В чем разница между заземлением и занулением?

Введение — основные требования к электробезопасности

Чтобы в процессе эксплуатации бытовой техники не возникало трудностей, следует придерживаться определенных правил:

Не вытягивать вилку из розетки за шнур. Ее вынимают, крепко удерживая пальцами, чтобы исключить поражение электрическим током.
Не дотрагиваться до выключателей электроприборов влажными руками.
Стоит отказаться от преднамеренного использования ламп большей мощности, чем это заявлено производителем.
При появлении признаков короткого замыкания (искр или характерного треска) приступать к ремонтным работам можно только после отключения электроприбора от розетки.
Знать месторасположение автомата, с помощью которого можно обесточить квартиру или дом.
Четко придерживаться рекомендаций производителя по эксплуатации и обслуживанию бытовой техники. Если указано, что прибор нельзя оставлять без присмотра, после включения его в розетку, кто-то должен постоянно находиться около него.

Эксплуатация бытовой техники должна быть безопасной

Что такое зануление: принцип работы и устройство

Зануление монтируется по другому принципу. Но чтобы с этим разобраться разберем, что такое глухозаземленная нейтраль. На ТП (трансформаторную подстанцию) по ЛЭП приходит 3 фазы. Собственное заземление, смонтированное вокруг, и является глухозаземленной нейтралью, которая идет на жилые дома от подстанции, вместе с фазными проводами.

Зануление производится так. В распределительном щите делается разводка, приходящая с ТП глухозаземленная нейтрель (PEN) разбивается перед вводным автоматом на ноль (N), идущий в квартиру, и то, что можно считать землей (PE). На самом деле по сути это и останется глухозаземленная нейтраль, которая будет использоваться для зануления. От рабочего N занулять оборудование запрещается – это опасно для жизни. Если все сделано правильно, то при соприкосновении корпуса включенного устройства с токоведущим оголенным проводом происходит короткое замыкание, после чего срабатывает автомат.

Мнение экспертаИгорь МармазовИнженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО ‘АСП Северо-Запад’Спросить у специалистаЗащитное зануление – это система, которая монтируется для мгновенного срабатывания автоматики при появлении напряжения на корпусе устройства и полного отключения электроэнергии.

Только полное понимание того, что такое заземление и зануление, в чем их особенности, позволит выполнить в квартире или доме тот вид защиты, который будет эффективным и безопасным.

Разберем ситуацию со схемами

С точки зрения протекания электрического тока, отличия между заземлением от занулением нет. Нулевой провод в любом случае имеет электрический контакт с физической землей.

Соответственно, при замыкании фазы на корпус, произойдет то самое короткое замыкание, и сработает отключение защитного автомата. Разумеется, (при условии правильного подключения: розетка должна иметь третий земляной контакт, как и электроприбор. По этой причине, электрики, нарушая требования Правил устройства электроустановок, часто разводят земляную шину от нулевого контакта вводного щитка.

Представим ситуацию, когда нулевой провод по какой-то причине разорван:

потеря контакта по причине коррозии (в старых многоэтажках это рабочая ситуация);
механический разрыв кабеля вследствие ремонтных работ с нарушениями технологии (к сожалению, тоже не редкость);
несанкционированное вмешательство доморощенного «электрика»;
авария на подстанции (возможно отключение только нулевой шины).

На схеме это выглядит следующим образом:

При организации защитного зануления, электрическая цепь между физической «землей» и контактом заземления электроприбора разрывается. Установка становится беззащитной. Кроме того, свободная фаза без нагрузки может создать потенциал, равный входному напряжению на ближайшей подстанции. Как правило, это 600 вольт. Можно представить, какой ущерб будет нанесен включенному в этот момент электрооборудованию. При этом утечки тока на физическую землю нет, и защитный автомат не сработает.

Представьте, что в этот момент, вы одновременно коснетесь фазы (пробой на корпус электроустановки), и металлического предмета, имеющего физическую связь с грунтом (водопроводный кран или батарея отопления). Можно получить поражение электротоком при напряжении 600 вольт.

