Заземление физика процесса – Для чего нужно заземление? | Все об электрике в доме. Советы начинающим и основные сведения о работе электросети

Содержание

Что такое заземление и зачем оно нужно, заходите на сайт

Что такое заземление и зачем оно нужно? В кругу специалистов вопрос покажется абсолютно тривиальным, однако для большинства среднестатистических граждан – это загадка то ли природы, то ли техники.
А тем временем в основе лежат не слишком уж и таинственные физические явления; зато правильно выполненное заземление способно спасти жизнь и здоровье человека при возникновении электроЧП.

Содержание:

Риски
Заземление как панацея
«Физика и химия»
Идеал заземления

Немного физики

Электрический ток протекает между точками, которые имеют разный электрический потенциал – в первом приближении, разную величину электрического заряда. Чтобы ток побежал, эти точки нужно соединить проводящей средой – к примеру, медной проволокой. Такая ситуация в электрической розетке: в одном из её гнёзд ±220 В, а в другом — ровным счётом 0 В. Когда эти гнёзда замыкаются через включённый в розетку прибор, между ними начинает течь ток, который, собственно, и вдыхает жизнь в холодильник, фен, утюг, компьютер и т.д.

Земля считается абсолютным нулём – её заряд всегда 0 В. Это ключевой факт. А тело человека проводит ток – иногда не хуже, чем медный кабель.

Риски

А теперь – нередкая ситуация в квартире.

Представим обычную стиральную машину в обычной среднестатистической квартире. Ничто в мире не совершенно, а потому в стиральном приборе может повредиться изоляция в одном из многочисленных внутренних проводов. С огромной вероятностью повреждённый проводок, несущий напряжение 220В, коснётся внутренних металлических частей, которые соединены с корпусом машины. Корпус прибора мгновенно окажется под напряжением. Если к этому корпусу прикоснётся человек, то он получит удар током.

Дело в том, что потенциал корпуса машины равен 220 В, а потенциал поверхности, на которой находится человек – 0 В. Вспомним, что тело человека — среда очень даже проводящая. Потому-то ток ринется с корпуса машины на пол через тело прикоснувшегося – вот и вся схема удара током.

Говоря по правде, что если человек будет в резиновой обуви на абсолютно сухом полу с абсолютно сухими руками, касание 220-ти вольт не особо повредит ему, поскольку сухость и соотвтетствующая обувь воспрепятствуют движеную тока – но часто ли могут быть выполнены все эти «абсолютно»?

Конечно, при наличии УЗО электроснабжение будет оперативно отключено… Однако это произойдет уже после удара током, последвствия которого могут быть плачевными.

Что самое интересное — напряжение может накопиться на корпусе прибора и не по причине неисправности, а из-за статического электричества. Это очень распространенная офисная проблема. Конечно, удар током не будет смертельным, однако вполне способен навредить здоровью. Уже начинаете понимать что такое заземление? Ну во всяком случае, мы продолжаем

Заземление как панацея

Казалось бы, явление неизбежно…, и ударят ли током наши любимые электроприборы, решать только им. Ан нет! Серьёзную помощь может оказать заземление, будь оно правильно смонтированным… и вообще будь оно. В описанной ситуации система заземления взяла бы удар током на себя, а человек ощутил бы лишь лёгкое покалывание.

«Физика и химия»

Заземление представляет собой процесс соединения металлических частей электроприборов с землёй. Выводятся «на землю» те части, которые могут прямым или косвенным образом грозить ударом током в случае, если по причине мини-ЧП окажутся под напряжением. Цель у заземления одна, но зато какая – обезопасить жизнь и здоровье человека.

Схема самодельного заземления могла бы выглядеть так. К корпусу электроприбора надёжно прикреплен провод, который выведен на улицу через дверь, окно и любой другой проём или отверстие. В землю вбит металлический штырь (уголок, прут, труба). К этому-то изделию и крепится провод, идущий от корпуса стиральной машины.

Почему такая схема работает? Начнём с того, что потенциал земли всегда 0 В, а на нашем корпусе может оказаться все 220 В – потому ток потечёт в землю, которая совершенно от этого не пострадает. Зато человек, коснувшийся корпуса, окажется в безопасности, поскольку ток выбирает для своего пути на землю лучший проводник и течёт через него. Если есть заземление, то оно и есть лучшим проводником электричества.

Идеал заземления

Но самое надёжное и грамотное заземление – то, которое предусмотрено в устройстве электрической проводки дома или квартиры. В таком случае в проводке помимо двух проводов (фаза и нуль) имеется и провод заземления – то есть кабель получается трехжильным. Третья жила и соединяется с землёй по всем правилам ПУЭ.

