Что такое зануление и каков принцип обеспечения электробезопасности с его помощью

Обновлено: 30.06.2024

Для защиты людей в быту при контакте с электроприбором, на корпус которого произошел пробой электрического тока, существуют 2 основных различающихся между собой принципом действия и условиями применения варианта – это подключение земли или нуля. Зануление – это перевод тока в электрощиток с последующим отключением автомата, а заземление – это отвод тока на заземляющий контур в грунте без прекращения подачи тока. Разберем, что собой представляют обе схемы защиты, в чем их принципиальные различия, а также как, когда и каким образом можно сделать зануление в частном доме.

Заземление

Перевод электрического тока с корпуса электрооборудования на специальный контур, физически погруженный в грунт, называется защитным заземлением. К каждому бытовому прибору от электрощитка подводится пара проводников – фазный и нулевой. Пробой фазы на металлический корпус (бойлера, стиральной машинки, радиатора и т. д.) представляет собой потенциальную угрозу здоровью и жизни домочадцев.

Чтобы это предотвратить корпус устройства соединяется специальной изолированной жилой с заземляющим контуром. Благодаря этому при пробое фазы электрический ток просто уйдет в землю – по пути наименьшего сопротивления. Поэтому даже при самом худшем сценарии развития событий человек если и получит разряд тока от соприкосновения с неисправной электротехникой, то вполне безопасный для здоровья.

Существуют 3-и основных варианта, как можно выполнить заземление, обустройство которых выполняется отдельно, без использования схем зануления:

Профессиональный. Применяется для обеспечения бесперебойной работы установок на производстве в обычном или аварийном режиме.

Бытовой. Используется для защиты людей в быту при пробое фазы на поверхность электрооборудования.
Стихийный. Предназначен для предохранения приборов от мощных разрядов тока, возникающих при попадании молнии.

Помимо этого, защитные заземляющие схемы классифицируются по признаку происхождения на 2-е разновидности:

Искусственные. Это специально изготовленная конструкция, соединенная проводниками с электроприборами. В качестве составных элементов применяются уголки, арматура, трубный прокат, провода. Отличается максимальной степенью надежности, полностью выполняют свои функции.
Естественные. Представляет собой бытовые конструкции, способные выполнять роль заземляющего контура. Это могут быть стальные трубы обсадки скважины, водопровод, канализация или железобетонные части сооружения. Главная особенность в том, что для обеспечения работоспособности требуется соблюдение специальных условий – конструкция не должна быть алюминиевой и с покрытием, к тому же, по ней не должны проходить горючие составы.

Важно! В отличие от зануления система заземления обеспечивает непрерывный и более надежный отвод электрического тока с поверхности бытового электроприбора непосредственно в грунт. В то время как, схема зануления прекращает подачу тока, только в момент его пробоя на корпус, путем отключения данной ветки сети контролирующим оборудованием.

Зануление

Принцип действия зануляющей защиты довольно прост и сводится к следующему алгоритму:

Электрощиток, предохранитель или иное контролирующее оборудование моментально обрывает подачу тока в данной части электроцепи.
В результате электроприбор обесточивается, человек находится в безопасности.

Различие между занулением и заземление

Между двумя рассматриваемыми способами защиты существует следующий ряд основных различий:

Особенности обустройства зануления в доме

Видео описание

Видео о том, что такое зануление:

Такое зануление, по сути, является некоторым аналогом заземления, но с учетом всех тех различий и особенностей, которые были рассмотрены. Кроме того, у зануляющей защиты есть один главный минус – отсутствие 100%-ой гарантии. Защита может просто не сработать в следующих случаях:

Если контакт нулевой жилы будет нарушен при неправильном монтаже или неграмотном подборе проводника.
Повреждение самого провода.
В случае недостаточной силы тока для срабатывания автомата.

Однако есть и положительная сторона – это возможность быстрой организации защиты без специального обустройства полноценного заземления. Поэтому такой вариант может использоваться, например, как временная мера, пока не будет подготовлен заземляющий контур во дворе дома.

Обратите внимание! При обустройстве защитного зануления важно грамотно подбирать провода и соблюдать правила электромонтажных работ. В противном случае место контакта проводника может легко обгореть, привести к возгоранию изоляции и пожару, при этом прибор останется без защиты, а люди в опасности.

Видео описание

Видео-обзор выбора способа зануления для дома:

Коротко о главном

Заземление – это отвод напряжения с корпуса электрооборудования в грунт посредством заземляющего контура. Существует его профессиональные, бытовые и стихийные варианты. Оно может быть искусственным специально созданным или естественным, когда в качестве передатчиков тока используются подходящие металлические конструкции.

Зануление отличается от заземления тем, что электрический ток при пробое на корпус отводится не в землю, а в распределительный щиток. Этим искусственно вызывается корочение, в результате чего срабатывает автомат и оборудование обесточивается. При этом основные различия между ними сводятся к следующим особенностям:

Зануление — это преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей электроустановок, не находящихся в нормальном состоянии под напряжением, с глухозаземлённой нейтральной точкой генератора или трансформатора, в сетях трёхфазного тока; с глухозаземлённым выводом источника однофазного тока; с заземлённой точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное зануление является основной мерой защиты при косвенном прикосновении в электроустановках до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью.

Содержание

Принцип действия

Принцип работы зануления: если напряжение (фаза) попадает на соединённый с нулем металлический корпус прибора, происходит короткое замыкание. Сила тока в цепи при этом увеличивается до очень больших величин, что вызывает быстрое срабатывание аппаратов защиты (автоматические выключатели, плавкие предохранители), которые отключают линию, питающую неисправный прибор. В любом случае, ПУЭ регламентируют время автоматического отключения поврежденной линии. Для номинального фазного напряжения сети 380/220 В оно не должно превышать 0,4 с.

Зануление осуществляется специально предназначенными для этого проводниками. При однофазной проводке — это, например, третья жила провода или кабеля.

Помимо быстрого отключения неисправной линии от электроснабжения, благодаря тому, что нейтраль заземлена, зануление обеспечивает низкое напряжение прикосновения на корпусе электроприбора. Это исключает вероятность поражения током человека. Поскольку нейтраль заземлена, зануление можно рассматривать как специфическую разновидность заземления.

Различают зануление систем TN-C, TN-C-S и TN-S.

Система зануления TN-C

Простая система зануления, в которой нулевой проводник N и нулевой защитный PE совмещены на всей своей длине. Совместный проводник обозначается аббревиатурой PEN. Имеет существенные недостатки, главный из которых — высокие требования к системам уравнивания потенциалов и сечению PEN-проводника. Применяется для электроснабжения трехфазных нагрузок, например асинхронных двигателей. Применение данной системы в однофазных групповых и распределительных сетях запрещено:

1.7.132. Не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник.

Система зануления TN-C-S

Усовершенствованная система зануления, предназначенная для обеспечения электробезопасности однофазных сетей электроустановок. Она состоит из совмещённого PEN-проводника, который соединён с глухозаземленной нейтралью питающего электроустановку трансформатора. В точке, где трёхфазная линия разветвляется на однофазные потребители (например в этажном щите многоквартирного дома или в подвале такого дома) PEN-проводник разделяется на PE- и N-проводники, непосредственно подходящие к однофазным потребителям.

Система зануления TN-S

Наиболее совершенная, дорогая и безопасная система зануления, получившая распространение, в частности, в Великобритании [2] . В этой системе нулевой защитный и нулевой проводники разделены на всей своей длине, что исключает вероятность ее выхода из строя при аварии на линии или ошибке в монтаже электропроводки.

Ошибки в реализации зануления

Иногда ошибочно [источник не указан 1309 дней] считают, что заземление на отдельный контур, не связанный с нулевым проводом сети, лучше, потому что при этом нет сопротивления длинного PEN-проводника от электроустановки потребителя до заземлителя КТП (комплектной трансформаторной подстанции). Такое мнение ошибочно, потому что сопротивление заземления, особенно кустарного, гораздо больше сопротивления даже длинного провода. И при замыкании фазы на заземлённый таким образом корпус электроприбора ток замыкания из-за большого сопротивления местного заземления может оказаться недостаточным для срабатывания АВ (автоматического выключателя) или предохранителя, защищающего эту линию. В таком случае корпус прибора будет находиться под опасным потенциалом. Кроме того, даже если применить АВ небольшого номинала, срабатывающий от тока замыкания на землю, все равно обеспечить требуемое ПУЭ время автоматического отключения поврежденной линии практически невозможно.

