прокладывать как минимум трех жильный кабель с плавным подключением нуля и фазы. Оставшийся же третий проводник необходимо оставить без подключений при отсутствии системы заземления.

В любом случаи для большей безопасности необходимо использовать устройства защитного отключения и ограничители напряжения.

Таким образом, заземления или зануления служат для защиты людей и имущества от повреждений при пробоях и выходе напряжения.

Заземление и зануление, в чем разница?

Между этими двумя способами существуют отличия:

• при заземлении избыточный ток и возникшее на корпусе напряжение отводятся непосредственно в землю, а при занулении сбрасываются на ноль в щитке;
• заземление является более эффективным способам в вопросе защиты человека от поражения электрическим током;
• при использовании заземления безопасность получается за счет резкого уменьшения напряжения, а применение зануления обеспечивает выключение участка линии, в которой случился пробой на корпус;
• при выполнении зануления, чтобы правильно определить нулевые точки и выбрать метод защиты потребуется помощь специалиста электрика, а сделать заземление, собрать контур и углубить его в землю может любой домашний мастер-умелец.

Заземление является системой отвода напряжения через находящийся в земле треугольник из металлического профиля, сваренного в местах соединения. Правильно устроенный контур дает надежную защиту, но при этом должны соблюдаться все правила. В зависимости от требующегося эффекта выбирается заземление и зануление электроустановок. Отличие зануления в том, что все элементы прибора, которые в нормальном режиме не находятся под током, подсоединяются к нулевому проводу. Случайное касание фазы к зануленным деталям прибора приводит к резкому скачку тока и отключению оборудования.

Сопротивление нейтрального нулевого провода в любом случае меньше этого же показателя контура в земле, поэтому при занулении возникает короткое замыкание, которое в принципе невозможно при использовании земляного треугольника. После сравнения работы двух систем становится понятно, в чем разница. Заземление и зануление отличаются по способу защиты, так как велика вероятность отгорания со временем нейтрального провода, за чем нужно постоянно следить. Зануление применяется очень часто в многоэтажных домах, так как не всегда есть возможность устроить надежное и полноценное заземление.

Заземление не зависит от фазности приборов, тогда как для устройства зануления необходимы определенные условия подключения. В большинстве случаев первый способ превалирует на предприятиях, где по требованиям техники безопасности предусматривается повышенная безопасность. Но и в быту в последнее время часто устраивается контур для сброса возникающего излишнего напряжения непосредственно в землю, это является более безопасным методом.

Защита при заземлении касается непосредственно электрической цепи, после пробоя изоляции за счет перетекания тока в землю значительно снижается напряжение, но сеть продолжает действовать. При занулении полностью отключается участок линии.

Заземление в большинстве случаев используют в линиях с устроенной изолированной нейтралью в системах IT и ТТ в трехфазных сетях с напряжением до 1 тыс. вольт или свыше этого показателя для систем с нейтралью в любом режиме. Применение зануления рекомендовано для линий с заземленным глухо нейтральным проводом в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с имеющимися в наличии N, PE, PEN проводниками, это показывает в чем разница. Заземление и зануление, несмотря на отличия, являются системами защиты человека и приборов.

Заземление

Чтобы понять, чем отличается заземление от зануления, начнём с первого. Данная система защиты от поражения электричеством устанавливает цепь между прибором и землёй. Результат действия подобной схемы более чем действенный — напряжение с металлических элементов уходит в землю при случайном прорыве изоляции. Вы можете совершенно спокойно прикасаться к технике, не боясь себе навредить.

После того как вы сделаете заземление. Ток будет уходить по проводнику в землю, не создавая какой-либо опасности для человека. Этим, собственно, и отличается данный метод защиты от зануления.

Заземляющая часть должна иметь минимальный показатель сопротивления. Это необходимо для того, чтобы ток без каких-либо препятствий входил в землю. Это ещё один важный фактор, которым отличается заземление.

Заземление также отличается от зануления тем, что значительно увеличивает аварийный ток, который подаётся при возникновении замыкания. Показатель сопротивления имеет потому малое значение, что в противном случае в аварийной ситуации напряжение будет слишком мало для активации защитного контура. Поэтому устройство может остаться под напряжением.

В заземлении есть два основных элемента — это заземлитель и проводник. Именно они вместе образуют новое устройство. Данный агрегат соединяет бытовые приборы с землёй, делая их безопасными для использования. Принцип работы зануления существенно отличается. Поэтому схема с занулением используется в новых сетях.

В процессе развития средств защиты от спонтанных ударов электричеством заземление поделились на два вида: для отвода импульсного тока и для защиты от грозы. Уникальная конструкция позволяет добиться двух целей в зависимости от изменения некоторых элементов конструкции.

В первом случае проводники поддерживают нормальную работу бытовых приборов даже в аварийных ситуациях. Во втором предотвращают возможное нанесение урона живым организмам. Подобная ситуация возникает в тех случаях, когда нарушается изоляция фазного провода. Так как он выходит на металлический корпус последствия более чем серьёзные.

