Для чего заземляют электрические счетчики

Что делать если в квартире нет заземления?

Электричество характеризуется двумя основными параметрами: силой тока и напряжением. Всем известны последствия превышения силы тока (короткое замыкание) – от выхода из строя конкретного электроприбора до пожара в квартире или на лестничной клетке. Поскольку опасность от короткого замыкания очевидна, практически в каждой квартире в распределительном щитке установлена обычная пробка-автомат. Недостаток – электричество отключается при незначительной перегрузке. Преимущество – защита от последствий короткого замыкания.

А вот превышение напряжения – скрытая опасность. Большинство электроприборов имеют либо встроенный стабилизатор, который выравнивает напряжение, либо как в случае с нагревателями перепады напряжения в пределах 30% от нормы не сказываются на их работоспособности. А куда девается остаточный потенциал от высокого напряжения?

Если прибор заземлён – уходит в грунт. Если в квартире нет заземления – оседает на корпусе или накапливается на поверхности окружающих предметов. Если прикоснутся к такому предмету, статический потенциал переходит в электрический ток, который стремится по пути меньшего сопротивления, в этом случае, по человеческому организму.

Самые опасные незаземленные водонагревательные электроприборы, стиральные машины, электроплиты. Негласное правило, известное с советских времён, что около работающей электроплиты нужно стоять в обуви с резиновой подошвой и не брать металлические кастрюли двумя руками – написано кровью. Резина имеет высокое сопротивление, следовательно, поток электронов не стремится в землю через организм человека.

Естественно, это свидетельствует о ненадлежащем заземлении в те времена. Но ведь большинство проживает в тех же квартирах с той же проводкой, а современные бытовые электроприборы стали мощнее, соответственно, опаснее. Как сделать заземление квартиры в доме, сданном в эксплуатацию до 1998 года?

Расшифровка терминов

Многие люди представляют себе заземление в виде металлического штыря, закопанного в земле, с тянущимся от него проводом, идущим к электрощиту.

На самом деле, металлическая конструкция, закапываемая в грунт, является заземлителем, а совокупность заземлителя и подключенных к нему проводов называется заземляющим устройством (ЗУ).

на рисунке изображены составные части заземления

Как видно из определения ПУЭ, заземление – это, прежде всего процесс, выполнение которого должно обеспечивать электротехническую защиту людей и оборудования.

Говоря о заземляемом оборудовании, как о защите от поражения, подразумевают защитное заземление. Термин «электрическое соединение» означает подключение при помощи проводников.

Точкой сети может быть место соединения с ЗУ как токонесущего проводника, так и защитного провода, экрана или брони кабеля.

провод заземления или точка соединения ЗУ к контуру заземления

Электроустановкой называют совокупность аппаратов, машин, оборудования, конструкций, сооружений, помещений, предназначенных для генерации, трансформации, распределения и передачи электроэнергии, а также для преобразования в другие типы энергии.

Назначение заземления

Вышеописанная терминология пока не дает ответ на вопрос, зачем необходимо заземление, но приближает к пониманию сути вещей. Интуитивно понятно, что напряжение на заземлённых точках пребывающего в нормальном состоянии оборудования будет равным нулю.

Удельные сопротивления некоторых грунтов

Идеальное заземление должно обладать бесконечно малым сопротивлением ЗУ, чтобы обеспечивать падение напряжения до нуля при бесконечно больших значениях пропускаемых токов.

Иными словами, идеальное заземление обеспечивает зануление любых возникающих в заземлённой точке потенциалов. На практике сопротивление заземления (очень важная характеристика) – зависит от площади контакта заземлителя, характера окружающих его грунтов, их влажности, солёности, плотности.

Также немаловажную роль играет поперечное сечение заземляющих проводов, которое согласно ПУЭ не должно быть меньше 6мм². Падение напряжения на заземлённом металлическом корпусе электроприбора при замыкании на него фазного провода будет зависеть от сопротивления заземления и максимально возможного тока в цепи.

Таким образом, должно быть обеспечено снижение до безопасного для жизни и здоровья уровня разности потенциалов между заземляемым электрооборудованием и землёй.

Совокупная защита заземляющих устройств и предохранителей

Естественно, что одно только заземление не может обеспечить безопасную жизнедеятельность человека, даже, если бы оно было идеальным – ведь тогда в электрических цепях электрооборудования, при повреждении изоляции токонесущих проводов произойдёт короткое замыкание, которое неминуемо приведёт к возгоранию, если не принять дополнительные защитные меры в виде применения предохранителей и автоматических выключателей.

Поэтому, помимо снижения до безопасного значения разности потенциалов, заземление должно обеспечивать ток утечки, достаточный для того, чтобы сработали автоматы защиты и предохранители.

Поскольку нулевой провод электросети имеет достаточно малое сопротивление, и к тому же его заземляют как на трансформаторной подстанции, так и повторно по пути прохождения, то связка заземление плюс зануление корпусов оборудования даёт лучшие результаты, обеспечивая быстрое срабатывание защиты в случае пробоя изоляции.

Система заземления tn-c-s

Если сопротивление заземления достаточно высокое, то защитный автомат может не сработать за короткий период времени. В этом случае необходимо применить устройство защитного отключения, моментально реагирующее на очень малые токи утечки.

Заземление и зануление в системах энергоснабжения

Заземлять каждый корпус электроприбора невыгодно, и нет возможности обеспечить надлежащее качество заземлителя в различных условиях.

Поэтому заземление электрооборудования и бытовой техники осуществляется при помощи линий электропередач, которые имеют, в зависимости от системы, защитный заземляющий провод PE (protect earth – защита землёй). Таких систем электроснабжения, имеющих провод заземления всего три:

1. устаревшая TN-C, где PE и рабочий ноль N совмещены в одном проводе PEN;
2. TN-S, где PE и N соединены только в контуре заземления трансформатора и больше нигде не контактируют;
3. TN-C-S, PE и N совмещены до точки разделения, после которой больше не соединяются.

TN означает заземлённая нейтраль, S – разделённый, C – совмещённый. В системе TN-C защитные функции, которые должно выполнять заземление осуществляет зануление PEN проводом корпусов электроприборов.

Данная схема не является безопасной, поэтому была упразднена, а на смену ей пришли системы энергоснабжения TN-S и TN-C-S, обеспечивающие более безопасную электротехническую защиту при помощи дополнительного заземляющего провода PE.

Обозначение проводников

Заземление электросетей многоквартирного дома по данным схемам должны выполняться исключительно специалистами.

Собственноручно заземлённый защитный провод

Ответом на вопрос, как сделать заземление самостоятельно будет система ТТ, где не надо выполнять работ по разделению PEN, достаточно установить индивидуальное заземляющее устройство и соединить его с шиной PE.

Поскольку сопротивление кустарного заземлителя будет больше, чем заземление плюс зануление, то обязательным условием является применение УЗО, которое отреагирует на возникший ток утечки и отключит питание.

На неофициальном уровне можно договориться со службами энергоснабжения о самостоятельном разделении PEN провода на вводном распределительном устройстве частного дома.

В данном случае осуществляется заземление и зануление главной заземляющей шины, с последующим разделением PEN на рабочий N и защитный PE провод.

Осуществляя подобный электромонтаж, всегда нужно помнить важное правило – недопустимо использовать в качестве заземляющего устройства трубопроводы коммуникаций, это может быть смертельно опасным как для членов семьи, так и для соседей. Изготовляют заземлитель из металлопроката различной формы профиля, монтаж осуществляют электросваркой.

Плакат сечение проводников , материал заземления

Обязательно нужно проконсультироваться со специалистом, и попросить его потом измерить сопротивление получившегося заземлителя, которое не должно превышать 30 Ом.

Заземлённое неэлектрическое оборудование

Термин защитное заземление применяется не только по отношению к электрооборудованию. Очень часто заземляют металлические конструкции, которые в принципе не имеют ничего общего с электротехникой, и не соприкасаются с изоляцией кабелей, которая может повредиться.

Например, стальные поручни эстакад и галерей должны быть заземлены, также как и различные трубопроводы и даже металлическая ванна в санузле. Возникает резонный вопрос, зачем требуется заземление данных конструкций, если их функции далеки от использования электроэнергии?

Ответ заключён в том, что опасные потенциалы могут возникнуть не только при пробое изоляции. Очень большим электромагнитным воздействием обладает разряд молнии, происходящий на расстоянии сотен метров, при котором на металлических поверхностях индуцируется опасная разница потенциалов.

Принцип молниезащиты от вторичных проявлений молний (первичный – это прямое попадание) состоит в том, что при помощи системы уравнивания потенциалов (СУП), соединённой с заземлением, наведённые в проводниках токи стекают в землю. Также СУП, установленная в ванной, защищает от статического электричества, возникающего при трениях молекул воды в потоке.

Система уравнивания потенциалов

Наведённое молнией, также как и статическое перенапряжение может достигать нескольких киловольт, чего достаточно для возникновения искры, что является критически опасным для трубопроводов и объектов хранения жидких, газообразных, пылеобразных горючих, легко воспламеняемых, взрывоопасных веществ.

Поэтому нормативные требования по заземлению к таким объектам являются максимальными

Применение заземляющих устройств в радиоаппаратуре

В электронике заземление применяют для подавления влияния электромагнитных помех, защищая от них электронные цепи путём помещения их в заземлённый корпус, выполняющий роль экрана.

Подобное экранирование осуществляется и для чувствительных проводов при помощи оплётки кабеля. Но не стоит путать заземление с термином «земля», означающим условное принятие нуля потенциала в некотором узле цепи.

В радиопередающей технике заземление служит для улучшения эффективности излучения стационарной антенны, которое достигается увеличением емкости между излучателем и противовесом (землей).

Схемы заземления

Бытовые потребители получают электричество от трехфазного понижающего трансформатора с напряжением на выводах обмотки вторичного типа 380 В. Катушки соединены по схеме звезды, средний контакт которой подключен к заземляющему контуру, расположенному неподалеку в земле. Такую схему именуют глухозаземленной нейтралью.

Различают виды защиты:

• Естественная. К этой группе относят установки с постоянным расположением в грунте, например, железобетонный фундамент, трубы теплотрассы и другие. К таким конструкциям нет требований по величине сопротивления, при этом показатель ничем не координируется. Метод не используют для заземления электроустановок.
• Искусственная. Преднамеренное соединение электросети, установки, агрегата с заземляющим контуром. В составе установки есть проводящая часть, контактирующая непосредственно с грунтом или через промежуточную среду. Также присутствует заземляющий провод между точкой оборудования и заземлителем. Последний представлен стальным стержнем или сложной системой соединенных металлических элементов.

Качество определяют показателем сопротивления растеканию электричества (лучше — меньше). Для снижения увеличивают площадь электродов, уменьшают удельное электросопротивление земли.

Разновидности искусственных схем:

• С глухозаземленной нейтралью. Относят к распространенному виду, чаще всего применяют при электропитании жилых кварталов и зданий.
• С изолированной нейтралью. В этом случае не заземляют вторичные обмотки преобразователя мощности. Их чаще применяют для промышленных установок, нагревательных печей, где важно не стыковать токоведущие элементы и контур заземления.

Проектировщики выбирают способ защиты по техническому заданию и характеристике систем, от этого зависит безопасность людей. Каждая разновидность надежно предохраняет от удара током в условиях дома, но отличается конструкцией и техническими свойствами.

Как выбрать схему

Играет роль разновидность грунта, каждый тип отличается показателем удельного сопротивления. Это ключевые характеристики, на которые обязательно обращают внимание.

Показатели для некоторых видов земли:

• садовый чернозем — 40 Ом·м;
• глина средней твердости, влажные суглинки — 60 Ом·м;
• сухой суглинок, супесь — 100 – 145 Ом·м.

Зимний промерзший грунт показывает более высокое сопротивление, поэтому учитывают климат, район.

Принимают во внимание факторы:

• Величину сопротивления растеканию тока, нужную по условиям работы электрических приборов. Для домашних приборов достаточно 30 Ом·м.
• Глубину подъема подземных вод в период паводков и наводнений. От значения зависит глубина забивки вертикальных металлических уголков. Увлажненные почвы показывают наивысшие результаты.
• Количество заземляющих установок. Число зависит от максимально доступной глубины погружения. Если есть возможность мелкого заглубления, увеличивают количество заземляющих устройств.
• Длину плоского горизонтального проводника. Элемент соединяет вертикальные электроды между собой, также — с основной заземляющей шиной. Если высота заземлителей до 10 м, протяженность проводника делают не меньше их длины, больше 10 м — не меньше половины их протяженности.

Для электрических установок с вольтажом меньше 1 квт рассматривают системы:

• TN — с глухозаземленной нейтралью;
• TN-C — с совмещенными нулевыми рабочими и защитными жилами;
• TN-S — с разделенными рабочими и защитными проводниками;
• TN-C-S — функции рабочего и нулевого провода совмещены не на всей протяженности, а только в одной части;
• IT — нейтраль изолирована от заземлителя или заземлена посредством приборов, а заземлены только открытые токопроводящие детали;
• TT — нейтраль от источника электричества глухо заземлена, а токопроводящие детали защищены заземляющей зависимой установкой от глухо заземленной нейтрали.

Важность заземления электрического оборудования

Вот 5 основных причин, почему заземление электрических токов так важно.

1. Защита от перегрузки электрической сети

Одна из наиболее важных причин заземления электрооборудования заключается в том, что оно защищает ваши приборы, ваш дом и всех в нем от скачков напряжения. Если молния ударяет в здание или по какой-то причине возникает скачок напряжения, это создает опасно высокое напряжение электричества в вашей системе. Если ваша электрическая система заземлена, все это избыточное электричество уйдет в землю, а не сожжет все, что связано с вашей системой. Слабые места вашей электросети покажет испытание цепи «фаза-нуль», которое помогает избежать значительного количества повреждений оборудования.

2. Повышение безопасности системы

Заземление вашей электрической системы, наряду с изпользованием устройств защитного отключения означает, что вы сможете легко направлять электроэнергию прямо туда, куда нужно, позволяя электрическим токам безопасно и эффективно перемещаться по всей электрической системе.

3. Стабилизируется уровень напряжения

Заземленная электрическая система также облегчает распределение необходимого количества энергии по всем нужным местам, что может сыграть огромную роль в обеспечении того, чтобы цепи не были перегружены и перегорели.

4. Земля — лучший проводник

Одна из причин, по которой заземление помогает вам оставаться в безопасности, заключается в том, что избыточное электричество всегда будет идти по пути наименьшего сопротивления. Заземляя свою электрическую систему, вы перенаправляете избыточный ток, снижая профессиональные риски при возникновении чрезвычайных ситуаций.

5. Предотвращает повреждение, травмы и смерть

Без надлежащим образом заземленной электрической системы вы рискуете, что любые приборы, которые вы подключили к вашей системе, будут повреждены без возможности ремонта. В наихудшем сценарии перегрузка электропитания может даже привести к пожару, рискуя не только значительными потерями имущества и данных, но и физическими травмами.

Для чего применяются УЗО и дифавтоматы

Простое заземление устройств – это хорошо, но еще лучше обеспечить дополнительную защиту. Для этого придумали устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы.

Дифавтомат – это устройство, которое в своём корпусе объединяет УЗО и обычный автоматический выключатель, так вы сэкономите место в электрощите.

УЗО – реагирует только на токи утечки. Принцип его работы такой: оно сравнивает количество тока через фазный и через нулевой провод, если часть тока утекла на землю, то оно моментально реагирует, отключая цепь. Их отличают по чувствительности от 10 до 500 мА. Чем чувствительнее УЗО, тем чаще оно будет срабатывать, даже при незначительных утечках, но не стоит устанавливать слишком грубое УЗО для дома.

Принцип работы защищенной цепи простым языком:

Когда на корпус заземленного электрооборудования попадает фаза, между фазным проводом и корпусом начинает протекать ток. Тогда УЗО замечает, что по фазному проводу прошел ток, часть тока куда-то делать и по нулевому проводу вернулся меньший ток, после чего эта цепь обестачивается. Так вы защищены от удара током.

Если установить УЗО в двухпроводной электроцепи без заземляющего проводника и где-то появится возможность утечки тока, оно сработает только после того как вы коснетесь этого места и ток утечет на землю через вас. В таком случае вы тоже будете в безопасности.

Все действия описанные в данной статье, можно выполнить и самому, но, как мы уже говорили, будет лучше, если их произведут квалифицированные электрики, которые знают все правила проведения монтажных работ, а также технику безопасности

Заземление и зануление: принцип работы и в чем разница

Для чего нужно заземление

Заземление – это подсоединение нетоковедущих частей электрооборудования с контуром заземления. Контур заземления в свою очередь всегда соединяется с землей, которая считается абсолютным нулем. Сами по себе металлические части приборов под напряжением не находятся, но при возникновении повреждений в изоляции, представляют опасность для человека. Тело человека – отличный проводник, поэтому при прикосновении к токопроводящему предмету, все напряжение проходит через него. Напряжение на корпусе прибора может возникнуть не только при повреждении, но и накопиться в виде статического электричества.

В этом случае поражение тока не будет смертельным, но все же неприятные ощущения и последствия могут возникнуть. Именно в таких случаях и нужно заземление.

Как определить где фаза, ноль и земля. Цвета проводов вам помогут.

При возникновении напряжения на корпусе прибора, заземляющий защитный проводник выведет весь ток на контур заземления. И даже если человек в этот момент дотронется до корпуса, то ток выберет самый выгодный путь, то есть путь с наименьшим сопротивлением. У кожи человека сопротивление выше, чем у проводника, поэтому ток пройдет по нему. Такие проводники, как правило, изготавливаются из металлов, имеющих наименьшее напряжение: меди или стали.

Кроме того, в системе заземления устанавливаются устройства защитного отключения(УЗО), оборудованные дифференциальными автоматическими выключателями, которые при возникновении пробоя отключат прибор и помогут сохранить проводку.

Обозначение заземления

Заземления обозначаются в соответствии с международной системой, двумя или более латинскими буквами. вторая – заземление нетокопроводящих частей электрооборудования.

Отношение нейтрали источника питания к земле, характеризуется первой буквой и обозначается следующим образом:

• Т – указывается на заземленную нейтраль, то есть источник электропитания соединен непосредственно с землей;
• I – источник электропитания имеет изолированную нейтраль.

Отношение открытых проводящих частей электрооборудования относительно земли, характеризуется второй буквой:

• Т – указавает на то, что электрооборудование уже имеет локальное заземление;
• N – электрооборудование заземлено только через нефазный проводник.

Если используется второй вариант, то после буквы N идут дальнейшие обозначения, указывающие на совмещение или разделение рабочего и защитного нулевых проводников. Буква «С» обозначает, что эти проводники проводники объединены, буква «S» — что разделены.

Также можно встретить обозначения самих нефазных проводников: N – нулевой рабочий (нейтральный) проводник, РЕ – защитный проводник, PEN – совмещенные нулевые защитный и рабочий проводники.

Как работает заземление

При подключении защитного зеземления к электроприбору используют РЕ-проводник. При этом проводник выделяется индивидуально из распределительного щитка к розетке. Конструкция проводника обеспечивает контакт прибора с землей в тот момент, когда вставляется вилка в розетку. Размыкание этого контакта также осуществляется в последнюю очередь при вынимании вилки из розетки. Таким образом, обеспечивается надежное заземление.

Заземление обеспечивает защиту при помощи работы устройств защитного отключения (УЗО). Такие устройства постоянно сравнивают ток, входящий через фазный провод в помещение и выходящий из нулевого рабочего проводника. В обычном рабочем состоянии значения этих токов равнозначны и имеют противоположное направление. Поэтому в органе сравнения устанавливается баланс токов.

При возникновении сбоя в цепи ток с поврежденного участка течет в обход нулевого рабочего проводника. В устройстве сравнения появляется дисбаланс токов, который приводит к отключению контактов защитного устройства и снятию возникшего напряжения с системы.

Благодаря такой схеме отключение при возникновении неисправности происходит за доли секунды. Сами по себе УЗО не обеспечивают защиту от короткого замыкания. С этой целью часто перед ними дополнительно устанавливают дифференциальные автоматические выключатели.

Заземление распределительного щита

Зачем нужно использовать зануление

Зануление – это преднамеренное соединение нетокопроводящих элементов электрооборудования с глухозаземленным нулевым проводником. Принцип зануления рассчитан на возникновение короткого замыкания в момент выхода тока на корпус приборов, при повреждении изоляции. При пробое фазы на корпус, подсоединенный к нулевому проводнику, происходит замыкание контура между нулем и фазой — так называемое однофазное короткое замыкание. В этот момент срабатывают защитные приборы и происходит выключение линии, питающей неисправный электроприбор.

При этом величина силы тока многократно возрастает, что является небезопасным. Если прикоснуться к прибору в такой момент, то последствия могут быть плачевными. В связи с этим, зануление небезопасно использовать в жилых помещениях.

Свое применение зануление находит в основном на производственных площадках. Оно используется в системах с присутствием PEN, PE или N проводников. При использования зануления в качестве обеспечения электрозащиты напряжение в электроустановке не должно превышать 1000 В.

Надежность зануления полностью зависит от надежности нулевого защитного проводника. Из-за этого уделяется особое внимание при его прокладке, стараясь свести к минимуму возможность обрыва проводника. Заземление и зануление — важные и необходимые средства защиты как человека, так и электрической сети.

Вывод

Главная отличительная особенность «нуля» и «земли» в их назначении. «Нуль» совместно с фазой предназначен для питания электроприборов, а «земля» для защиты людей и животных от поражения электрическим током, если случится пробой. Рабочий «нуль» можно использовать в качестве «земли», если не нарушаются условия ПУЭ 1.7.83. Мы же рекомендуем класть проводку сразу с заземляющим проводником, что исключает необходимость использовать «ноль» не по назначению.

Проверьте свои знания в электрике: