Что такое защитное зануление и где оно применяется
Защитное зануление — система, в которой токопроводящие части оборудования, не находящиеся в норме под напряжением, соединены с нейтралью. В защитных целях преднамеренно создается соединение между открытыми проводящими элементами глухозаземленной нейтрали (в сетях трехфазного тока).
В сетях однофазного тока создают контакт с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а в случае с постоянным током — с глухозаземленной точкой источника тока. Хотя зануление характеризуется серьезными недостатками, система по-прежнему широко применяется во многих сферах для защиты от тока.
Разница между занулением и заземлением
Между занулением и заземлением имеются отличия:
- В случае заземления лишний ток и появившееся на корпусе напряжение перенаправляются в грунт. Принцип действия зануления основан на обнулении на щитке.
- Заземление более эффективно с точки зрения защиты человека от удара током.
- Заземление основано на быстром и значительном уменьшении напряжения. Тем не менее, какое-то (уже неопасное) напряжение остается.
- Зануление заключается в создании соединения между металлическими деталями, в которых отсутствует напряжение. Принцип зануления основан на умышленном создании короткого замыкания при пробое изоляции или попадании тока на нетоковедущие части электроустановок. Как только происходит замыкание, в дело вступает автоматический выключатель, перегорают предохранители или срабатывают иные средства защиты.
- Заземление чаще всего используют на линиях с изолированной нейтралью в системах типа IT и TT в трехфазных сетях, где напряжение не превышает тысячи вольт. Заземление применяют при напряжении более тысячи вольт с нейтралью в любом режиме. Зануление используют в глухозаземленных нейтралях.
- При занулении все элементы электроприборов, не находящиеся в стандартном режиме под напряжением, соединяются с нулем. Если фаза случайно коснется зануленных элементов, резко увеличивается ток и отключается электрооборудование.
- Заземление не зависит от фаз электроприборов. Для организации зануления требуется соблюдение жестких условий подключения.
- В современных домах зануление применяется редко. Однако этот способ защиты все еще встречается в многоэтажных домах, где по каким-либо причинам нет возможности организовать надежное заземление. На предприятиях, где имеются повышенные нормативы по электробезопасности, основной способ защиты — зануление.
Обратите внимание! Для правильного определения нулевых точек и выбора способа защиты понадобится помощь квалифицированного электрика. Сделать заземление, собрать элементы контура и установить его в грунт можно и своими руками.
Схема работы
Как было сказано выше, зануление основано на провоцировании короткого замыкания после попадания фазы на металлический корпус электроустановки, соединенной с нулем. Так как сила тока возрастает, подключается защитный механизм, отключающий электропитание.
По нормативам Правил установки электроустановок в случае нарушения целостности линии она должна отключаться автоматически. Регламентируется время на отключение — 0,4 секунды (для сетей 380/220В). Для отключения используются специальные проводники. Например, в случае однофазной проводки задействуется третья жила кабеля.
Для правильного зануления важно, чтобы петля фазы-нуля характеризовалась невысоким сопротивлением. Так обеспечивается срабатывание защиты за нужный промежуток времени.
Организация зануления требует высокой квалификации, поэтому такие работы должны выполнять только квалифицированные электрики.
На схеме ниже показан принцип работы системы:
Область применения
Защитное зануление используют в электроустановках с четырехпроводными электросетями и напряжением до 1 кВт в следующих случаях:
- в электроустановках с глухозаземленной нейтралью в сетях TN-C-S, TN-C, TN-S с проводниками типов N, PE, PEN;
- в сетях с постоянным током и заземленной средней точкой источника;
- в сетях с переменным током и тремя фазами с заземленным нулем (220/127, 660/380, 380/220).
Сети 380/220 допускаются в любых сооружениях, где зануление электроустановок обязательно. Для жилых помещений с сухими полами зануление обустраивать не нужно.
Электрооборудование 220/127 используются в специализированных помещениях, где отмечается повышенный риск поражения током. Такая защита необходима в условиях улицы, где занулению подлежат металлические конструкции, к которым прикасаются работники.
Проверка эффективности зануления
Чтобы проверить, насколько действенно зануление, нужно сделать замер сопротивления петли фаза-ноль в наиболее отдаленной от источника электропитания точке. Это даст возможность проверить защищенность в случае воздействия тока на корпус.