Заземляющая жила ветвится, подходя к каждой розетке. Розетка, в свою очередь, имеет дополнительный контакт – те самые «усики» по бокам гнезда, которые есть у многих современных розеток. Электроприбор, в котором предусмотрено заземление, имеет вилку с дополнительными боковыми контактами и трехпроводный шнур. Третий провод – заземляющий, он соединён с корпусом прибора и другими металлическими элементами, которые могут оказаться под напряжением и быть опасными для человека. Заземляющий провод выводится на боковые контакты вилки, которые, в свою очередь, через «усики» розетки уведут невесть откуда возникшее напряжение в землю. Однако следует иметь в виду, что розетка, имеющая заземляющие контакты, по-настоящему заземлена лишь в случае, если заземление есть и в схеме электропроводки.

К сожалению, в многоквартирных домах старой постройки подобное явление – большая редкость, как, впрочем, и в частных домах среднего возраста. Однако на первых этажах есть какая-никакая возможность восполнить электрический пробел и смонтировать заземление.

Заметим, что крайне желателен профессиональный монтаж заземления согласно правилам ПУЭ.

Нельзя вместо заземления использовать зануление – соединение заземляющего провода с нулевым. Также делают неграмотное заземление на трубы, радиаторы, а это запрещено так же строго, как и курение на бензоколонке.

Итак, учитывая увеличение количества электроприборов в наших жилищах, следует задуматься о профессиональном монтаже системы заземления в электропроводке жилища. Тем более, что некоторые современные приборы и вовсе строго запрещено эксплуатировать без профессионального заземления. Надеемся эта статья была полезна и вас больше не возникнет вопроса «

Что такое заземление?»

Вам также может быть интересно:

18. Объясните физическую сущность заземления и зануления.

Заземление — преднамеренное соединение потенциально опасных или токоведущих частей электроустановки с заземляющим устройством.

Зануление — преднамеренное соединение потенциально опасных частей с заземленной нейтралью электроустановки до 1 кВ с целью автоматического отключения поврежденного участка сети.

Заземление следует применять во всех электроустановках напряжением выше 1 кВ, а также электроустановках до 1 кВ с изолированной нейтралью. Зануление — в электроустановках до 1 кВ с заземленной нейтралью.

19. Дайте определение терминов: заземление, зануление, защитное отключение, малое напряжение, двойная изоляция.

Заземление — преднамеренное соединение потенциально опасных или токоведущих частей электроустановки с заземляющим устройством.

Зануление — преднамеренное соединение потенциально опасных частей с заземленной нейтралью электроустановки до 1 кВ с целью автоматического отключения поврежденного участка сети.

Защитное отключение — автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети до 1 кВ, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыкании на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.

Малое напряжение — номинальное напряжение между фазами (полюсами) и по отношению к земле не более 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током.

Двойная изоляция — совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции электрооборудования, при которой повреждение только рабочей или только защитной (дополни­тельной) изоляции не приводит к появлению опасного напря­жения на корпусе.

20. Как рассчитать заземление?

Основными электрическими параметрами ЗУ являются сопротивление растекания заземлителя и напряжение прикосновения в зоне заземления. Сопротивление заземлителя измеряют, как правило, по методу амперметра-вольтметра, используя для этой цели приборы АНЧ-3, ИКС-1, ИКС-50, М-416, МС-08 и др.

Токовый и потенциальный электроды необходимо располагать относительно центра заземлителя и относительно друг друга таким образом, чтобы взаимное сопротивление между ними равнялось сумме взаимных сопротивлений между каждым электродом и заземлителем.Сопротивление испытываемого заземлителя определяется на основании измеренных значений тока I и напряжения U по формуле R = U/I. Для достаточной точности измерения сопротивление вольтметра должно быть значительно больше сопротивления электрода П, которое может достигать 1-2 кОм. Значение тока

I при измерении ма­лых сопротивлений должно составлять 20-25 А.

21. Какое значение сопротивления растеканию тока заземляющего устройства обеспечивает электробезопасть?

Электроды заземляющих устройств выполняются из стальных труб, толщина стенок не менее 3,5 мм. Стальных угловых профилей толщина полок не менее 4 мм. Круглых d > 10 мм или прямоугольных сечением не менее 48 . В электроустановках до 1 кВт и выше с изолированной нейтралью проводимость заземления проводников должна составлять не менее 1/3 проводимости фазных проводников. Площадь сечения заземления проводников в помещении должна быть не менее 4 мм

2, 6 мм2 для алюминиевых, 24 мм2 для стальных, вне помещения допускается использовать только стальные проводники площадью сечения не менее 48 мм2. Магистрали заземления в производственных помещениях выполняются из стальной полосы площадью не менее 120 мм2.

Что такое заземление, или просто о простом / Habr

Добого времени суток, читатели.

Давно читаю ресурс, хорошая штука. Решил привнести и я немного ясности в нашу жизнь, а именно — в простую, казалось бы, вещь — заземление.

Навеяно статьей, но после прочтения комментариев у меня закрались сомнения — а всем ли понятно о сути заземления? Захотел добавить кое-что от себя, простыми словами, безо всяких ПУЭ. Ведь заземление — это защита, а стало быть — важно.