А теперь посмотрим, в чем разница между заземлением и занулением (на нашей схеме). При разрыве нулевой шины, просто пропадет питание на всех электроустановках в этой цепи. Поражения электротоком не будет, ни при каких обстоятельствах: электрическая цепь между физической землей и контактом заземления электроприборов не нарушена. Здоровье мы уже сохранили. Теперь посмотрим, что произойдет с электроустановками. Максимум ущерба — это перегоревшая лампа накаливания, ближайшая к вводному щитку. Причем неприятность произойдет лишь в случае повышения напряжения на фазном проводе. Сила тока возрастет (согласно закону Ома), сработает автомат защиты, и возможно, остальные электроприборы не пострадают.

Именно по этой причине, ПУЭ жестко предписывают: защитное заземление и зануление электроустановок должно быть организовано независимо друг от друга, с помощью разных линий.

Для справки: Обычно используется цветовая маркировка проводов:

Фаза — коричневого или белого цвета.
Рабочий ноль — синего цвета.
Защитное заземление — желто-зеленая оболочка.

Если у вас жилье современной постройки, значит зануление и заземление выполнено согласно Правилам устройства электроустановок. Это легко проверить, взглянув на вводной кабель в щитке. Кроме того, вы сами можете проверить правильность подключения.

Роль зануления в трёхфазной сети

Любая электрическая система построена на трёхфазной сети переменного тока или является её частью. Не углубляясь в теорию слишком сильно, напомним базовые определения работы любой трёхфазной системы.

Между любыми двумя взятыми фазами 50 раз в секунду возникает напряжение 380 В. Конкретно в этот момент времени один из проводников превращается в землю — источник свободных электронов, а другой проводник эти электроны принимает.

Такое же явления возникает и в двух других парах фаз. Разница во времени между тем, как фазы «переключаются», составляет примерно треть от периода колебания в одной из них. Такая схема работы обязана своим появлением наиболее популярному типу электрических машин. Если расположить фазы по окружности в нужном порядке, то возникновение тока в них так же следовало бы по кругу и было бы способно толкать круглый сердечник двигателя. В самом простом варианте электрических соединений все три фазы должны быть соединены в одной точке. При этом в конкретный момент времени в пике мощности будут находиться только две из них.

Разница между заземлением и занулением

Основная проблема в том, что сопротивление рабочих элементов (обмоток двигателя или нагревательных спиралей), включённых в каждую из фаз, не могут быть абсолютно равными. Поэтому ток в каждой из трёх цепей всегда будет разным, и это явление нужно каким-то образом компенсировать. Так точку схождения всех трёх фаз присоединяют к земле, чтобы уводить в неё остаточный электрический потенциал.

Описание процесса заземления

Заземление является главным технологическим звеном в череде электромонтажных работ с электроприборами. Грамотная установка заземляющего устройства предусматривает определенную систему, которая должна гарантировать полную безопасность человека.

На стадии планирования электропроводки на объектах необходимо знать все имеющиеся системы и технологии их установки, а также чем опасно несоблюдение ПЭУ.

Основной принцип создания конструкции заземляющих устройств заключается в правильно выполненном соединении контура заземления с электрическими установками.

В заземляющем устройстве существуют 2 элемента, которые обеспечивают эффект отвода тока в землю. Такими элементами являются: заземлитель и проводник. Соединение этих элементов образует устройство, обеспечивающее отвод тока в землю. Такая система соединяет электроприборы с почвой, тем самым отводя ток из помещений, что обеспечивает безопасность установки.

В заземляющей установке присутствуют заземлитель и проводник. Соединение таких элементов создает устройство, обеспечивающее безопасность и защиту электроприборов. Такое устройство является соединителем бытовых электрических приборов с землей. Заземлители бывают двух типов – естественные и искусственные. В качестве естественных могут служить здания, сооружения из металла. Искусственными могут быть металлические штыри, уголки, трубы.

На сегодняшний день заземление разделилось на 2 типа:

обеспечение отведения импульсного электричества;
защита от молнии и грозы.

Устройства, смонтированные для отвода импульсного тока, обеспечивают нормальную эксплуатацию бытовых электроприборов даже в случаях аварии. Заземляющие устройства от грозы и молнии обеспечивают безопасность живых организмов.

Принцип действия

Заземляющий контур электрической цепи – система проводов, соединяющая каждого потребителя, в обслуживаемой цепи, со специальным заземляющим контуром здания. При пробое на корпус прибора или утечке тока с поврежденной проводки, ток проходит по проводам к заземлителю.

Сопротивление заземления, как правило, выполняется меньше, чем сопротивление всей цепи. Поэтому ток течет по «легкому» пути и отводится с корпусов оборудования.