Поэтому раньше, до начала массового применения УЗО, заземление корпусов электроприемников без их зануления (то есть заземление по системе ТТ) вообще не допускалось. Пункт 1.7.39 ПУЭ -6:

В электроустановках до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью или глухозаземлённым выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземлённой средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается.

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземлённой нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие: Ra * Iа ≤ 50 В, где Iа — ток срабатывания защитного устройства; Ra — суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников — заземляющего проводника наиболее удалённого электроприемника.

См. также

Примечания

↑Правила устройства электроустановок. Архивировано из первоисточника 24 августа 2011.Проверено 19 сентября 2010.
↑Earthing

Литература

Вайнштейн Л. И. Меры безопасности при эксплуатации электроустанок потребителей. — М .: Энергия, 1977. — 176 с.

Зануление – это специально предусмотренное электрическое подключение открытых токопроводящих частей потребителей электроэнергии:

к нейтральной точке генератора (трансформатора) в сетях трехфазного тока,
к глухозаземленныму выводу сети однофазного напряжения,
к заземленной точке источника постоянного тока.

Такое подключение выполняется в целях обеспечения электробезопасности человека.

Для обеспечения подключения незащищенных от прикосновения токопроводящих частей электропотребителей к нейтральной точке источника электроэнергии предусмотрено применение нулевого защитного проводника.

Нулевой защитный проводник (обозначается PE – проводник для системы TN – S) – токопроводящая цепь, соединяющая открытые токопроводящие поверхности и глухозаземленную нейтральную точку на источнике питания в трехфазных сетях или заземленный вывод однофазной сети, или заземленную среднюю точку источника постоянного тока.

Следует различать понятия нулевого защитного проводника и нулевого рабочего или PEN – проводника. Рабочий нулевой проводник (обозначается, как N – проводник для системы TN – S) – это провод в электропотребителях напряжением до 1 кВ, применяемый для обеспечения электропитания, который соединен с глухозаземленным нейтральным выводом на генераторе или трансформаторе в сетях трехфазного тока, либо с глухозаземленной точкой на источнике однофазного тока, либо с глухозаземленным выводом на источнике в сети постоянного тока.

На практике допускается применение совмещенного (обозначается, как PEN – проводник для системы TN– C) нулевого защитного и нулевого рабочего проводника. Его роль выполняет цепь в электропотребителях напряжением до 1 кВ, совмещающая нулевой защитный и нулевой рабочий проводник. Использование зануления требуется для осуществления защиты человека от воздействия электрического тока при его прикосновении к токоведущим поверхностям за счет быстрого снижения напряжения на корпусе электропотребителя относительно земли, сопровождаемого быстрым отключением электроустановки от питающей сети

Зануление электроустановок

Обязательное защитное зануление необходимо выполнять на:

электроустановках напряжением питания до 1 кВ (трехфазные сети переменного тока, имеющие заземленную нейтраль). Чаще всего это сети переменного тока напряжением 380/220, реже – 660/380 В;
электроустановках напряжением питания до 1 кВ (однофазные сети переменного тока, имеющие заземленный вывод). Напряжение, как правило – 220 вольт;
электроустановках постоянного тока с напряжением до 1 кВ в сетях, имеющих заземленную среднюю точку источника.

Физически зануление осуществляется специальным проводом, имеющим надежный электрический контакт с открытыми токоведущими поверхностями электропотребителей.

Принцип действия защитного зануления

В случае замыкания фазного провода на корпус электропотребителя, имеющий зануление, возникает электрическая цепь тока с коротким замыканием (происходит замыкание фазного и нулевого защитного проводников). Появление тока короткого замыкания приводит к срабатыванию токовой защиты. Как следствие, происходит отключение такой электроустановки от электропитающей сети. Попутно, до наступления срабатывания автоматической токовой защиты обеспечивается снижение напряжения на поврежденном корпусе относительно земли. Это связано с наличием защитного действия повторного заземления на нулевом защитном проводнике и перераспределения напряжений в сети вследствие протекания тока в короткозамкнутой цепи.

Принципиальная схема зануления

Рассмотрим схему заземления:

Мы искренне надеемся, что наша статья помогла вам понять определение заземления, его назначение и принцип действия.

Зануление и заземление защищает человека от удара током при работе с электроприборами и установками. Что это такое, в чем разница между занулением и заземлением и когда лучше использовать первый или второй вариант? Ответы ниже.

Что такое зануление

Зануление – мера защиты пользователя электроустановок и приборов, которая нужна в случае аварии и подачи напряжения на корпус в результате пробоя изоляции. Суть зануления заключается в соединении через проводник корпуса и элементов электроприбора с заземленным выводом однофазного тока, заземленной точкой в сети постоянного тока или трансформатора.

На иллюстрации представлена схема зануления, где нулевой защитный проводник (PE) подключен к глухому заземлению. В свою очередь, рабочий ноль (N) подключен к защитному нулю (PE).

Существует три схемы зануления:

TN-C. Рабочий ноль и защита объединены в один проводник (PEN). Эту схему категорически запрещено использовать в сетях постоянного тока и однофазных сетях.
TN-CS. Рабочий ноль и защита объединены в проводник PEN, который разделяется на PE и N, которые подводятся к однофазной сети.
TN-S. Рабочий ноль и фаза разделены. Это наиболее безопасная схема.

При аварии и пробое изоляции благодаря занулению происходит короткое замыкание. Из-за короткого замыкания срабатывают автоматы-предохранители, поэтому подача тока на корпус мгновенно прекращается. Это защищает людей от удара током.

Зануление используется в промышленности, на магистральных линиях электропередач.

Что такое заземление

Заземление – способ защиты пользователя от удара током при подаче напряжения на корпус прибора в результате аварии. Суть заземления заключается в соединении корпуса электроустановки или прибора с землей.

Заземление выполняется с помощью заземляющего устройства. Оно состоит из заземлителя и заземляющего электрода. Заземлитель находится непосредственно в земле. Заземляющий электрод соединяет его с любой точкой электроустановки или сети.

На иллюстрации заземляющий проводник (PE) соединен с землей и рабочим нулем (N).

Есть несколько систем заземления:

Система TN с описанными выше схемами TN-C, TN-S и TN-CS. В этих системах нейтральный проводник глухо заземлен.
Система TT. Токопроводящие части электроустановок и нейтральный проводник заземляются независимо друг от друга.
Система IT. Токопроводящие части электроустановок заземлены, нейтральный проводник не заземлен.

При аварии и подаче электричества на корпус благодаря заземлению срабатывают автоматы-предохранители. Если предохранители не срабатывают, большая часть электричества уходит в землю. Это защищает человека от опасного для жизни и здоровья удара током.

Заземление применяется в промышленности и в быту.

В чем практическая разница между заземлением и занулением

Как отмечалось выше, главная функция зануления и заземления – защита человека от удара током при пробое изоляции и подаче напряжения на корпус электроприбора или установки. Эти способы защиты работают по-разному.

Обозначение заземления на схемах и электроприборах

При использовании зануления пробой изоляции и подача электричества на корпус вызывает короткое замыкание. Чтобы зануление защитило человека от удара током, должен сработать автомат-предохранитель.

Заземление надежнее защищает человека от удара током. При пробое изоляции и подаче электроэнергии на корпус срабатывает автомат-предохранитель и напряжение отключается. Если автомат не срабатывает, а человек прикасается к корпусу, благодаря заземлению большая часть тока уходит в землю.

Заземление обеспечивает двойную защиту от удара током.

У заземления есть еще одно важное отличие от зануления. Кроме защитной функции или профилактики электротравм, оно снимает электрический потенциал с корпуса электроприборов. Это необходимо для корректной работы чувствительной аппаратуры, например измерительных приборов, микрофонов, акустических систем и так далее.

Заключение

Зануление и заземление защищают человека от удара электрическим током при аварийных ситуациях, в результате которых напряжение подается на корпус электроприбора. При занулении происходит короткое замыкание и срабатывает предохранитель-автомат, который прекращает подачу напряжения. При заземлении срабатывает предохранитель или большая часть тока уходит в землю.

Кроме защитной функции, заземление обеспечивает корректную работу чувствительных приборов. Оно снимает электропотенциал с корпуса устройства.

Зануление сложнее реализовать. Также его эффективность зависит от качества автоматов-предохранителей. Поэтому зануление чаще используется в промышленности.

Заземление более надежно и его проще реализовать. Поэтому этот способ защиты чаще применяется в быту и при строительстве жилых зданий.

Читайте также: