Найскандальніший питання - заземлення (занулення)
Говорячи загалом, можна помітити, що велика і жахлива сила електрики давно описана, підрахована, занесена в товсті таблиці.
Нормативна база, яка визначає шляхи синусоїдальних електричних сигналах частоти 50 Гц здатна увергнути будь-якого неофіта
в жах своїм обсягом. І, незважаючи на це, будь-якого завсіднику технічних форумів давно відомо - немає більш скандального питання,
ніж заземлення. Маса суперечливих думок на ділі мало сприяє встановленню істини. Тим більше, питання це на самому
справі серйозний, і вимагає більш пильної розгляду.
Основні поняття
Якщо опустити вступ "біблії електрика" (ПУЕ), то для розуміння технології заземлення потрібно звернутися (для початку)
до Глави 1.7, яка так і називається "Заземлення і захисні заходи електробезпеки".
У п. 1.7.2. ПУЕ сказано:
Електроустановки щодо заходів електробезпеки поділяються на:
електроустановки вище 1 кВ в мережах з ефективно заземленою нейтраллю (з великими струмами замикання на землю),;
електроустановки вище 1 кВ в мережах з ізольованою нейтраллю (з малими струмами замикання на землю);
електроустановки до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю;
електроустановки до 1 кВ з ізольованою нейтраллю.
У переважній більшості житлових і офісних будинків Росії використовується глухозаземленою нейтраллю.
Пункт 1.7.4. говорить:
Глухозаземленою нейтраллю називається нейтраль трансформатора або генератора, приєднана до заземлювального пристрою
безпосередньо або через малий опір (наприклад, через трансформатори струму).
Термін не зовсім зрозумілий на перший погляд - нейтраль і заземлюючих пристроїв на кожному кроці в науково-популярній пресі
не зустрічаються.
Тому, нижче всі незрозумілі місця будуть поступово пояснені. Введемо трохи термінів - так можна буде принаймні говорити
на одній мові. Можливо, пункти будуть здаватися "витягненими з контексту".
Але ПУЕ НЕ художня література, і таке роздільне використання повинно бути цілком обгрунтовано - як застосування окремих
статей КК. Втім, оригінал ПУЕ цілком доступний як в книжкових магазинах, так і в мережі - завжди можна звернутися до першоджерела.
1.7.6. Заземленням будь-якої частини електроустановки або інший установки називається навмисне електричне з'єднання цієї частини з заземлюючим пристроєм.
1.7.7.Защітним заземленням називається заземлення частин електроустановки з метою забезпечення електробезпеки.
1.7.8.Рабочім заземленням називається заземлення будь-якої точки струмоведучих частин електроустановки, необхідне
для забезпечення роботи електроустановки.
1.7.9.Зануленіем в електроустановках напругою до 1 кВ називається навмисне з'єднання частин електроустановки,
нормально не знаходяться під напругою, з глухозаземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах трифазного
струму, з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму, з глухозаземленою середньою точкою джерела в мережах постійного
струму.
1.7.12.Заземлітелем називається провідник (електрод) чи сукупність металево з'єднаних між собою провідників
(Електродів), що знаходяться в зіткненні з землею.
1.7.16. Заземлюючим провідником називається провідник, що з'єднує заземлюються частини з заземлювачем.
1.7.17.Защітним провідником (РЕ) в електроустановках називається провідник, застосовуваний для захисту від ураження людей
і тварин електричним струмом. В електроустановках до 1 кВ захисний провідник, з'єднаний з глухозаземленою нейтраллю
генератора або трансформатора, називається нульовим захисним провідником.
1.7.18. Нульовим робочим провідником (N) в електроустановках до 1 кВ називається провідник, який використовується для живлення
електроприймачів, з'єднаний з глухозаземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах трифазного струму,
з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму, з глухозаземленою точкою джерела в трипровідних мережах
постійного струму.