Сопротивление измеряется с использованием специализированной аппаратуры. Измерительные приборы оснащены двумя щупами. Один щуп направляют на фазу, второй — на зануленную электроустановку.
По результатам измерений устанавливают уровень сопротивления на петле фазы и нуля. С полученным результатом рассчитывают ток однофазного замыкания, применяя закон Ома. Расчетное значение тока однофазного замыкания должно быть равно или превышать ток срабатывания защитного оборудования.
Предположим, что для предохранения электроцепи от перегрузок и коротких замыканий подключен автомат-выключатель. Ток срабатывания составляет 100 Ампер. По результатам измерений сопротивление петли фазы и нуля равно 2 Ом, а фазовое напряжение в сети — 220 Вольт. Делаем расчет тока однофазного замыкания на основе закона Ома:
I = U/R = 220 Вольт/2 Ом = 110 Ампер.
Поскольку расчетный ток короткого замыкания превышает ток мгновенного срабатывания автомата-выключателя, делаем вывод об эффективности защитного зануления. В противном случае понадобилась бы замена автомата-выключателя на прибор с меньшим током срабатывания. Другой вариант решения проблемы — сокращение сопротивления петли фаза-ноль.
Нередко при проведении расчетов ток срабатывания автомата умножают на коэффициент надежности (Кн) или коэффициент запаса. Причина в том, что отсечка не всегда равна указанному показателю, то есть возможна определенная погрешность. Поэтому использование коэффициента позволяет получить более надежный результат. Для старого оборудования Кн составляет от 1,25 до 1,4. Для новой техники применяется коэффициент 1,1, так как такие автоматы работают с большей точностью.
Опасность зануления в квартире
Скачки напряжения опасны как для людей, так и для бытовой техники в квартирах. В многоквартирных домах одной из квартир достанется низкое напряжение, а другой — высокое. Если в розетке квартиры случится обрыв нулевого проводника, при следующем включении электроустановки (например, бойлера) человека ударит током.
Особенно зануление опасно в двухпроводной системе. К примеру, при проведении электромонтажных работ электрик может заменить нулевой проводник на фазный. В электрощитах эти жилы далеко не всегда обозначены определенным цветом. Если замена произойдет, электрическое оборудование окажется под напряжением.
По нормативам Правил установки электроустановок на бытовом уровне зануление не разрешается для использования в бытовых целях именно по причине его небезопасности. Зануление эффективно только для защиты больших объектов производственного назначения. Однако, несмотря на запрет, некоторые люди решаются на установку зануления в собственном жилье. Происходит это либо по причине отсутствия иных методов решения проблемы, либо из-за недостаточности знаний по данному предмету.
Зануление в квартире технически осуществимо, но эффективность такой защиты непредсказуема, как и возможные негативные последствия. Далее рассмотрим ряд ситуаций, которые возникают при наличии зануления квартире.
Зануление в розетках
В некоторых случаях защиту электроприборов предлагают выполнить путем перемычки клеммы розеточного рабочего нуля на защитный контакт. Такие действия противоречат пункту 1.7.132 ПУЭ, поскольку предполагают задействование нулевого провода двухпроводной электросети в качестве как рабочего, так и защитного нуля одновременно.
На вводе в жилое помещение чаще всего расположено устройство, предназначенное для коммутации фазы и нуля (двухполюсный прибор или так называемый пакетник). Коммутация нуля, используемого как защитный проводник, не допускается. Иными словами, запрещено использовать в качестве защиты проводник, электроцепь которого включает коммутационный аппарат.
Опасность защиты с применением перемычки в розетке состоит в том, что корпуса электроустановок в случае повреждения нуля (независимо от участка) попадают под фазное напряжение. Если нулевой проводник обрывается, электроприемник перестает функционировать. В этом случае провод кажется обесточенным, что провоцирует на необдуманные действия со всеми вытекающими последствиями.
Обратите внимание! При обрыве нуля источником опасности становится любая техника в квартире или в частном доме.
Перепутаны местами фаза и ноль
При проведении электромонтажных работ в двухпроводном стояке своими руками существует немалая вероятность путаницы между нулем и фазой.
В домах с двухпроводной системой жилы кабелей лишены отличительных признаков. При работе с проводами в этажном щитке электрик может попросту ошибиться, перепутав фазу и ноль местами. В результате корпуса электроустановок попадут под фазное напряжение.
