Заземление нулевого провода — инструкция

Варианты соединения нейтрали

Электрическая сеть, которая предназначена для электроснабжения содержит источник электроэнергии, преобразователи этой энергии, а также потребителей. Поскольку используется три фазы при схеме соединения «звезда» появляется узел соединения общий для них. Если такой узел есть с каждой стороны электрической цепи, причем эти узлы соединяет провод, последний называется, либо «нейтралью», либо «нулевым проводом». Его режим работы весьма важен для функционирования сети электроснабжения. Существует несколько режимов для нулевого провода:

• Потенциал нейтрали равен потенциалу земли, в результате чего получается глухозаземленный нулевой провод.
• Нейтраль надежно изолирована, между ней и землей возможны небольшие по величине токи утечки. В результате получается изолированный нулевой провод.
• Нейтраль является частью электрической цепи, которая также включает сопротивление с некоторым достаточно малым импедансом и сопротивление земли.

От использования одного из перечисленных соединений нулевого провода с землей в сети электроснабжения зависят:

• аварийные токи и скачки напряжения в фазах при их повреждениях;
• система релейной защиты от замыкания фазы на землю;
• схема защиты от скачков напряжения;
• параметры заземления, используемого на подстанции;
• безопасность выполняемых работ;
• надежность функционирования всех электрических машин и прочего электрического оборудования в электрической сети, связанных с нейтралью.
• Нулевой провод с «глухим» заземлением используется главным образом в электросетях с напряжениями 380 Вольт и начиная с 110 киловольт и выше.
• Изолированный нулевой провод используется главным образом в электросетях с напряжениями 6, 10 и 35 киловольт.

Стоит отметить, что вы можете выполнять это своими руками или заказать электромонтажные работы у мастеров на сайте Kabanchik.ua. Но, тем не менее, разобраться в основах, изучив мат часть.

Нулевой провод в сети электроснабжения 380 Вольт

Документально для этих сетей заданы такие стандарты:

• МЭК 364 «Электрические установки зданий»;
• ГОСТ 30331.1-95 – ГОСТ 30331.9-95.

В соответствии с ГОСТ 30331.2-95 в электрических схемах используются такие обозначения:

Широко распространена система заземления с использованием нейтрального провода, которая именуется как TN-C (на изображении ниже).

В системе TN-C заземление сделано на трансформаторной подстанции. К нему присоединены фазные обмотки трансформаторов, обеспечивающих электропитание нагрузок фазным напряжением 220 Вольт. Подача напряжения к нагрузкам обеспечивают фазные провода и провод PEN, присоединенный к заземлению на подстанции. Система TN-C отличается от других подобных систем TN-S, TN-C-S, TT и IT дешевизной и простотой. Но по электрической безопасности она хуже.

Это объясняется ее появлением в те довольно-таки далекие времена, когда от замыканий на корпус спасали предохранители и автоматические выключатели. Время срабатывания этих защитных устройств, которое довольно велико, определяет и время воздействия на живой объект поражающего тока при тех или иных повреждениях и контактах этих объектов с поврежденными токоведущими частями оборудования или электросети. Большим по величине должен быть и ток срабатывания. Также при использовании провода PEN для заземления возможно появление высокого потенциала на всех устройствах, заземленных через него.

Например, при авариях на воздушных линиях электропередачи, когда провод одной из фаз обрывается и падает на землю. До срабатывания защиты на устройствах, заземленных через провод PEN, будет опасное для жизни напряжение. Еще более фатальными могут быть последствия при обрыве связи нулевого провода с заземлением на подстанции, например при его перегорании. Это обеспечит гарантированное появление фазного напряжения на всем оборудовании, заземленном через перегоревший провод. А устройства защитного отключения при этом не могут быть использованы.

Более дорогой, но и более безопасной является система TN-S (на изображении далее). Ее улучшенная безопасность обеспечена устройствами защитного отключения. Они будут гарантированно срабатывать по причине использования дополнительного провода, через который не текут аварийные токи.

В некоторых электросетях используется смешанная система заземления нулевого провода, в которой учтены признаки, а также достоинства и недостатки двух предыдущих систем заземления нейтрали. Это система заземления TN-C-S, пример которой на изображении далее:

По схеме TT применяется отдельное заземление без проводной связи с заземлением на питающей трансформаторной подстанции. В такой схеме необходимо применять устройства защитного отключения. Они будут надежно срабатывать, поскольку измеряют напряжение относительно отдельного заземления. Автоматические выключатели и предохранители будут малоэффективны в качестве защитных устройств.

К заземлению на подстанции в земле будет течь ток. Поэтому на отдельном заземлении появится довольно большой потенциал. Он, скорее всего, будет представлять опасность для жизни в случае прикосновения к электрооборудованию, присоединенному к этому отдельному заземлению. Схема TT приведена на изображении ниже.

В схеме IT на трансформаторной подстанции заземление присоединено к общему узлу фазных обмоток через резистор. Его сопротивление может быть от сотен Ом до единиц килоом. С целью защиты применяется провод не связанный с нейтралью. У однофазных потребителей при замыкании на корпус токи получаются небольшими по величине, потому что протекают по цепи с резистором, через который обмотки присоединены к заземлению. Использование устройств защитного отключения еще больше усиливает эту наиболее безопасную схему, показанную на изображении ниже.

Не существует такого решения с заземлением нулевого провода, который успешно решает все необходимые задачи. Поэтому для каждого случая лучше всего применять наиболее подходящую схему.

• Схемы TN-C и TN-C-S существуют, но только по причине того, что были первыми и привязаны к объектам давно построенным. Для новых решений не следует их применять. Они наиболее опасны при авариях как источник поражения током и как источник пожара. При авариях токи значительны по величине, сильно разветвляются и создают по этой причине значительные электромагнитные излучения.
• Для капитальных объектов, в которых со временем не будут вноситься какие-либо изменения, схема TN-S является наиболее подходящей.
• Если сеть электроснабжения подвержена частым переделкам или является временной, для нее рекомендуется схема TT.
• В том случае, когда надежность электроснабжения является наиболее значимым приоритетом надо использовать схему IT.
• Для увеличения надежности рекомендуется выполнять несколько заземлений разнесенных по направлению нулевого провода.

Как заземляется провод в сетях с высоким напряжением?

В сетях с напряжением 6-35 киловольт схема заземления нулевого провода выбирается исходя из тех аварийных ситуаций, которые могут возникать при замыканиях на землю. То же самое относится и к более высоковольтным сетям. Поскольку такие электросети в своем большинстве состоят из линий электропередачи, бесперебойность электроснабжения потребителей в них является приоритетной задачей. В общем, заземление нулевого провода в таких электрических сетях окажет влияние на:

• величину тока на месте аварии;
• аварийные скачки напряжения в двух работоспособных фазах при замыкании на землю в третьей фазе;
• характеристики изоляции электрических машин и прочего электрического оборудования;
• характеристики оборудования для защиты от перенапряжений;
• непрерывность подачи электроэнергии потребителям;
• параметры заземляющих контуров на подстанциях в пределах нейтрали;
• безопасность во время однофазных замыканий работников и функционирующего электрического оборудования.

При более подробном рассмотрении перечисленных пунктов потребуется несколько больших статей, или даже книга. По этой причине в рамках настоящей небольшой статьи более детально они не рассматриваются.

Заземление нулевого провода — Сайт по ремонту, подключению, установке электрики своими руками!

Очень часто спрашивают, надо ли устанавливать перемычки между ГЗШ (главной заземляющей шиной) и нулевой рабочей шиной? Второй распространенный вопрос: если нет заземления, можно ли использовать зануление (то есть, сделать перемычку в розетке с нулевого провода на заземляющий контакт)? Сегодня мы посмотрим и рассмотрим, что можно, а что нельзя.

Основным документом, конечно же, можно назвать главу 1.7 из «библии» электрика ПУЭ. Из всей главы нам потребуется несколько пунктов:

Ну а теперь переведем это на более понятный язык. В первую очередь остановимся на том, что система TN-S, когда используется пятипроводная система (то есть нулевой и заземляющий проводники разделены на всем протяжении линии) от подстанции до потребителя практически используется настолько редко, что за 10 лет практики я ее еще не встречал. Именно об этом и говорит пункт 1.7.57. А, значит, остается система TN-C, когда заземляющий и нулевой рабочий проводник объединены в один провод, то есть, по сути, являются одним проводом, выполняющем две функции. Может использоваться система TN-C-S – в таком случае, в каком-то месте этот общий провод разделяется на нулевой и защитный и в этом случае уже нельзя их объединять в любом другом участке цепи. Это говорит о том, что если вы приняли решение разделить PEN-проводник на PE и N-проводники, то дальше снова в PEN-проводник их объединять нельзя.

Повторное заземления нулевого провода. Заземление нулевого провода на опоре
Идем дальше. Пункт 1.7.35 дает определение нулевого провода и там же черным по белому прописано, что нулевой провод в сетях с глухозаземленной нейтралью объединен с заземлением уже на подстанции. А пункт 1.7.102 предписывает заземление минимум через каждые 200 метров (а иногда и чаще, если требуется дополнительная защита от молний).