Занулением называется выполнение электрического соединения токопроводящих корпусов приборов с глухозаземленной нейтралью. При возникновении пиковых значений тока, его потенциал отводится, с помощью шины зануления, в специальную щитовую или на трансформаторную будку.

Главное его назначение – в случаях пробоев и утечек напряжения на корпус оборудования, вызывается короткое замыкание, сгорают предохранители или срабатывают автоматические размыкатели цепи.

Разберем подробнее работу систем защиты от воздействия электрического тока.

Так чем отличается заземление от зануления?

Если говорить по простому, то у заземления существует дополнительная жила (провод), с помощью которой и происходит его подключение к контуру заземления. Сам контур представляет собой вбитые или вкопанные в землю металлические стержни, соединенные между собой.

А вот зануление не подсоединяется к такому контуру, а замыкается на нулевой шине, которая находится в щитке распределения. Для проведения правильного зануления необходимо обладать достаточной квалификацией, так как если неправильно определить точку подключения и рассчитать правильный способ, который зависит от наличия электроприборов. При этом для правильного заземления, таких специальных знаний не требуется, так как сам процесс намного проще.

Встречаются эти обе системы заземление и зануление повсеместно. Зачастую их можно встретить в розетках. Они снабжены обоими способами защиты. Ноль располагается в центре розетки и служит гнездом для стержня вилки. Заземляющий же отвод, находится с краю, в виде небольшой пластинки.

При самостоятельном подключение люстры, которая снабжена тремя или четырьмя проводами, один из них является заземляющим, зачастую он имеет зелено-желтый цвет.

Электрический щиток расположенный перед входом в квартиру тоже имеет несколько степеней заземления. Планки заземления и зануления находятся ниже автоматов, к тому же все металлические части имеют свое заземление.

Способы подключения хорошо показаны на рисунке 1.

Рис.1 Цепь заземления и зануления.

Методы защиты

Меры защиты — мероприятия, которые позволяют исключить вероятность получения травм при работе с электроустановками. Кроме этого, защитные меры должны предотвратить возгорание и порчу оборудования.

Схемы подключения в новых домах и домах старой постройки различны. Новые дома оборудованы трехпроводной электропроводкой:

PE — заземляющий проводник.
L — проводник фазы.
N — рабочий ноль.

При соединении корпуса прибора с проводником PE, он оказывается заземлён.

В старых домах используется двухпроводная проводка: L — фаза и PEN — проводник, который выводится от шины заземления в общедомовом электрощите. Для осуществления зануления его расщепляют на N и PE. Расщепление осуществляют либо до ввода в квартиру, либо непосредственно в квартирном распределительном щитке. Проводник PE соединяют с корпусом электроприбора. Такая схема защиты называется зануление, потому что связь с заземлённой шиной осуществляется не напрямую, а через нулевой проводник.

Разница между занулением и заземлением состоит не только в схемах подключения. Главное отличие заключается в механизме действия. При заземлении защита обеспечивается быстрым снижением напряжения между оборудованием и землёй. Основной ток потечёт туда, где сопротивление меньше, то есть через заземляющий провод. Отключения питания при этом обычно не происходит, так как сопротивления заземления недостаточно для короткого замыкания и автоматического отключения.

Углубляемся в тему

Как работает заземляющий контур

Любой подъезд многоэтажного дома можно смоделировать по той же схеме. Но квартиры, распределенные по трём имеющимся фазам, потребляют электричество как попало, при чём это потребление постоянно меняется. Конечно, в среднем в точке подключения домового кабеля в распределительном пункте (РП) разница в токах на фазах составляет не более 5% от номинальной нагрузки. Однако в редких случаях это отклонение может быть выше 20%, и такое явление сулит серьёзные проблемы.

Давайте на мгновение представить, что электрический стояк, а точнее, его рамная часть, на которую прикручены все нулевые провода, оказался изолированным от земли. Столь высокая разница между потреблением квартир на разных фазах выливается в следующую закономерность:

На наиболее нагруженной фазе происходит падение напряжения соразмерно нагрузке.
На оставшихся фазах это напряжение, соответственно, возрастает.

Нулевой провод, соединённый с контуром заземления, служит запасным источником электронов как раз на такой случай. Он помогает устранить асимметрию нагрузок и избежать появления перенапряжений на смежных ветках трёхфазной цепи.

Как работает заземление?

Безопасное использование бытовых устройств благодаря подключению корпуса к защитному нулю, обеспечивая работу «Оборудования защитного отключения» или автоматические выключатели. У последних есть работающий механизм, который сравнивает токи, входящего в фазный провод в дом и выходящего из рабочего проводника.

Если режим электропередачи нормален, токи равны, а также противоположно направлены. Из-за этого их взаимодействие уравновешено и сбалансировано, обеспечивая исправную работу с нормальными параметрами.

При возникновении нарушения изоляции в одном или нескольких местах цепочки, через такую область выходит ток, направленный к земле. Через рабочий проводник нуля ток не проходит. В механизме происходит нарушение тока, который приводит к выключению защищающего органа и отключается соединения защитного механизма, предотвращая поступление тока по цепи. Завершение подачи напряжения происходит за миллисекунду.

При подключении заземления к бытовому устройству, используют PE-проводник. Он выводится из распределительного щитка по специальному пути к розетке, который оборудован особым выходом. Подобная защита не предотвращает возникновение короткого замыкания, поэтому на нее ставится автоматизированный выключатель. Покупка оного обойдется в несколько тысяч рублей и занимает много места.

Особенности земли:

Если металлический отвод бытового устройства и фаза связаны, поэтому в не возникает напряжение. При нарушении изоляции провода, человек дотронувшийся до него получит серьезный удар током. Воспользовавшись заземление можно предотвратить подобное.
Различные токи поступают на заземляющий проводник, предотвращая опасность для человека.
При возникновении напряжения, которое поступает на радиатор отопления, несет еще большую опасность. Из-за этого все батарею превращаются в проводники. Устанавливая землю, весь ток выходит через проводник.

Главные отличия

В первую очередь нужно отметить, что зануление и заземление имеют совершенно разное назначение и действие. Основная разница этих защитных мер – это их назначение. Заземление служит более эффективным и надежным способом защиты жилого дома от скачка напряжения, чем метод зануления. Различие в их назначении, позволяет выбрать из них тот способ предохранения, который больше подходит в конкретной ситуации. Можно сразу сделать в жилом доме оба варианта защиты. Однако следует отметить, что обычно предпочтение отдают именно заземлению, считая, что этот метод необходим в любом случае.

Заземление позволяет создать защиту сети, быстро снизить напряжение переменного тока в сети до нормального стабильного значения. Тогда как зануление будет способствовать более быстрому отключению цепи, которая была под напряжением, где фактически произошел сбой на линии. Также большой разницей является тот факт, что способы их монтажа имеют разную степень сложности.

Создание зануления в жилом доме, и подключение специального оборудования требует более глубоких познаний об электротехнике. Чтобы этот метод защиты сработал правильно, нужно сделать все правильно

Определить точку зануления очень важно, так как в противном случае могут быть негативные последствия. При монтаже защитных контуров заземления достаточно следовать четким указаниям или инструкциям. Их конструкция достаточно простая

Их конструкция достаточно простая

Их конструкция достаточно простая.

Способ заземления не имеет зависимости от фазности электрических приборов и различных устройств, так как они имеют одинаковую схему установки. Также схемы создания заземления имеют большее разнообразие, в отличие от зануления, что позволяет подобрать более подходящий вариант в конкретной ситуации. Еще одно их различие заключается в том, что заземление направлено обеспечивает выравнивание потенциалов, а зануление реагирует на такое изменение обесточиванием сети.

Меры предосторожности

Теперь разберём, для чего выполняется заземление нейтрали трансформатора, и физику работы такой электрической сети.

В теоретической физике потенциал нулевого проводника по отношению к земле не должен превышать нулевого значения. Повторное заземление у принимающего устройства потребителя помогает добиться этого значения с ещё более высокой степенью вероятности, особенно, если до ТП есть достаточное расстояние.

Поражение током возможно в следующих ситуациях:

Повреждение изоляции токоведущих частей, выход из строя электрооборудования. Образуется шаговое напряжение – на плоскости пола появляется потенциал, небезопасный для идущего человека;
Повреждение изоляции электрооборудования. В этом случае на корпусе может оказаться опасное для здоровья напряжение;
Повреждение защитной изоляции кабелей. Здесь напряжение появляется на металлических полках, с лежащими кабельными линиями;
Нарушение технологии производства работ, приведшее к прикосновению к токоведущим частям, находящимся под фазным напряжением.

К включенному в сеть проводу, лежащему на влажном полу, подходить не рекомендуется. В этой ситуации появляется потенциал, опасный для человека. При попытке сделать шаг ноги оказываются под действием различных величин потенциала. Удар током обеспечен. Для избегания подобного развития событий перед заливкой бетона укладывается металлический каркас, соединённый с контуром заземления минимум в 2-х точках. За счёт этого при возникновении на полу потенциала ноги идущего человека будут зашунтированы, поражения электрическим током удастся избежать.

Для недопущения появления напряжения на нетоковедущих частях электрической системы ПУЭ обязывает заземлить абсолютно все металлические детали, находящиеся в распредустройствах трансформаторных подстанций и потребителя, а также корпуса электроприборов. В промышленных цехах, где присутствует электрическое оборудование (станки, производственные линии), по периметру пускается стальная полоса для присоединения всех без исключения металлсодержащих частей. Таким образом, выравниваются потенциалы земли и металлических частей, расположенных в помещении.

При возникновении пробоя на заземлённый корпус электрический ток пойдёт по пути наименьшего сопротивления, т.е. по заземляющим проводникам до контура заземления, а не через обладающее большим сопротивлением человеческое тело, даже при не сработавшей защите.

Меры предосторожности при работе в сети с глухозаземленной нейтралью

По этой причине ток через контур заземления направится в сторону нейтрали силового трансформатора. Это приводит к короткому замыканию с большой величиной электрического тока. На превышение заданного параметра должен будет среагировать защитный коммутационный аппарат: плавкая вставка или автоматический выключатель. За счёт этого повреждённый участок цепи будет выведен из работы. Таким образом, организуется быстрая локализация аварийного режима.

Вопросы, возникающие при оформлении систем защиты

Установка заземления электролитического типа

Такой вид заземления применяется в основном на тяжелых почвах каменистой и песчаной структуры. Монтаж электролитического заземления имеет следующие преимущества:

Обеспечение небольшого количества работ, связанных с копкой земли;
Каналы прокладываются на глубине 70 сантиметров;
Короткий срок выполнения работы без применения специальной техники;
Обеспечение сопротивления тока на протяжении пятидесяти лет.

Стадии монтажа:

подготовка траншеи с параметрами: глубина — 70 сантиметров, ширина – 25 сантиметров, длина от 2 до 3 метров;
дно траншеи устилается электродным заполнителем, примерно около одного сантиметра толщиной;
зачистка электрода от поверхностной оболочки;
укладка электрода в траншею;
горизонтальный участок электрода присыпают специальным наполнителем;
вертикальный участок огораживается специальным колодцем для проведения техобслуживания;
установленный зажим необходимо заизолировать при помощи гидроизоляционной ленты;
засыпка траншеи почвой, колодец должен обеспечивать доступ для проведения ремонтных работ;
электрод заполняется водой, это необходимо для ускорения процесса выделения щелочи из электрода.

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

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

Неисправная электропроводка приводит к возникновению напряжения на корпусе бытовых приборов

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

Устройство защитного отключения (УЗО) срабатывает при малейшей утечке тока

Разновидности систем заземления, применяемых в 3-х фазных электроустановках

TN-C – устаревшая система заземления, где функция рабочего нулевого проводника N-проводника и защитного PE-совмещены в единый провод PEN. Несмотря на простоту и дешевизну, данная система имеет существенные недостатки в плане электробезопасности – при обрыве PEN существует высокая вероятность появления высокого электрического потенциала на корпусе электроустановки в случае нарушения изоляции проводов, обмоток и прочего.

TN-C-S – усовершенствованная система, где все-таки происходит разделение PEN-проводника на PE и N на середине линии. Если происходит обрыв после разделения, то на корпусе электроустановок не возникают высокие электрические потенциалы. А если обрыв произошел на PEN, то возникает вероятность поражения электротоком от корпуса, естественно, при внештатной ситуации. Основной недостаток данной системы заключается в ничтожной устойчивости системы при обрыве нулевого проводника (отгорание нуля).

TN-S является системой, где PE и N разделены на 2 обособленных провода непосредственно на электроподстанции. Главным достоинством данной системы является то, что при повреждении нулевого провода на корпус устройства не поступит опасный электрический потенциал.

Заземляющее устройство – что это: будет интересно каждому

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

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

Также заземление принято делить на:

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

Заземляющее устройство может быть в виде полосы

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

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

Второй символ в условном обозначении показывает:

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

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