Отгорание нуля
Обрыв нуля (отгорание нуля) часто случается в зданиях с плохой проводкой. Чаще всего проводка в таких домах проектировалась, исходя из 2 киловатт на единицу жилья. На сегодняшний день электропроводка в домах старого типа не только износилась физически, но и не способна удовлетворить возросшее количество бытовой техники.
При обрыве нуля дисбаланс возникает на трансформаторной подстанции, от которой питается многоквартирное здание. Перекос возможен в общем электрическом щите здания или в этажном щитке дома. Следствием этого станет беспорядочное понижение напряжения в одних квартирах и повышение — в других.
Низкое напряжение губительно для некоторых видов электробытовой техники, в том числе кондиционеров, холодильников, вытяжек и прочих аппаратов, оснащенных электрическими двигателями. Высокое напряжение представляет опасность для всех видов электроустановок.
Альтернатива занулению
В подсистеме TN-S зануление защитного проводника PE осуществляется лишь на одном участке — на контуре заземления трансформаторной подстанции или электрогенератора. В этой точке разделяется PEN-проводник, и далее защита и рабочий ноль нигде не встречаются.
В такой схеме энергоснабжения заземление и зануление органично взаимодействуют, создавая условия для высокой электробезопасности. Однако в системах, где нейтраль изолирована (IT, TT), зануление не используется. Электрическое оборудование, работающее в рамках системы TT и IT, заземляется за счет собственных контуров. Так как система IT предполагает подачу питания только специфическим потребителям, рассматривать такой способ организации защиты в жилых домах не имеет смысла. Единственная альтернатива неправильному, а потому опасному занулению шины PE — система TT. Особенно актуальна такая система, потому что переход на технически прогрессивные системы TN-S, TN-C-S технически и финансово затруднен для домов, чей возраст превышает 20 – 25 лет.
Электрическая сеть, построенная по стандарту TT, призвана обеспечивать качественную защиту от попадания под напряжение нетоковедущих частей. Все работы по организации зануления должны осуществляться в соответствии с нормами, указанными в пункте 1.7.39 Правил установки электроустановок.
Источник
Зануление розеток только если
В этой статье поговорим о том, что такое зануление, где оно применяется, а также об основных ошибках при его устройстве. Тема непростая, на форумах ведутся постоянные дебаты.
Интересно то, что часто даже электрики не могут правильно сказать, чем отличается зануление от заземления. Давайте разбираться. Для начала посмотрим, что о занулении говорится в ПУЭ.
Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока
Попросту говоря, зануление — это соединение корпуса электрического прибора с нулевым проводом.
Теперь посмотрим, что говорит нам ПУЭ про заземление
Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.
Простыми словами, заземление — это соединение корпуса электрического прибора с заземлителем. Заземлитель — это конструкция из металлических штырей, вбитая в землю.
Теперь давайте посмотрим, как устроены самые распространенные системы электроснабжения многоквартирных домов.
Старая, советская система TN-C
Более современная система TN-C-S
В обеих схемах используется совмещенный нулевой проводник PEN, который заземляется на трансформаторной подстанции.
Основное различие между ними в том, что в TN-C-S происходит разделение совмещенного проводника на рабочий ноль и защитный проводник. Это делается в во вводном общедомовом щите (ВРУ). При этом обязательно производится повторное заземление.
Если внимательно посмотреть на схемы, становится понятно, что рабочий ноль всегда соединен с землей, то есть заземлен. И возникает вопрос: а в чем, собственно, разница между заземлением и занулением? Ведь соединив корпус прибора с рабочим нулем, мы фактически соединяем его и с землей.
На самом деле, разница есть. Она заключается в принципе действия.
Заземление предназначено для того, чтобы отводить ток на землю. Таким образом уменьшается опасное напряжение на корпусе прибора или устройства.
Зануление предназначено для создания эффекта короткого замыкания при пробое фазы на корпус. При этом срабатывает автомат и отключает аварийную линию.
Таким образом, зануление и заземление в системах TN работает одновременно, так сказать, в одном флаконе. Поэтому, 3-й защитный контакт в евророзетках в системах TN является и заземляющим и зануляющим.
Исходя из этого, правильно говорить о совмещенном проводнике PEN, рабочем нулевом проводнике N и защитном проводнике PE. При этом, даже электрики не всегда понимают разницу между PE и N, а она весьма существенная.
Обычно, когда какой-нибудь «электрик дядя Вася» говорит о занулении, то подразумевает разного рода колхоз типа перемычек в розетках и тому подобном соединении защитного провода с нулевым. И это опасно.
Неправильное зануление может вместо защиты может стать причиной трагедии.. А встречается такая псевдозащита очень, очень часто.
Давайте разберемся, как правильно делается защитное зануление и чего делать категорически нельзя.
Запомните, разделение совмещенного проводника на рабочий ноль и защитный ноль должно производиться в общедомовом вводном устройстве (ВРУ). И уже оттуда защитный проводник должен идти к этажным щитам, а от них в каждую квартиру.
Таким образом, мы получаем пятипроводный стояк: 3 фазы, рабочий ноль и защитный ноль. В этом случае речь о так называемом занулении не идет, поскольку в каждую квартиру приходит отдельный защитный провод (системы TN-C-S и TN-S) . Его и нужно подключать к третьему контакту розеток.
В старых домах с немодернизированной проводкой обычно идет четырехпроводный стояк: 3 фазы и совмещенный ноль PEN (система TN-C). Вот тут-то и начинается полнейший бардак и жуткие косяки.
Начинается все в этажном щите. Часто в нем делают самостоятельное разделение PEN на PE и N.
Этот вариант имеет право на жизнь, но только при соблюдении важных правил. Вот главные из них:
Правило 1. В однофазных цепях разделять нулевой провод запрещено (ПУЭ — 1.7.132).
Как определить, какая сеть в вашем доме? В относительно нестарых домах подъездные стояки четырехпроводные: три фазы и один совмещенный ноль (PEN). То есть используется трехфазные стояки, соответственно трехфазная цепь.
В очень старых домах, сталинках и хрущевках, часто используется двухпроводный стояк, в котором только фаза и рабочий ноль. Отличительная особенность таких домов — отсутствие подъездных щитов. Стояки идут в шахтах между квартирами, а в самих квартирах специфические «горбатые» щитки. Вот в таких домах, как правило, используется однофазная сеть.
Правило 2. Совмещенный проводник PEN должен быть сечением не менее 16 мм по алюминию или 10 мм по меди.
То есть нулевой стояк должен быть сечением не меньше указанного. Во многих домах сечение меньше, в этом случае разделять совмещенный ноль на защитный и рабочий нельзя. Если у вас дом советской постройки с газовыми плитами, то в 80% случаев стояк в нем хилый.
Правило 3. После разделения PEN на PE и N нельзя вновь их соединять.
Здесь, думаю, пояснений не надо.
Правило 4. Защитный проводник PE должен быть неотключаемым.
То есть на него нельзя ставить автоматы и прочие разъединяющие устройства.
Правило 5. Разделять PEN нужно ДО всех автоматов, рубильников, выключателей.
Лучше сделать так: взять латунную шину и прикрутить ее винтами к щиту, чтобы между ними был контакт. От нулевого стояка через отдельный орех сделать отвод на эту шину. К шине подсоединить защитные провода PE из квартир.
Если не выполнено хотя бы одно их этих правил, то это будет не защита, а опасный для жизни колхоз.
Еще немного о том, чего делать нельзя
1) Соединять перемычкой защитный и нулевой контакты в розетке. Это одна из самых опасных ошибок!
При отгорании, повреждении или случайном отсоединении нуля, на корпусе всех приборов, подключенных к таким розеткам, сразу появится опасное фазное напряжение. В этом случае ни УЗО, ни автомат не сработают. Привет, смерть.
Тот же эффект будет при случайной смене фазы и нуля.
2) Сажать нулевой и защитный проводники на один винт в щитке
PE и N обязательно должны быть на разных зажимах (шинах). Причем, каждый провод из отдельной квартиры должен быть зажат отдельным винтом.
3) Занулять на незаземленный (незануленный) щит.
Обычно все щиты имеют прямой контакт с нулевым или защитным стояком (занулены). Но иногда контакта нет, по разным причинам. Например, отвалился соединяющий провод. Зануление на такой щит может привести к появлению на его корпусе опасного напряжения.
На практике, подобного рода косяки встречаются сплошь и рядом, в различных вариантах и сочетаниях. Могу посоветовать не полениться, изучить ПУЭ, а также не доверять свою проводку сомнительным личностям.
Источник