Мало кто знает, но заземление также может быть и природным, проще говоря, естественным. Металлические конструкции и трубопроводы при выполнении определённых условий могут служить отличным заземлением.

Классификация

Как было сказано выше, в процессе постоянного развития технологий, учёными было выделено множество уникальных схем заземления. В результате существуют такие подгруппы:

В них используются разные схемы соединения, мало того, количество проводников значительно отличается. Сама аббревиатура может много рассказать об устройстве. Первая буква говорит об источнике питания.

• T — нейтраль, ведущая к земле.
• I — полностью изолированные проводники.

Вторая буква указывает на метод заземления токопроводящих частей.

• N — прямая связь с точкой.
• T — связь с землёй.

В двух приведённых выше схемах вы можете увидеть ещё несколько букв, стоящих через чёрточку. Буква C указывает на наличие всего одного проводника. S — о диаметрально противоположном.

Чем отличаются между собой заземление и зануление?

Приобретая какой-либо электрический прибор, вы должны понимать, что ни одна техника не способна функционировать без сбоя. А поломка электрического устройства – нередкое и абсолютно обычное явление. И чтобы предотвратить перегрузку или замыкание, используются разные защитные элементы.

Однако случается так, что защитные аппараты не откликаются на неисправность устройства. Такое может произойти, если была нарушена внутренняя изоляция или на корпусе возникло сильное напряжение. Тут нужна защита для человека, который может попасть под напряжение, дотронувшись до поломанного устройства. Именно тут и используется зануление или заземление.

Отличия

Что собой представляет заземление?

• Оно было изобретено для защиты от дефектов путем снижения напряжения. Если говорить проще – уменьшить напряжение прикосновения до допустимо безопасной для человека величины.
• Для примера – возьмем торшер или настольный светильник. Корпус этого электрического прибора не подключен к заземлению.
  • В случае если будет нарушена изоляция, металлическая часть торшера или лампы попадет под напряжение. И тогда, когда вы приметесь совершить попытку прикоснуться к прибору, чтобы сменить лампочку, вы станете проводником и пропустите сквозь свое тело электрический ток.
  • А вот когда торшер заземлить, электрический ток будет идти в землю через провод. И при прикосновении концентрация напряжения в корпусе станет минимальной, поэтому сквозь ваше тело тока также пройдет минимум.

• Во всех многоэтажных домах и прочих жилых сооружениях, особенно в городе, оно централизованное. Поэтому без каких-либо опасений мы может подключать все электрические приборы.

  Но даже в частном секторе или в сельской местности организовать заземление весьма просто – необходимо подключить ко всем приборам и проводам в доме заземляющий стержень. Чаще используют профиль из металла.

• Заземленные устройства бывают нескольких типов, в зависимости от назначения:
  • те, что отводят импульсный ток молнии (используются при заземлении молниеотводов);
  • устройства для поддержания нормального режима функционирования электроустановок;
  • устройства для избегания травмирования людей и животных электрическим током.

Заземляющий контур защиты дома

А что же такое зануление?

Очень часто рядом с понятием «заземление» используется термин «зануление». По применению эти понятия выполняют одну и ту же функцию – защита человека от удара электрическим током. Но выполняют эту задачу по-разному.

• Зануление представляет собой присоединение металлических элементов установки с электричеством к нулю.
• Чаще используется в промышленных установках. Также к занулению прибегают для защиты высотных домов. Но только в том случае, если провести там качественное заземление практически невозможно. И чаще всего это еще постройки старого плана, поэтому встречается крайне редко.
• Зануление используется, чтобы при повреждении изоляции совершалось короткое замыкание, которое бы приводило к срабатыванию автоматического выключения защитного автомата или других систем защиты.
• В связи с этим подобный метод защиты используется в промышленности, поскольку подходит для оперативного отключения электричества в аварийных ситуациях.
• Зануление работает по следующему принципу: в устройстве образуется замкнутый круг между потоком и нулем, в случае повреждения происходит короткое замыкание. На него реагируют устройства защиты, например, предохранители, и прибор автоматически отключается от источника питания.

Общая характеристика

Заключение

Подводя итог всему изложенному, можно сказать, что если имеется контур заземления – это очень хорошо. Обезопасить себя и своих близких можно будет надежнее. Если же он отсутствует, то придется обойтись занулением. Как говорится, «на безрыбье и рак – рыба».

Смонтированное заземление проверяется при помощи специального оборудование на сопротивление

Надеемся, что сегодняшняя информация была полезна и понятна. Но если остались вопросы, наша команда постарается на них ответить как можно более полно и быстро. Задать их можно в обсуждении ниже. А напоследок, уже по традиции, короткий видеоролик на тему сегодняшнего разговора. Но с небольшой оговоркой… Никогда так не делайте!