Поєднаним нульовим захисним і нульовим робочим провідником (РЕN) в електроустановках до 1 кВ називається провідник,
поєднує функції нульового захисного і нульового робочого провідників.
В електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю нульовий робочий провідник може виконувати функції нульового
захисного провідника.
Мал. 1. Відмінність захисного заземлення та захисного "нуля"
Отже, прямо з термінів ПУЕ випливає простий висновок. Відмінності між "землею" і "нулем" дуже невеликі.
На перший погляд (скільки списів зламано на цьому місці). По крайней мере, вони обов'язково повинні бути з'єднані
(Або навіть можуть бути виконані "в одному флаконі"). Питання тільки, де і як це зроблено.
Принагідно зауважимо п. 1.7.33.
Заземлення або занулення електроустановок слід виконувати:
при напрузі 380 В і вище змінного струму і 440 В і вище постійного струму - у всіх електроустановках (див. також 1.7.44 і 1.7.48);
при номінальних напругах вище 42 В, але нижче 380 В змінного струму і вище 110 В, але нижче 440 В постійного струму - тільки
в приміщеннях з підвищеною небезпекою, особливо небезпечних і в зовнішніх установках.
Інакше кажучи, заземлювати або зануляти пристрій, підключений до напруги 220 вольт змінного струму зовсім не обов'язково.
І в цьому немає нічого особливо дивного - третього проводу в звичайних радянських розетках реально не спостерігається. Можна сказати,
що вступає на практиці в свої права Євростандарт (або близька до нього нова редакція ПУЕ) краще, надійніше, і безпечніше.
Але по старому ПУЕ у нас в країні жили десятки років. І що особливо важливо, будинки будували цілими містами.
Однак, коли мова йде про заземлення, справа не тільки в напрузі харчування.
Гарна ілюстрація цього - ВСН 59-88 (Держкомархітектури) "Електрообладнання житлових і громадських будівель. Норми проектування"
Витяг з голови 15. Заземлення (занулення) і захисні заходи безпеки:
15.4.Для заземлення (занулення) металевих корпусів побутових кондиціонерів повітря, стаціонарних і переносних побутових
приладів класу I (що не мають подвійний або посиленої ізоляції), побутових електроприладів потужністю св. 1,3 кВт, корпусів
трифазних і однофазних електроплит, варильних котлів та іншого теплового обладнання, а також металевих неструмоведучих
частин технологічного обладнання приміщень з мокрими процесами слід застосовувати окремий провідник перетином,
рівним фазному, що прокладається від щита або щитка, до якого підключений даний електроприймач, а в лініях що живлять
медичну апаратуру, - від ВРП або ГРЩ будівлі.
Цей провідник приєднується до нульового провідника живильної мережі. Використання для цієї мети робочого нульового
провідника забороняється.
Виходить нормативний парадокс. Одним з видимих на побутовому рівні результатів стало комплектування пральних машин
"Вятка-автомат" моточків одножильного алюмінієвого проводу з вимогою виконати заземлення (руками сертифікованого
спеціаліста).
І ще один цікавий момент:
1.7.39.В електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю або глухозаземленим виводом джерела однофазного струму,
а також з глухозаземленою середньою точкою в трьохпровідних мережах постійного струму має бути виконано занулення.
Застосування в таких електроустановках заземлення корпусів електроприймачів без їх занулення не допускається.
Практично це означає - хочеш "заземлити" - спочатку "занулити". До речі, це має пряме відношення до знаменитого питання
"Забатареіванія" - яке по совршенно незрозумілої причини помилково вважається краще занулення (заземлення).
параметри заземлення
Наступний аспект, які необхідно розглянути - числові параметри заземлення. Так як фізично це не більше ніж провідник
(Або безліч провідників), то головною його характеристикою буде опір.
1.7.62.Сопротівленіе заземлювального пристрою, до якого приєднані нейтралі генераторів або трансформаторів або
висновки джерела однофазного струму, в будь-який час року має бути не більше 2, 4 і 8 Ом відповідно при лінійних
напружених 660, 380 і 220 В джерела трифазного струму або 380, 220 і 127 В джерела однофазного струму.
