Что такое фаза, ноль, земля в электрике и зачем они нужны

Соединения нуля и заземления в электрощите по ПУЭ нужно или нет

Виды защиты от поражения электрическим током

В соответствии с пунктом 1.1 ГОСТ 12.1.030-81 защитное заземление или зануление (соединение нуль-земля) призвано обеспечить защиту людей от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции при прикосновении их к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования.

Заземление – это преднамеренное или случайное электрическое соединение металлических частей электрического оборудования, электроустановок, или точки сети к заземляющему устройству, шине или другому защитному оборудованию (пункт 01-10-09 ГОСТ Р 57190-2016).

Это может быть арматура в земле, строительные конструкции или специальные электроды. Данная мера является обязательной преднамеренной защитой как жилого, так и нежилого фонда.

Зануление – это преднамеренное соединение металлических частей не находящихся под напряжением в нормальном состоянии с нулевым защитным проводником (глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора).

В соответствии с пунктами 1.1.2, 1.1.3, 1.7 ГОСТ 12.1.030-81 зануление необходимо производить электрическим соединением металлических частей электрооборудования с заземленной точкой источника электропитания с помощью нулевого защитного проводника (PE).

Для нулевых защитных и заземляющих проводников можно использовать: специальные проводники, а также металлические конструкции зданий и сооружений.

Защитное заземление и зануление электрооборудования необходимо производить в обязательном порядке при использовании напряжения переменного тока номинальной величиной 220 (1 фаза) и 380В (3 фазы) и выше и напряжения постоянного тока величиной от 440В и выше. К тому же согласно п. 1.7.13 ПУЭ питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.

Системы заземления

В соответствии с пунктом 1.7.3 ПУЭ 7 при применении электрооборудования, рассчитанного на напряжение до 1 кВ, применяются способы заземления:

  • TN — ноль источника питания (от подстанции или генератора) глухо соединён с землей;
  • TN-С — TN, где защитный (PE) и рабочий (N) нулевые провода совмещены в одном PEN-проводнике;
  • TN-S — TN, где PE и N нулевые провода разделены на протяжении всей линии от подстанции;
  • TN-C-S — TN, где PE и N разделены на определенном участке цепи, а от подстанции до этого участка они объединены;
  • ТТ – ноль от подстанции глухо заземлён, а незащищенные электропроводящие конструкции электрооборудования соединены с заземляющим устройством, не связанным с глухозаземленным нулем от подстанции;
  • IT — ноль изолирован от земли или соединен с землей через большое сопротивление, а незащищенные металлические конструкции электрооборудования соединены с землей.

Расшифровка символов, первый из которых обозначает положение нуля блока электроснабжения по отношению к земле:

  • Т – заземлённый ноль (нейтраль);
  • I – изолированная нейтраль.

Второй символ – положение незащищенных металлических конструкций по расположению к земле:

  • Т – соединение с землей открытых токопроводящих частей и металлических конструкций, независимо от того, заземлена ли нейтраль от подстанции;
  • N – соединение токопроводящих частей с глухозаземленным нулем блока электроснабжения.

Символы, следующие за N, определяют место соединения рабочего и защитного нулевых проводов с заземлителем у потребителя или разделение нуля еще на подстанции:

  • S – рабочий (N) и защитный (РЕ) нули — это разные, разделенные проводники;
  • С – соединение в едином проводе (PEN) роли нулевых рабочего и защитного проводников.

При занулении нулевые защитные и фазные провода выбираются так, чтобы при пробое изоляции на корпус или нулевой проводник, возникающий ток короткого замыкания обеспечивал отключение автомата защиты или перегорание предохранителя.

Отличия зануления от заземления

Способы заземления и зануления обладают разным защитным действием. Зануление обеспечивает мгновенное срабатывание автоматических выключателей при замыкании фазы на корпус. При этом происходит обесточивание подключенных потребителей электроэнергии, например, станков, трансформаторов.

Но это не спасает человека от воздействия тока утечки, а также при обрыве нулевого проводника на корпусах электрооборудования появится напряжение. В связи, с чем зануление в чистом виде не используется.

При этом в электрооборудовании с четырехпроводной сетью с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом напряжением до 1000В зануление является основным средством защиты.

Реализация схем зануления и заземления имеет ряд отличий. Одно из основных – для заземления необходимо использовать кабели с отдельной жилой. Сечение PE-проводников может быть меньше сечения фазовых, а их изоляция всегда имеет желто-зеленый цвет.

Одно из основных преимуществ при реализации зануления – применение более дешевого кабеля. Преимущества заземления — оно работает всегда, не требует частого контроля качества соединения, достаточно раза в год.

Соединение нуля с «землёй» (зануление) в частном доме или квартире не только не обязательно, но и может быть небезопасным. Если нулевой провод отгорит или оборвется в этажном щите, то на бытовые устройства, работающие от 220 В, поступит напряжение гораздо большой величины, что приведет к выходу их из строя, к тому же на их корпусах появится опасное напряжение.

Под «землёй» здесь имеется в виду проводник, подключенный к корпусам электроприборов и заземляющим контактам розеток.

Для обеспечения наибольшей безопасности, можно рекомендовать устройство зануления и заземления одновременно. Для этого реализуется система TN-C-S — заземление и разделение нуля на вводе в дом, во вводном общедомовом электрощите ВРУ.

Как правильно соединить ноль с землей

Неправильное соединение нуля с землей может явиться причиной трагедии, вместо защиты. В общедомовом вводном устройстве (ВРУ) должно быть произведено разделение совмещенного нуля на рабочий и защитный проводники. Потом защитный ноль должен быть разведен к щитам на этажах, а затем в квартиры.

Получается пятипроводная сеть:

  • 3 фазы;
  • N;
  • PE.

К третьему контакту розеток надо подключать PE. В старых домах встречается четырехпроводная сеть:

  • 3 фазы;
  • совмещенный ноль
Читайте также:  ТОП-13 лучших японских автомобилей - рейтинг, сравнение, цены и отзывы

Если проводник РЕ изготовлен в виде алюминиевой шины, то сечение ее должно быть не менее 16 мм ² , если медная шина (латунная) – не менее 10 мм 2 . Это правило справедливо для ВРУ, в остальном следует руководствоваться нижеприведенной таблицей.

Сечение фазных проводников, мм 2 Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S≤ 16 S
16 35 S/2

На защитный проводник РЕ нельзя устанавливать автоматы, другие устройства разъединения, он должен быть неотключаемым. Разделять совмещенный ноль PEN необходимо до автоматов и УЗО, после них нигде соединяться они не должны!

  • защитный и нулевой контакты соединять в розетке перемычкой, т.к. при обрыве нуля на корпусах бытовых приборов появится опасное фазное напряжение;
  • нулевой и защитный проводники соединять одним винтом (болтом) на шине в щитке;
  • PE и N необходимо подключать к разным шинам, при этом, каждый провод из каждой квартиры должен быть прикручен своим винтом (болтом). Необходимо предусмотреть меры против ослабления крепления болтов и защиту их от коррозии и механических повреждений (пункт 1.7.139 ПУЭ 7).

Такое соединение применяют при современном электроснабжении жилых помещений или частных домов. Что соответствует требованиям ПЭУ- 7 (пункт 7.1.13) для сетей постоянного и переменного тока напряжением 220/380 вольт. После разделения объединять их категорически запрещается.

В частном доме зачастую мы получаем два или четыре провода от ВЛЭП. Чаще всего встречается 2 ситуации:

Ситуация №1 — хороший случай. Ваш электрощит стоит на опоре, под ней вбито повторное заземление. В электрощите две шины PE и N. К шине PE идёт ноль с опоры и провод от заземлителя. Между шиной PE и N перемычка, от шины N идёт рабочий ноль в дом, от шины PE – идёт защитный ноль в дом. Шины PE и N могут быть установлены в доме в распределительном щите, тогда ноль с землёй соединяется на одной шине в щите учета как на фото ниже.

Смысл — соединить ноль и заземление на вводе до всех УЗО и дифавтоматов и из этой точки к потребителям уже вести фазу, нейтраль и «землю».

Такие щиты сейчас часто собирают при подключении новых частных домов к электросети. При этом вводной автомат установлен на фазе, ноль с ВЛЭП идёт напрямую в счетчик, а разделение нуля (соединение с заземлителем) производится после него. Реже это делают и до счетчика, но зачастую энергосбыт против такого решения. Почему? Никто не знает, аргументируют возможностью хищения электроэнергии (вопрос, как?).

Ситуация №2 — Щит учета может быть как на опоре, так и в доме или на его фасаде, не имеет значения. У вас есть опломбированный вводной автомат и счетчик, соответственно вы имеете одну или три фазы и ноль. Как сделать заземление и нужно ли его соединять с нулём? Если ВЛЭП новая — нужно. Как и в предыдущем случае вы получите систему TN-C-S. Тогда: ноль от счетчика соединяют с PE шиной, к ней провод от заземлителя (который вы сделаете самостоятельно у себя на участке).

Если ВЛЭП старая – не нужно соединять ноль и землю (Глава 1.7. ПУЭ п. 1.7.59). Делайте систему ТТ (без соединения PE с N). В этом случае обязательно использовать УЗО!

В обоих ситуациях каждый провод на шинах должен быть затянут своим болтом — не суйте несколько PE или N-проводников под один болт (или винт).

Чем отличается заземление от зануления?

Отличие заземления от зануления значительное. Попробуем разобраться в этом вопросе. Зануление согласно ПУЭ – это преднамеренная защита, которая используется исключительно в промышленных целях и не должна практиковаться на бытовом уровне.

Но все же, очень часто, в квартирах делается зануление. По всем прогнозам, такая система далека от совершенства и совсем не безопасна. Почему же тогда прибегают к такой крайней мере? Отчасти из-за недостатка знаний в этой области, или из-за безвыходной ситуации.

Во время ремонта квартиры многие делают полный или частичный электромонтаж не только с целью удобства расположения розеток и выключателей, но и для замены изношенной электропроводки. Так же, современный человек желает сделать свое жилье более безопасным, поэтому, пожелания заказчика сводятся к тому, чтобы в доме было заземление.

  1. Что используется в новостройках: заземление или зануление?
  2. Можно ли в старом фонде сделать заземление?
  3. Как делается зануление?
  4. Можно ли сделать зануление в квартире?

Что используется в новостройках: заземление или зануление?

Новостройки по всем правилам обеспечиваются трехпроводным кабелем (фаза, ноль, земля) в однофазной системе и пятипроводным кабелем (три фазы, ноль, земля) в трехфазной системе, т.е. по системе заземления TN-C-S или TN-S. В таких системах занулением и не пахнет.

Можно ли в старом фонде сделать заземление?

Старый фонд очень редко подвергается реконструкции. Для того чтобы перевести с системы TN-C, т.е. двухпроводная система (фаза и ноль), на такие эффективные системы как TN-C-S и TN-S, в которых предусмотрен защитный проводник РЕ (земля), своими силами практически не возможно. Модернизацией в основном занимается специализированная электротехническая компания.

Система TN-C

В системе TN-C нет защитного проводника (земли). Никто не станет тянуть из своей квартиры отдельный заземляющий провод для того, чтобы сделать заземление, к примеру, в подвале. Хотя, некоторые решаются обеспечить себя заземлением, если квартира расположена на первом этаже. Но большинству населения такой маневр осуществить не представляется возможным.

Прежде чем подключить защитный проводник РЕ (земля) из квартиры, нужно определить, какие есть возможности.Определите наличие заземления в щитовой, к которой можно подключить третий проводник. В щитовой должна быть либо заземляющая шина РЕ, либо все этажные щитовые должны быть соединены между собой металлической шиной, и в итоге подсоединены к общему контуру заземления дома, т.е. речь идет о повторном заземлении. Это дает возможность подключить к щиту заземляющий проводник из квартиры. Если эти два варианта отсутствуют, значит, в доме нет заземления и в этом случае делают запрещенное зануление. Как уже было сказано ранее, такой метод в жилом секторе совсем не безопасен.

Читайте также:  Антифриз красный, зеленый, синий в чем разница, можно ли смешивать охлаждающие жидкости разных цвето

Как делается зануление?

Зануление не выполняет роль заземления, такая схема расчитана на эффект короткого замыкания. На производстве нагрузки более или менее распределены равномерно, и ноль выполняет в основном защитные функции. Здесь нулевой проводник цепляют к корпусу электродвигателя. При попадании на корпус электродвигателя напряжения одной из фаз, произойдет короткое замыкание. В свою очередь, сработает на выключение автоматический выключатель или автомат дифференциальной защиты. Следует принять во внимание еще один неоспоримый факт — все электроустановки на производстве соединены между собой металлической заземляющей шиной и выведены на общий контур заземления всего здания.

Можно ли сделать зануление в квартире?

Можно,но не нужно. Чем это грозит? Предположим ваше оборудование (стиральная машина,бойлер и др.) занулены. Если нулевой провод по каким-либо причинам обгорит или электрик случайно перепутал подключение проводов (вместо нуля подключил фазу), то ваше оборудование просто перегорит из-за большого напряжения.

Если вы запланировали электромонтажные работы в своем жилье, а затем узнаете, что в доме нет заземления ни в каком виде, все же лучше прокладывать трехжильный кабель. Две жилы (фаза и ноль) подключаем планово, а вот третий проводник защитного заземления оставляем незадействованным до ожидания реконструкции стояков, где будет предусмотрено заземление.

Если вы все же надумали сделать в квартире зануление, нужно помнить, что вы берете на себя огромную ответственность. В любом случае, при наличии заземления или зануления, нельзя пренебрегать установкой защитной аппаратуры, таких как УЗО (Устройство защитного отключения) и ограничитель напряжения.

Заземление и зануление: разбираемся в чем разница

Любая электроустановка должна быть заземлена. Это требование Правил устройства электроустановок (ПУЭ) одинаково распространяется на электроприборы с металлическим и пластиковым корпусом, устройства подключения и коммутации: распределительные и вводные щитки, розетки, выключатели.

Для чего необходимо заземление

Если энергоснабжение в помещении организовано в соответствии с ПУЭ, на входе, в распределительном щитке установлены защитные автоматы.

Эти выключатели срабатывают при превышении установленной силы тока: нагревается биметаллическая пластина, происходит ее деформация, и контакты автомата механически размыкаются.

Важно! Именно для этого, автоматы устанавливаются в разрыв фазного проводника. Нулевая шина может быть подключена напрямую.

Происходит разрыв цепи, находящейся под напряжением, электроустановка (или вся цепь) обесточивается, обеспечивая безопасность. Как это работает на практике, и что такое заземление в данной цепочке?

Заземление, это электрический контакт между линией, специально выделенной в электросети, и реальной (физической) землей. То есть шина заземления имеет электрический контакт с грунтом. Одновременно, любая установка, вырабатывающая или распределяющая электрический ток, соединена нулевым проводом с той же землей.

Мы с вами рассматриваем однофазные сети, в которых для питания используются две линии: ноль и фаза. Трехфазные системы в быту применяются редко, поэтому знание этих систем необходимо лишь профессионалам.

Даже если к вам в дом заведено три фазы (такое встречается в частном секторе), для конечного потребления все равно используется два провода: ноль и фаза.

Допустим, у вашей электроустановки (холодильник, бойлер, стиральная машина), особенно с металлическим корпусом, произошла утечка фазы. То есть, провод под напряжением касается корпуса (отсоединился контакт, нарушена изоляция, протекла вода). Прикоснувшись к электроприбору, вы будете поражены электрическим током. Кроме того, сопротивление в точке касания мизерное, вследствие чего произойдет мгновенный нагрев провода, и возгорание электроприбора.

Если ваш бойлер заземлен, электрический ток потечет по пути наименьшего сопротивления, то есть по контуру: фаза — «земля» — нулевая шина. Сила тока спонтанно возрастет, и сработает аварийное отключение в автомате защиты. Никто не пострадает, материальный ущерб не будет нанесен.

Если вы имеете поверхностные знания устройства электроустановок, возникает вопрос: а зачем нужно заземление, если то же самое произойдет между фазным и нулевым проводом? И собственно, чем отличается заземление от зануления?

Разберем ситуацию со схемами

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

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

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

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

На схеме это выглядит следующим образом:

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

Читайте также:  Сверление отверстий в металле виды инструментов, технология, приспособление для пробивки жести

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

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

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

Для справки: Обычно используется цветовая маркировка проводов:

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

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

Как отличить рабочий ноль и защитное заземление

Разумеется, проверять сопротивление между «нулевым» и «земляным» проводами не следует, особенно если энергосистема под напряжением. В общую щитовую вас тоже никто не пустит. Поэтому, проверять правильность разведения нуля и земли, будем с помощью мультиметра (бытового тестера).

Поскольку точки ввода заземляющих устройств (ноль на подстанции и шина заземления в доме) находятся на удалении друг от друга, между ними есть определенное сопротивление. Грунт, даже влажный, не является идеальным проводником. Если организовать электрическую цепь без нагрузки, мы увидим разницу в потенциалах.

Подключаем измерительный прибор к фазному контакту и рабочему нолю. На схеме это будет цепь «А». Фиксируем значение.

Сразу же подключаем тестер к фазному проводу и контакту защитного ноля. На схеме это цепь «Б». Разницы в потенциале нет: прибор зафиксирует одинаковое значение напряжения. Почему так произошло? При объединении рабочего и защитного ноля, ток в обоих вариантах измерения, фактически протекает по одному и тому же проводу. Сопротивление не меняется, потерь нет, падения напряжения не происходит.

Если ваши результаты измерения показали одинаковое напряжение – проводка подключена с нарушениями Правил устройства электроустановок.

Что произойдет при разнесенном рабочем ноле и защитном заземлении?

При подключении прибора к фазе и нолю, падения напряжения практически нет (на схеме это цепь «А»). Вы увидите действительное значение рабочего напряжения в сети. Подключив тестер к фазному проводу и защитному заземлению, вы замеряете потенциал в длинной цепи. Чтобы замкнуть круг, электрический ток (на схеме цепь «Б») проходит по реальному грунту между точками физических контактов «земли». Учитывая сопротивление грунта, произойдет падение напряжения от 5% до 10%. Прибор покажет более низкое напряжение.

Это говорит о том, что ваша электропроводка организована правильно, у вас имеется настоящее разнесенное защитное заземление. При наличии правильно подобранных автоматов, электрооборудование и пользователи надежно защищены.

Мы разобрались, в чем разница между заземлением и занулением. Польза от правильной организации электроснабжения очевидна.

А как быть, если в вашем доме вообще не предусмотрено защитное заземление

Понятное дело, при проведении капитального ремонта, электрики заменят проводку в соответствии с Правилами устройства электроустановок. Как минимум, в вашем вводном щитке появится три независимых провода: фаза, рабочий ноль и защитное заземление. Останется лишь заменить проводку в розеточной сети.

Но капитальный ремонт может быть выполнен через несколько лет, а вы уже сегодня пользуетесь бойлером и стиральной машинкой без заземления, или того хуже — с защитным занулением. Выход один: организовывать заземление самостоятельно. Если вы живете в частном доме — техническая сторона вопроса существенно упрощается. А вот для многоэтажек, стоимость и сложность работ зависит от этажа.

Как вариант — организовать вскладчину с соседями шину заземления, с распаячными коробками на каждой лестничной клетке.

Шина должна быть неразъемной до самого ввода в грунт. Вблизи фундамента, желательно не в дорожном покрытии, а на клумбе, организуется контур заземления согласно Правилам устройства электроустановок. Каждый жилец подъезда может подключится общей шине и завести «землю» в квартиру. Далее есть два варианта:

  1. Организовать контактную группу заземления в распределительном щитке, и заменить всю электропроводку на трехжильную.
  2. Внутри плинтуса, протянуть земляной кабель под каждую розетку, и завести его в монтажные коробочки.

При любом способе, вы защитите и свои электроприборы, и главное — свое здоровье.

Важно! Как нельзя организовывать защитное заземление

То, что «землю» нельзя брать из рабочего ноля, понятно из нашего материала. Есть любители заземлиться на трубы водоснабжения или отопления. Теоретически – стальная труба имеет связь с грунтом. На практике, по стояку могут быть вставки из полипропиленовых труб, и никакого контакта с «реальной землей» нет.

Кроме того, что вы не получаете надежного заземления, ставятся под удар соседи, которые могут получить удар током, просто взявшись за батарею отопления.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector