Моя думка по системам заземлення

Заземлення - тема наскільки складна, настільки й проста. Недарма питання заземлення викликають безліч суперечок на електричних сайтах і форумах.

Спробуємо розібратися, що до чого в цій темі. Висловлю свою думку, яке іноді буде непопулярним. Кому потрібна офіційне трактування - читайте ПУЕ (пункт 1.7). Також в інтернеті багато сайтів і форумів, де докладно викладено питання заземлення.

суть заземлення

Для чого потрібно заземлення, якщо і без нього все прекрасно працює? Більш того, в нормальному режимі по дроту захисного заземлення струм взагалі не протікає.

Тут ключове слово - "захисне". Кого і від чого захищає заземлення? Воно захищає людські тіла від впливу електричного струму. А від чого захищає - від того, щоб небезпечна напруга ні в якому разі не з'явилося на тілі людини, і через людину не пішов струм.

Уявімо ситуацію. Є якийсь електричний прилад, наприклад праска. Праска підключається через ось таку вилку.

Корпус праски частково металевий. Що буде, якщо раптом фаза потрапить на корпус? В принципі нічого, праска навіть може продовжувати працювати. Але його корпус буде перебувати під потенціалом 220В щодо землі. А оскільки всі ми ходимо по землі, то доторкнувшись до металевого корпусу такого праски, через нас піде струм.

А далі - як пощастить. Якщо шкіра і підлогу сухі - просто трохи смикне ...

Але якщо корпус праски буде заземлений, то коли фазний провід потрапить на корпус, він з'єднається з заземленням, і піде в землю. При цьому відбудеться фактично коротке замикання, і виб'є захисний автомат даної лінії. А корпус як був під нульовим потенціалом, так і залишиться.

Іншими словами, якщо фаза раптом потрапить на корпус приладу, це вже не проблема людини. Це проблема самого приладу і захисного автомата, який повинен відключити цей прилад від фазного проводу.

Чому захисний автомат відключиться? Якщо фазний провід потрапляє на захисний (заземлення) провідник, це рівносильно короткого замикання, тобто максимально можливого струму в схемі. І автомат спрацює по електромагнітної захисту.

Нагадую, що є час-струмовий характеристика автоматичного вимикача, і при КЗ автомат буде працювати в правій зоні характеристики, де час відключення прагне до нуля. Детальніше - в моїй статті про вибір захисного автомата.

Тобто, ток в проводі захисного заземлення тече тільки в момент аварії, в решту часу він марний. Тому раніше на ньому економили, і використовували двухпроводную систему харчування, в якій є тільки нуль і фаза.

Позначення і переклад назв систем заземлення

Існують TN, TT і IT системи заземлення. Система TN, в свою чергу, використовується в трьох різних варіантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Перша буква говорить про спосіб заземлення джерела електричної енергії (генератора або трансформатора), по другий - споживача.

Букви ці взялися з французького, і означають: «Terre» - земля, «Neuter» - нейтраль, «Isole» - ізолювати, а також з англійської: «Combined» і «Separated» - комбінований і роздільний.

• T - провід підключений до землі.
• N - підключення до нейтрали.
• I - ізолювання.
• C - об'єднання функцій, з'єднання робочого і захисного нульових проводів.
• S - роздільне використання у всій мережі робочого та захисного нульових проводів.

Також в схемах систем заземлення використовуються наступні позначення:

• L - Line, Лінія, на якій діє фазна напруга по відношенню до нульового проводу.
• N - Neutral, робочий нуль, по якому протікає робочий струм, рівний току в проводі L (для однофазних систем).
• PE - Protect Earth, захисна земля, провід захисного заземлення.
• PEN - суміщений робочий і захисний нульовий провідник.

Короткий опис роботи систем заземлення

Системи заземлення відрізняються насамперед безпекою. Тобто, скільки шансів вижити дає людині така система після того, як на корпусі з'явилася фаза.

Виникає плутанина в термінології - одну і ту ж систему називаю і занулением, і заземленням. Вікіпедія пропонує системи TN називати занулением на тій підставі, що в них заземлювальний провідник PEN з'єднаний з нульовим (нейтральним) проводом джерела живлення. А вже цей провід в трансформаторі - заземлений. Заземлюється для того, щоб не було перекосу фаз.

Різниця між цими поняттями, на мою думку, дуже хитка. По-моєму, заземлення потрібно для підтримання напруги на рівні потенціалу землі на дроті PE і на всіх нетоковедущих частинах електроустановки, до яких він підключений. А занулення потрібно для створення струму короткого замикання при замиканні фази на тих же частинах електроустановки. У підсумку, ефект може бути один - заземлення або занулені частини ніколи не опиняться під фазною напругою, і при цьому повинен спрацювати захисний автомат. Це якщо коротко і своїми словами.

Взагалі, заземлення це більш широке поняття, ніж занулення.

Можна сказати, система захисту безпечна настільки, наскільки ця точка наближена до джерела напруги. І знову ж таки, що можна вважати споживачем - електрочайник, квартиру, багатоповерховий будинок, або район міста?

Ну а якщо фаза "прорветься" на корпус - її повинен знищити захисний автомат з 100% вірогідністю.

Тут важливими вважаю дві речі:

• Весь метал, який не під фазою, повинен бути під одним і тим же потенціалом. І бажано, щоб цей потенціал дорівнював потенціалу землі. Це - "самий нульовий" потенціал.
• Небезпечне - недоступно. Доступне - безпечно. Буває, дивишся в квартирні радянські щитки або РП і волосся ворушиться.

І ще, в який раз повторюся. Завжди розглядається ймовірність обриву нульового робочого провідника. Справа в тому, що при такому обриві на всій схемі приладу, аж до точки обриву нуля, присутній фазна напруга.

Детально пишу про це в статті про обрив нуля в однофазної і трифазної ланцюгах.

У разі дотику струм проходить через навантаження і через тіло людини. Не дивлячись на опір навантаження, цей струм залишається таким же небезпечним, як і при дотику до фазного проводу. Адже опір навантаження (наприклад, електропобутового приладу) завжди набагато менше опору тіла людини.