Це опір має бути забезпечено з урахуванням використання природних заземлювачів, а також заземлювачів
повторних заземлень нульового проводу ПЛ до 1 кВ при кількості ліній, що відходять не менше двох.
При цьому опір заземлювача, розташованого в безпосередній близькості від нейтралі генератора або
трансформатора або виведення джерела однофазного струму, повинно бути не більше: 15, 30 і 60 Ом відповідно
при лінійних напругах 660, 380 і 220 В джерела трифазного струму або 380, 220 і 127 В джерела однофазного струму.
Для меншої напруги допустимо більший опір. Це цілком зрозуміло - перша мета заземлення - забезпечити безпеку
людини в класичному випадку потрапляння "фази" на корпус електроустановки. Чим менше опір, тим менша частина потенціалу
може виявитися "на корпусі" в разі аварії. Отже, в першу чергу потрібно знижувати небезпеку для більш високої напруги.
Додатково потрібно враховувати, що заземлення служить і для нормальної роботи запобіжників. Для цього необхідно, що б лінія
при пробої "на корпус" істотно змінювала властивості (перш за все опір), інакше спрацьовування не відбудеться.
Чим більше потужність електроустановки (і спожите напруга), тим нижче її робочий опір, і відповідно має
бути нижче опір заземлення (інакше при аварії запобіжники не спрацюють від незначної зміни сумарного
опору ланцюга). Наступний нормований параметр - перетин провідників.
1.7.76.Заземляющіе і нульові захисні провідники в електроустановках до 1 кВ повинні мати розміри не менше наведених
в табл. 1.7.1 (див. Також 1.7.96 і 1.7.104).
Наводити всю таблицю не доцільно, досить витримки:
Для неізольованих мідних мінімальний перетин становить 4 кв. мм, для алюмінієвих - 6 кв. мм.
Для ізольованих, відповідно, 1,5 кв. мм і 2,5 кв. мм.
Якщо заземлюючі провідники йдуть в одному кабелі з силовою проводкою, їх перетин може становити 1 кв. мм для міді, і 2,5 кв. мм
для алюмінію.
Заземлення в житловому будинку
У звичайній "побутової" ситуації користувачі електромережі (тобто мешканці) мають справу тільки з Груповий мережею (7.1.12 ПУЕ.
Групова мережа - мережа від щитків і розподільних пунктів до світильників, штепсельних розеток та інших електроприймачів).
Хоча в старих будинках, де щитки встановлені прямо в квартирах, їм доводиться стикатися з частиною Розподільчої мережі
(7.1.11 ПУЕ. Розподільна мережа - мережа від ВП, ВРП, ГРЩ до розподільних пристроїв та щитків). Це бажано добре розуміти,
адже часто "нуль" і "земля" відрізняються лише місцем з'єднання з основними комунікаціями.
З цього в ПУЕ сформульовано перше правило заземлення:
7.1.36.Во всіх будівлях лінії групової мережі, що прокладаються від групових, поверхових і квартирних щитків до світильників загального
освітлення, штепсельних розеток і стаціонарних електроприймачів, повинні виконуватися трипровідними
(Фазний - L, нульовий робочий - N і нульовий захисний - РЕ провідники).
Не допускається об'єднання нульових робочих і нульових захисних провідників різних групових ліній.
Нульовий робочий і нульовий захисний провідники не допускається підключати на щитках під спільний контактний затискач.
Тобто від поверхового, квартирного або групового щитка потрібно прокладати 3 (три) дроти, один з яких захисний нуль (зовсім земля).
Що, втім, зовсім не заважає використовувати її для заземлення комп'ютера, екрану кабелю, або "хвостика" грозозахисту.
Начебто все просто, і не зовсім зрозуміло, навіщо заглиблюватися в такі складності. Можна подивитися на свою домашню розетку.
І з вірогідністю близько 80% не побачити там третього контакту. Чим відрізняється нульовий робочий і нульовий захисний провідники?
У щитку вони з'єднуються на одній шині (нехай не в одній точці). Що буде, якщо використовувати в даній ситуації робочий нуль як
захисного?
Припускати, що недбайливий електрик переплутає в щитку фазу і нуль, складно. Хоч цим постійно лякають користувачів, але помилитися
неможливо в будь-якому стані (хоча бувають унікальні випадки). Однак "робочий нуль" йде по численним штробі, ймовірно
проходить через кілька розподільних коробочок (зазвичай невеликі, круглі, змонтовані в стіні недалеко від стелі).
Переплутати фазу з нулем там вже набагато простіше (сам це робив не раз). А в результаті на корпусі неправильно "заземлення" пристрою
виявиться 220 вольт. Або ще простіше - отгоріт десь в ланцюзі контакт - і майже ті ж 220 пройдуть на корпус через навантаження електроспоживачів
(Якщо це електроплита на 2-3 кВт, то мало не здасться).
Для функції захисту людини - прямо скажемо, нікуди не годна ситуація. Але для підключення заземлення грозозахисту типу APC
не фатальна, так як там встановлена високовольтна розв'язка. Втім, рекомендувати такий спосіб було б однозначно неправильно
з точки зору безпеки. Хоча треба визнати, що порушується ця норма дуже часто (і як правило без будь-яких несприятливих
наслідків). Треба відзначити, що грозозащітние.Подвесние можливості робочого і захисного нуля приблизно рівні.
Опір (до сполучної шини) відрізняється незначно, а це, мабуть, головний фактор, що впливає на стікання атмосферних
наведень. З подальшого тексту ПУЕ можна помітити, що до нульового захисного провідника потрібно приєднувати буквально все,
що є в будинку:
7.1.68.Во всіх приміщеннях необхідно приєднувати відкриті провідні частини світильників загального освітлення і стаціонарних
електроприймачів (електричних плит, кип'ятильників, побутових кондиціонерів, електрорушників тощо) до нульового захисного
провіднику.
Взагалі, це простіше представити наступною ілюстрацією:
Мал. 2. Схема заземлення.
Картина задоволена незвичайна (для побутового сприйняття). Буквально все, що є в будинку, повинні бути заземлені на спеціальну шину.
Тому може виникнути питання - адже жили без цього десятки років, і всі живі-здорові (і слава Богу)? Навіщо все так серйозно міняти?
Відповідь проста - споживачів електрики стає більше, і вони дедалі потужнішими. Відповідно, ризики ураження виростають.
Але залежність безпеки і вартості величина статистична, і економію ніхто не відміняв.
Тому сліпо класти по периметру квартири мідну смугу пристойного перетину (замість плінтуса), заводячи на неї все, аж до металевих ніжок стільця, не варто. Як не варто ходити в шубі влітку, і постійно носити мотоциклетний шолом. Це вже питання адекватності.
Так само в область ненаукового підходу варто віднести самостійне риття траншей під захисний контур (в міському будинку крім проблем
це свідомо нічого не принесе). А для бажаючих все ж випробувати всі принади життя - в першому розділі ПУЕ є нормативи на виготовлення
цього фундаментального споруди (в скоєно прямому сенсі цього слова).
Підводячи підсумки вищесказаного, можна зробити наступні практичні висновки: Якщо Групова мережа виконана трьома проводами,
для заземлення / занулення можна використовувати захисний нуль.
Він, власне, для того і придуманий. Якщо Групова мережа виконана двома проводами, бажано завести захисний нульовий провід
від найближчого щитка. Перетин дроту повинно бути більше, ніж фазного (точніше можна впоратися в ПУЕ).
Диплом Гагарінське поле
Сайт радіоекспедиції RG50C
антенний календар
Чат на сайті