Заземление нулевого провода на вводе
Ну и наконец, мучающий всех вопрос, надо ли заземлять главную заземляющую шину и нулевой провод. На этот вопрос есть рекомендация в ПУЭ 1.7.61. Этим пунктом преследуется как миниму две цели:

1. Уравнивание потенциалов. Земля, где делается заземляющий контур, и на которой стоит объект имеет определенный потенциал. Объект в той или иной мере проводит электрический ток, и следовательно имеет потенциал этой земли. Давайте предположим вариант, что ваш дом стоит на земле, которая немыслимым образом имеет потенциал 50 вольт. Следовательно, ваш дом находится под напряжением 50 вольт относительно нулевого рабочего проводника. Вы не объединяете заземляющий контур и нулевой рабочий проводник в вашем доме. Следовательно на корпус, относительно вашего дома подается потенциал с разностью в 50 вольт (а это может быть смертельно).
2. Дополнительная защита при грозовых явлениях, таких как молния. В случае замыкания молнии на провод, ток, возникающий в проводах идет по пути наименьшего сопротивления и если у вас нет заземления, то ток пойдет через все оборудование, включенное в розетку в вашем доме, вместо того, чтобы по пути наименьшего сопротивления уйти в землю. По оборудованию он распределится пропорционально сопротивлению. К примеру, сопротивление заземлителя должно быть не больше 4 Ом. Сопротивление же самой мощной конфорки плиты равно примерно 24 Ом. Значит, ток пропорционально разделится 5/6 пойдет через заземлитель и только 1/6 через плиту, если она в этот момент будет включена. То есть ,чем больше сопротивление устройства, тем меньший через него будет протекать ток, если есть хорошее заземление.

Ну и есть еще одна защита, от дурака, можно сказать так, или от неблагоприятных погодных условиях. В моей практике встречалось такое, что нулевой провод вдруг стал фазным и в доме с однофазной сетью вместо 220 вольт внезапно оказалось 380 вольт.  Если бы в доме было заземление, то возникло бы замыкание на землю (в нашем случае это можно признать коротким замыканием) которое вызвало бы протекание сверхтока через автомат и произошло бы срабатывание расцепителя автомата. И многие устройства остались бы живы.

И последний вопрос, очень часто появляющийся на просторах интернета: можно ли в розетке в качестве заземления использовать перемычку от нулевого провода на заземляющий контакт. Ведь, казалось бы, мы уже рассмотрели все эти варианты и выяснили, что нулевой провод уже заземлен. Но так делать нельзя. Есть две опаснейшие ситуации. Обрыв нулевого провода (я уже писал выше о таком явлении). И ладно бы если обрыв, но по нему может прийти другая фаза, а значит на корпусе мы получим 220 вольт опасного напряжения. А может быть и так. Пришел электрик, произвел какие-то ремонтные работы и случайно поменял местами фазу и ноль. Что вы получите в квартире? Опять же 220 вольт на корпусах всех заземленных подобным родом устройств, а это, как правило: холодильники, микроволновки, плиты, стиральные и посудомоечные машины, электрообогреватели в металлическом корпусе, системные блоки компьютеров, утюги и прочая бытовая техника. На мой взгляд, совершенно бессмысленно так рисковать жизнью. Уж лучше тогда вовсе не заземлять, чем заземлять таким образом. Но лучше протянуть провод от щита в подъезде (который обычно заземлен) и третьим проводом, отдельным, не соприкасающимся с нулем заземлить необходимое оборудование.

Надеюсь, я ответил на большинство ваших вопросов. Ну а если нет, не стесняйтесь, спрашивайте в комментариях.

Повторное заземление — для чего оно нужно и как оно устроено?

Повторное заземление — неотъемлемая часть общей системы заземления. Его используют для заземления нулевого защитного провода РЕ и РЕN электрических сетей до 1000 Вольт в системе ТN с глухозаземленной нейтралью трансформатора.

Для устройства повторного заземления используют естественные заземлители. Сопротивление естественных заземлителей ничем не определяется и в любое время его значение может измениться, поэтому применяют искусственное заземление с заранее определенными параметрами.

Монтаж такого устройства нужен для снижения опасности поражения электрическим током людей, находящихся в непосредственной близости от электроустановок. Повторное заземление монтируют на вводе в здание, где находится электроустановка.

При наличии такого устройства в аварийных ситуациях напряжение на корпусах электроустановок и электроприборах уменьшается. Разность потенциалов между землей и корпусом электроустановки снижается, а человек, касающийся корпуса электроприбора, становится защищенным от поражения электрическим током.

к содержанию ↑

Применение системы TN

Для электроснабжения основной части промышленных электроустановок до 1000 Вольт, жилых домов и квартир используется система ТN. Для надежного срабатывания аппаратов защиты и повышения электробезопасности необходимо выполнять заземление нулевого провода.

Система ТN подразделяется на следующие типы:

1. ТN-C, когда нулевой рабочий проводник N объединен с нулевым защитным проводником РЕ.
2. TN-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводник на подстанции разделены.
3. TN-C-S, когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники на подстанции объединены, а при вводе в здание электроустановки разделяются на два проводника.

к содержанию ↑

Применение системы TN-С

Эта система заземления была и остается самой распространенной в стране. При такой системе на подстанции заземляется нейтраль трансформатора. Нулевой проводник присоединяется к заземленной нейтрали на подстанции. В этом случае нулевой проводник выполняет функции рабочего и защитного проводников и называется РЕN-проводником.

Электропитание электроустановок осуществляется двумя жилами при однофазном питании или четырьмя жилами при трехфазном питании. При применении системы TN-С в электророзетках отсутствует заземляющий контакт, а корпуса всех промышленных электроприборов и электроустановок на производстве зануляются.

Недостаток системы в угрозе поражения электрическим током при обрыве нулевого проводника. Достоинство — недорогой электромонтаж. По правилам устройства электроустановок на смену системе TN-C пришли другие, более безопасные системы — TN-S и TN-C-S.

к содержанию ↑

Применение системы TN-C-S

Система TN-C-S — основная для применения в соответствии с ПУЭ. В ней от трансформаторной подстанции до ввода в здание используется объединенный проводник РЕN, который на вводе в здание присоединяется к повторному заземлению и разделяется на рабочий проводник N и на защитный проводник РЕ.

Такое разделение осуществляется, как правило, в главном электрощите промышленного объекта или жилого здания. Далее, после главного электрощита, по зданию проводники N и РЕ разделены. В этом случае электророзетки имеют заземленный контакт, к которому присоединяется РЕ-проводник.

Система TN-C-S наиболее оптимальна с точки зрения цены и электробезопасности. Применяется в проектируемых жилых и промышленных зданиях.

к содержанию ↑

Применение системы TN-S

Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.

к содержанию ↑

Воздушные линии электропередач

На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.

Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.

Спуск с верхнего конца опоры осуществляется проволокой диаметром 6 или 8 мм. Кроме PEN-провода, нужно заземлить все металлические элементы конструкции опоры. Сопротивление этого вида заземления не должно быть больше 30 Ом.

На опорах уличного освещения должно быть организовано заземление корпусов светильников и всех металлических частей опоры. Для этого используются специальные заземлители и заземляющие проводники. В городской черте не всегда имеется возможность установки стандартных вертикальных заземлителей, поэтому часто используются в качестве заземлителей горизонтальные полосы, заглубленные в землю.

После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.

к содержанию ↑

Совместимость с устройствами отключения

Чтобы сделать работу человека максимально безопасной, ПУЭ рекомендует применять УЗО или дифавтоматы. Такие устройства можно применять в системе ТN-C-S, когда PEN-провод разделен на PE и N-проводники. Это разделение происходит в вводном электрощите на главной заземляющей шине. Причем подключение главной заземляющей шины производится к повторному заземлению или к заземленному на вводе в здание PEN-проводнику.

УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.

Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.

к содержанию ↑

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Сопротивление контура этого типа заземления — характеристика растекания тока при аварийных ситуациях в электрооборудовании. В соответствии с правилами устройства электроустановок сопротивление системы заземления должно быть нормированным.

Для опор воздушных линий электропередач и опор уличного освещения сопротивление заземления нулевого провода должно быть не более 30 Ом.

Повторное заземление нулевого провода на вводе в здание, правила ПУЭ, защитное заземление опор

В современном мире трудно представить жизнь человека без электроприборов. Количество их в домах велико, и чтобы обеспечить необходимую безопасность их использования, требуется осуществить защитные меры от случайного поражения электрическим током. Одна из таких мер состоит в устройстве повторного заземления.

Основные виды

Защитное заземление позволяет защитить человека от удара током, если на корпусе прибора или установки случайно возникает напряжение. Опасный потенциал снимается либо обеспечивается срабатывание электрических защитных устройств с минимальным запаздыванием.

Естественными заземлителями считаются любые металлические предметы, которые находятся в земле. Устанавливающими норму документами не рекомендуется использование естественных проводников, потому что невозможно учесть такую величину, как сопротивление растеканию тока в грунте от них.

Искусственными заземлителями считаются устройства с заранее рассчитанными параметрами, специально созданные для сооружения заземления.

Глухое погружение нейтрали

Системы заземления разделяют на две большие группы: с глухо заземленной нейтралью и с изолированной. В схеме первого типа нейтральный проводник (обозначается N) всегда заземлен и может быть независимым от защитного PE-проводника, а может соединяться с ним, образуя PEN-проводник.

Если нейтральный провод объединен с защитным проводником, он образует систему TN-C, если проводиться отдельно − систему TN-S, в случае, когда объединен на подстанции с защитным проводником, а при входе в здание разделяется на два проводника – защитный PE и функциональный N, образуется система TN-C-S. Еще одним видом является система, при которой нейтральный проводник заземляется на подстанции и к потребителю трехфазный ток поступает по четырем проводам, одним из которых является ноль N. Это − система TT.

Применение системы TN-C

Система TN-C широко использовалась ранее при так называемой двухпроводной сети. В этом случае в розетках отсутствовал заземленный контакт. В сетях, сконструированных по этой системе, заземлялся нулевой провод, но при обрыве его, все приборы оставались под напряжением. Это вынуждало заземлять корпуса каждого отдельного электроприбора. В современных строящихся зданиях эта система не проектируется. Используется только в старых зданиях.

Применение системы TN-S

Система TN-S более совершенна, обладает высокой степенью электробезопасности, так как имеет отдельный заземленный проводник, но стоимость ее неоправданно высока. При трехфазном питании приходится прокладывать от источника пять проводов – три фазы, нейтраль и защитный проводник PE.

Для устранения недостатка системы TN-S была создана TN-C-S. Она предусматривает один проводник PEN, который представляет собой общий провод, заземленный по всей длине от источника питания до ввода в здание, а перед вводом разделяется на нейтраль N и защитный проводник PE. Эта система тоже имеет весомый недостаток. При повреждении проводника PEN на протяжении участка от подстанции до здания, все подключенные внутри здания приборы остаются под опасным напряжением. Для этой системы ПУЭ (Правила устройства электроустановок) требуют проведения мероприятий по устройству дополнительной защиты проводника PEN от механических повреждений.

Тип заземления ТТ

Система ТТ используется для подачи электричества за городом и в сельской местности по линиям электропередач, устанавливаемым на опорах. Подключение электроустановок по этой системе разрешается лишь в том случае, если невозможно обеспечить все условия электробезопасности в системе TN и избежать при этом неоправданных материальных затрат. При контакте с электроприборами защита от тока должна осуществляться путем отключения питания в цепи. Для этого правилами предписываются специальные изделия – устройства защитного отключения – УЗО.

Изолированный нейтральный проводник

Во втором варианте нейтральный провод совершенно не заземлен, или может быть связан с землей через установочные устройства, имеющие очень большое сопротивление. Такие системы применяют для ответственных объектов, например в медучреждениях для питания оборудования, используемого при поддержании жизнеобеспечения, на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Нейтраль, изолированная от заземляющего провода, защищена от возникновения наведенных токов. Заземление идет по отдельной шине, к которой подключены все заземляющие контакты в розетках.

Назначение и устройство

При изготовлении заземления по принципам вышеописанных систем, при обрыве заземленных проводников на корпусах электроприборов всегда существует возможность возникновения опасного напряжения, поэтому в таких системах ПУЭ регламентируют обязательное наличие повторного заземления в сетях.

Главной задачей, которая стоит при монтаже повторного заземления, является понижение напряжения, возникающего при касании открытых токопроводящих элементов электроприборов. Вследствие этого при замыкании на землю или на токопроводящие элементы корпуса, уменьшается вероятность получить травму от действия электрического тока.

Если смонтировано повторное заземление, то происходит следующее. При замыкании на корпусе отдельного электроприбора ток частично проходит в земле. В результате разность потенциалов между корпусом и землей уменьшается, и пользователь становится защищенным от удара током.

При реализации системы TN-C выполняется повторное заземление нулевого провода. Оно производится путем связывания проводника с землей через определенные интервалы и применяется вместе с основным контуром заземления.

В системе TN-C-S оно представляет собой повторное заземление нулевого защитного проводника PEN перед вводом в здание. Получается, что при обрыве проводника на участке «источник-здание» эффект заземления осуществляется через заземленный PE провод.

На вводе в электроустановку напряжением до 1 кВ обязательно монтируют повторное заземление, чтобы увеличить степень безопасности.

Повторное заземление на вводе в здание, независимо от его устройства, устанавливают еще и для того, чтобы исключить занос в цепи электротехники дома наведенных токов через внешние коммуникации. К тому же оно уменьшает потенциал на корпусе электроприборов, если вдруг оборвался N-проводник.

Линии электропередач

При использовании системы ТТ принцип повторного заземления реализуется путем соединения нулевого провода, расположенного на опоре линии электропередач с землей. Осуществляется заземление всех опор. Одновременно заземляются все стальные кронштейны, на которых закреплены изоляторы фазных проводов.

Необходимо устраивать повторное заземление на концах линий электропередач или на ответвлениях длиною 200 и больше метров. Для создания контура в первую очередь применяют естественные заземлители.

Совместимость с устройствами отключения

Все сказанное выше о повторном заземлении, как об одной из мер для повышения уровня безопасности при эксплуатации электроустановок, будет справедливо в том случае, если цепи в электроустановках защищены автоматами и предохранителями. При этом характеристики устройств отключения должны выбираться в соответствии с параметрами сети, полезной нагрузки.

Важно правильно выбрать материал и сечение проводников, как нулевого, так и заземляющего. Если в них возникнет ток короткого замыкания, то он должен минимум в 3 раза превышать порог срабатывания автоматики или других защитных приспособлений.

Нулевой провод делают непрерывным по всей длине от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Для соединения всех деталей этом участке применяют сварку. Присоединение к нейтрали допускается при помощи сварки или на болтах.

Важная характеристика – сопротивление

Контур повторного заземления обеспечивает в морозы и жару, в сухую и дождливую погоду сопротивление растеканию тока. Данное сопротивление не должно превышать 30 Ом при межфазном напряжении 380 В. Если напряжение 220 В, то сопротивление увеличивается до 60 Ом. Противодействие растекающемуся току должно быть максимум 10 Ом и 20 Ом соответственно для трехфазной и двухфазной сети.

При вводе в строение сопротивление у повторного заземления должно быть максимум 30 Ом.

Конструкция и материалы, используемые для контура повторного заземления одинаковы с применяемыми материалами для устройства основного заземляющего контура.

Качественное, выполненное с учетом всех норм и правил, повторное заземление обеспечит не только безопасность использования электроустановок, но и нормальный режим работы электроприборов, что позволит эксплуатировать их в соответствии с заявленными техническими характеристиками, повысить их функциональность и увеличить срок службы.

«Зачем необходимо делать заземление?» – Яндекс.Знатоки

Заземление – это принудительное соединение любых токопроводящих элементов с землей. Так как основной характеристикой заземления является переходное сопротивление между электродом и грунтом, то на практике данный показатель стараются уменьшить всеми возможными способами. В идеале переходное сопротивление должно стремиться к нулю, но согласно требований ПУЭ может быть не более 4 – 10 Ом, в зависимости от напряжения сети. В зависимости от конкретной ситуации все заземления условно подразделяются на защитные и рабочие.

В первом типе заземления с землей соединяются токопроводящие элементы, которые при нормальной работе электрооборудования ни в коем разе не должны попадать под какой-либо потенциал. На практике это корпус приборов, несущие и конструктивные элементы зданий, опор, закладных деталей и т.д. Задача защитного заземления – обеспечить перетекание электрического потенциала с корпуса электрических приборов в землю, в случае повреждения изоляции.

На рисунке выше приведена принципиальная электрическая схема, которая демонстрирует работу защитного заземления. В первом варианте представлен случай пробоя изоляции, когда корпус электрооборудования не соединен с землей, как видите, для человека складывается крайне опасная ситуация, в которой он может погибнуть даже от бытового напряжения в 220В (приблизительный ток 0,22А, в то время, как смертельным считается 0,1А). Во втором случае корпус электрооборудования соединен с землей и в случае пробоя изоляции человек, прикоснувшийся к такому корпусу, попадет под значительно меньший потенциал, который не только не опасен, но и должен отключиться при помощи защиты еще на этапе возникновения аварии.

Рабочее заземление используется как неотъемлемый элемент схемы, в бытовых условиях вы можете встретить его при подключении трансформатора в подстанции или КТП – нулевой вывод которого с низкой стороны соединяется с заземлением.

Заземление в частном доме

Заземление в частном доме.

  В этой статье постараюсь простыми словами раскрыть такую тему как заземление, и заземление в доме в частности.
Немного разберемся с определениями:
 Заземление – это присоединение различных частей электрической сети и корпусов электроприборов к заземляющему устройству.
  Заземляющее устройство (заземлитель) – это металлическая конструкция, закопанная в земле и имеющая электрический контакт с землей, чем больше площадь соприкосновения заземлителя с землей и чем лучше удельное сопротивление грунта, тем лучше контакт с ним, и тем меньше сопротивление для утекания тока в землю.

 Немного примитивной теории:
 Электрические приборы работают потому что, через них протекает электрический ток. У нас в розетках два рабочих гнезда, одно гнездо это фаза, другое ноль (нейтраль), и два защитных контакта “PE”
  Фаза “L” – от неё переменный ток, проходящий через электроприбор, всегда утекает в нейтраль (за исключением, когда приборы подключены треугольником в трехфазной сети, в таком случае нейтраль не используется, а используются только фазы, но это отдельный случай, к бытовым делам, это относится редко, хотя бывает).
  Нейтраль “N” — это фактически провод, подключенный к заземляющему устройству на трансформаторной подстанции, которая питает городской дом или посёлок, и в это заземляющее устройство утекает ток, прошедший через электроприборы.
  Провод заземления — “PE” (его подключают к корпусам электроприборов, либо напрямую, либо через контакты заземления в розетке, они находятся сверху и снизу современных розеток) – это провод, подключенный к тому же контуру заземления к которому, подключена и нейтраль.
  Заземлять электроприборы нужно для того чтобы, при его неисправности связанной с замыканием фазы на корпус прибора, фаза не оставалась на корпусе, а утекала в землю, и, при прикосновении к корпусу электроприбора, человека не ударило током. Казалось бы, заземлили, и пускай утекает себе, но это, как не крути, — аварийная ситуация, и потом, с общим заземлением может что-то произойти, и оно не сработает, фаза останется на корпусе, а это, уже реальный риск для жизни. Как раз для таких случаев и применяют такое устройство как УЗО (Устройство защитного отключения).
  Через УЗО ток протекает от фазы и через него же, возвращается в ноль, в нормальном режиме эти токи (выходящий и приходящий) равны и устройство не реагирует. Как только, ток начинает течь, куда-то еще, а не на ноль в УЗО (например, в человека или в заземление), оно это дело фиксирует и отключает нагрузку, тем самым предохраняя от опасной ситуации. Про УЗО я подробно рассказал в отдельной статье.

 Перейдем к разновидностям систем заземления, я бы сказал организациям подключения заземления к дому от трансформатора.

Существуют следующие системы заземления:

  Система TN-C – это когда от подстанции, к дому идут фазы и один провод, подключенный на подстанции к контуру заземления и совмещающий в себе функции, как рабочего нуля(“N” нейтраль), так и нуля защитного (“PE” заземление), этот провод называется PEN проводник. Такое подключение как раз применяется при организации электропитания в поселках.
  И ещё, при построении новых воздушных линий в посёлках, PEN проводник дополнительно подключают к заземлителю на опорах (столбах), (если когда-нибудь обращали внимание, то около столба торчит железка снизу, и она подсоединена к проводу PEN через арматуру внутри или снаружи столба, через специальный зажим, эта железка и есть заземлитель опоры).
  Дополнительное заземление PEN необходимо как для уменьшения общего сопротивления PEN проводника (чтобы сеть лучше работала), так и для подстраховки от обрыва нуля на подстанции. Про обрыв нуля и его последствия напишу в отдельной статье.
При подключении по этой системе, PEN проводник разделяется на ноль рабочий “N” и на ноль защитный “PE” на главной заземляющей шине “ГЗШ” в главном распределительном щите дома.
Схему подключения при системе TN-C прилагаю:

  Система TN-S – при ней проводники защитного и рабочего нуля идут от подстанции отдельно. Такую систему редко применяют, из-за дороговизны пятижильного кабеля, но иногда, по такой системе подключают таунхаусы, подземным кабелем, но тоже редко, в основном всегда у домов дополнительное свое заземление.

 

Система TN-C-S – Это основная рекомендованная система заземления, использующаяся при подключении зданий. 
  Она по принципу похожа на систему TN-C, только дополнительно у здания устраивается контур заземления, повторно заземляющий PEN проводник от подстанции. Эту систему заземления необходимо рассматривать и для частных домов.
  Но есть один нюанс! Если общая система питания поселка старая: идут отдельные алюминиевые провода без повторных заземлений, и стоит старый трансформатор, есть риски обрыва нуля: как отгорание на самом трансформаторе, так и обрыв на линии, например, от налипшего снега или упавшего дерева. В таком случае, токи от соседних домов потекут через Ваше заземление, а оно может не выдержать и создастся аварийная ситуация с непредсказуемым исходом. Для того чтобы избежать, применяют систему заземления TT в купе с реле напряжения(по-хорошему его необходимо в любом случае устанавливать), о нем я рассказал в статье про защитную автоматику щита.

 

  Система TT – это система, при которой, от трансформатора идут фазы и рабочий ноль, а заземление дома подключено на индивидуальный контур около здания. Это вполне рабочая система, только при одном условии: параметры самого заземлителя должны строго соответствовать требованиям, а именно сопротивление контура не должно превышать 4 Ом.

  Система IT— используется для подключения специальных установок, с особыми требованиями по электробезопасности, она отличается отсутствием PEN проводника от трансформатора и заземление подключено к местному контуру.

 

Но данная система может использоваться при подключении генераторов, об этом моменте я рассказал в статье про подключение генераторов к дому.

И так, с системами заземления разобрались, понятно, что для частного дома, нужно применять либо систему TN-C-S, либо TT.

Перейдем к организации самого контура заземления.

Как я уже говорил, заземлитель, это железки, закопанные в землю.
На текущий момент существуют два способа как организовать контур:
  Классический способ — это железный прокатный профиль, в основном трехметровые уголки 50 мм, вбитые в землю в специальной траншее и обваренные полосой 40мм, с выводом полосы на цоколь фундамента.
Контур делается в виде треугольника со сторонами 2 – 3 метра,  уголки забиваются в землю на вершинах треугольника.

 Для облегчения забивания уголков их нужно заострить болгаркой, и также, для улучшения характеристик контура заземления, разумно снять с уголков, так называемый, транспортировочный грунт, зачистив их шлифовальным диском.

Бывают ситуации, при которых нет возможности, сделать треугольник, в таком случае, делают прямую траншею длиной 4 – 6 метров, и уголки забивают, равномерно распределив по траншее. Как правило, для организации нормально работающего заземления, достаточно трех стальных уголков размером 50 мм и длиной три метра.

  Переход кабеля со стальной полосы на провод заземления, предусматривают на цоколе фунтдамента, для возможности дальнейшего обслуживания соединения. Для защиты, это соединение убирают, либо в распаячную коробку, либо обрабатывают битумной мастикой. Переход со стальной полосы на провод, выполнянтся болтовым соединением.

  Второй вариант организации контура заземлителя, заключается в применении готового комплекта модульного заземления. Это стальные, омедненные штыри, которые, забиваются в землю, поочередно вставляясь друг в друга. В процессе забивания, штыри впрессовываются друг в друга. Есть комплекты, в которых, штыри скручиваются между собой при помощи муфт.

На этом у меня всё, постарался раскрыть тему заземления, достаточно подробно и понятно.

С уважением, Александр Караваев.

Повторное заземление нулевого защитного проводника

Автор DUNDUK На чтение 4 мин. Опубликовано 13.06.2018

Повторное заземление нулевого защитного проводника — это заземление, выполненное через определенные промежутки по всей длине нулевого провода. Повторное заземление позволяет снизить напряжение нулевого провода и зануленного оборудования относительно земли при замыкании фазы на корпус как при нормальном режиме, так и при обрыве нулевого провода.

При занулении фазные и нулевые защитные проводники должны быть выбраны таким образом, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, обеспечивающий отключение автомата или плавление плавкой вставки ближайшего предохранителя.

Согласно ПУЭ, проводники зануления должны выбираться так, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой провод возникал ток короткого замыкания, превышающий не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или номинальный ток расцепителя автоматического теплового выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику. При защите сети автоматическими выключателями с электромагнитными расцепителями кратность тока принимается равной 1,1; при отсутствии заводских данных — 1,4 для автоматов с номинальным током до 100 А, а для прочих автоматов 1,25. Во взрывоопасных установках кратность тока должна быть не менее 4 при защите предохранителями, не менее 6 при защите автоматами с обратнозависимой от тока характеристикой и аналогично предыдущему при автоматах, имеющих только электромагнитный расцепитель. Полная проводимость нулевого провода во всех случаях должна быть не менее 50 % проводимости фазного провода.

Должна обеспечиваться непрерывность нулевого провода от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Поэтому все соединения нулевого провода выполняются сварными. Присоединение нулевого провода к корпусам электроприемников осуществляется сваркой или с помощью болтов.

В цепи нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей.

При замыкании фазы на корпус в сети, не имеющей повторного заземления нулевого защитного проводника (см. рис.), участок нулевого защитного проводника, находящийся за местом замыкания, и все присоединенные к нему корпуса окажутся под напряжением относительно земли Uк, равным:

где Iк – ток КЗ, проходящий по петле фаза-нуль, А; zPEN– полное сопротивление участка нулевого защитного проводника, обтекаемого током Iк, Ом (т. е. участка АВ).

Используйте на своих сайтах и блогах или на YouTube кликер для adsense

Напряжение Uк будет существовать в течение аварийного периода, т. е. с момента замыкания фазы на корпус до автоматического отключения поврежденной установки от сети.

Если для упрощения пренебречь сопротивлением обмоток источника тока и индуктивным сопротивлением петли фаза-нуль, а также считать, что фазный и нулевой защитный проводники обладают лишь активными сопротивлениями RL1 и RPE, то (4.3) примет вид:

Если нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление с сопротивлением rП (на рис. 4.9 это заземление показано пунктиром), то Uк снизится до значения, определяемого формулой:

где Iз – ток, стекающий в землю через сопротивление rп, А; Uав – падение напряжения в нулевом защитном проводнике на участке АВ; r0– сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника снижает напряжение на зануленных корпусах в период замыкания фазы на корпус.

При случайном обрыве нулевого защитного проводника и замыкании фазы на корпус за местом обрыва (при отсутствии повторного заземления) напряжение относительно земли участка нулевого защитного проводника за местом обрыва и всех присоединенных к нему корпусов, в том числе корпусов исправных установок, окажется близким по значению фазному напряжению сети (рис. 4.10, а). Это напряжение будет существовать длительно, поскольку поврежденная установка автоматически не отключится, и ее будет трудно обнаружить среди исправных установок, чтобы отключить вручную.

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при обрыве его сохранится цепь тока Iз, А, через землю (рис 4.10, б), благодаря чему напряжение зануленных корпусов, находящихся за местом обрыва, снизится до значений, определяемых формулой

При этом корпуса установок, присоединенных к нулевому защитному проводнику до места обрыва, приобретут напряжение относительно земли:

где r0 – сопротивление заземления нейтрали источника тока, Ом.

Итак, повторное заземление нулевого защитного проводника значительно уменьшает опасность поражения током, возникающую в результате обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазы на корпус за местом обрыва, но не может устранить ее полностью, т. е. не может обеспечить тех условий безопасности, которые существовали до обрыва.