Итак:

Заземление — 2 вида по функционированию

1.
Электропроводяшие части корпуса оборудования (шкафы, etc.) соединены с нулем. Это, как правильно подсказывают, называется «занулением». Работает таким образом: корпус оборудования соединен с нулем и при попадании фазы на корпус происходит КЗ и вышибает автомат. Никто не пострадал.
2.
Если есть контур заземления, то электропроводящие части корпуса оборудования и etc., к которым может прикоснуться человек (и любой читатель этого топика), соединены с этим контуром. Как работает? Ток не «утекает» и не «впитывается» в землю, не утекает в среднюю точку обмоток трансформатора, с ним мало чего происходит. При пробое на корпус все, в т.ч. и контур здания становится под тем же напряжением, что и корпус. Контур соединен и с землей (той, по которой ходим), а значит, человека не ударит током — в цепи уравнены потенциалы. Все становится под фазой.
Почему не довольствоваться одними лишь автоматами? Да потому, что время срабатывания не равно нулю у любого суперавтомата. Земля действует быстрее любого УЗО!
Про молниезащиту

Немаловажную роль в этом играет заземление (не буду писать слово «грамотно выполненное по всем ГОСТ» — топик рассчитан на простое понимание основы заземления, а не на изучение нормативов). Здесь цепь выглядит по-другому: в облаках скапливается потенциал по отношению к земле и при достижении определенной величины он разрядится (а вот здесь — да, ток уходит в землю, выравнивая потенциалы неба и земли, ибо такая цепь). Через проводящие материалы. Здесь важно, чтобы не через людей и оборудование. Делают молниеотводы, и их подключают к контуру. Толстыми железяками, чтобы уменьшить сопротивление, чтобы максимум тока потекло через наименьшее сопротивление. Но все равно — на протяженные провода и кабели ток наведется — и не мало вольт. Ток с вольтами могут пожечь все. Здесь помогают УЗИПы. Там стоят разрядники, которые при срабатывании на возросшее напряжение/ток замыкают все жилы кабеля на землю.

Такой вот краткий топик основ.

З.Ы. Здесь есть отличные иллюстрации

какие элементы нужно заземлять и как правильно это сделать

Вы когда-нибудь испытывали удары током, прикасаясь к металлическим корпусам домашней техники? Одной из причин угрозы поражения электрическим зарядом является отсутствие или неправильное заземление системы вентиляции в частном доме. Его устройство требуется для безопасного использования электрооборудования.

Согласитесь, что даже слабые импульсы не вызывают позитивных эмоций. А у людей с кардиостимуляторами последствия таких прикосновений могут быть особенно печальными.

Проверить правильность и целостность заземления не представляет особого труда. Не стоит ради этого очень часто приглашать электриков. Мы поможем вам достаточно глубоко разобраться во всех тонкостях контроля электробезопасности системы домашней вентиляции.

Содержание статьи:

Физическая суть процесса заземления

Красиво смонтированная и убранная в стены или каналы электропроводка, как и полное отсутствие электрических устройств в системе вентиляции, не гарантируют от травмы при контакте с ее металлическими частями. Только надежное соединение токопроводящих внешних конструкций вентиляционного оборудования с заземлением обеспечит вам уверенность в безопасности.

Части воздуховодов, корпуса вентиляторов из металла и других электропроводящих материалов, не находящихся в рабочем режиме под напряжением, положено заземлять. Такие требования прописаны в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

Электрический заряд на доступных для прикосновения элементах может появиться от повреждения изоляции близлежащих проводов, приборов или при накоплении статического электричества. Заземление означает, что при возникновении случайного электричество заряда, он будет утекать с воздуховода в землю.

Заземление круглого воздуховодаЗаземление круглого воздуховода

Прикосновение человека к заземленному воздуховоду становится травмобезопасным. Но только в том случае, когда величина электрического сопротивления вашего тела (приблизительно 1 кОм) выше, чем у металлического заземляющего проводника

Из школьного курса физики нам всем известно, что электроток идет по пути наименьшего сопротивления. Если сравнить, например, со свободным потоком случайно пролитой воды, то аналогия такая – вода не потечет вверх или вбок, а согласно силе земного притяжения устремится вниз. Так и с электрическим зарядом, случайно попав на заземленный воздуховод он утечет глубоко в землю к заземлителям контура дома.

Электропроводимость человека можно уменьшить за счет дополнительной изоляции от земли и других электропроводников. Для этого используют специальную защитную одежду, обувь. А можно и увеличить, за счет влажного незащищенного участка кожи.

Большему риску подвергается человек со встроенным металлическим медицинским прибором. Или увешанный различными металлическими украшениями. Еще сопротивление току снижается у людей в состоянии алкогольного опьянения.

Из чего состоит заземление?

Контур заземления представляет собой простую схему из двух элементов – проводников и заземлителей.

На всем протяжении воздуховодов, расположенных внутри помещений и снаружи дома, их внешние электропроводящие части, в нормальном рабочем режиме не находящиеся под напряжением, должны быть соединены в единую электрическую цепь. Не менее чем в двух точках эта связка прочно присоединяется к контуру заземления.

Крепление элементов заземленияКрепление элементов заземления

Для эффективности должен быть хороший контакт между отдельными элементами контура. Присоединение деталей корпуса воздуховода проводниками к системе заземления нужно производить не реже чем через каждые 40-50 метров

Выполнять заземление воздуховодов вентиляции необходимо в соответствии с нормами ПУЭ. Правила предписывают применять стальные полосы, медные провода или непосредственное соединение с заземленными трубопроводами, другими элементами конструкций. Обычно принято объединять заземление воздуховодов с общей системой заземления дома.

Классификация и типы заземлителей

Эти элементы любого типа находятся непосредственно в грунте. Заземление обеспечивает стекание электрического заряда в землю от корпусов и прочих нерабочих токопроводящих частей вентиляционного оборудования.

Заземлители бывают двух видов – естественные и искусственные. По нормам ПУЭ предпочтительно использовать естественные заземлители.

В частном доме к ним относятся:

  • металлические трубопроводы, броня силовых кабелей;
  • заглубленные железобетонные колонны, фундаменты;
  • металлические уличные конструкции, например, забор.

Запрещено использовать в качестве естественных заземлителей водопроводные и канализационные трубы.

Прежде чем присоединяться к разрешенным видам естественных заземлителей, следует определить их проводимость. Положения ПУЭ регламентируют максимальное значение сопротивления растеканию заземлителей. Для источников трехфазного/однофазного тока напряжением 380/220В его величина должна быть не более 4 Ом.

Измерение сопротивления растеканию контура заземленияИзмерение сопротивления растеканию контура заземления

Искусственные заземлители применяют после определения сопротивления растеканию естественных заземлителей. В том случае, когда измеренные специальным прибором значения превышают нормы ПУЭ

Чтобы заказать измерения, нужно обратиться в любую сертифицированную электролабораторию. Вам должны выдать протокол с результатом замеров и копии заверенных документов, удостоверяющих допуск специалистов, соответствие приборов метрологическим требованиям.

Отличия защитной и рабочей системы

Заземляющие проводники от воздуховодов могут присоединяться к главной заземляющей шине (ГЗШ) или к шине защитного заземления в электрощитах. При условии, что данное оборудование имеется в доме, где уже смонтирован, при необходимости, контур заземления.

Главная заземляющая шинаГлавная заземляющая шина

Обычно ГЗШ располагают в технических помещениях, гаражах, мастерских. Их можно легко использовать и в схеме заземления системы вентиляции

Если вы уже определились с тем, какие воздуховоды в доме по правилам нужно обязательно заземлять, то не перепутайте места присоединения. Дело в том, что в электрощитах имеется рабочая заземляющая шина. Она предназначена для рабочей функции, а не для защитной.

Рабочий нулевой проводник (N) является четвертой жилой питающего силового кабеля, где присутствуют три фазных провода (L). Он связан с нейтралью источника питания. В электрощите этот нулевой проводник соединяется с корпусом щита и шиной рабочего заземления.

Бывают кабели со специальной изолированной токопроводящей оплеткой, броней, которая может служить естественным заземлителем. Или с защитной заземляющей жилой (PE).

Она также соединяется с корпусом щитка и с другой заземляющей шиной, но уже не рабочей, а защитной. Не факт, что в вашем доме такой усиленный дорогой кабель использован в силовой схеме электропитания.

Схема электрощита с защитным и рабочим и занулениемСхема электрощита с защитным и рабочим и занулением

Заземляющие проводники от вентиляционного оборудования нужно присоединять к шине защитного нуля PE. Не перепутайте с шиной рабочего нуля N

С помощью рабочего нулевого проводника подключаются к электропитанию все приборы напряжением 220 В. То есть в розетке есть два контакта «фаза» и «ноль». Об этом осведомлены все домашние умельцы.

В евро образцах розеток присутствует еще заземляющий контакт. Никогда нельзя путать эти два совершенно разных понятия – заземление и зануление. Последствия могут быть печальными и для пострадавшего, и для собственника частного дома. Ведь именно домовладелец несет ответственность за безопасную работу всего оборудования.

Как сделать заземление воздуховодов?

Между фланцами необходимо смонтировать гибкие медные шунтирующие перемычки, если на воздуховодах отсутствуют заводские. Болтовое соединение, даже выполненное без изолирующих прокладок, вряд ли будет соответствовать правилам.

Так как переходное сопротивление контакта должно быть менее 0,1 Ома. Допускается соединение стыков металлоконструкций с помощью сварки стальных скоб.

Заземляющие проводники присоединяются:

  • через переходные шинки к болтам фланцев или других разъемных соединений;
  • обжимным хомутом, зачищенным и обработанным токопроводящей смазкой;
  • с помощью сварки или надежных разъемных соединений к несущему каркасу.

Выполнить видимое заземление нужно в начале и в конце воздуховода. В качестве переходных шинок можно использовать медные наконечники.

Заземление воздуховода в частном домеЗаземление воздуховода в частном доме

Правила требуют обязательного заземления воздуховодов, не зависимо от других принятых мер защиты, в том числе от статического электричества

Сечение стальных заземляющих проводников должно быть не менее 75 мм2. У медного проводника толщина сечения допускается от 10 мм2.

Заземлять проводящие ток части корпусов вентиляторов с контуром следует отдельными проводниками. Последовательное соединение вентиляторов с заземлением воздуховодов не допускается, должна быть только параллельная схема.

Монтаж заземлителей защитного контура

При реконструкции или строительстве частного дома отсутствующее заземляющее устройство тоже можно выполнить своими руками. Эффективность контура зависит от выбранной схемы соединения, типа и удельного сопротивления грунта.

Примеры схем заземляющего контура домаПримеры схем заземляющего контура дома

Расположение и количество электродов можно осуществить по любой из предлагаемых схем. Необходимого сопротивления добиваются за счет увеличения или длины электрода, или количества заземлителей

Сопротивление заземляющего устройства, используемого исключительно только для защиты человека от поражения статическим электричеством воздуховода, может быть увеличено до 100 Ом. Со способами измерения сопротивления ознакомит , прочесть которую мы рекомендуем.

Все этапы скрытых работ при монтаже заземляющего контура желательно сфотографировать. Распечатанные бумажные фотографии, нарисованные от руки схемы с точными размерами и указанными материалами, храните вместе с протоколами испытаний.

Это серьезные документы, которые называются паспортом заземляющего устройства. С их помощью можно контролировать изменения контура, планировать ремонты и даже снижать тарифы страховой компании при оформлении полиса на дом.

Типичные ошибки домашних мастеров

Самостоятельное заземление может быть выполнено безупречно. Но иногда невнимательность, спешка, невысокие практические навыки приводят к погрешностям в монтаже.

Наиболее распространенные распространенные недочеты и огрехи:

  • Слабый контакт из-за защитного покрытия разъемных соединений;
  • Несоответствие нормам размеров заземляющих проводников;
  • Быстро разрушающийся материал элементов системы заземления;
  • Соединение нулевого рабочего и защитного проводников.

Почему-то многие советуют располагать заземлители вдали от дома, выбирая цифры расстояния из глубины своего сознания. Все данные установки носят рекомендательный, но необязательный характер. Никакой опасности для человека контур не представляет, никаких ограничений в правилах по расстоянию нет.

Молния попадает в частный домМолния попадает в частный дом

Соединение заземления воздуховодов с контуром заземления молниеотводов не допускается. Огромный ток, протекающий по заземлению при попадании молнии, может вывести из строя всю вентиляционную систему

Некоторые «знатоки» советуют для лучшей проводимости насыпать в грунт к заземлителям соль. Не нужно слушать дилетантов, советуйтесь с профессионалами.

Действительно, в начале за счет повышения влажности возможно незначительное снижение сопротивления растеканию контура заземления. Но металлические элементы в такой среде быстро разрушатся за счет ускорения процессов коррозии заземлителей.

Проверка системы техническими службами

Осматривать заземление домашнего вентиляционного оборудования рекомендуется 2 раза в год весной и осенью. Обнаруженные обрывы, коррозию, прочие дефекты видимых наружных соединений нужно устранять как можно быстрее.

Установка заземлителей в грунтУстановка заземлителей в грунт

Проверка работоспособности защитного устройства с выборочным вскрытием грунта проводится не реже, чем раз в 12 лет. Одновременно измеряются сопротивления контактов воздуховода с заземлением, сопротивление растеканию контура заземления

Проводить измерения с привлечением электриков лучше в летнюю сухую погоду или в зимние заморозки. В этих условиях повышается удельное сопротивление грунта. А это значит, что величина сопротивления растеканию заземляющего контура будет максимальной. Что обеспечит его надежность, соответствие норме во все прочие сезоны.

Зачем нужно заземлять воздуховоды?

Игнорирование грамотного проектирования и монтажа заземления владельцы частных домов объясняют чаще всего нежеланием тратить лишние деньги. Почему-то люди, не имеющие специальных знаний в данной области, считают, что электробезопасностью можно здесь пренебречь.

Монтаж заземления вентиляционной системыМонтаж заземления вентиляционной системы

Прежде чем думать о ложной экономии средств, нужно познакомиться с возможными трагическими последствиями из-за отсутствия заземления. Не позаботиться об обязательной защите вентиляционного оборудования может только самый безответственный домовладелец

В России электротравмы являются причиной смерти в 2,7% несчастных случаев. За этими сухими цифрами скрываются конкретные человеческие жертвы. Суть в том, что электрический ток настигает неожиданно. Он не имеет запаха, цвета, его не увидишь и не почувствуешь, пока не прикоснешься или не определишь с помощью приборов.

Процесс присоединения металлических частей вентиляционного оборудования к заземляющим устройствам требует особой осторожности. Соблюдайте меры безопасности при работе на высоте, со сварочным оборудованием, с электроприборами.

Выводы и полезное видео по теме

Монтаж контура заземления в частном доме:

Состав вытяжной системы вентиляции здания:

Корпус вентилятора, воздуховоды и прочие элементы, на которых может оказаться электрический заряд, должны быть безопасны для случайного прикосновения человека.

Все заземляющие проводники, электроды, естественные заземлители имеют нормированные правилами электрические характеристики. Грамотно рассчитанная схема и правильно смонтированные защитные элементы прослужат вам много лет. Важно только периодически проводить техобслуживание и замерять электрические параметры частей заземления.

А как вы считаете – стоит ли делать заземление своими силами или лучше пригласить специалистов? В расположенной ниже форме для комментариев поделитесь вашим мнением, задайте вопросы нашему эксперту, оставьте отзыв.

ru:статьи:заземление [ЮниТех]

Определение

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.1)


Назначение

Суть заземления — служить проводником, тем самым защищая от поражения электрическим током.
Защитное заземление – заземление, выполняемое в целях электробезопасности.
Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности). 2)


Конструкция

Заземление состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем.

Заземлитель — металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей.3)

Заземляющие проводники — металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем.4)

Провод заземления (заземляющий провод)
В бытовой электропроводке:

  1. фазный провод (L) — имеет коричневый или красный цвет;

  2. нулевой рабочий провод (N) — («нейтральный» или «ноль») окрашивается в синий цвет;

  3. нулевой защитный провод (PE) — (заземляющий проводник) окрашивается в жёлто-зелёный цвет.5)6)

Принцип действия

Принцип действия защитного заземления заключается в снижении напряжений прикосновения и шага до безопасных значений. Механизм защиты здесь состоит в том, чтобы создать между корпусом электроустановки и землей электрическое соединение достаточно малого сопротивления для того, чтобы в случае замыкания на корпус прикосновение к нему (параллельное присоединение) не могло вызвать ток через человека такой величины, который угрожал бы его жизни и здоровью.7)
Допустим, случилась аварийная ситуация — сломалась стиральная машина. При этом замкнуло обмотку электродвигателя (или что-нибудь ещё) и корпус машинки оказался под напряжением. Человек, ничего не подозревая, может коснуться корпуса, после чего его ударит током. Для того, чтобы этого не произошло, стиральную машину заземляют. Тогда, если человек коснётся корпуса, ток пройдет не через него, а через заземление. А произойдёт так потому, что кожа человека имеет сопротивление порядка нескольких килоОм, а сопротивление заземляющего проводника не более 5-10 Ом, что в тысячу раз меньше, чем сопротивление кожи человека. Выходит, что току в тысячу раз проще пройти по проводу и уйти землю, чем пройти через человека.8)


Применение

Заземление делают для большинства электроприборов. Также, согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), объект, снабженный контуром заземления, обязательно должен оборудоваться и молниеотводом (например, частный дом).9)

Шнур (кабель) питания

Шнур (кабель) питания может иметь заземление.
Необходимо следить за тем, чтобы кабель был воткнут полностью.

Молниезащита

Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (грунт является средой, имеющей свойство «впитывать» в себя электрический ток).

Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.

Заземление в составе устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля, наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.

Яркий пример — накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на «пробросе» между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда, и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его. Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно «нагрузке» на линию перед оборудованием ставят УЗИП.

Классическое УЗИП — это газовый разрядник, рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше «запаса прочности» защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/кабеля.

При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).10)


Техническое обслуживание

1) Очистка. Очищают внешнюю часть проводников заземления щеткой и протирают обтирочным материалом.
2) Проверка стальных проводников. Осматривают проводники. Лёгкими ударами молотка определяют отсутствие разрывов и надежность сварных соединений внешней части стальных заземляющих проводников. При ударах на сварных соединениях не должны появляться трещины. При обрывах проводники подлежат сварке.
3) Проверка сопротивления цепи. Специальным прибором измеряют сопротивление цепи между электроприемниками и магистральной шиной заземления или зануления по схеме. Измеренное сопротивление цепи не должно превышать 0,1 Ом. При большем значении сопротивления проверяют состояние болтовых соединений. Ослабевшие болтовые соединения подтягивают. Болтовые соединения с коррозией контактных поверхностей разбирают, зачищают шлифовальной шкуркой, смазывают техническим вазелином, собирают и затягивают.
4) Окраска стальных проводников. Покрытые коррозией места стальных проводников зачищают стальной щеткой и шлифовальной шкуркой, протирают сухим обтирочным материалом и наносят кистью слой чёрной краски.
5) Проверка сопротивления заземлителя. Измеренное сопротивление заземлителя не должно превышать величины, указанной в паспорте. При отсутствии паспорта сопротивление заземлителя для сетей напряжением 380/220 В с заземленной нейтралью не должно превышать 4 Ом, а при суммарной мощности источника питания 100 кВ-А и меньше сопротивление заземления допускается не более 10 Ом. При большем значении сопротивления заземлителя определить причину и устранить.

Только авторизованные участники могут оставлять комментарии.

ru/статьи/заземление.txt · Последние изменения: 21.12.2015 12:30 (внешнее изменение)

Заземление и зануление — ElectrikTop.ru

Заземление и зануление

В электротехнике существует два понятия – заземление и зануление, при практическом применении которых большинство пользователей электроприборов впадают в заблуждение, ставя между ними знак равенства. На самом деле они принципиально отличаются друг от друга. Сегодня мы расскажем о том, в чем заключается эта разница.

Откуда появился ноль, и каким он бывает

Если рассматривать планету Земля с точки зрения электротехники, то она является сферическим конденсатором. В нем три элемента:

  1. Земная твердь, имеющая отрицательный потенциал.
  2. Ионосфера – слой атмосферы, воспринимающий и частично рассеивающий излучения Солнца. Она имеет положительный потенциал.
  3. Газовая атмосфера, имеющая диэлектрические свойства и играющая роль обкладки.

Разница потенциалов между обкладками этого глобального конденсатора равна 300 тыс. вольт. Она уменьшается по мере приближения к поверхности. Так, на высоте 100 метров ее значение 10 тыс. вольт.

Почему мы считаем потенциал Земли равным нулю, ведь на самом деле он имеет вполне материальное значение, хотя и c отрицательным знаком? Этот вопрос стоит задать ученым XVIII или XIX веков, заложивших основы электротехники.

Земной шар как конденсатор

Например, английскому физику Майклу Фарадею. Так им было удобнее измерять напряженность электромагнитного поля – принять за точку отсчета (ноль) Землю. Этот прием используется во многих отраслях науки. Например, в термодинамике. В ней за абсолютный ноль принята температура, при которой прекращается движение электронов в атомной структуре любого вещества.

Это так называемая шкала Кельвина, которая отличается от другой системы измерения температур – она предложена Андерсом Цельсием – на 273 градуса со знаком минус.

Итак, электрический ноль – это условное понятие, которое применяют в отношении любого предмета с отрицательным потенциалом. Его можно получить тремя способами:

  1. Присоединившись к земной тверди, отчего и произошло понятие «заземление».
  2. Кристаллическая решетка всех металлов имеет отрицательный заряд разной величины, что определяет степень их электрохимической активности. Поэтому достаточно присоединиться к металлическому предмету большой массы и объема. Два последних условия являются обязательными, поскольку тело должно иметь электрическую емкость, сравнимую с Земной. Это называется рабочим заземлением.
  3. Соединив проводники с текущим по ним переменным током так, чтобы в общей точке сумма их векторного сложения была равна нулю (так называемая схема звезда), из-за чего ее назвали нейтралью. Это основа приема, называемого в электротехнике занулением.

Заземление, зануление и нейтраль

Перечисленные выше способы получения электрического нуля используются в трех разных целях:

  1. Обеспечение безопасности людей.
  2. Защиты электроустановок.
  3. Обеспечение нормальной работы электроустановок.

Заземление

Это система, состоящая из заземлителя – любой металлической детали, имеющей непосредственный контакт большой площади с физической землей, а также соединительного проводника, передающего условно нулевой потенциал на детали электроустановки, которые не имеют непосредственного контакта с токоведущими частями. Последний в электротехнике называется «нулевой защитный проводник», на схемах он обозначается литерами РЕ.

Схематическое исполнение заземления

Применяется исключительно для защиты людей от поражения электрическим током за счет свойства, который имеет электрический заряд. Он распространяется только по пути наименьшего сопротивления. У защитного проводника и заземлителя оно не превышает единиц Ом, а тело человека, даже по кратчайшему пути прохождения тока, имеет электрическое сопротивление 1 кОм.

Используется в линиях напряжением до 1 тыс. вольт, подключенных к силовым трансформаторам по схеме глухозаземленной нейтрали – выходные обмотки соединены звездой, а общая точка (N) дополнительно подключена к заземлителю.

Защитные проводники подключаются только к корпусам однофазных электроприборов.

Нейтраль и рабочее заземление

Нейтраль – это проводник, являющийся общим для трех обмоток (схема «звезда») на выходе силового трансформатора. Разность потенциалов между ним и фазным проводником равна 220 вольт. На схеме обозначается буквой N.

Зануление электроустановкиВ однофазной сети переменного тока нейтраль используется для обеспечения работы электроустановок. Она делает цепь замкнутой, по ней течет ток. Второе ее предназначение – защита техники. При пробое изоляции или случайном касании проводников происходит короткое замыкание – мгновенное возрастание силы тока в десятки и сотни раз, что приводит к срабатыванию приборов защиты. Например, автоматических выключателей.

То, что по ней протекает ток, позволяет косвенно использовать её и для защиты людей. Для этого в схему питания электроустановки включается УЗО, работающее на принципе измерения разницы токов в фазном и нейтральном проводнике (дифференциальный трансформатор). Если человек прикасается к токоведущим частям, заряд уходит через него на землю, поскольку общее электрическое сопротивление тела меньше, чем электроустановки.

Баланс токов нарушается и УЗО отключает питание. То же самое происходит, если в результате пробоя изоляции фаза оказывается на корпусе прибора, к которому подключен защитный заземляющий проводник РЕ. В последнем случае вероятность электрической травмы существенно снижается или исключается полностью. Подробнее об устройстве и принципе работы УЗО читайте здесь, а о правильных способах подключения тут.

ВНИМАНИЕ! Категорически нельзя объединять проводники, обозначенные на схемах литерами PE и N, ведь у них разные задачи!

Ярким примером того, что между нейтралью и заземлением есть разность потенциалов, является схема подключения автомобильного генератора. По своей физической сущности он является трехфазной машиной переменного тока, статорные обмотки которого соединены звездой.

К выводу их общей точки подключается якорь реле, которое гасит лампочку «заряд» на панели приборов, после того, как генератор начинает вырабатывать ток. Происходит это потому, что между нейтралью и корпусом автомобиля возникает разность потенциалов, равная пяти вольтам.

Рабочее заземление на массу в сетях переменного тока напряжением свыше 127 вольт применяется только при выполнении специальных работ. Например, сварочных, когда требуется поджечь электрическую дугу. И является основным способом обеспечения функционирования установок постоянного тока, если соединение с физической землей невозможно.

На этом принципе построена электрическая схема автомобиля. Минусовая клемма аккумулятора замыкается на кузов, чем обеспечивается необходимая разность потенциалов.

Зануление

При подключении трехфазных электроустановок нередко возникает вопрос: «Зачем в кабеле четвертый, нулевой, провод, если напряжение 220 вольт не используется?» Эта жила может играть две роли:

  1. Защитного проводника PE при отсутствии общей точки подключения трансформаторов (схема «треугольник»).
  2. Технической нейтрали N, если выходные обмотки трансформатора соединены звездой.

В последнем случае нулевой провод подключается к металлическому корпусу электроустановки. Это и называется занулением. Оно предназначено лишь для защиты электротехники. Причем исключительно трехфазной и особенно той, которая из-за особенностей конструкции не имеет надежного соединения с физической землей.

Например, передвижных генераторов, ленточных пилорам с перемещаемым рабочим органом. Рабочий персонал зануление от электротравмы не спасает, поскольку между нейтралью и физической землей всегда существует разница потенциалов.

Заземление и нейтраль – это проводники, условно имеющие потенциал, равный нулю. При общем сходстве они выполняют разные задачи. Первый защищает человека от электротравмы. Второй обеспечивает работу электроустановки. Поэтому их нельзя объединять или подменять одно другим.

Для чего нужно заземление? | Все об электрике в доме. Советы начинающим и основные сведения о работе электросети

Процесс заземления не случайно признан важнейшим элементом любой работы с электропроводами. В его основе лежат элементарные природные законы, а именно — физические. Забегая немного вперёд, стоит сказать, что данный процесс спасает кучу человеческих жизней, отчего его актуальность приобретает огромные масштабы.

Краткое содержимое статьи:

Физическое обоснование

Как известно, электроток протекает от одного полюса к другому, которые имеют различный заряд по величине. Еще одним важным элементом электрической цепи является проводник, который и соединяет две эти точки. Такой проводящей средой может послужить медная проволока, например, в случае с обычной розеткой. Когда её гнёзда замыкаются, ток начинает течь в любые электроприборы.

Следует уяснить пару деталей. Земля считается нулём в плане заряда — всегда ноль Вольт. А тело человека является очень даже неплохим проводником в силу своих физиологических особенностей.

Чтобы понять, к чему может привести отсутствие заземления, можно смоделировать ситуацию, к примеру с бытовой стиральной машинкой. Внутренние провода в этой стиральной машине имеют свойство изнашиваться, повреждаться и всячески деформироваться.

Если такой провод прикоснется к металлической поверхности машинки, то заряд в 220 Вольт обеспечен всей поверхности прибора. Что же произойдет, когда человек в свою очередь коснется поверхности стиральной машинки? Очевидно, удар током со всеми вытекающими отсюда последствиями не заставит себя ждать.

Удар током происходит из-за разности в величине заряда, как было сказано выше. Человек находится на земле — заряд 0 Вольт, прикасается к электрическому аппарату с зарядом 220 Вольт.

А если добавить к этому, что электрическое напряжение на поверхности приборов может образовываться не обязательно по причине внутренних повреждений, а, например, из статического электричества, то очевидность проблемы не вызовет ни у кого сомнений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *