Відмінності між заземленням та зануленням, схеми та розрахунки

Чим відрізняється заземлення від занулення? Фахівці розібралися із цим питанням. Все це захисні заходи від пікових струмів. Передбачають роботу щодо недопущення ураження електрикою людини та побутових приладів. Назви різні, але все це системи захисту.

Щоб зрозуміти, у чому різниця між заземленням та зануленням, потрібно знати призначення та принцип роботи електричних пристроїв.

Принцип дії

Заземлювальний контур електричного ланцюга – система проводів, що з'єднує кожного споживача, в ланцюгу, що обслуговується, зі спеціальним заземлюючим контуром будівлі. При пробої на корпус приладу або витоку струму з пошкодженої проводки струм проходить по проводах до заземлювача.

Опір заземлення, зазвичай, виконується менше, ніж опір всього ланцюга. Тому струм тече «легким» шляхом і відводиться з корпусів обладнання.

Зануленням називається виконання електричного з'єднання струмопровідних корпусів приладів із глухозаземленою нейтраллю. При виникненні пікових значень струму, його потенціал відводиться за допомогою шини занулення в спеціальну щитову або на трансформаторну будку. Головне його призначення – у випадках пробоїв та витоків напруги на корпус обладнання, викликається коротке замикання, згоряють запобіжники або спрацьовують автоматичні розмикачі ланцюга.

Це і є головною відмінністю заземлення від занулення. Заземлюючий контур приймає він струми КЗ, занулення викликає спрацьовування запобіжних приладів.

Розберемо докладніше роботу систем захисту від дії електричного струму.

Особливості заземлювального пристрою

Основною метою заземлювального контуру є зниження потенціалу при пробої на корпус та короткому замиканні, до безпечного значення. При цьому на корпусі обладнання знижується напруга і сила струму до безпечного рівня. На виробництві заземлюють корпуси електроустаткування, будівель та приміщень від впливу атмосферних струмів.

При монтажі контуру в мережі трифазного струму не більше 1000 В застосовують ізольовану нейтраль. При більших рівнях напруги мережі монтується система з різними режимами нейтралі.

- Це ціла система, що включає в себе:

• заземлювач;
• заземлювальні горизонтальні провідники;
• підводять дроти.

Заземлювач поділяють на штучний та природний.

При можливості слід використовувати природний заземлювач:

• підземні трубопроводи водопостачання Але в цьому випадку необхідно обладнати трубопровід захистом від блукаючих струмів;
• підключаються на металоконструкції цехів та приміщень;
• сталева або мідна обплетення кабелю;
• трубопроводи у свердловині.

За нормами ПУЕ заборонено підключати заземлювальний контур на труби опалення та з пожежонебезпечними матеріалами.

При штучному оснащенні обладнання, що заземлюється, оберігається шляхом виготовлення контуру у вигляді рівностороннього трикутника з металевих штирів або куточків. Для лужного та кислого ґрунту, рекомендується використовувати мідний, оцинкований заземлювач. Для виготовлення контуру у вигляді трикутника необхідно заглибитися в землю на 70 см.

Не можна встановлювати групові заземлювачі у пробурені отвори. Їх необхідно забити на місці розмітки, на глибину, не менше 2-х метрів. Потім з'єднують заземлювачі в єдину конструкцію за допомогою відрізків сталевої смуги.

Корпуси кожного пристрою повинні обов'язково підключатися до системи захисту. У цьому, не можна підключати кілька споживачів послідовно, кожен пристрій має облаштовуватися лінією підключення.

Тепер про головне – значення рівня опору контуру. У нього сумується опори кожного приладу ланцюга та його дротів. При розрахунку опору контуру слід враховувати рівень значення ґрунту, розміри та глибину забивання заземлювачів. Необхідно враховувати температурні особливості регіону облаштування контуру.

Пам'ятайте – за спекотної погоди, місце установки слід заливати водою, ґрунт при висиханні змінює рівень опору.

При обслуговуванні мереж до 1000. В та потужності обладнання понад 100 кВА – опір контуру не більше 10 Ом. У побутових мережах оптимальним значенням буде 4 Ома. Напруга при дотику повинна бути меншою за 40 В. Мережі понад 1000 В захищаються пристроєм з опором не більше 1 Ома.

Це деякі особливості та принцип дії заземлення. Докладніше, ви можете ознайомитись у статтях з цієї теми на сайті.

Особливості та принцип дії занулення

Призначення занулення – метод захисного пристрою дозволяє провести підключення корпусів обладнання та інших деталей із металів із нейтраллю (нульовий захисний провідник). В умовах із заземленим захисним провідником та напругою в мережі не більше 1000 В, використовується схема занулення.

При пробої фазного струму на корпусі електроприладів та обладнанні відбувається КЗ фази. При цьому спрацьовують автомати захисного відключення струму і ланцюг розмикається. Цим і вирізняються дві захисні системи.

До приладів занулення відносять:

• плавкий запобіжник;
• автомат відключення струму;
• вбудовані у пускачі, теплові реле;
• контактор із тепловим захистом.

Виникла ситуація пробою фазної напруги. При цьому від корпусу електроустановки струм проходить по нейтралі на обмотку трансформатора. Потім від нього по фазі — на запобіжник. Плавкі запобіжники згоряють від пікових значень струму, електричний ланцюг припиняється подача напруги.

При цьому нуль безперешкодно проводить струм, дозволяючи спрацювати захисту. Його прокладають у безпечному місці, забороняється оснащувати його додатковими вимикачами та іншими пристроями. Значення рівня провідності дроту фази має бути наполовину більшою за нульовий провідник. Як правило, у цьому випадку використовують сталеві пластини, оболонки кабелю та інші матеріали.

Занулюючі провідники перевіряють на справність при здачі робіт з підключення та проведення електроенергії в будівлі, а також через певну кількість часу при користуванні електричною схемою. Не менше одного разу в період 5 - літнього терміну, проводяться виміри значень опору всього ланцюга фазного та нульового провідника на корпусах найдальшого обладнання від щита електропроводки, а також найпотужнішого обладнання в приміщенні.

Захисне занулення, в деяких випадках, може виконувати роботу захисного відключення. При цьому, відрізняються ці 2-і захисні системи тим, що у разі захисного відключення ланцюга, його можна використовувати в будь-яких умовах, за різних режимів заземлювального провідника, показників напруги ланцюга. У таких мережах можна обійтися без дроту нульового підключення.

Розрахунок занулення необхідно проводити з урахуванням всіх умов роботи та принципу його дії.

Захисне відключення виконують за допомогою захисної системи, яка відключає електрообладнання автоматично. При виникненні аварійних ситуацій та загроз ураження та нанесення електротравм людині, до таких ситуацій можна віднести:

• коротке замикання фазного дроту на корпус;
• пошкодження ізоляції електричної проводки;
• несправності на заземлюючому контурі;
• порушення цілісності провідників, що занулюють.

Ця захисна система нерідко використовується за неможливості провести захисні системи заземлення та занулення. Але на відповідальних ділянках, можливе встановлення захисного відключення і як додатковий контур захисту людини та обладнання від ураження струмами витоку та короткого замикання.

При цьому їх підрозділяють, залежно від величини струму на вході та змін реакції захисних пристроїв, на кілька схем:

• наявності напруги на корпусі обладнання;
• силу струму під час замикання на провід землі;
• напруги чи силу струму в нульовому провіднику;
• рівня напруги на фазі щодо значення на дроті землі;
• пристрої для постійного чи змінного струму;
• пристрої комбіновані.

Всі системи захисту та відключення подачі струму в мережу оснащуються автоматичними вимикачами. У їх конструкції передбачено встановлення спеціального обладнання захисного відключення. При цьому період часу для відключення мережі не повинен перевищувати 2-і десяті секунди.

На закінчення розберемо питання, яке може задати електрик-початківець.

Взаємозамінність захисних систем

Чи можна встановити занулення замість заземлення? На це запитання будь-який фахівець відповість «так», але лише у промисловому будинку.

У житловому приміщенні застосовувати таку схему захисту слід у дуже рідкісних випадках і тільки в нежитлових приміщеннях. Це зумовлено, насамперед, з нерівномірним навантаженням на провід фази та нейтралі. Працюючи, на дроти кожної фази надходить однакове навантаження, але з нейтралі загальної ланцюга проходить досить малий струм. Кожному відомо, що не можна торкатися фази, але можна виконувати роботу з нулем під навантаженням.

При цьому, переріз нульового дроту менше дроту фази. При довгому використанні він окислюється на скручуваннях, порушується шар ізоляції при нагріванні, у гіршому випадку він просто відгорить. При цьому напруга фази підходить до щитової, потім, через провід нуля йде до споживача. Корпуси приладів знаходяться під напругою, підвищується можливість ураження струмом людини.

Як радять деякі умільці в Інтернеті, можна підвести до кожного побутового приладу дроти системи занулення, але це спричинить значні витрати на проводку та подальший ремонт. Тому занулювати джерела у житлових приміщеннях не можна.

Краще в електрощиті встановити пристрій захисного відключення та спокійно користуватися побутовими приладами. Кожен захисний пристрій виконує своє призначення, при правильному розрахунку, монтажі та його використанні.